毕业设计（论文）立式液压驱动数控弯管机机械系统设计.docx

立式液压驱动数控滚弯机机械系统设计目录目录1第一章绪论21.1 弯管机在工业中的地位和各种弯管机的性价比21.2 弯管机的基本原理与选择3第二章弯管机的设计42.1 工件的工艺分析52.2 计算弯曲力矩52.3 电机的选取62.4 传动比的计算与各传动装置的运动参数82.5 皮带与皮带轮的计算与选取92.6 蜗轮蜗杆减速箱的计算与选取92.7 联轴器的计算与选取102.8 轴承的选取102.9 轴的初步计算与设计及校核142.10 齿轮的计算与设计172.11 大小齿轴前后端盖及轴承座的结构设计182.12 轴套的结构设计192.13 盖板的结构设计与计算202.14 机身的结构设计与计算212.15 弯管机的主要参数22第三章挡料架的结构设计233.1挡料架的结构设计23第四章液压系统设计244.1动力设计计算254.1.1压紧缸载荷分析并选定压紧缸缸径254.1.2计算切头缸载荷并选定切头缸缸径。264.1.3计算抓紧缸载荷并选定抓紧缸缸径274.1.4分析摆动缸载荷并选定摆动缸缸径294.1.4计算转动缸载荷并选定转动缸缸径294.1.6分析移位缸载荷并选定移动缸缸径304.2运动设计计算304.2.1确定切头刀具工作角度：314.2.2确定齿轮齿条模数及齿轮齿数314.2.3计算抓紧机构转位角度314.2.4计算转位缸行程并选定标准行程324.2.4计算切头缸工作行程并选定标准行程324.2.6分析压紧缸工作行程并选定压紧缸标准行程334.2.7选定抓紧缸标准行程334.2.8选定切头机构移动缸标准行程334.2.9计算切头机构摆动缸并选定标准行程334.2.10选定抽芯缸标准行程344.2.11选定定位缸标准行程34设计总结34参考文献35穹管机资料文件夹大轴A3AutoCAD图形传动部图AutoCAD图形214KB大致参数Word2007文档14KB立式液压驱动数控滚弯机机械系统设计MicrosoftWord文档大齿轮A3AutoCAD图形70KB大轴后端盖A3AutoCAD图形47KB挡料轴A3AutoCAD图形45KB驱动图AutoCAD图形261KB小轴承座A3AutoCAD图形46KB小轴套A4AutoCAD图形41KB全套图纸，加174320523各专业都有第1章绪论1.1 弯管机在自工工业中的地位和各种弯管机的性价比：现今工业发达，无论是哪一种机器设备、健身器材、家具等几乎都有结构钢管，有导管，用以输油、输气、输液等，而在飞机、汽车及其发动机，健身器材，家具等等占有相当重要的地位。各种管型品种之多、数量之大、形状之复杂，给导管的加工带来了不少的困难。对于许多小企业，家庭作坊，或者大企业中需要配管的场合，如工程机械上的压力油管，机床厂的液压管道发动机的油管健身器材的弯管等等，这些场合可能不需要功能全的弯管机，且加工的管件的难度不高，简易手动型的弯管机很可能适应。这系列弯管机采用手动夹紧，机械弯曲，机器结构简单，控制元件极少，因此价格上比较容易被用户接受。市面上现有的自动弯管机大多数是液压的，数控的（如图1,1-2）,也有机械传动的，但它们的占地面积较大（长度在2.54m之间），价格昂贵（25万元人民币或更多），然而大多数用户都需求是是小占地面积小价格便宜使用方便的自动本设计便是朝这方面的用途方面设计的自动弯管机，设计出一种价格便宜，占地面积少,使用方便的自动弯管机（长0.9M,宽0.8M,高1.D1.价格9000元人民币左右），并着手对弯管机的性能更进一步的强化，使其能弯曲不同口径或不同的钢型、采用制动电机以提高弯曲机的弯曲精度。大大的简化了电器控制系统，方便操作。液压弯管机1-1数控弯管机1-21.2弯管机的基本原理与选择弯管机的弯曲原理,在普通情况下有以下二种情况，即滚弯式与缠绕式。如下图1-1、1-2分别是弯管原理图。夹紧块夹紧块弯管模弯管模HJ式招滚图1-3图1-4二者各有优缺点：缠绕式主要用于方管的弯曲其结构复杂，而滚弯式主要用于圆管弯曲也可用于方管弯曲但没有缠绕式好，但结构简单。故本弯管机采用滚弯式。弯管的步骤大致是：1.留出第1段直线段长度，并夹紧管子。2 .弯曲。3 .松开夹紧块，取出管子，使模具复位。按管形标准样件在检验夹具上检查管形,并校正。4 .重复第1步，直至弯完管子为止。第二章弯管机设计2.1 工件工艺分析此工作件采用的直径为30mm,厚为2mm的无缝钢管做为弯管件，材料为10号钢，其最小弯曲半径为60mm,而弯曲件的弯曲半径为100mm,固其符合加工工艺性。弯管件要求不能有裂纹，不能有过大的外凸,不能有皱纹。其工件如图图2-1图2-1.12.2 计算弯曲力矩由弯管力矩公式由于弯管时弯曲半径越小所用的力矩越大，故以钢管在最小半径弯曲时的力矩来做为管的弯曲弯力矩。其式如下2.1(2-1)8%r2t4rjM=+33p其中q为弹性应力r为管材内径t为管材壁厚外为屈服应力P为中性层的弯曲半径M=8*3罕2a+4*号2。8*2*26420N.m33*952.3 电机选取由经验选取弯管机的弯管速度为8rmin则有P=M*/=2346*赵且2KW(2-2)60由工作功率为2KW所以电机功率P=(2-3)3%小、%、%、小、%分别为带传动、蜗轮传动、联轴器、齿轮、轴承的传动效率。取=0.96、%=0.9%=0.99、Z=O.97、%=0.98则2P=25KW0.96*0.9*0.994*0.97*0.98,由于弯管机需要弯多种型式的钢型，固选用较大功率的电机以使弯管机能够适用更大的弯曲范围，又由于弯曲机需要固有制动功能故选用配有制动功能的电机，且电机正反的频率过大，所以电机转速不宜过大，现取电机的转速为960rmin为宜。故选用电机的型号为YEP132S-6,其基本性能如表2.1表2.1YEP132-6的主要性能参数型号功率满载时堵转转矩哥大转达矩静制动转达矩不小于空我制动时间不大于噪声转速电流效率功率因数YEP132S-63KW960rnin8.8A77%0.672.22.229.4NmO.4/s71/db电机的主要安装尺寸如下B图2-2型号ABCDEFGHI1.YEP-132S-6280140893880315216132210515表2.2电机的安装尺寸单位（mm）2.4 传动比的计算与各传动装置的运动与参数由电机转速N尸960rmin,而弯管机的速度初拟为N1.8rmin所以总传动比=N1N5=120由皮带轮的传动比为14所以取皮带轮的传动比/；=2.5,由于单付齿轮的传动比为广8O便拟定取齿轮传动比g=3,则蜗轮蜗杆的传动比q=16,蜗轮的传动比不大这有利于提高蜗轮的寿命。为进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩（或功率）。如将传动装置各轴由高速至低速依次定为1轴、2轴以及z1,为相邻两轴间的传动比；小为相邻两轴间的传动效率;P1,P2-为各轴的输入功率（Kw）；T1,T2-为各轴的输入转矩（Nm）；N1,N2-为各轴的转速（rmin）；（1）各轴转速电机轴转速Nm=960r/minNQAO(2-4)蜗轮小轴端Ni=-=-=384r/minio2.5蜗轮大轴端N2=24r/min116小齿轮转速N3=N2=24r/minN24大齿轮转速N4=1.=8r/min1.3工作台转速Ns=N4=8r/min（2）各轴的输入功率电机输出功率Po=3KW蜗轮小轴输入功率Pi=Po*T7oi=3*71=3*0.96=2.88KW(2-5)蜗轮大轴输入功率齿轮小轴输入功率P2=Pi"2=Pi*%=2.88*0.9=2.59KWP3=P2*=P2*/3=2.59*0.99=2.56KW齿轮大轴输入功率工作台输入功率（3）各轴输入转矩电机输出转矩蜗轮小轴输入转矩蜗轮大轴输入转矩齿轮小轴输入转矩齿轮大轴输入转矩工作台输入转矩P4=P3=P3*7724=2.56*0.972=2.4IKWPv=p1*745=Pi*724*z75=241*0972*098=222w=9550*=9500*=29.84Nm(2-6)Nm9607；=7；*Z1*771=29.84*2.5*0.96=71.62Nm=*z2*72=7162*16*0.9=1031.27Nmn=(*%=1031.27*0.99=1020.96Nm7；=*z724*3=1020.96*3*0.972=2881.86N-mZf*心=2881.86*0.972*0.98=2657.31Nm2.5 皮带轮与皮带的计算与选择由电机转速与功率，确定了采用普通A型皮带作为传动带。由A型带的小带轮最小直径为70mm,故定小带轮直径为4=100mm皮带速度验算八口工=叁g.03(2-7)60*100060*1000所以5vu<qm=2O所以此带轮合格则从动轮442*4=100*2.5=250mm初选1.rffl=1600mm则有a=A+A2-B(2-8)其中A="，")=幽_3.14(100+250)/63(2-9)R一(人-4)1(250-100D-=2812.54848所以主动轮包角a=262.63+262.632-2812.5=519.6mma=18Oo-*57.5=180°-25°TQo*57.5°519.6(2-10)带的根数=163.5°>120°Z=其中取=00.97KW17=0.11KWKa=0.96K1.=O.99可得z(0.97÷0.11)*0.96*0.99=2.92取z=32.6 蜗轮蜗杆减速箱的计算与选择因为蜗轮蜗杆的安装为蜗杆在蜗轮的侧面所以选用CWS型的蜗轮蜗杆减速器,又因为蜗轮大轴输入转矩T2=1031.27N-ID蜗轮小轴输入功率P=2.88KW传动比z=16所以选用蜗轮蜗杆的型号为CWS-125JB/T7935其基本性能如表2-2表2-2蜗轮减速器的主要友参数型号公称传动比转速中心距额定输入功率额定输出转矩CWS-12516750rmin125mm7.78IKW1400Nm2.7 联轴器的计算与选择由于此联轴器承受的力矩相对较大，且顾及性价比轴孔径的配合关系且弹性柱销齿式联轴器的结构简单，制造容易，不需用专用的加工设备，工作是不需润滑，维修方便，更换易损件容易迅速，费用低，