液壓折彎?rùn)C(jī)設(shè)計(jì)含7張CAD圖

液壓折彎?rùn)C(jī)設(shè)計(jì)含7張CAD圖,液壓,折彎,設(shè)計(jì),cad 液壓折彎?rùn)C(jī)設(shè)計(jì) 摘要 液壓折彎?rùn)C(jī)在我們?nèi)粘Ｉ钪衅鸬搅酥陵P(guān)重要的作用，通過(guò)人機(jī)的配合可以折彎出不同角度的鋼板，這些折彎過(guò)的鋼板應(yīng)用到了很多的場(chǎng)合。液壓折彎?rùn)C(jī)是利用液壓系統(tǒng)使滑塊上下運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)板件進(jìn)行折彎。折彎精度則是通過(guò)后擋料與前托料機(jī)構(gòu)得雙重配合來(lái)確保折彎的精度。所以設(shè)計(jì)后擋料機(jī)構(gòu)就顯得尤為重要，這不僅需要我們了解后擋料架的機(jī)械機(jī)構(gòu)，而且在計(jì)算過(guò)程中還需要認(rèn)真進(jìn)行。 這次我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題就為液壓折彎?rùn)C(jī)的設(shè)計(jì)，這讓我了解到了機(jī)械與液壓在生活中的重要功用。雖然只是簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，當(dāng)時(shí)還是讓我收獲頗多。 關(guān)鍵字：液壓折彎?rùn)C(jī)；前托料架；后擋料機(jī)構(gòu)；滑塊。 I abstract Hydraulic bending machine in our daily life has played a crucial role, through the man-machine cooperation can bend out different Angle steel plate, the bending of steel used in many occasions. Hydraulic bending machine USES hydraulic system to make the slider move up and down, so as to bend the plate. The bending precision is to ensure the accuracy of bending by double working with the former feeding mechanism. Therefore, it is very important to design the backstop mechanism, which not only requires us to understand the mechanical mechanism of the backstop frame, but also needs to be carried out seriously in the calculation process. This time, my graduation project was designed for hydraulic bending machine, which gave me an understanding of the important functions of machinery and hydraulic in life. Although it was just a simple design,it still made me a lot of money. Key words: hydraulic bending machine; Front support frame; Rear material blocking mechanism; Slider. II 目 錄 引言 3 第1章 液壓折彎?rùn)C(jī)概述 4 1.1 液壓折彎?rùn)C(jī)簡(jiǎn)介 4 1.2設(shè)計(jì)參數(shù) 4 第2章 負(fù)載分析和運(yùn)動(dòng)分析 6 2.1 工作循環(huán) 6 2.2滑塊重力的計(jì)算 7 2.3各階段負(fù)載計(jì)算 7 2.4 各工況持續(xù)時(shí)間計(jì)算 8 2.5繪制速度循環(huán)圖與負(fù)載循環(huán)圖 9 第3章 液壓缸設(shè)計(jì)計(jì)算 10 3.1確定液壓缸的尺寸 10 3.2液壓缸厚度尺寸計(jì)算 11 3.2 液壓缸各階段功率計(jì)算 11 第4章 液壓系統(tǒng)原理圖及各工作過(guò)程 14 4.1折彎?rùn)C(jī)液壓系統(tǒng)原理圖 14 4.2折彎?rùn)C(jī)各工作過(guò)程液壓元件工作狀態(tài) 14 第5章 液壓元件的選擇 16 5.1 液壓泵的壓力流量計(jì)算及其規(guī)格選擇 16 5.2電機(jī)的計(jì)算及選擇 16 5.3液壓折彎?rùn)C(jī)液壓元件的選擇 16 5.4油箱尺寸的設(shè)計(jì) 17 5.5管接頭的選擇 18 5.6過(guò)濾器的選擇 18 第6章 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 19 6.1驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失 19 6.11壓力損失的計(jì)算 19 6.12沿程壓力損失的計(jì)算 19 6.13局部壓力損失的計(jì)算 19 6.2驗(yàn)算油液溫升 20 6.21快速下降時(shí)的發(fā)熱量計(jì)算 20 6.22快速回程時(shí)的發(fā)熱量計(jì)算 20 6.23折彎過(guò)程的發(fā)熱量計(jì)算 21 6.3油箱的設(shè)計(jì) 21 6.31系統(tǒng)損失熱量 21 6.32油箱散熱面積的計(jì)算 21 第7章 液壓折彎?rùn)C(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì) 23 7.1折彎?rùn)C(jī)箱體的設(shè)計(jì) 23 7.2折彎?rùn)C(jī)工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 23 7.3折彎?rùn)C(jī)上、下模具的設(shè)計(jì) 23 7.4折彎?rùn)C(jī)后擋料機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算 24 7.5傳動(dòng)比的擬定 24 第8章 后擋料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25 8.1V帶的設(shè)計(jì) 25 8.2帶輪的設(shè)計(jì) 26 8.3齒輪的設(shè)計(jì) 27 8.4小齒輪軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 32 8.5鏈及鏈輪設(shè)計(jì)計(jì)算 34 8.6絲杠螺母設(shè)計(jì)計(jì)算 35 總結(jié) 37 參考文獻(xiàn) 38 引言 隨著社會(huì)在進(jìn)步時(shí)代在發(fā)展，我國(guó)工業(yè)也在不斷的壯大。在工業(yè)發(fā)展中，尤為重要的工具就是機(jī)器，只有工程師設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的機(jī)器，才能幫助工人快速完成他們的作業(yè)，從而提高工人的工作效率，而液壓折彎?rùn)C(jī)在機(jī)械行業(yè)中依然扮演著重要的角色，其組成既包括液壓系統(tǒng)也包括機(jī)械系統(tǒng)。 作為機(jī)械系學(xué)生的我們必須了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理，并且親身參與其設(shè)計(jì)當(dāng)中，才能為我們以后的工作以及學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。因此設(shè)計(jì)并改良液壓折彎?rùn)C(jī)依然很重要。 第1章 液壓折彎?rùn)C(jī)概述 1.1 液壓折彎?rùn)C(jī)簡(jiǎn)介 液壓折彎?rùn)C(jī)是一種能夠?qū)Ρ“暹M(jìn)行折彎的工具，折彎不同厚度的鋼板需要選用不同的模具。由于機(jī)器采用全鋼焊結(jié)構(gòu)，所以機(jī)器有很高的強(qiáng)度和剛度，并且通過(guò)液壓系統(tǒng)來(lái)避免超載事故發(fā)生。板料折彎?rùn)C(jī)最初是機(jī)械式的，但自從20世紀(jì)80年代之后，逐漸被液壓驅(qū)動(dòng)來(lái)替代，目前絕大多數(shù)的板料折彎?rùn)C(jī)都采用的是液壓傳動(dòng)方式。 折彎?rùn)C(jī)類(lèi)型：1.手動(dòng)折彎?rùn)C(jī)；2.液壓折彎?rùn)C(jī)；3.數(shù)控折彎?rùn)C(jī)。 主要折彎方式：自由折彎和三點(diǎn)式折彎 在液壓折彎?rùn)C(jī)折彎過(guò)程中，由于機(jī)器寬度較長(zhǎng)，因此需要左右兩個(gè)液壓缸工作來(lái)確保下凸模表面與工作臺(tái)和上凹模表面平行，所以同步系統(tǒng)是在液壓折彎?rùn)C(jī)進(jìn)行折彎過(guò)程中保證折彎精度關(guān)鍵之處，并且后擋料機(jī)構(gòu)也間接影響折彎精度。 同步系統(tǒng)分類(lèi)：扭軸同步系統(tǒng)與機(jī)液同步系統(tǒng) 1.2設(shè)計(jì)參數(shù) 最大折彎力 F=N 快速下行速度 V1=mm/s； 慢速加壓速度 V2=mm/s； 快速回程速度 V3=mm/s； 板料折彎?rùn)C(jī)快速下降行程 L1=mm； 板料折彎?rùn)C(jī)慢速加壓行程 L2=mm； 板料折彎?rùn)C(jī)快速回程行程 L3=mm； 啟動(dòng).制動(dòng)時(shí)間 △t=s； 擋料力 F=24300N; 絲杠螺母移動(dòng)速度 v=2cm/s; 第2章 負(fù)載分析和運(yùn)動(dòng)分析 2.1 工作循環(huán) 液壓折彎?rùn)C(jī)工作循環(huán)是：快速下降→ 折彎工作→快速回程→機(jī)器制動(dòng)。 液壓系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)： 最大折彎力 F=N 快速下行速度 V1=mm/s； 慢速加壓速度 V2=mm/s； 快速回程速度 V3=mm/s； 板料折彎?rùn)C(jī)快速下降行程 L1=mm； 板料折彎?rùn)C(jī)慢速加壓行程 L2=mm； 板料折彎?rùn)C(jī)快速回程行程 L3=mm； 啟動(dòng).制動(dòng)時(shí)間 △t=s。 2.2滑塊重力的計(jì)算 滑塊采用整塊鋼板制成，長(zhǎng)度為3200mm，寬度為60mm，高度為1000mm。鋼板體積為v=lbh=192000cm3；鋼板密度為7.85g/cm3，可計(jì)算得滑塊重力約為15000N。 2.3各階段負(fù)載計(jì)算 （1）快速下降，啟動(dòng)加速負(fù)載力： 快速下降，等速負(fù)載力 （2） 慢速折彎，初壓階段，約達(dá)到最大折彎力的5％，行程為15mm =50000N 慢速折彎，終壓階段，達(dá)到最大折彎力，行程為5mm ==N （3）快速回程 啟動(dòng)階段負(fù)載力： 等速階段負(fù)載力： 制動(dòng)階段負(fù)載力： 根據(jù)技術(shù)要求和計(jì)算結(jié)果，對(duì)各工況所受外負(fù)載進(jìn)行匯總，如下表: 表1液壓缸各工況外負(fù)載力 工況 外負(fù)載/F(N) 快速下降 啟動(dòng) 176 勻速 0 慢速折彎 初初壓 50000 終終壓 快速回程 啟動(dòng) 15405 勻速 15000 制動(dòng) 14595 2.4各工況持續(xù)時(shí)間計(jì)算 折彎?rùn)C(jī)各工況持續(xù)時(shí)間 （1）快速下行階段持續(xù)時(shí)間： （2）慢速折彎，初壓持續(xù)時(shí)間： 慢速折彎，終壓持續(xù)時(shí)間： （3）快速回程持續(xù)時(shí)間： 表2 折彎?rùn)C(jī)各階段持續(xù)時(shí)間 工況 時(shí)間/s 快速下行 7.826s 慢速折彎 初壓 0.75s 終壓 0.25s 快速回程 3.774s 2.5繪制速度循環(huán)圖與負(fù)載循環(huán)圖 第3章 液壓缸設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1確定液壓缸的尺寸 由于滑塊行程（200mm）較小，故可選用單桿雙作用液壓缸，查表知液壓機(jī)設(shè)計(jì)壓力在20-32Mpa，預(yù)選液壓缸最大工作壓力P1=24MPa。 滑塊下行，自重需要通過(guò)液壓方式平衡，故可計(jì)算主液壓缸無(wú)桿腔的有效面積： 再計(jì)算液壓缸內(nèi)徑： 按照國(guó)標(biāo)，將液壓缸內(nèi)徑圓整取為標(biāo)準(zhǔn)值D=250mm=25cm。 再根據(jù)快速下落過(guò)程與返回過(guò)程的速度比可確定活塞桿直徑d： 故得到活塞桿直徑： =0.751×241=180.991mm 查液壓設(shè)計(jì)手冊(cè)圓整取為標(biāo)準(zhǔn)值d=180mm=18cm 故可得液壓缸無(wú)桿腔的實(shí)際有效面積為： 液壓缸有桿腔的實(shí)際有效面積為： 3.2液壓缸厚度尺寸計(jì)算 （1）液壓缸壁厚可按薄壁筒進(jìn)行計(jì)算： 根據(jù)上面設(shè)計(jì)，液壓缸設(shè)計(jì)壓力為24Mpa，缸筒材料選用45號(hào)鋼，其抗拉強(qiáng)度 由公式：為試驗(yàn)壓力，一般取為最大壓力1.25-1.5倍這里取為1.25P n=3-5 這里取n=5 故取=20mm （2）缸底厚度計(jì)算： （3）缸蓋厚度的計(jì)算： 液壓缸缸蓋多為平的，其厚度可近似計(jì)算: 有油孔的缸蓋 3.2 液壓缸各階段功率計(jì)算 （1） 快速下降階段壓強(qiáng)流量及功率計(jì)算： 啟動(dòng)時(shí) 恒速時(shí) （2）慢速加壓階段壓強(qiáng)流量及功率計(jì)算： =58.9L/min （3）快速回程階段壓強(qiáng)流量及功率計(jì)算： 啟動(dòng)時(shí) 恒速時(shí) 制動(dòng)時(shí) 表3 液壓缸工作循環(huán)中各階段壓力、流量及功率 工作階段 負(fù)載F/N 工作腔壓力p/pa 輸入流量q/ 功率P/w 快速下行 啟動(dòng) 176 3940 1129 4.448 勻速 0 0 0 0 慢速加壓 初壓 5* 1.12* 981.748 1099.56 終壓 22.4* 981.748→0 1099.56 快速回程 啟動(dòng) 15405 7.16* 1251.0385 895.74 勻速 15000 6.97* 1251.0385 871.97 制動(dòng) 14595 6.78* 1251.0385 848.20 46 第4章 液壓系統(tǒng)原理圖及各工作過(guò)程 4.1折彎?rùn)C(jī)液壓系統(tǒng)原理圖 4.2折彎?rùn)C(jī)各工作過(guò)程液壓元件工作狀態(tài) （1） 快速下行狀態(tài) 此時(shí)YV2帶電，液壓缸（15）下腔的油通過(guò)節(jié)流閥（12）、電液比例閥（5）和節(jié)流閥（8）排入油箱，滑塊因?yàn)樽灾刈饔枚焖傧陆?。此時(shí)油缸上腔通過(guò)油泵和充油閥補(bǔ)油。滑塊下行速度可通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流閥（12）的流量來(lái)進(jìn)行控制。 （2）工作折彎狀態(tài) 當(dāng)滑塊沿著滑塊軌道下降到工作折彎點(diǎn)時(shí)，由于撞塊與限位開(kāi)關(guān)發(fā)生碰撞，使得YV1、YV2、YV3均帶電工作，充液閥（16）關(guān)閉，液壓缸（15）上腔油壓降低與液壓缸下腔形成壓力差，由于上腔壓力減小下腔壓力沒(méi)變從而可使滑塊慢速下行實(shí)現(xiàn)折彎，折彎下行速度可通過(guò)控制節(jié)流閥（8）的流量來(lái)間接控制，折彎工作行程的長(zhǎng)短可通過(guò)調(diào)節(jié)撞塊的間距來(lái)實(shí)現(xiàn)。 （3）快速上升狀態(tài) 在滑塊快速上升階段得使YV1、YV3同時(shí)斷電來(lái)實(shí)現(xiàn)電液比例閥（5）對(duì)液壓缸上腔油液的卸荷作用，上腔壓力減小，而YV2帶電來(lái)平衡滑塊重力，滑塊可快速回程，回程速度是恒定的，可通過(guò)控制電液比例閥(14)來(lái)控制回程壓力。 （4）制動(dòng)狀態(tài) 滑塊自重通過(guò)液壓方式進(jìn)行平衡，電池?fù)Q向閥以及均不帶電，而此時(shí)液壓泵通過(guò)電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)使液壓泵將過(guò)濾的油液通過(guò)吸油管進(jìn)入液壓缸（15）下腔，油液可使滑塊能停在任意位置上，此時(shí)油泵經(jīng)電液比例閥（5）與先導(dǎo)溢流閥（6）卸荷。液壓系統(tǒng)中的油壓可通過(guò)液壓油表（11)來(lái)讀數(shù)，液壓系統(tǒng)的油壓還可通過(guò)電液比例閥（5）與先導(dǎo)型溢流閥（6）來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。 第5章 液壓元件的選擇 5.1 液壓泵的壓力流量計(jì)算及其規(guī)格選擇 液壓缸最高工作壓力在其折彎過(guò)程快結(jié)束時(shí)，=22.4Mpa。此時(shí)缸的輸入流量較小，且進(jìn)油路元件較少，故取得進(jìn)油路損失=0.5Mpa。所以泵的最高壓力 =22.4+0.5=22.9Mpa。 液壓泵的最大流量按照液壓缸的最大流量（1251.0385）進(jìn)行計(jì)算。取泄露系數(shù)K=1.1，則液壓泵的最大流量為： =1.1*1251.0385=1376.1424=82.57L/min 根據(jù)計(jì)算結(jié)果查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用規(guī)格相近的63YCY14-1B壓力補(bǔ)償軸向柱塞泵，其額定壓力為=32Mpa，排量為V=63mL/r，額定轉(zhuǎn)速為=1500r/min。v0.92，則液壓泵的額定流量=V=1500*63*0.92=86.9L/min＞82.57L/min;其滿(mǎn)足需求。 5.2電機(jī)的計(jì)算及選擇 液壓缸最大功率出現(xiàn)在最終折彎的階段，由液壓缸的壓力式與流量式可計(jì)算液壓泵的最大理論流量：=22.9*58.9kw=3.96kw 取液壓泵的總效率=0.85，則液壓泵的實(shí)際功率為：=4.66kw。查表選用規(guī)格相似的Y132S-4三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率=5.5kw，額定轉(zhuǎn)速=1440r/min。 根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與液壓泵的排量，可以計(jì)算得出液壓泵的最大理論流量： =1440*63÷1000=90.72L/min﹥82.57L/min，也滿(mǎn)足要求。 5.3液壓折彎?rùn)C(jī)液壓元件的選擇 根據(jù)通過(guò)各閥類(lèi)及泵類(lèi)的壓力及流量可選取其它液壓元件，其規(guī)格如下表： 序號(hào) 元件名稱(chēng) 額定壓力/Mpa 額定流量/L* 型號(hào)、規(guī)格 說(shuō)明 1 軸向柱塞泵 32 63ml/r (排量) 63YCY14-1B 額定轉(zhuǎn)速1500r/min 驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率為5.5KW 2 溢流閥 35 250 DB10 通徑為10mm 3 壓力表開(kāi)關(guān) 16 160 AF6EP30/Y400 通徑為6mm 4 單向閥 31.5 120 S15P 通徑為15mm 5 兩位四通電磁換向閥 28 160 WEH10G 通徑為10mm 6 單向順序閥 31.5 150 DZ10 7 液壓缸 — — 自行設(shè)計(jì) — 8 過(guò)濾器 ＜0.02 100 XU-100×80J 通徑為32mm 9 電動(dòng)機(jī) 220 5.5w Y132S-4 10 液控單向閥 SV-SL30P-40 11 可調(diào)節(jié)流閥 FBG-3-125-10 5.4油箱尺寸的設(shè)計(jì) 油箱的容積可按：，液壓折彎?rùn)C(jī)為高壓系統(tǒng)取=11。故油箱的容積則可計(jì)算得到：=11*82.57=908.27L。而液壓油油位也不可過(guò)高，一般小于其容積的80%，故油箱的實(shí)際容積V=908.27/80%=1135.34L按JB/T7938-1999取為標(biāo)準(zhǔn)容積值V=1200L。 油箱長(zhǎng)寬高尺寸的確定：選取油箱的高、寬、長(zhǎng)比例為：1:1.5:2。則油箱的高、寬、長(zhǎng)尺寸分別為：740mm、1110mm、1480mm。鋼板厚度t=4mm，且為了便于散熱及移動(dòng)，取箱底離地面高度為200mm。故油箱的總長(zhǎng)、總寬、總高分別為： 總長(zhǎng)為：1480+8=1488mm 總寬為：1110+8=1118mm 總高為：h=740+200+8=948mm 將卸油口安裝在油箱的下部，為了更方便的清洗油箱，取油箱相對(duì)于地面的斜度取為1°。 5.5管接頭的選擇 此接頭需要選用卡套式管接頭，其尺寸如下表： 表4管接頭連接尺寸表 公稱(chēng)壓力 管子 內(nèi)徑 mm mm mm 卡套式管接頭 mm 公稱(chēng)尺寸 極限偏差 G(24) 22 18.5 25 0.105 46 22 5.6過(guò)濾器的選擇 由過(guò)濾器的流量至少為泵流量2倍的原則，取過(guò)濾器的流量為泵流量的2.4倍，則過(guò)濾器的流量為： =2.4=2.4*86.9=208.56選用WU式網(wǎng)式過(guò)濾器，規(guī)格如下： 表5過(guò)濾器尺寸表 型號(hào) 通徑 mm 公稱(chēng)流量 過(guò)濾精度 WU-250×180F 60 250 180 第6章 液壓系統(tǒng)性能的驗(yàn)算 6.1驗(yàn)算系統(tǒng)壓力損失 6.11壓力損失的計(jì)算 因?yàn)檎蹚澾^(guò)程中的油液流動(dòng)速度較?。?81.748），可計(jì)算折彎時(shí)液壓桿的速度： =82.57490.874=1.68m/s， 此時(shí)油液的速度則為： =82.570.25=2.80m/s。 6.12沿程壓力損失的計(jì)算 如果要計(jì)算沿程損失，則必須判斷油液的流動(dòng)狀態(tài)。室溫為20℃時(shí)液壓油=1，則有其雷諾數(shù)=700＜2320 判斷出油液在管中流動(dòng)為層流，可計(jì)算阻力損失系數(shù)： =75/700=0.107 若取油路管長(zhǎng)均為3m，油液密度為=890，則可得到沿程損失; 6.13局部壓力損失的計(jì)算 閥的額定流量與額定壓力損失分別為：與，則可計(jì)算出通過(guò)流量為q時(shí)的閥的壓力損失，由＜0.5，故管接頭是安全的。 快速下行時(shí)回油路的流量： = 則回油路中的速度為： =39.770.25=1.35m/s 由此可計(jì)算回油路的雷諾數(shù)： =337.5＜2320，則為層流。 阻力損失系數(shù)： =75/337.5=0.22，回油路沿程壓力損失為： 故可計(jì)算總壓力損失為： 6.2驗(yàn)算油液溫升 6.21快速下降時(shí)的發(fā)熱量計(jì)算 快速下降時(shí)液壓缸的有效功率： 快速下降時(shí)泵的輸出功率為： 快速下降時(shí)液壓系統(tǒng)發(fā)熱量為： 6.22快速回程時(shí)的發(fā)熱量計(jì)算 快速回程時(shí)液壓缸的有效功率： 快速下降時(shí)泵的輸出功率為： 快速回程時(shí)液壓系統(tǒng)發(fā)熱量為： 6.23折彎過(guò)程的發(fā)熱量計(jì)算 折彎過(guò)程中液壓缸的有效功率： 折彎過(guò)程中泵的輸出功率為： 因此在折彎過(guò)程中液壓系統(tǒng)發(fā)熱量為： 總發(fā)熱量為： 近似計(jì)算油液溫升： 液壓系統(tǒng)溫升較低，不必設(shè)置冷卻器。 6.3油箱的設(shè)計(jì) 6.31系統(tǒng)損失熱量 在液壓系統(tǒng)，損失都以熱能形式散失。散失的熱量在前面已經(jīng)計(jì)算出來(lái)=4.13Kw。 6.32油箱散熱面積的計(jì)算 油箱散熱面積A的計(jì)算公式為 式中：A—油箱的散熱面積（） H—油箱需要的散熱功率（W） —油溫（一般以考慮）與周?chē)h(huán)境溫度的溫差 K—散熱系數(shù)。 則可計(jì)算油箱散熱面積A： 第7章 液壓折彎?rùn)C(jī)機(jī)械部分設(shè)計(jì) 7.1折彎?rùn)C(jī)箱體的設(shè)計(jì) 折彎?rùn)C(jī)箱體全部采用灰鑄鐵焊接而成，其強(qiáng)度剛度都較高。不必進(jìn)行強(qiáng)度剛度的校核。 7.2折彎?rùn)C(jī)工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 液壓折彎?rùn)C(jī)工作臺(tái)是為了起到支撐下模具的功用，忽略下模質(zhì)量大小，工作臺(tái)在滑塊下行過(guò)程中，受滑塊重力G，工作壓力，及慣性力的作用。 由前面的計(jì)算我們可以得到：=N， G=15000N， 故工作臺(tái)受到的總力為： 工作臺(tái)長(zhǎng)度可取為3200mm，寬度可取200mm，故工作臺(tái)表面積為：A=32003200=640000mm2 則可計(jì)算得到工作臺(tái)材料的屈服強(qiáng)度為： 故工作臺(tái)材料選擇Q235-A碳素結(jié)構(gòu)鋼較為妥當(dāng)。 7.3折彎?rùn)C(jī)上、下模具的設(shè)計(jì) 折彎?rùn)C(jī)上、下模具在折彎過(guò)程中起到非常重要的作用，由于鋼板的折彎是通過(guò)上下模具的咬合來(lái)進(jìn)行折彎過(guò)程的，因此折彎?rùn)C(jī)得上下模具都要選擇相同材料，并且具有良好的韌性，耐磨性與強(qiáng)度。工具鋼在淬火后滿(mǎn)足此條件，因此上下模具均選用T8A型碳素鋼。工作臺(tái)長(zhǎng)度為3200mm，則上下模長(zhǎng)度也均為3200mm。 7.4折彎?rùn)C(jī)后擋料機(jī)構(gòu)參數(shù)計(jì)算 折彎?rùn)C(jī)的后擋料機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順序是：電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)→帶輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)→齒輪的嚙合運(yùn)動(dòng)→同步鏈的運(yùn)動(dòng)→絲杠螺母的前后運(yùn)動(dòng)。 設(shè)計(jì)參數(shù)：擋料力F=24300N； 滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)移動(dòng)速度v=2cm/s。 后擋料機(jī)構(gòu)的移動(dòng)需要電動(dòng)機(jī)間接進(jìn)行帶動(dòng)，因此選取合適的電動(dòng)機(jī)功率就顯得尤為重要。由擋料力與擋料架的移動(dòng)速度，可以計(jì)算得出輸出功率： 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算公式：可得到： 其中： 為總的傳遞效率； 為V帶傳遞效率為98%； 為齒輪的傳遞效率一般為96%-99%，這里取為98%； 為鏈輪的傳遞效率一般為95%-98%，這里取為96%； 為絲杠螺母之間的傳遞效率一般取為92%-98%，這里取為96%。 可計(jì)算得電機(jī)轉(zhuǎn)速： 故可以選擇電動(dòng)機(jī)功率為=550w。選取同步轉(zhuǎn)速為4級(jí)，同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的三相異步電動(dòng)機(jī)，滿(mǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為970r/min。絲杠螺母轉(zhuǎn)速為30r/min。 7.5傳動(dòng)比的擬定 電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶進(jìn)行一級(jí)減速；動(dòng)力再傳遞給齒輪，通過(guò)齒輪嚙合進(jìn)行二級(jí)減速，最終通過(guò)同步鏈結(jié)構(gòu)帶動(dòng)絲杠前后移動(dòng)。絲杠導(dǎo)程為10mm，則其轉(zhuǎn)速為30r/min。帶傳動(dòng)傳動(dòng)比可取2-4≤7，齒輪傳動(dòng)傳動(dòng)比可取3-5≤8，鏈因?yàn)槭峭芥溗?1。=取，則=6.47。 第8章 后擋料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 8.1V帶的設(shè)計(jì) 1.確定計(jì)算功率 通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)表8-8查得工作情況系數(shù)=1.2, 所以可確定計(jì)算功率：=P=1.2×0.55Kw=0.66Kw 2.選擇V帶類(lèi)型 由功率以及轉(zhuǎn)速n=970r/min查機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)圖8-11選擇Z型帶。 3.確定帶輪的基本直徑并計(jì)算帶速v 1）初選小帶輪基準(zhǔn)直徑。由表8-7與8-9，取小帶輪直徑=56mm。 2）計(jì)算帶速 帶速滿(mǎn)足規(guī)定范圍故合適。 3） 計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑 查表8-9其標(biāo)準(zhǔn)值為144恰好適合。 4.確定V帶中心距與基準(zhǔn)長(zhǎng)度 1）初選中心距 2）計(jì)算帶所需要的基準(zhǔn)長(zhǎng)度： = 由表可選擇帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為1080mm。 3）計(jì)算實(shí)際中心距 則中心距變化范圍是233.8mm-282.4mm。 5.驗(yàn)算小帶輪上包角 =180°-57.3°=128.9°＞120° 6.計(jì)算帶的根數(shù) 1)計(jì)算單根V帶額定功率 由=56mm與=970r/min，查表8-4得=0.14Kw； 由=970r/min，i=5與V型帶查表8-5得=0.02Kw； 查表8-6得到=0.86,查表8-2得=1.07。 則可得到0.14Kw 2）計(jì)算V帶根數(shù) 取V帶根數(shù)為2根。 7. 計(jì)算V帶初拉力 8.計(jì)算軸向拉力 9.主要設(shè)計(jì)結(jié)論 選用Z型普通V帶2根，帶輪基準(zhǔn)直徑d1=56mm，d2=144mm，中心距控制在232.8-288.4mm間。 8.2帶輪的設(shè)計(jì) 1） 帶輪材料的選擇 常用帶輪材料為HT150或HT200。 2）小帶輪尺寸計(jì)算 小帶輪基準(zhǔn)直徑，則可采用實(shí)心式帶輪。 槽間寬： 齒的總寬度： 輪轂寬度： 小帶輪直徑： 牙型角： 因?yàn)?，? 3）大帶輪尺寸計(jì)算 大帶輪基準(zhǔn)直徑，也可以使用實(shí)心式帶輪。 槽間寬： 齒的總寬度： 輪轂寬度： 大帶輪直徑： 牙型角： 因?yàn)?，? 8.3齒輪的設(shè)計(jì) 齒輪具有傳遞效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、傳動(dòng)比穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)檎蹚潤(rùn)C(jī)后擋料機(jī)構(gòu)需要將電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，而單靠皮帶減速是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，故需要增加齒輪結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)降速的作用。 1. 齒輪參數(shù)選用 1） 折彎?rùn)C(jī)中選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，壓力角取為； 2） 折彎?rùn)C(jī)屬于一般工作機(jī)器，選用7級(jí)精度； 3） 材料選擇。小齒輪材料選取40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度280HBS,大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），齒面硬度240HBS。 4） 選取小齒輪齒數(shù)=20，大齒輪齒數(shù)==6.47×20=129.4取=130。 2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪 （1）計(jì)算小圓分度圓直徑： 1） 計(jì)算載荷系數(shù)：==1.32 計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩： 齒寬系數(shù)： 由圖10-20查得區(qū)域系數(shù) 再由表10-5查得材料彈性影響系數(shù) 計(jì)算重合度系數(shù)： 2）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力： 由圖查得大齒輪小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度分別為600Mpa與550Mpa 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 查圖10-23得接觸疲勞系數(shù)是; 取安全系數(shù)為1，計(jì)算大小齒輪許用應(yīng)力： ；。 則該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力為：523Mpa 3）計(jì)算小齒輪分度圓直徑 （2）調(diào)整小齒輪分度圓直徑 1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 圓周速度： 齒寬： 計(jì)算齒寬和齒高的比值b/h： 模數(shù) 齒高： 齒寬與齒高比： 2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) 查的使用系數(shù)=1 根據(jù)速度v=0.376m/s、查圖10-8得到動(dòng)載系數(shù) 計(jì)算圓周力： 查表可得齒間載荷分配系數(shù)： 查表10-4得齒向載荷分配系數(shù)： 計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) 3）計(jì)算分度圓直徑 齒輪模數(shù)： 3.按齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （1）模數(shù)的計(jì)算： 1）確定式中數(shù)值： 選取 計(jì)算: 計(jì)算： 由圖10-17查齒形系數(shù)； 由圖10-18可查取應(yīng)力修正系數(shù)； 由圖10-24可查取小齒輪彎曲疲勞極限大齒輪彎曲疲勞極限 由圖10-22查取彎曲疲勞壽命系數(shù)；。 取安全系數(shù)S=1.4,可通過(guò)計(jì)算得： 可取 2） 試算模數(shù) （2）調(diào)整模數(shù) 1）數(shù)據(jù)計(jì)算： 圓周速度： 齒寬： 寬高比: 2）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù) 根據(jù)v=0.259m/s，7級(jí)精度，查圖10-8得動(dòng)載系數(shù) 再由；查表10-3得齒間載荷分配系數(shù)： 由查表10-4得，結(jié)合，查圖10-13得， 則載荷系數(shù) 3)計(jì)算模數(shù) 有結(jié)果可得到：按齒面接觸疲勞強(qiáng)度算的的模數(shù)大于按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度算的的，可取得模數(shù)為1.326mm，按標(biāo)準(zhǔn)圓整為2mm。分度圓直徑取為40.323mm，則可得到小齒輪齒數(shù)為：取為21，大齒輪齒數(shù)，取為108，大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)互質(zhì)。 4.幾何尺寸計(jì)算 1）分度圓直徑：=21×2mm=42mm =108×2mm=216mm 2）中心距： 3）齒寬： 一般小齒輪比大齒輪寬5-10mm，則小齒輪齒寬為50mm，大齒輪齒寬b=42mm。 5.圓整中心距后的強(qiáng)度校核 （1）計(jì)算變位系數(shù)和 （2）分配變位系數(shù) 由圖10-21可得到x1=0.515；x2=0.517 （3）校核疲勞強(qiáng)度 齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 代入到滿(mǎn)足條件。 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： 代入得到： 滿(mǎn)足齒根疲勞強(qiáng)度要求。 8.4小齒輪軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1) 計(jì)算軸上的功率、轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)矩 功率：=0.55×0.98×0.98×0.96=0.507Kw 轉(zhuǎn)速: 轉(zhuǎn)矩： （2）求作用在齒輪上的力 已知高速級(jí)小齒輪直徑為：d=mz=42mm 而： 軸向力： 徑向力： （3）初步確定軸的直徑 軸的材料為45號(hào)鋼A0=112。 根據(jù)公式： 再根據(jù)齒輪寬度以及帶輪寬度來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)即可。 8.5鏈及鏈輪設(shè)計(jì)計(jì)算 因?yàn)橐簤赫蹚潤(rùn)C(jī)的鏈的作用是帶動(dòng)兩個(gè)后托料架同時(shí)運(yùn)動(dòng)來(lái)保證折彎精度，故此鏈的功用不是為了減緩電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速而是為了帶動(dòng)另一個(gè)托料架同步，因此傳動(dòng)帶比為1，并且選擇同樣的鏈輪來(lái)確保鏈的同步。 （1） 選擇鏈輪齒數(shù) 一般鏈輪齒數(shù)取為17-114，這里鏈齒數(shù)取為20。 （2） 計(jì)算當(dāng)量的單排鏈計(jì)算功率 由表9-6查得工況系數(shù)，由圖9-13查得主動(dòng)鏈系數(shù)為，則單排鏈功率為： =1×1.3×0.98×0.98×0.55KW=0.69KW （3） 選擇鏈條型號(hào)與節(jié)距 由單排鏈功率，n=30r/min與。查圖9-11，選擇12A-1型號(hào)鏈條。再查表9-1，得鏈條節(jié)距為p=19.05mm。 （4） 計(jì)算鏈節(jié)數(shù)與節(jié)距 初選中心距。 取a0=800mm，則其對(duì)應(yīng)的鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)為： 取鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)=104節(jié)。 再查表9-8，計(jì)算得到中心距計(jì)算系數(shù)f1=0.18235，則最大中心距為： （5） 計(jì)算鏈速，確定潤(rùn)滑方式 由v=0.635m/s及鏈號(hào)40A-1，查圖9-14可采用滴油潤(rùn)滑。 （6） 計(jì)算壓軸力 有效圓周力Fe=1000*0.55*0.98*0.98/0.635N=831.8N 鏈水平布置時(shí)壓軸力系數(shù)為1.15，則壓軸力為： （7） 主要參數(shù) 鏈條型號(hào)為16A-1,鏈輪齒數(shù)均為20,；鏈節(jié)數(shù)Lp=104,最大中心距為574.35mm。 8.6絲杠螺母設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)絲杠螺母的目的是為了將絲杠螺母的運(yùn)動(dòng)來(lái)帶動(dòng)后托料架運(yùn)動(dòng)，而鏈輪安裝在絲杠上?？筛鶕?jù)鏈輪尺寸來(lái)選取絲杠螺母尺寸，并校核絲杠螺母參數(shù)就可完成設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)參數(shù)： 擋料力： 螺桿中螺紋長(zhǎng)度 絲杠外徑 絲杠內(nèi)徑 螺母分度圓直徑梯形絲杠牙型角 （1） 絲杠螺母耐磨性計(jì)算 螺紋工作面上耐磨性條件為： 對(duì)于梯形螺紋，h=0.5P,則： 對(duì)于整體螺母，由于破損后不能調(diào)整間隙，為使受力分布比較均勻，螺紋工作圈數(shù)不應(yīng)過(guò)多，取為1.2-2.5。這里取為1.5；，則可計(jì)算螺紋工作面上耐磨性： 故滿(mǎn)足耐磨性條件。 （2） 絲杠強(qiáng)度計(jì)算 絲杠工作時(shí)受軸向力與扭矩T的作用：扭矩T=9550 絲杠強(qiáng)度條件為： 滿(mǎn)足強(qiáng)度條件，強(qiáng)度合適。 （3） 絲杠螺母螺牙強(qiáng)度計(jì)算 一般螺母牙的材料低于螺桿，故這里只需校核螺母牙的強(qiáng)度即可。 螺紋牙危險(xiǎn)界面的剪切條件為： 螺紋牙危險(xiǎn)界面的彎曲強(qiáng)度條件為： 其中b=0.75p=7.5mm，查表5-13得到；。 故絲杠螺母螺牙也滿(mǎn)足強(qiáng)度條件。 （4） 絲杠穩(wěn)定性計(jì)算 絲杠的穩(wěn)定性條件為：,其中Ss=2.5-4。 臨近載荷可根據(jù)歐拉公式進(jìn)行計(jì)算，即； E=2.06×10^5Mpa；I=，。 代入可得絲杠計(jì)算安全系數(shù)大于其穩(wěn)定安全系數(shù)，故絲杠穩(wěn)定。 總結(jié) 在經(jīng)歷了大概3個(gè)多月的設(shè)計(jì)之后，我終于完成了液壓折彎?rùn)C(jī)的設(shè)計(jì)。雖然這個(gè)過(guò)程很辛苦也經(jīng)歷了很多困難，也有一些部件并沒(méi)有進(jìn)行設(shè)計(jì)。但我依然很開(kāi)心，畢竟這是我大學(xué)期間獨(dú)立完成一個(gè)機(jī)器全部的設(shè)計(jì)。 六月是陽(yáng)光明媚的日子，是百花齊放的日子。而六月我卻要離開(kāi)延吉這座美麗的城市，離開(kāi)我生活了四年的地方。想想我的同學(xué)，想想我的老師心中有萬(wàn)般的不舍，但是終有離別之日。最后，感謝在大學(xué)期間陪伴并幫助我的同學(xué)與老師們，感謝我的畢業(yè)指導(dǎo)老師，雖然我總問(wèn)她問(wèn)題，但是老師總是耐心的給我講解。祝大家都能順利畢業(yè)，畢業(yè)季快樂(lè)！！ 參考文獻(xiàn) [1] 徐福玲，陳堯明.液壓與氣壓傳動(dòng)（第三版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.05 [2] 李玉柱,苑明順.流體力學(xué)（第2版）[M]北京：高等教育出版社，2008.01 [3] 張利平.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)及設(shè)計(jì).[M]北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.08:221-225 [4] 明仁雄.液壓與氣壓傳動(dòng)學(xué)習(xí)指導(dǎo).[M]北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009.03:149-156 [5] 陳啟松.液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè).[M]上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1981.04 [6] 岳宏.液壓技術(shù)手冊(cè).[M]上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2013.05 [7] 李?lèi)?ài)華．工程制圖基礎(chǔ)[J].北京：高等教育出版社，2003.8 [8] 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