型材推彎機的設計（全套含CAD圖紙）

喜歡就充值下載吧，，資源目錄下展示的全都有，，下載后全都有，dwg格式的為CAD圖紙，有疑問咨詢QQ：414951605 或1304139763 畢業(yè)設計（論文）任務書 題目：汽車減震器自動化生產(chǎn)線擠壓檢測系統(tǒng)機械手設計 系 名 機械工程系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 號 6013201165 學生姓名 肖勰 指導教師 張迎春 職 稱 教授 2016年 12 月 18 日 一、原始依據(jù)（包括設計或論文的工作基礎、研究條件、應用環(huán)境、工作目的等。） 為減輕和降低汽車發(fā)動機及變速箱的震動對汽車舒適度的影響，在發(fā)動機及變速箱和車架聯(lián)接處都采用柔性連接的方式，即安裝有以橡膠做為彈性元件，帶有液壓阻尼系統(tǒng)的減震器。 自動液封生產(chǎn)線體可實現(xiàn)減震器的阻尼系統(tǒng)，在充滿液體的環(huán)境下進行液體封裝、壓入作業(yè)。該生產(chǎn)線體由本體自動上料、導流管自動上料、蓋體自動上料、油液環(huán)境下預裝配、油液環(huán)境下壓裝、蒸汽干燥、光電圖像自動識別檢測、動靜缸檢測、減震器自動下料、自動裝箱、及基座壓力裝配等工位構成。 二、參考文獻 [1] 雷天覺等.液壓工程手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1991. [2] 趙則祥.公差配合與質量控制[M].開封:河南大學出版社,1998. [3] 朱家誠.機械設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1996. [4] 曾正明.機械工程材料手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003. [5] 鄭文緯,吳克堅.機械原理[M].北京:高等教育出版社,2003. [6] 濮良貴,紀名剛.機械設計[M].北京:高等教育出版社,2001. [7] 白柳.液壓與氣壓傳動[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009. 三、設計（研究）內容和要求（包括設計或研究內容、主要指標與技術參數(shù)，并根據(jù)課題性質對學生提出具體要求。） 每分鐘檢測4個，具體結構和尺寸見樣件。 1、 調研， 查閱與本課題相關的技術資料。 2、 進行機構的方案設計及氣動系統(tǒng)設計。 3、 參照樣件，完成主要部件的選型相應的計算。 4、 畫出總裝配圖和部裝圖、零件圖。 指導教師（簽字） 年 月 日 審題小組組長（簽字） 年 月 日 天津大學仁愛學院本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告 課題名稱 型材推彎機的設計 系 名 機械工程系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學生姓名 指導教師 1、 課題來源及意義 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，型材彎曲件在飛行器、火車、汽車等上的應用日益廣泛。生產(chǎn)中，彎曲件的形狀很多，可以用模具壓彎、閘彎機上壓彎、折彎機上折彎、滾彎機上滾彎、拉彎設備上拉彎、繞彎設備上繞彎[2] ，還有簡易的一次推彎，除了板料彎曲外，型材彎曲在彎曲件中也占有很大比例，常見的剖面形狀有圓管形、矩形、工字形和角形等；所用材料有板彎型材和擠壓型材；其外形有等曲率的、也有變曲率的。一般來說，此類零件比較細長，相對彎曲半徑較大。 塑性彎曲和任何一種塑性變形一樣，在外載荷作用下毛坯產(chǎn)生的變形有塑性變形和彈性變形兩部分組成。當外載荷去處后，毛坯的塑性變形保留下來，而彈性變形會完全消失，使其形狀和尺寸都發(fā)生與加載時變形方向相反的變化，這種現(xiàn)象稱為彈復（又稱回彈）。在加載過程中，彎曲變形區(qū)的內層和外層的應力與應變的性質相反。卸載時這兩部分彈復變形的方向也是相反的，所以它們引起彎曲件的形狀和尺寸的變化十分顯著，使彎曲件的幾何精度受到損害，時常成為彎曲件生產(chǎn)中不易解決的一個特殊性的問題?；貜棇澢缀尉鹊挠绊懼饕憩F(xiàn)在曲率半徑、彎曲角的變化以及斷面形狀的變化等。針對各種異形斷面型材，使用推彎工藝一次推出了360o圓環(huán)，與傳統(tǒng)型材彎曲方法相比，在型材彎曲件成型工藝方面有較大突破。 2、 國內外發(fā)展現(xiàn)狀 對于彎曲工藝的理論研究，Wollter首先提出了板的中性層移動理論；Hill對平面應變條件下板塑性彎曲的精確理論進行了闡述；Porksd研究了剛-線性強化材料的板的彎曲理論。Crafoord、余同希、Dadras和Shabaik先后研究了考慮材料真實應力、應變關系的彎曲理論。 實際應用中，在拉彎工藝的研究領域內，德國的D.Schmoeckel設計了一個模型化試驗方法。該試驗的名稱為在復合拉應力下的拉彎。在該試驗中，試驗者除了研究幾何參數(shù)的影響外，著重研究了側壁的拉應力狀態(tài)對斷面畸變的影響，并且，他還提出了三種壓邊力變化模式的差別。在實驗研究的基礎上，他還進行了有限元模擬，其結果和實驗數(shù)據(jù)十分相符。在日本，馬田秋次郎、上田雅信等人也對型材拉彎工藝在實際生產(chǎn)中的應用進行了研究。在國內，陳毓勛等人在拉彎工藝的研究過程中，主要集中在不同加載方式下確定曲率外形樣板的研究上，并對型材彎曲工藝過程進行了探討，提出了適用于彎曲件彈復的計算公式。 對繞彎工藝的研究中，80年代陳毓勛將滾彎工藝的彈復計算公式應用于繞彎工藝中，來達到預測成形中回彈量的目的。結果表明，這種方法在工程上應用價值尚可，但顯然在理論上精度不高；楊玉英等人通過對帽形載面型材繞彎工藝的研究，提出了一系列適用于繞彎工藝的理論和方法，為繞彎變形過程的認識及其變形機理的解釋指明了方向。 1.1 彈復的理論研究 起皺、破裂和回彈是沖壓生產(chǎn)中的三種主要缺陷,其中回彈是最難控制的。不同材料和尺寸的零件其回彈規(guī)律大不相同，單憑經(jīng)驗和工程類比很難進行準確的回彈補償[18]。在各種沖壓成形過程中均存在回彈現(xiàn)象。但是回彈對彎曲件精度的影響比較顯著,也比較嚴重，國內外學者最初都是以彎曲工藝為例來研究彈復現(xiàn)象的。 金屬在塑性變形過程中的卸載彈復量等于加載時相同載荷所產(chǎn)生的彈性變形量。所以塑性彎曲的彈復量即為加載彎矩產(chǎn)生的彈性曲率的變化量。國內一些彈復計算公式，由于所用力學模型過于粗糙，按這些公式計算所得出的彈復量與實驗數(shù)據(jù)差別較大，故只用于對復雜成形的彈復問題作定性判斷。 文獻從力學角度系統(tǒng)地闡述了塑性彎曲理論及其應用?；趶椝苄詮澢墓こ汤碚摚硐霃椝苄圆牧暇匦谓孛媪海窗鍡l）在平面應力情況下，彈塑性純彎曲后的彈復計算公式（Gardiner公式）為： 當 （1-1） 式中 R、R—分別為回彈前、后的曲率半徑： Y—材料的屈服應力； E—材料的楊式模量； t—梁的厚度。 對于平面應變情況，只要用代替E即可，V為泊松比。 通過對板料彈塑性彎曲變形分析，利用材料力學中的平面曲桿理論，提出了大曲率彈性塑性彎曲件的回彈是個較復雜的問題，國內外許多學者都對其進行了進一步的研究。對于彎曲變形彈復值的計算，徐向環(huán)等人通過試驗研究，采用追索迭代法，得到非失穩(wěn)和大曲率彎曲成形狀態(tài)的彈復值計算公式。由此推導的彈復值計算公式來設計和制造彎曲模具，對一般精度要求的彎曲沖壓件，一次試沖即可獲得零件的要求尺寸。雷邦明對于矩形截面鋼管彎曲時的受力分析，利用材料力學中應力與應變的計算公式，推導出彎曲半徑和彎曲角回彈的計算公式，并通過實例予以驗證[21]。秦志國等人分析了現(xiàn)有彈復理論的不足，提出了用材料力學中的單位力法求彈復的方法，其計算值與實測值符合較好，可以將塑性彎曲區(qū)的回彈和彈性區(qū)的回彈統(tǒng)一起來分析，并為非圓弧彎曲區(qū)的回彈分析提供了一個新的研究途徑，因此具有較大的適應范圍。由劉金武等人分析了彎曲回彈應力應變變化過程，推導了矩形截面桿回彈彎矩、回彈曲率的計算公式；發(fā)現(xiàn)經(jīng)典純彎曲理論確定回彈彎矩的方法與公式比較存在較大理論誤差。分析途徑是將彈塑性材料彎曲回彈分兩個階段進行應力應變分析，根據(jù)靜力平衡條件和變形協(xié)調條件推出了回彈曲率、回彈彎矩等一系列回彈計算公式。由官英平提出的關于板料彎曲時減薄系數(shù)的計算，改變了以往根據(jù)實驗測定的傳統(tǒng)方法，變形應變中性層向內移動的觀點，并給出了減薄系數(shù)的計算公式。這些塑性理論不僅為我們認識板的彎曲機理做出了實際貢獻，而且在實際工程中也具有重要價值。 三、研究目標 針對上述推彎成形方案，設計型材推彎機。對于推彎工藝，推彎件成形精度較高；而且推彎可以一次成形，直接推出360o圓環(huán)，有效地解決了工序繁瑣這個一直困擾繞彎成形工藝的問題；同時材料利用率可接近100%，大大提高了經(jīng)濟效益。因此推彎成型工藝研究不僅具有一定的理論意義，還具有較高實用價值。 4、 研究內容 推彎的工藝原理圖如圖1-1所示，毛坯在作用力P的作用下，沿動輪、靜輪和靠模加工成型。 1-動輪 2-靜輪 3-靠模 4-毛坯 圖1-1 推彎工藝原理圖 針對上述推彎成形方案，設計型材推彎機。對于推彎工藝，推彎件成形精度較高；而且推彎可以一次成形，直接推出360o圓環(huán)，有效地解決了工序繁瑣這個一直困擾繞彎成形工藝的問題；同時材料利用率可接近100%，大大提高了經(jīng)濟效益。因此推彎成型工藝研究不僅具有一定的理論意義，還具有較高實用價值。 五、進度安排 1、2017.12.07-2018.03.04 查找資料，了解汽車減震器自動生產(chǎn)線本 體定位、升降和旋轉系統(tǒng)設計，完成開題報告； 2、2018.03.05-2018.03.19 技術設計和性能設計計算，完成總布置圖設計工作； 3、2018.03.20-2018.04.10 完成總體裝配圖設計； 4、2018.04.10-2018.04.30 完成部件裝配圖設計； 5、2018.05.01-2018.05.19 完成設計計算說明書的整理，修改圖紙。 6、2018.05.20-2018.06.01 打印圖紙，裝訂說明書，準備答辯。 六、主要參考文獻 [1] 李碩本. 沖壓工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社. 1982:67~78 [2] 哈爾濱工業(yè)大學鍛壓研究室編. 冷沖壓[M]. 哈爾濱工業(yè)大學出版社. 1977：69~90 [3] 常榮福. 沖壓成形中的摩擦分析[M].北京：航空工業(yè)出版社. 1989:125~157 [4] 楊玉英. 大型薄板成形技術[M].北京： 國防工業(yè)出版社，1996:90~109 [5] E.v.Finckenstein, F,Haase,M.Kleiner, Geil,Reil,R.Schilling, H.Sulaiman, Universitat Dortmund/Germany. 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In this paper the push-bending experiment is applied in the industrial production. According to the experiment craft, the experiment dies are improved so as to be fit for the industrial production. Via the contrast of a few different mechanical transmission system ,the best transmission system is choosed , and the fluid drive system is designed. In this paper aiming at every kind of abnormity section bent parts the bent parts with 360 angles are formed in once by push bending process. Contrasting with conventional bending process of profile, the more advancement is got in bending and forming process of profile. Keywords　push bending; section profile; push-bending;machine 不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印 目 錄 摘要 I Abstract III 第1章 緒論 1 1.1 引言 1 1.2 型材彎曲方法及國內外研究概況 1 1.2.1 型材彎曲方法 1 1.2.2 型材彎曲工藝國內外研究概況 3 1.3 彈復的理論研究 3 1.4 課題研究目的及意義 4 第2章 型材推彎工藝及模具設計 6 2.1 引言 6 2.2 型材推彎工藝原理 6 2.3 推彎模具設計 7 2.3.1 兩種設計方案 7 2.3.2 兩種方案論證 7 2.4 本章小結 11 第3章 機械傳動與液壓系統(tǒng)方案設計 12 3.1 引言 12 3.2 機械傳動系統(tǒng)方案設計 12 3.2.1 三種傳動方案 12 3.2.2 三種傳動方案論證 13 3.2.3 機械傳動系統(tǒng)方案的確定與電動機的選擇 14 3.3 液壓系統(tǒng)方案設計 18 3.4 本章小節(jié) 19 第4章 技術設計及結構校核 20 4.1 確定主要零部件的幾何參數(shù)與尺寸 20 4.1.1 機座 20 4.1.2 普通Ｖ型帶 21 4.1.3 齒輪 22 4.1.4 軸 25 4.1.5 液壓缸 33 4.2 型材推彎機裝配圖與部件裝配圖 34 4.3 本章小節(jié) 36 結論 37 致謝 38 參考文獻 39 附錄1 41 附錄2 42 附錄3 46 千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行 天津工業(yè)大學2010屆畢業(yè)設計 第1章 緒論 1.1 引言 把板材、型材或管材等彎成一定的曲率、一定的角度形成一定形狀零件的沖壓工序稱為彎曲[1]。彎曲成形的應用相當廣泛、彎曲的方法及其所用設備也很繁多。用彎曲成形加工的零件種類非常多，最常見的是平板彎曲。 隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，型材彎曲件在飛行器、火車、汽車等上的應用日益廣泛。生產(chǎn)中，彎曲件的形狀很多，可以用模具壓彎、閘彎機上壓彎、折彎機上折彎、滾彎機上滾彎、拉彎設備上拉彎、繞彎設備上繞彎[2] ，還有簡易的一次推彎，除了板料彎曲外，型材彎曲在彎曲件中也占有很大比例，常見的剖面形狀有圓管形、矩形、工字形和角形等；所用材料有板彎型材和擠壓型材；其外形有等曲率的、也有變曲率的[3]。一般來說，此類零件比較細長，相對彎曲半徑較大。 塑性彎曲和任何一種塑性變形一樣，在外載荷作用下毛坯產(chǎn)生的變形有塑性變形和彈性變形兩部分組成。當外載荷去處后，毛坯的塑性變形保留下來，而彈性變形會完全消失，使其形狀和尺寸都發(fā)生與加載時變形方向相反的變化，這種現(xiàn)象稱為彈復（又稱回彈）[4]。在加載過程中，彎曲變形區(qū)的內層和外層的應力與應變的性質相反。卸載時這兩部分彈復變形的方向也是相反的，所以它們引起彎曲件的形狀和尺寸的變化十分顯著，使彎曲件的幾何精度受到損害，時常成為彎曲件生產(chǎn)中不易解決的一個特殊性的問題?；貜棇澢缀尉鹊挠绊懼饕憩F(xiàn)在曲率半徑、彎曲角的變化以及斷面形狀的變化等。 歷史上對塑性彎曲研究有著廣泛的工程背景和應用前景。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中。板材、型材和彎曲變形被廣泛地應用于制造壓力容器，汽車、船舶、飛行器的外殼等大型金屬結構及各種形狀的日常用品。平板彎曲是很重要的生產(chǎn)加工方法，而彎曲技術的發(fā)展目標是為獲得以下滿足實際應用的主要信息：(1)在模具設計、加工過程、施壓和控制工件形狀精度過程中，對回彈的預測；(2)預測失效和對可彎性的估計。盡管平板彎曲技術已經(jīng)有了很大的發(fā)展和進步，但為了提高產(chǎn)品質量和效率，仍然需要對其理論方面進行更深一步的研究。 1.2 型材彎曲方法及國內外研究概況 1.2.1 型材彎曲方法 目前進行型材彎曲加工時，常用的方法有滾彎、拉彎、壓彎和繞彎。 滾彎是自由彎曲的一種，不僅可以彎制等曲率的圓環(huán)或圓弧段的型材零件，也可以彎制變曲率的零件。型材的剖面形狀常見的有圓形、矩形、帽形和角形。滾彎型材使用的設備多為四輪滾床。在國內，型材滾彎工藝的研究主要集中在設備方面。根據(jù)型材滾彎原理研制成的型材靠模滾彎機可用來彎曲變曲率的型材。彎曲輥輪的升降值由靠模型面控制，因此設計、繪制、制造合理的靠模就成為滾彎工藝的關鍵問題。在國外，滾彎設備的發(fā)展速度還是很快的。在德國、日本將數(shù)控技術應用在滾彎設備上，制造出由小型計算機控制的全液壓通用型材滾彎機?？蓮澢怃摗⒔卿?、T型鋼、管材及其它型材，有模具快換裝置，進行無級調速，已經(jīng)實現(xiàn)了滾彎過程的自動化，生產(chǎn)精度得到保證。近年來，在美國又發(fā)展了一種新的滾彎工藝，叫柔性滾彎。它利用鋼滾作為彎曲輪，零件所獲得的尺寸由它保證，用聚氨酯橡膠做側壓滾。由于橡膠的作用使得成形件的表面質量得到保證，不會劃傷工件，成形速度快、精度高、設備簡單、成本低廉[5]。 拉彎基本原理是在毛坯彎曲的同時施加切向應力，改變毛坯剖面內的應力狀態(tài)，以達到減小回彈，提高零件成型精度的目的。采用拉彎法成形工件，顯著降低了卸載后工件的回彈量，但仍有部分回彈，這是設計成形模具的關鍵問題。以往是靠多次修模試驗的方法來滿足制件尺寸要求。而關于型材拉彎成形模具半徑和角度的確定，工件回彈量的計算等問題，目前尚無理想的解決辦法。錢志平等通過分析拉彎成形此類型材制品時回彈的原因，采用了彈塑性力學的卸載理論，確定曲率和角度回彈量。對成形模具半徑和角度的確定提供了可靠的算法。按此設計模具，可保證拉彎成形后產(chǎn)品的尺寸精度。[6] 壓彎又名三點彎曲，壓彎有無底模壓彎和有底模壓彎之分，前者又稱自由彎曲。有一種稱為金屬板彎曲的機械可視系統(tǒng)（MVSSMB）已經(jīng)用于捕獲、分析彎曲的形狀，以此決定法蘭邊角度和彎曲部分的平衡。在金屬板材彎曲過程中采用機械可視系統(tǒng)來解決傳統(tǒng)的回彈問題，是一個很獨道的方法，這種方法是基于在瞬時彎曲關系上的新的機械模型，而這種模型是來自于彎曲形狀的輪廓?？梢愿鶕?jù)各種材料的特性，給出沖頭運行的所需要的指令。這也就是所謂的智能化成形的第一步[7]。還有許多新的技術，自適應的控制方法越來越多的應用于改進彎曲角度的準確性，Leo. et al 運用彎曲模型原理預測壓彎，特別是在有沖頭薄板彎曲情況下以獲取合適的彎曲界限，描述了基于這種方法的模型怎樣改進無模彎曲的適應控制方法[8]。 另外有一些彎曲方法：1）純彎曲是一種理想的彎曲方法，實際生產(chǎn)中較難實現(xiàn)[9]；2）電磁感應加熱彎曲法，它可以解決大口徑薄壁管小半徑的彎制難題，在彎管技術中開辟了新路。依此原理而設計生產(chǎn)的中頻彎管機，二十多年來它在鍋爐制造、核電制造等領域中發(fā)揮了很大作用；3）無模彎曲在石油化工、發(fā)電等部門的大口徑管彎頭生產(chǎn)中已經(jīng)得到了很好的應用?；趯@種成形方法的諸多優(yōu)點的不斷認識，它的應用領域正在不斷擴大，實驗已經(jīng)證明，這種工藝方法用于異形管及型材彎曲可大幅度地提高此類件的成形極限，很好地維持制件的斷面形狀[10]。胡福泰等人已成功地開發(fā)了可用于彎曲異型斷面型材的設備[11]。 隨著對彎曲研究的深入，新的彎曲方法不斷涌現(xiàn)，常見的有推彎成形法，是一種比較適用于薄壁短彎頭冷成形的新方法，僅一次成形就可達到產(chǎn)品的技術要求，不僅效率高，質量好，而且模具結構簡單，大大提高了生產(chǎn)率[12]。另外還有無模彎曲新工藝—激光彎曲法和適用于管材成形的U-O彎曲法等[13]。 將板、管或型材繞一定形狀的模胎逐漸彎曲的方法叫繞彎。繞彎時坯料的一端被夾緊在旋轉的成形胎模上，在壓輪的作用下毛料逐漸被彎并緊靠在胎模邊緣上。這種成形工藝在國外研究的不多，國內楊玉英等人通過對帽形截面型材繞彎工藝的研究，提出了一系列適用于繞彎工藝的理論和方法，為繞彎變形過程的深入認識及其變形機理的解釋指明了方向。 還有一些特殊的成形方法，比如：細長彎曲件的振動成形法，即利用振動剪床漸次彎曲，以此制出較理想的零件。這種方法只需要設計制造一個簡單的振動彎曲模就可以生產(chǎn)。 1.2.2 型材彎曲工藝國內外研究概況 對于彎曲工藝的理論研究，Wollter首先提出了板的中性層移動理論；Hill對平面應變條件下板塑性彎曲的精確理論進行了闡述；Porksd研究了剛-線性強化材料的板的彎曲理論。Crafoord、余同希、Dadras和Shabaik先后研究了考慮材料真實應力、應變關系的彎曲理論。 實際應用中，在拉彎工藝的研究領域內，德國的D.Schmoeckel設計了一個模型化試驗方法。該試驗的名稱為在復合拉應力下的拉彎。在該試驗中，試驗者除了研究幾何參數(shù)的影響外，著重研究了側壁的拉應力狀態(tài)對斷面畸變的影響，并且，他還提出了三種壓邊力變化模式的差別。在實驗研究的基礎上，他還進行了有限元模擬，其結果和實驗數(shù)據(jù)十分相符。在日本，馬田秋次郎、上田雅信等人也對型材拉彎工藝在實際生產(chǎn)中的應用進行了研究 [14] [15] 。在國內，陳毓勛等人在拉彎工藝的研究過程中，主要集中在不同加載方式下確定曲率外形樣板的研究上，并對型材彎曲工藝過程進行了探討，提出了適用于彎曲件彈復的計算公式。 對繞彎工藝的研究中，80年代陳毓勛將滾彎工藝的彈復計算公式應用于繞彎工藝中，來達到預測成形中回彈量的目的。結果表明，這種方法在工程上應用價值尚可，但顯然在理論上精度不高；楊玉英等人通過對帽形載面型材繞彎工藝的研究，提出了一系列適用于繞彎工藝的理論和方法，為繞彎變形過程的認識及其變形機理的解釋指明了方向[16][17]。 1.3 彈復的理論研究 起皺、破裂和回彈是沖壓生產(chǎn)中的三種主要缺陷,其中回彈是最難控制的。不同材料和尺寸的零件其回彈規(guī)律大不相同，單憑經(jīng)驗和工程類比很難進行準確的回彈補償[18]。在各種沖壓成形過程中均存在回彈現(xiàn)象。但是回彈對彎曲件精度的影響比較顯著,也比較嚴重，國內外學者最初都是以彎曲工藝為例來研究彈復現(xiàn)象的。 金屬在塑性變形過程中的卸載彈復量等于加載時相同載荷所產(chǎn)生的彈性變形量。所以塑性彎曲的彈復量即為加載彎矩產(chǎn)生的彈性曲率的變化量。國內一些彈復計算公式，由于所用力學模型過于粗糙，按這些公式計算所得出的彈復量與實驗數(shù)據(jù)差別較大，故只用于對復雜成形的彈復問題作定性判斷。 文獻[19]從力學角度系統(tǒng)地闡述了塑性彎曲理論及其應用?；趶椝苄詮澢墓こ汤碚摚硐霃椝苄圆牧暇匦谓孛媪海窗鍡l）在平面應力情況下，彈塑性純彎曲后的彈復計算公式（Gardiner公式）為： 當 （1-1） 式中 R、R—分別為回彈前、后的曲率半徑： Y—材料的屈服應力； E—材料的楊式模量； t—梁的厚度。 對于平面應變情況，只要用代替E即可，V為泊松比。 通過對板料彈塑性彎曲變形分析，利用材料力學中的平面曲桿理論，提出了大曲率彈性塑性彎曲件的回彈是個較復雜的問題，國內外許多學者都對其進行了進一步的研究。對于彎曲變形彈復值的計算，徐向環(huán)等人通過試驗研究，采用追索迭代法，得到非失穩(wěn)和大曲率彎曲成形狀態(tài)的彈復值計算公式。由此推導的彈復值計算公式來設計和制造彎曲模具，對一般精度要求的彎曲沖壓件，一次試沖即可獲得零件的要求尺寸[20]。雷邦明對于矩形截面鋼管彎曲時的受力分析，利用材料力學中應力與應變的計算公式，推導出彎曲半徑和彎曲角回彈的計算公式，并通過實例予以驗證[21]。秦志國等人分析了現(xiàn)有彈復理論的不足，提出了用材料力學中的單位力法求彈復的方法，其計算值與實測值符合較好，可以將塑性彎曲區(qū)的回彈和彈性區(qū)的回彈統(tǒng)一起來分析，并為非圓弧彎曲區(qū)的回彈分析提供了一個新的研究途徑，因此具有較大的適應范圍[22]。由劉金武等人分析了彎曲回彈應力應變變化過程，推導了矩形截面桿回彈彎矩、回彈曲率的計算公式；發(fā)現(xiàn)經(jīng)典純彎曲理論確定回彈彎矩的方法與公式比較存在較大理論誤差。分析途徑是將彈塑性材料彎曲回彈分兩個階段進行應力應變分析，根據(jù)靜力平衡條件和變形協(xié)調條件推出了回彈曲率、回彈彎矩等一系列回彈計算公式。由官英平提出的關于板料彎曲時減薄系數(shù)的計算，改變了以往根據(jù)實驗測定的傳統(tǒng)方法，變形應變中性層向內移動的觀點，并給出了減薄系數(shù)的計算公式[23]。這些塑性理論不僅為我們認識板的彎曲機理做出了實際貢獻，而且在實際工程中也具有重要價值。 1.4 課題研究目的及意義 導彈、火箭、衛(wèi)星等航天產(chǎn)品中均用到各種規(guī)格、各種曲率半徑及各種斷面形狀的框類零件。目前生產(chǎn)中，對于運載火箭等大型框類零件，常采用拉彎成形；對于衛(wèi)星用整體框則主要用先鍛坯后機加的加工方法；中小型零件主要采用滾彎工藝等。因此，作為航天產(chǎn)品的一大類零件--框類零件，急需提出簡便易行，保證產(chǎn)品幾何尺寸精度高、質量穩(wěn)定的加工方法。 在設計某個發(fā)射筒加強框時，成形后不但要求曲率半徑準確、有較高的裝配精度，而且對斷面的幾何精度有嚴格要求。滾彎工藝成形時需多道工序，且需幾道中間淬火，最后還需手工矯形。工人的勞動強度大，生產(chǎn)效率低，而且材料利用率不高，造成人力、財力的極大浪費。繞彎工藝成形時需要經(jīng)過幾次換向繞彎，使得生產(chǎn)工序繁瑣，最后繞彎件成形精度不高且必須截去兩端變形部分，造成材料的浪費。 從經(jīng)濟方面考慮。眾所周知，在沖壓件的成本中，材料費用通常占60%以上。特別是在批量生產(chǎn)時，即使材料的利用率提高1%，其經(jīng)濟效益也相當可觀。江鈴底盤股份有限公司所生產(chǎn)的TFR、NKR、NHR（全順）等幾種汽車車型的底盤后橋殼體加強環(huán)，過去采用沖裁（沖孔、落料）工藝加工，其材料利用率取決于合理排樣，即使采用大小不一的環(huán)進行套排，也只能使其材料利用率達到20%，故其成本長期居高不下，經(jīng)濟效益始終上不去。根據(jù)這類零件允許有焊縫接口的結構特點，曾經(jīng)使用壓彎模將條料彎曲成形加強環(huán)。這樣，雖然材料利用率提高到70%，但是，由于彎曲前需退火，故加強環(huán)表面氧化嚴重；接口處厚度增加，零件平面度差；斷面傾斜不平，缺口焊接困難，且需占用大型沖壓設備。 推彎的工藝原理圖如圖1-1所示，毛坯在作用力P的作用下，沿動輪、靜輪和靠模加工成型。 1-動輪 2-靜輪 3-靠模 4-毛坯 圖1-1 推彎工藝原理圖 針對上述推彎成形方案，設計型材推彎機。對于推彎工藝，推彎件成形精度較高；而且推彎可以一次成形，直接推出360o圓環(huán)，有效地解決了工序繁瑣這個一直困擾繞彎成形工藝的問題；同時材料利用率可接近100%，大大提高了經(jīng)濟效益。因此推彎成型工藝研究不僅具有一定的理論意義，還具有較高實用價值。 第2章 型材推彎工藝及模具設計 2.1 引言 由于推彎成形是新工藝，基本上無經(jīng)驗可以借鑒，所以本機器主要是根據(jù)現(xiàn)有的實驗來設計的,大量的工藝參數(shù)都是從現(xiàn)有的實驗數(shù)據(jù)中得到的。初定推彎成形材料為純鋁材。本章闡述推彎工藝原理，并在已有實驗數(shù)據(jù)的基礎上設計推彎模具及進行方案論證，選取優(yōu)化的模具設計方案。 2.2 型材推彎工藝原理 型材彎曲加工方法，如滾彎、拉彎、繞彎等，針對360o圓環(huán)彎曲時存在如下缺點：360o圓環(huán)無法一次成形、材料利用率低、需專用設備。為了滿足生產(chǎn)要求，本文研究型材360o圓環(huán)推彎工藝。推彎工藝是利用金屬的塑性在普通壓力機或液壓機上對型材施加軸向力，強制型材壓入帶有彎曲型槽的模具而形成彎曲件。此工藝的優(yōu)點之一就是可以彎曲形成整圓閉合零件。 推彎成形設想如下：將型材插入導向裝置內，當液壓機活塞桿帶動從動輪壓緊主動輪時，兩輪（外涂橡膠）中間的型材在摩擦力帶動下由動輪和扇形靜輪導正進入型腔，參見圖2－1。剛進入型腔時，并沒有立即成形，而是先經(jīng)過一段無成型區(qū)，因為此時靠模處太尖，應力過于集中，容易崩壞。然后再經(jīng)過一段過渡成型區(qū)，此處為一段拋物線彎曲型腔，最后由導正輪的導正進入圓弧形彎曲型腔。在型腔的強制作用下，摩擦力f連續(xù)將型材推出，零件曲率由型腔曲率決定。隨著彎曲件連續(xù)推出，在頂推機構作用下使連續(xù)推出的型材以小螺旋角上升（變形為彈性變形）。當推出的型材圓環(huán)端部靠近扇形靜輪上部時，螺旋上升可以使彎曲件避開扇形靜輪，此時推彎件類似圓形彈簧墊片。轉過360°后，取下工件，零件自動卸載回彈為平直的型材圓環(huán)。 1-毛坯 2-導向輪1 3-導向輪2 4-從動輪 5-主動輪 6-活塞桿 7-動輪 8-靜輪 9-靠模 10-導正輪 圖2-1 推彎機成型原理圖 2.3 推彎模具設計 鑒于目前課題是對現(xiàn)有推彎實驗進行設計，因此在模具設計上將對實驗用模具進行改進,以利于工業(yè)生產(chǎn)。 2.3.1 兩種設計方案 如圖2-2所示為推彎模具實驗用方案與改進后的方案。推彎過程中，主要工作部分是靠模與扇形靜輪間的圓弧彎曲型槽，動輪和扇形靜輪的導正作用也不容忽視的。在模具設計時，對動輪、扇形靜輪和靠模的尺寸精度要求高，必須耐磨且有較高硬度。所以它們的材料為HT200，其余選用45鋼。導正輪的位置必須使得型材能夠進入正式成形型腔，同時還要起導正作用。頂推機構要保證圓環(huán)連續(xù)螺旋上升，并防止零件螺旋升角過大超出其彈性回復界限。 2.3.2 兩種方案論證 如圖2-2(a)所示實驗用方案中，在扇形靜輪和后面的模具底座各有三個相對應的孔，中間的是用來進行前后方向固定的螺栓孔，左右兩個是用來進行左右方向固定的通孔。此方法是最初研究設計的，在試驗過程中，發(fā)現(xiàn)模具裝拆不便，致使加工效率很低。每推彎一個工件后，都要拆下扇形靜輪，才能取出工件，整個過程非常繁瑣，如果應用于生產(chǎn)，會大大降低推彎工藝的生產(chǎn)效率。雖然考慮可以用連續(xù)推彎來減少裝拆不便帶來的問題，但畢竟連續(xù)推彎還只是試行。由于各方面因素影響，試驗一次推彎成功率還很低，如再考慮連續(xù)推彎，試驗成功可能性將更低。 a) 實驗用方案 b) 改進后方案 圖2-2推彎模具設計圖 改進后方案的部分模具零件圖如圖2-3至圖2-8所示： 圖2-3 模具底座尺寸結構 圖2-4 擋套尺寸結構 　 圖2-5 擋板尺寸結構 圖2-6 扇形靜輪尺寸結構 　　 圖2-7 動輪尺寸結構 圖2-8 靠模尺寸結構 改進后方案中(如圖2-2(b))，分析研究模具裝拆不便問題，最主要處在于對扇形靜輪的固定和定位。實驗用方案中通過一個螺栓孔和兩個固定銷孔來固定的固定方式考慮用凸臺來取代。模具底座上有一個較長的方形空心用于扇形靜輪橫向移動，然后用方形突臺限制扇形靜輪的轉動，在用右側壁螺桿頂住，限制扇形靜輪在加工時左右方向上移動。在拆卸扇形靜輪時只需將右側壁螺桿向右松開，于是在擋套的作用下將固定扇形靜輪的方柱向右拉出，即可將型材取出。此方案有效地解決了模具裝拆不便的問題，提高了生產(chǎn)效率。改進后的方案同樣考慮了用連續(xù)推彎，進一步提高其生產(chǎn)效率。為了減小在推彎過程中的摩擦力，將模具扇形靜輪削掉一塊。 2.4 本章小結 通過推彎工藝模具設計，得出下列結論： 1）根據(jù)推彎工藝原理作出的模具，可以實現(xiàn)一次直接推出360o圓環(huán)，相比滾彎、拉彎、繞彎等其它彎曲方法，是一個很大的突破。 2）本課題是將推彎工藝用于生產(chǎn)過程中，故對實驗用模具做了許多改進，以利于工業(yè)生產(chǎn)。 第3章 機械傳動與液壓系統(tǒng)方案設計 3.1 引言 在進行傳動裝置設計時，首先要進行傳動方案的設計，因為方案的好壞直接對傳動裝置的各方面性能產(chǎn)生影響。本章主要闡述型材推彎機的傳動與液壓系統(tǒng)的方案設計。 3.2 機械傳動系統(tǒng)方案設計 傳動方案通常用機構簡圖表示，它反映運動和動力傳遞路線及各零部件的組成和聯(lián)接關系。合理的傳動方案首先要滿足工作機的性能要求，適應工作條件（如工作環(huán)境、場地等）、工作可靠，此外還應使傳動裝置的結構簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便。 3.2.1 三種傳動方案 初定三種傳動方案，對三種方案要求為型材推彎機在工作輪的轉速為3r/min左右，輸入轉速為1500r/min。 如圖3-1所示型材推彎機傳動方案a，其傳動路線為：電動機→帶傳動→圓弧齒圓柱蝸桿減速器→二級圓柱齒輪傳動→工作輪。 如圖3-2所示為傳動方案b，其傳動路線為：電動機→聯(lián)軸器→二級圓柱齒輪減速器→圓錐齒輪傳動→圓柱齒輪傳動→工作輪。 如圖3-3所示為傳動方案c，其傳動路線為：電動機→聯(lián)軸器→二級圓錐圓柱齒輪減速器→二級圓柱齒輪傳動→工作輪。 1-電動機 2-小帶輪 3-V型帶 4-大帶輪 5-蝸桿減速器 6-二級齒輪傳動 7-工作輪 圖3-1 傳動系統(tǒng)方案a 1-電動機 2-聯(lián)軸器 3-二級齒輪減速器 4-圓錐齒輪傳動 5-圓柱齒輪傳動 6-工作輪 7-工作輪 圖3-2 傳動系統(tǒng)方案b 1-電動機 2-聯(lián)軸器 3-二級圓錐圓柱齒輪減速器 4-二級齒輪傳動 5-工作輪 圖3-3 傳動系統(tǒng)方案c 3.2.2 三種傳動方案論證 機械傳動系統(tǒng)中，各級傳動或機構的先后順序應合理安排，安排的一般原則是：對帶傳動，為減小其傳動的外廓尺寸并發(fā)揮其過載保護和緩沖吸振的作用，一般應安排在運動鏈中的高速級（例如與電動機相連）；對斜齒-直齒圓柱齒輪傳動，斜齒輪應安排在高速級，以發(fā)揮其傳動平穩(wěn)的作用，直齒輪安排在低速級；對圓錐-圓柱齒輪傳動，一般將錐齒輪安排在高速級（尺寸較小，易于制造），圓柱齒輪安排在低速級；對閉式、開式齒輪傳動，閉式傳動安排在高速級，開式齒輪安排在低速級；對摩擦輪傳動，因其結構簡單制造容易，通常不要安排在高速級，但對各類摩擦式無級變速，由于結構復雜和制造困難，為縮小外廓尺寸，應安排在高速級；對轉變運動形式的傳動或機構，如螺旋傳動、連桿機構和凸輪機構等，通?？偸前才旁谶\動鏈的末端，靠近執(zhí)行機構，這樣安排運動鏈最為簡單。 按上述一般原則分析，上述三種傳動方案其各級傳動和機構的先后順序安排全是合理的。 方案a在電動機到減速器之間采用了V帶傳動，可發(fā)揮其緩沖吸振的特點，使工作輪受到的振動不致傳給電動機，且當過載時V帶在帶輪上的打滑對機器的其他機件起安全保護作用。 b、c兩種方案，僅在錐形齒輪傳動的排列順序上不同，方案c將錐形齒輪傳動排在減速器里的高速端，而方案b是將錐形齒輪傳動排在減速器后的二級齒輪傳動中的高速端。顯然，方案c優(yōu)于方案b，因為將錐形齒輪傳動排在更高速的軸的，能使其尺寸減小，容易制造。 方案a 與方案c相比，除了采用V帶傳動不同外，還有減速器中一個是用錐形齒輪傳動，一個是用蝸桿傳動。蝸桿傳動平穩(wěn)無噪聲、結構緊湊、傳動比大，而其效率比錐形齒輪傳動低，壽命也沒有錐形齒輪傳動長。由于在工作輪轉速一定的情況下，傳動比大可以選用額定轉速高的電動機，這樣可以減小電動機的尺寸和質量，價格也有所降低，權衡之下還是利多于弊。 3.2.3 機械傳動系統(tǒng)方案的確定與電動機的選擇 由以上論證最后確定使用方案a。 一． 電動機選擇 1. 選擇電動機類型 由于型材推彎機無特殊運動要求，故可選用Y系列三相籠型異步電動機，全封閉自扇冷式結構，電壓380V。 2. 選擇電動機容量 　　工作機的有效功率為 kW 　　式中　F——執(zhí)行裝置的工作阻力（N）； 　　　　　v——執(zhí)行裝置的線速度（m/s）； 　　　　 ——執(zhí)行裝置所需功率（kW）。 　　從電動機到工作機主動輪間的總效率為 　　式中η1 、η2 、η3 、η4 、η5 分別為帶傳動，減速器，軸承，齒輪，齒輪傳動的傳動效率。由表9-1[24]，取，，，，，則 ＝0.64 　　所以，電動機的工作效率為 kW 式中　——工作機的有效功率（kW）； 　　　——從電動機到工作主動輪的總效率。 3. 確定電動機的轉速 按表9-2[24]推薦的傳動比合理范圍，V帶傳動，蝸桿傳動減速器，開式圓柱齒輪傳動,。所以，可以取其總傳動比,而工作機主動輪的轉速為 r/min 　　所以電動機轉速的可選范圍為 r/min 　　綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量及價格等因素，為使傳動裝置結構緊湊，決定選用同步轉速為1500r/min的電動機。 　　根據(jù)電動機類型、容量和轉速，由電機產(chǎn)品目錄或有關手冊選定電動機型號為Y90S-4。其主要性能如下表： 表3-1 Y90S-4主要性能 型號 額定功率 Ped(kW) 滿載時 最大轉矩 額定轉矩 質量 kg 轉速w r/min 電流 A(380V) 效率% 功率因數(shù) Y90S-4 1.1 1400 2.7 79 0.78 2.2 60.5 　　電動機主要外形和安裝尺寸如下表： 圖3-a 圖 3-b 圖 3-c 圖 3-d 圖 3-e 圖 3-f 表3-2　電動機主要外形和安裝尺寸 單位(mm) 中心高H 外形尺寸 底腳安裝尺寸 底腳螺栓直徑 K 軸伸尺寸 鍵聯(lián)接部分尺寸 90 310×180×190 140×100 10 24×80 8×7 二． 計算傳動裝置的總傳動比i∑并分配傳動比 1. 總傳動比i∑為 2. 分配傳動比 　　　　　　　　　　　 考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪直徑相近，可取，式中i3、i4分別為高速級和低速級的傳動比，故這兒可取。?。謳鲃樱瑴p速器傳動,故　 所以，， 三． 計算傳動裝置各軸的運動和動力參數(shù) 1. 各軸的轉速 Ⅰ軸　 r/min Ⅱ軸　 r/min Ⅲ軸　 r/min Ⅳ軸　 r/min 2. 各軸的輸入功率 Ⅰ軸　kW Ⅱ軸　kW Ⅲ軸　kW Ⅳ軸　kW 3. 各軸的輸入轉矩 電動機軸的輸出轉矩為 N·mm 故 Ⅰ軸　 N·mm Ⅱ軸　 N·mm Ⅲ軸　 N·mm Ⅳ軸　 N·mm 將上述計算結果匯總于下表，以備查用。 表3-3 傳動裝置各軸運動和動力參數(shù) 軸名 功率P kW 轉矩T N·mm 轉速n r/min 傳動比i 效率η 電機軸 0.94 6412.1 1400 1.5 0.96 減速器輸入軸 0.9 9233.2 933.33 31.5 0.82 減速器輸出軸 0.74 238499.3 29.63 3.33 0.96 Ⅲ軸 0.71 762672.8 8.9 2.98 0.96 Ⅳ軸 0.68 2182536.2 2.99 3.3 液壓系統(tǒng)方案設計 型材推彎機的液壓系統(tǒng)是提供推彎機所需側壓力，側壓力設計最大值為5×104N。由于系統(tǒng)載荷最大值為50kN，所以工作壓力必須大于5~7MPa，又因為推彎機屬于中小型工程機械，所以工作壓力范圍一般在10~16MPa。 初步擬定型材推彎機的液壓系統(tǒng)如圖3-4所示。 以下是對此液壓系統(tǒng)的分析： 當Ｏ型三位四通閥處于①位時，柱塞泵將油從油箱里抽出，通過單向閥，再經(jīng)過安全保護的溢流閥（系統(tǒng)采用變量泵供油時，系統(tǒng)內沒有多余的油需溢流，其工作壓力由負載決定。這時，與泵并聯(lián)的溢流閥只有在過載時才需打開，以保障系統(tǒng)的安全）。若壓力在安全壓力內，則油繼續(xù)上行，經(jīng)過過濾器過濾掉油里的雜渣之后，油由節(jié)流閥出來后通過三位四通閥進入液壓缸，使液壓缸活塞桿帶動從動摩擦輪向右運動。當?shù)竭_工作預定壓力后（由液壓表讀出），將三位四通閥扳到②位。此時處于保壓狀態(tài)，進行推彎成形。當推彎成形結束，需要再送料時，將三位四通閥扳到③位。液壓缸活塞桿帶動從動摩擦輪向左運動，脫離工作接觸點。 由于型材推彎機一直是處于間歇工作，要求瞬間補充大量液壓油，故在初濾器后掛上一個蓄能器。液壓系統(tǒng)裝設蓄能器后，在系統(tǒng)工作時能輔助供油，減少液壓泵容量，降低電動機功率，使整個系統(tǒng)尺寸小，重量輕，價格低。在此型材推彎機液壓系統(tǒng)中，當運動過程中進行保壓或是慢進時，部分液體進入蓄能器，壓力油被儲存進來，而在回程時，蓄能器與液壓泵同時供油，使液壓缸得到大于液壓泵供油量的快速運動。 １油箱?。仓谩。硢蜗蜷y　４電磁溢流閥?。祲毫Ρ怼? 6初濾器　7蓄能器　8精濾器　9節(jié)流閥　10三位四通閥　11液壓缸 圖3-４ 液壓系統(tǒng)原理圖 　　由于變量泵可實現(xiàn)限壓、恒功率、恒流量的調節(jié)，在伺服系統(tǒng)中為恒壓源，故采用變量泵。而柱塞泵中徑向軸配流方式適用于鍛壓、工程、礦山、軋鋼機械的液壓系統(tǒng)。再綜合考慮壓力、轉速、自吸能力、嗓聲、抗污能力、使用壽命、價格等因素，可以發(fā)現(xiàn)在本液壓系統(tǒng)中采用徑向軸配流變量柱塞泵最為合適。由于軸向柱塞泵的抗污能力差，對油液清潔度要求高，故在油路中安裝了兩個過濾器，一個為初濾器，另一個為精濾器。 3.4 本章小節(jié) 通過上述機械傳動系統(tǒng)與液壓系統(tǒng)方案設計論證，可以得出適用于型材推彎機的最佳方案，為后繼的設計開發(fā)提供參考。 第4章 技術設計及結構校核 根據(jù)第三章中總體設計方案的要求，對型材推彎機的主要零部件進行工作能力計算，并考慮結構設計上的需要，確定主要零件部件的幾何參數(shù)和基本尺寸。然后，根據(jù)已確定的結構方案和主要零部件的基本尺寸，繪制機械的裝配圖、部件圖和零件圖。 4.1 確定主要零部件的幾何參數(shù)與尺寸 4.1.1 機座 型材推彎機設計成整體式臥式機座，機座采用鑄鐵鑄造成型。 在設計機座時，應多采用鑄件的合理結構，壁厚力求均勻，以防止厚截面處金屬積聚導致縮孔、疏松、組織不密致等缺陷，減少厚大斷面；采用加強肋代替整體；盡量不采用正十字叉結構，以減少金屬積聚；鑄件內壁的厚度應略小于鑄件外壁的厚度，使整個鑄件均勻冷卻；避免銳角連接，采用圓弧過渡；鑄件方形窗孔，四角處的圓角半徑不應太小。 圖4-1 機座圖 按照上述原則，由鑄件外形尺寸可以得出灰鑄鐵的最小允許壁厚為15~20mm,本機確定外壁厚為25~30mm，內壁厚為25mm，外肋厚為mm，取整為mm,鑄造內圓角為R10mm。地腳螺釘直徑為M24mm，沉頭孔直徑為mm,地腳螺釘數(shù)目n=21，與工作臺連接的螺栓數(shù)目為n=21，軸承端蓋螺釘直徑mm。 得出機座零件圖(圖4-1)。 4.1.2 普通Ｖ型帶 查表4-3可知此型材推彎機傳遞額定功率1.1kW，主動帶輪轉速1400r/min，從動帶輪轉速933.33 r/min，取KA＝1.2，原動機為YZR90S-4，希望中心距在800mm左右。 　　設計要求：設計出帶型、長度、根數(shù)，傳動中心距，作用于軸上之力及帶輪工作圖。設計的方法和步驟見表8-19[25]。 1. 設計功率 kW 　　其中 P－傳遞的額定功率（kW）； 　　　　 KA－工況系數(shù)，由表8-9[25]得到KA=1.2； 2. 選擇帶型 　　據(jù)Pd＝1.32kW及n１=1400r/min，由圖8-9[25]選用Z型V帶 3. 傳動比 4. 確定小帶輪基準直徑 　　由圖8-9[25]和表8-72[25]、表8-73[25]選定mm 5. 確定大帶輪基準直徑 mm 　　式中ε－彈性滑動率，通常ε=0.01～0.02，這里取ε=0.02。 　　由表8-72[25]選定mm。 6. 驗算傳動比誤差 　　其中－實際傳動比， 　　　?。瓊鲃颖日`差。 7. 帶速 　　m/s 　　在5～25m/s之間，可用 8. 初定中心距 　　按設計要求，取mm 9. 確定帶的基準長度 　　按表8-18[25]選取mm 10. 實際中心距 mm 　　安裝時所需最小中心距 mm 張緊或補償伸長所需最大的中心距 mm 11. 小帶輪包角 12. V帶的根數(shù) 取z=4。 由圖8-10d[25]，當mm，r/min時，查得kW，當i=1.5時，kW；由表8-20[25]查；由表8-21[25]查得。 13. 單根V帶的初拉力 　　 N 14. 作用于軸上的力 N 4.1.3 齒輪 1. 材料的選擇 應工作載荷比較平穩(wěn)，外廓尺寸沒有限制，因此為了便于加工，采用軟齒面齒輪傳動。第一級齒輪傳動中小齒輪選用45鋼，調質處理，齒面平均硬度為220HBS；大齒輪為鑄件選用ZG340-640，正火處理，齒面平均硬度為190HBS。第二級齒輪傳動中小齒輪選用45鋼，調質處理，齒面平均硬度為220HBS；大齒輪為鑄件選用ZG340-640，正火處理，齒面平均硬度為190HBS。 2. 參數(shù)選擇 a) 第一級齒輪齒數(shù)、。由于用軟齒面閉式傳動，故取，； 第二級齒輪齒數(shù)，。 b) 齒寬系數(shù)。由于是兩級齒輪傳動，兩支承相對齒輪為對稱布置，且兩輪均為軟齒面，查表6.7[26]，取,第二對齒輪為非對稱布置，故取 c) 載荷系數(shù)K。因為載荷比較平穩(wěn)，齒輪為軟齒面，支承非對稱布置，查表6.5[26]，取K＝1.8。 d) 齒數(shù)比u。對于兩級減速，齒數(shù)比，。 3. 確定許用應力 小齒輪的齒面平均硬度為220HBS。由圖6.22[26]查得MPa，由圖6.23[26]查得MPa，并取最小安全系數(shù)，許用應力分別為 MPa MPa 大齒輪的齒面平均硬度為190HBS。由圖6.22[26]查得MPa，由圖6.23[26]查得MPa，并取最小安全系數(shù)，許用應力分別為 MPa MPa 第一級齒輪傳動中小齒輪的轉矩 N·mm，第二級齒輪傳動中小齒輪的轉矩 N·mm。 由于本機器在設計的時候是先進行總體設計，已定第一對齒輪中心距為390mm，第二對齒輪中心距為635mm。 所以，mm； mm； 其中,均為第一系列標準值，滿足要求。 則有，，； 　　　，。 4. 進行齒面接觸疲勞強度校核 第一對齒輪： 取較小的許用接觸應力代入齒面接觸疲勞強度校核公式，得 MPaMPa 式中　——小齒輪的分度圓直徑（mm）； ——小齒輪傳遞的扭矩（N·mm）； ——載荷系數(shù)； ——傳動比； ——兩齒廓接觸長度，（mm）； 　　　——許用接觸應力（MPa）。 第二對齒輪： 取較小的許用接觸應力代入齒面接觸疲勞強度校核公式，得 MPaMPa 由上可得，兩對齒輪均有足夠的齒面接觸疲勞強度。 5. 進行齒根彎曲疲勞強度校核 由齒數(shù)，；，，查表6.6[26]得齒形系數(shù)，，，。 第一對齒輪： 取較小的許用彎曲應力代入齒面接觸疲勞強度校核公式，得 MPaMPa 第二對齒輪： 取較小的許用彎曲應力代入齒面接觸疲勞強度校核公式，得 MPaMPa 由上可得，兩對齒輪均有足夠的齒根彎曲疲勞強度。 6. 計算齒輪的主要幾何尺寸 表4-1　漸開線標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計算公式 名稱 符號 計算公式 模數(shù) m 已計算 齒頂高 齒根高 全齒高 h 分度圓直徑 d 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑 齒距 p 齒厚 s 齒槽寬 e 表4-2　型材推彎機中齒輪幾何尺寸 名稱 齒輪1 齒輪2 齒輪3 齒輪4 齒數(shù) 30 100 32 95 模數(shù) 6 6 10 10 齒頂高 6 6 10 10 齒根高 7.5 7.5 12.5 12.5 全齒高 13.5 13.5 22.5 22.5 分度圓直徑 180 600 320 950 齒頂圓直徑 192 612 340 970 齒根圓直徑 165 585 295 925 基圓直徑 169.16 563.85 300.72 892.77 齒距 18.85 18.85 31.42 31.42 齒厚 9.42 9.42 15.71 15.71 齒槽寬 9.42 9.42 15.71 15.71 齒寬 130 125 125 120 對正常齒制，其數(shù)值為， 由表4-1可以算出四個漸開線標準直齒圓柱齒輪的幾何尺寸，計算結果如下表所示 4.1.4 軸 Ⅰ軸 大齒輪分度圓度直徑600mm，齒寬125mm，齒輪輪轂156mm；小齒輪分度圓直徑320mm，齒寬125mm。傳遞功率P=0.71kW，轉速為8.9r/min。 1.選擇40Cr為軸的材料，進行調質處理，由以上參數(shù)得如下表所示Ｉ軸各段的長度與軸徑。 表4-3 　Ⅰ軸各軸段軸徑 位 置 軸徑/mm 說 明 小齒輪處 110 按傳遞轉矩估算的基本直徑 上端軸套 115 用套筒來定位上端小齒輪，由上端裝入。只需比小齒輪處略大即可 軸承處 120 在這兒選用一對圓錐滾子軸承，可以依靠調整墊片來調整軸承間隙，可同時承受徑向力和圈套的雙向軸向力。為了便于裝拆，軸承內徑稍大于軸套處，并符合滾動軸承標準內徑，故取軸徑為120mm，初定軸承型號為30224，兩端相同 大齒輪處 130 齒輪孔徑應大于軸承處軸徑，并為標準直徑 軸環(huán)處 150 大齒輪上端用軸環(huán)定位，按齒輪處軸徑d=130mm,由表11.3[26]查得，軸環(huán)高度a=(0.07~0.1)d=(0.07~0.1)×130=9.1~13mm，取a=10mm 下端軸套 120 與下軸承內徑一致即可 3. 確定各軸段長度（由中間到兩邊），如表4-4所示： 表4-4 ?、褫S各軸段長度 位置 軸段長度/mm 說 明 大齒輪處 154 已知大齒輪輪轂寬度為156mm，為保證套筒能壓緊齒輪，此軸段長度應略小于齒輪輪轂寬度，故取154mm 軸環(huán)處 15 軸環(huán)寬度b=1.4a=1.4×10=14mm，取b=15mm 空載處 89 由于此設備為保證工作軸兩輪能靠的足夠近，故設計此軸安裝小齒輪處能達到一定高度，取89mm 上軸承處 40 為30224型號軸承內圈寬度 上軸套處 62 套筒處設計為62mm，以達到可以預定高度 小齒輪處 130 已知小齒輪輪轂寬度為130mm，為保證軸端擋圈能壓緊齒輪，此軸段長度應略小于小齒輪輪轂寬度，故取126.5mm，又向軸套方縮進3.5mm，故此軸段總長為130mm 下端軸承處（含套筒） 151 此軸段包括四部分：軸承內圈寬度為40mm；套筒處為101mm；齒輪輪轂寬度與齒輪處軸段長度之差為2mm；下端升出空裕段為8mm。故該軸段長度為40+101+2+8=151 全軸長 641 154+15+89+40+62+130+151=641mm 4. 傳動零件的周向固定 大齒輪及小齒輪處均采用A型普通平鍵，其中大齒輪處選用鍵32×18×140 GB 1096-1990；小齒輪處選用鍵28×16×100 GB 1096-1990。 其他尺寸 為了便于加工，并參照30224型軸承的安裝尺寸，軸上過渡圓角半徑全部取r=3mm；軸端倒角為5×45°。 5． 軸的受力分析 1) 由表3-3可查出Ⅰ軸傳遞的轉矩T=762672.8N·mm 2) 求軸上傳動件作用力： 小齒輪上的圓周力　N 小齒輪上的徑向力　N 大齒輪上的圓周力　N 大齒輪上的徑向力　N 3) 確定軸的跨距。 30224型軸承的a值為43mm，故左軸承的支反力作用點到大齒輪力作用點的間距為 101＋43.5＋0.5×156－43＝179.5mm 右軸承的支反力作用點到大齒輪力作用點的間距為 15＋89＋43.5＋0.5×156－43=182.5mm 小齒輪力作用點到右端軸承支反力作用點的間距為 43＋62＋0.5×130=170mm 6．按當量彎矩校核軸的強度 1) 作軸的空間受力簡圖（見圖4-2（b））。 2) 軸的水平面受力圖及彎矩圖（見圖4-2（c））。 N N N·mm 3) 作垂直面受力圖及彎矩圖（見圖4-2（d））。 N 圖4-2 Ⅰ軸的受力分析圖 N N·mm 4) 作合成彎矩M圖（見圖4-2（e））。 N·mm 5) 作轉矩T圖（見圖4-2（f））。 N·mm 6) 作當量彎矩圖（見圖4-2（g））。 7) 按當量彎矩校核軸的強度。 由圖4-2（a）、（g）可見截面Ⅰ處當量彎矩最大，故應對此校核。截面Ⅰ處的當量彎矩為 N·mm 由表11.5[26]查得，對于40Cr，MPa，MPa，故按式(11.3)[26]得 MPa< 故軸的強度足夠。 一． Ⅱ軸： 齒輪分度圓直徑950mm，齒寬120mm，齒輪輪轂156mm。傳遞功率P=0.68kW，轉速為2.99r/min。 1.選擇40Cr為軸的材料，進行調質處理。 2.Ⅱ軸各軸段長度與軸徑設計方法與Ⅰ軸相同。 3.傳動零件的周向固定。大齒輪及工作輪處均采用A型普通平鍵，其中大齒輪處選用鍵45×25×130 GB 1096-1990；工作輪處選用鍵20×12×80GB 1096-1990。 4.其他尺寸。 為了便于加工，并參照30224型軸承的安裝尺寸，軸上過渡圓角半徑全部取r=3mm；軸端倒角為5×45°。 5．軸的受力分析（圖4-3）。 1) 由表3-3可查出Ⅱ軸傳遞的轉矩 N·mm 2) 求軸上傳動件作用力： 齒輪上的圓周力　N 齒輪上的徑向力　N 工作輪上的圓周力　N 工作輪上的徑向力　N 3) 確定軸的跨距。 30224型軸承的a值為43mm，故左軸承的支反力作用點到齒輪力作用點的間距為 653.5＋25+43.5＋0.5×156－43＝757mm 右軸承的支反力作用點到齒輪力作用點的間距為 36.5＋43.5＋0.5×156－43=115mm 工作輪力作用點到右端軸承支反力作用點的間距為 43＋158=201mm 6．按當量彎矩校核軸的強度。 1) 作軸的空間受力簡圖（見圖4-3（b））。 2) 軸的水平面受力圖及彎矩圖（見圖4-3（c））。 N N N·mm 圖4-3 Ⅱ軸的受力分析圖 3) 作垂直面受力圖及彎矩圖（見圖4-3（d））。 N N N·mm 4) 作合成彎矩M圖（見圖4-3（e））。 N·mm 5) 作轉矩T圖（見圖4-3（f））。 N·mm 6) 作當量彎矩圖（見圖4-3（g））。 7) 按當量彎矩校核軸的強度。 由圖4-3（a）、（g）可見截面Ⅰ處當量彎矩最大，故應對此校核。截面Ⅰ處的當量彎矩為 N·mm 由表11.5[26]查得，對于40Cr，MPa，MPa，故按式(11.3)[26]得 MPa< 故軸的強度足夠。 4.1.5 液壓缸 1. 根據(jù)液壓缸的工況特點，由表2-1-1[27]與表2-1-2[27]選擇型材推彎機上的液壓缸的類型為雙作用單活塞桿，安裝方式為軸向腳架外型安裝。 2. 主要參數(shù)的確定。 a) 液壓缸的工作壓力 由于型材推彎機屬于中小型機械，其液壓設備工作壓力一般在10~16MPa，由表2-1-3[27]可選用額定壓力為16MPa的液壓缸。 b) 缸筒直徑 N 式中　——液壓缸的理論輸出力（N）； ——活塞桿的實際作用力（N），可以取估算負載值的最大值，N,為型材推彎力，為兩摩擦輪對型材的摩擦系數(shù)； ——負載率，一般取，此處??； ——液壓缸的總效率，。 根據(jù)需要的液壓缸的理論輸出力F和系統(tǒng)選定的供油壓力P就能計算出缸筒直徑。 mm 式中　——液壓缸缸筒內徑（mm）； ——供油壓力（MPa）。 按標準系列選定D=100mm。 c) 活塞桿直徑 式中　——速度比； ——活塞桿伸出時的速度（m/s）； ——活塞桿縮入時的速度（m/s）。 mm 由表2-1-5[27]將活塞桿直徑圓整為標準值mm。 d) 液壓缸的行程S 依據(jù)型材推彎機的運動要求而定。為簡化工藝，降低成本，增加產(chǎn)品通用性，采用表2-1-6[27]的標準值，取mm。 4.2 型材推彎機裝配圖與部件裝配圖 由第三章的傳動方案與上述主要零件的設計，完成型材推彎機的總裝配圖如圖4-4所示。 圖4-4 型材推彎機總裝配圖 圖4-5 型材推彎機外觀圖 圖4-6 型材推彎機部件圖 4.3 本章小節(jié) 本章對型材推彎機的主要零部件進行設計校核，根據(jù)已確定的結構方案和主要零部件的基本尺寸，繪制機器的總裝配圖、部件圖和零件圖。 千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印?！敖Y論”以前的所有正文內容都要編寫在此行之前。 - 66 - 天津工業(yè)大學2010屆畢業(yè)設計 結論 1 針對各種異形斷面型材實現(xiàn)一次推出360o圓環(huán)，與滾彎、拉彎、繞彎等其它彎曲方法相比，在成形方法有較大改進和成形質量方面有較大提高。 2 根據(jù)推彎工藝原理，設計出了用于工業(yè)生產(chǎn)的推彎機。 3改進了動力傳輸方