立式液压驱动数控滚弯机机械系统设计(DOC 36页).doc

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.............................................................................................. 234.1.1 压紧缸载荷分析并选定压紧缸缸径 .............................................. 234.1.2计算切头缸载荷并选定切头缸缸径。

........................................... 244.1.3计算抓紧缸载荷并选定抓紧缸缸径 ............................................... 254.1.4分析摆动缸载荷并选定摆动缸缸径 ............................................... 274.1.4计算转动缸载荷并选定转动缸缸径 ............................................... 274.1.6 分析移位缸载荷并选定移动缸缸径 .............................................. 284.2 运动设计计算.............................................................................................. 284.2.1 确定切头刀具工作角度： .............................................................. 294.2.2 确定齿轮齿条模数及齿轮齿数 ...................................................... 294.2.3计算抓紧机构转位角度 ................................................................... 294.2.4计算转位缸行程并选定标准行程 ................................................... 304.2.4计算切头缸工作行程并选定标准行程 ........................................... 304.2.6分析压紧缸工作行程并选定压紧缸标准行程 ............................... 314.2.7选定抓紧缸标准行程 ....................................................................... 314.2.8选定切头机构移动缸标准行程 ....................................................... 314.2.9计算切头机构摆动缸并选定标准行程 ........................................... 314.2.10选定抽芯缸标准行程 ..................................................................... 324.2.11选定定位缸标准行程 ..................................................................... 32设计总结……………………………………………………………………………34参考文献………………………………………………………………………………35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1-1,1-2)，也有机械传动的，但它们的占地面积较大(长度在2.5~4m之间)，价格昂贵(2~5万元人民币或更多)，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1.1M，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分别是弯管原理图弯管模图 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2-1,2-1.1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2-1M=24πσstr3(2-1) 3ρ其中 σs为弹性应力r为管材内径t为管材壁厚σb为屈服应力ρ为中性层的弯曲半径24*π*208*2*263=2420 N·m M=+3*952.3 电机选取2.4 传动比的计算与各传动装置的运动与参数2.5 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d1=100mm皮带速度验算υ=所以5<υ<υmax=20所以此带轮合格 πd1n060*1000=3.14*100*960=5.03 （2-7） 60*1000则从动轮 d2=i2*d1=100*2.5=250 mm初选 Lda=1600mm则有（2-8） 其中 A=Ldaπ(d1+d2)16003.14(100+250)--==262.63 (2-9) 48482(d-d)B=218(250-100)=82=2812.5所以=519.6 mm主动轮包角 α=1800-d2-d1250-100*57.5=1800-*57.50 (2-10) a519.6=163.50>1200带的根数 z=P0 (2-11) P+∆PKK带带αL其中取 P带=00.97KW=0.11KW ∆P带Kα=0.96KL=0.99可得 z=取z=33=2.92 0.97+0.11*0.96*0.992.6 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=1031.27 N·m蜗轮小轴输入功率 P1=2.88 KW传动比 i=16所以选用蜗轮蜗杆的型号为[1] CWS-125 JB/T 7935其基本性能如表2-2表2-2 蜗轮减速器的主要友参数2.7 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，因此选用弹性柱销齿式联轴器。

由于 T3=1020.96 N·m且蜗轮蜗杆的蜗轮轴径为55mm 故选用ZL4联轴器，其型号为 ZL4其主要尺寸及参数如表2-3YB55X112GB5015—1985 J1D55X84[1]表[1]2-3联轴器的主要参数 未标单位（mm）2.8 轴承的选择 由于弯管机需要一个平稳的平台且轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故不能选用深沟滚子轴承且轴承受力不大，转速也较低，故可选用圆锥滚子轴承，且可选取外径较小的以使空间更紧凑和降低成本选用32912和32918二种圆锥轴承。