1、钢板折边机一、设计题目钢板折边机二工作简图 压 板 推 板工 作 台钢 板工作简图三题目简介钢板折边机是一种对较薄的钢板折边的机器。运用机构的带传动，连杆传动等实现了上下左右的交错运动，从而实现对钢板的折边效果。钢板定位后，压板下压钢板到工作台凹槽中折弯一次。左右推板左右推钢板折边，完成钢板折边任务。上提压板，退料杆退料，完成工序。四设计要求1.要求设计该装置的压板升降机构、左右推板的推动机构。一般应包括凸轮机构、平面连杆机构以及齿轮机构等常用机构。至少提出两种运动方案，然后进行方案分析评比，选出一种运动方案进行设计。2.设计装置的传动系统，并确定传动系统传动比分配。3.画出装置的机构运动方案
2、简图和运动循环图。4.最终方案含有平面连杆机构的，设计平面连杆机构。并对平面连杆机构进行运动分析，绘制运动线图。5. 最终方案含有凸轮机构，设计凸轮机构。确定运动规律，选择基圆半径，计算凸轮廓线值，校核最大压力角与最小曲率半径。绘制凸轮机构设计图。6.编写设计计算说明书。7.进一步完成装置的计算机动态演示。五主要参数数据方案内凹槽深(mm)钢板厚(mm)钢板外延宽(mm)钢板外延长(mm)压板的工作速度(次 /分)D 18 3 180 170 801.1 自动折边机的特性说明折边机为简单的弯曲机，既可以是手动的，也可以是机动的。最简单的方法是用有弯曲半径的模型把钢板牢固地固定在机床工作台上。伸
3、出的部分材料放在另一个工作台上，该工作台能沿弯曲半径中心旋转。当活动工作台上升时，它把不锈钢弯曲成所需的角度。目前市场上的薄钢板折边机有很多，比如说金属燃油箱折边机，塑料板材折板机等，如图：自动钢板折边机的设计2.1 自动钢板折边机的工作原理设计的自动钢板折边机的工作模型如下图所示2.2 自动钢板折边机的主要部分说明及其技术参数电机功率：5.879KW生产率：18 次（个）/min钢板外沿宽 b长 c：300400 mm2 钢板厚：2mm折边后钢板内槽宽 a：250mm 折边后钢板高 h：25mm2.3 传动部分的设计2.3.1 齿轮部分的设计名称 符号 计算公式模数 m根据齿轮强度确定，取标
4、准值分度圆直径 dmzd基圆直径 b cosb齿顶圆直径 a ah2齿根圆直径 fdffd节圆直径 )(标 准 中 心 距 安 装齿顶高 ahmha齿根高 f cf)(压力角 20标准中心距 a )(1za齿距 pmp基节 bpcospb分度圆齿厚 s 2m分度圆齿槽宽 ee已知：选取电机的选用功率为 5.879KW，转速 2900r/min，电机输出齿轮与中间轴大齿轮的传动比为 6，由传动比公式，由选取模数 ，201612zi 4m分度圆直径 zd81 mzd802由中间轴小齿轮与冲压轮的传动比为 5，根据板宽定出左冲压轮与中间轴小齿轮的中心距ma3751右冲压轮与中间轴小齿轮的中心距 20
5、由传动比和中心距关系得： 分度圆直径 md1253d4m835压力角 0基圆直径 8.7cos1bb0.41cos2mdb46.17cos3db49.23s4d9.75齿顶圆直径 mhaa1mhaa82haa23ha4 15附：特殊齿轮组（4）的简图2.3.2 电动机的选型1、类型和结构形式：三相异步笼型交流电动机，封闭式，380V，Y 型；2、功率：= +1=2106 210336003000 1.31.3+1=5.897 kw（ -功率、 -生产阻力、s-有效模切行程、t- 周期、k- 行 程速比系数）=13223=0.960.9830.972=0.85（ 分别为皮带，轴承和齿轮的效率）1
6、， 2， 3故 kw =6.938 =11 3、转速：=0=3000 60 =50 =12=16160( =840 分别为皮带和减速器的传动比 ) 则 1=24 2=0=8008000 /4、电动机方案选型转速 r/min 传动比方案 型号（kw ） 同步 满载重量N参考价格（元） 总传动比 V 带减速器1 Y160M1-1 11 3000 2930 1170 1350 58.6 2.8 20.932 Y160M-4 11 1500 1460 1230 1800 29.2 2.5 11.683 Y160L-6 11 1000 970 1470 1600 19.4 2 9.7综上所述 4 点，最
7、终选型为：满载时型号（kw） 转速 r/min 电流（380V） 效率 % 功率因数起动电流额定电流起动转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y160M1-1 11 2930 20.8 87.2 0.88 7.0 2.0 2.2安装尺寸：安装尺寸(mm) 外形尺寸(mm)型号A B C D E F G H K AB AC AD HD LY160M1-1 254 210 108 42 110 12 37 160 15 330 335 265 385 6052.3.3 初定偏心轴的直径及跨距材料：偏心轴的材料选用 45 号钢。参数：许用扭应力，A=126103。步计算直径（与大带轮配合处）：轴MPaA452
8、功率： 21机式中， 电动机的功率，KW； 皮带传递的功率，1 2KW。 KWP976.25.09.3轴转速 n=300r/min mnAd24.5930.1263因为轴上有键槽，轴径应增加 37%。d8.67.12459因破碎机工作时的冲击载荷很大，又有强烈的振动，故取直径d=100mm 此偏心轴选用一般阶梯长轴。按轴在机架上的安装情况和结构要求，机架轴颈处取130mm 为了使零件能够很好的轴向固定，在机架2dmd1302上的轴承与皮带之间加装圆螺母。其作用是：与轴肩、轴环配合使用，作轴上零件的双向固定，适用于两零件端面距离不太大，使用套筒不方便时。选用螺母 M1002 GB81276 材料
9、：45 号钢，全部淬火 HRC3545 或采用调质 HRC2430 也可不热处理，但需要表面氧化。根据阶梯轴结构的设计原则，与动颚固定的轴承处轴颈取 150mm。动颚宽度为 400mm，两端分别留有 1mm 的余隙，3d考虑到轴上需要安装的密封零件及轴承透盖，初定轴的跨距如图所示。 236517807546初定轴的直径和跨度2.3.4 轴承的选择及验算1.机架处的轴承因为轴承承受的径向力较大，轴向力较小，所以选用双列向心球面滚子轴承。轴承承受的径向载荷 P=8376N，考虑到主轴与动颚的自重所受的径向力约为 13000N，装轴承处的轴颈为 130mm，运转时有强大的冲击，预期计算寿命 。hLh
10、201）求比值因为，承受的轴向载荷很小。所以， ，取 X=1。eFra2）初步计算当量动载荷查机械设计表 13-6， ，取rPFXf 0.381Pf 5.2PfkgN34025.1025.3105.23）起轴承应有的基本额定动载荷值 610hLnPC式中， 为指数，对于球轴承 =3，对于滚子轴承=10/3。 kgC43106107.209825. 4）轴承的选取根据手册结合初定的轴的直径选取 C=49500kg 的 113622 轴承BG286-64 主要尺寸：d=130mm，D= 280mm，B=93mm，r=5mm ；安装尺寸： 156mm， 253mm， 3mm。1D2gr该轴承采用油脂
11、润滑。5）验算轴承的寿命 hPCnLh 431066 10287925.980101 经验算轴承的寿命足够。2.轴径 d=150mm 处的轴承因为轴承承受的径向力较大，轴向力较小，所以选用双列向心球面滚子轴承。主轴与动颚的自重所受的径向力约为 13000N，装轴承处的轴颈为 150mm，运转时有强大的冲击，预期计算寿命。hLh201）求比值因为，承受的轴向载荷很小。所以， ，取 X=1。 eFra2）初步计算当量动载荷查机械设计表 13-6， ，取rPFXf 0.381Pf 5.2Pfkg34025.1.3105. 3）起轴承应有的基本额定动载荷值式中， 为指数，对于球轴承 =3，对于滚子61
12、0hLnPC 轴承 =10/3。kg43106107.209825. 4）轴承的选取根据手册结合初定的轴的直径选取 C=65600kg 的 113620 轴承BG28664。主要尺寸：d=150mm， D=320mm，B=108mm，r=5mm ；安装尺寸：177mm， 291mm， 3mm。1D2gr该轴承采用油脂润滑5）验算轴承的寿命 hPCnLh 431066 102625.980101 经验算轴承的寿命足够。2.3.5 平键的选择及校核键是一种标准零件，通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递扭矩有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑移的导向。键连接的主要类型有：平键连接、半圆键连接、
13、楔键连接和切向键连接。1. 电动机伸出主轴用键的选择及校核电动机伸出轴颈 d=55mm。选用普通 C 型平键，结合与带轮的配合长度，取键长L=100mm。查机械设计表 6 1 得键的主要尺寸： bh=16mm10mm。键槽的主要尺寸如表 3.2：键槽的主要尺寸b t 1tr16 6 4.3 0.4键的工作长度： 。mbLl 92102键的工作高度： 。hk5轴传递的扭矩： 。211 /1036925.390mNnpT连接的比压：键的材料为 45 号钢，带轮为铸铁，查 机械设计表 88 得： 。22/90 /605mNNppMPadklT7.81932b265经校核键的强度满足要求。2. 偏心轴
14、用键的选择及校核轴颈与带轮（飞轮）配合处直径 d=100mm。选用普通 C 型平键，结合与带轮的配合长度，取键长 L=100mm。查机械设计表61 得键的主要尺寸：bh=28mm16mm 。键槽的主要尺寸如表 3.3：表 3.3 键槽的主要尺寸b t 1tr28 10 6.4 0.6键的工作长度： ；mbLl 86210键的工作高度： ；hk26轴传递的扭矩： 。2522 /107.8/64.87 .9.3950mNmKNnpT键连接的比压：键的材料为 45 号钢，带轮为铸铁，查 机械设计表 88 得： 22/9 /05ppMPadklTp49.86107.2。bl2.5经校核键的强度满足要求
15、。2.3.6 压床机构中曲柄滑块机构的设计如图，以（即 A 点）建立坐标系，则：B 点的轨迹方程如下：(1.1)sin(cotayxB以 B 点为起点建立滑块的方程：(1.2)0)()( 22CBBCybx把（1.1）和（1.2）整理得： (1.3)sin(cos2tabtaxC 又有当 和 时，滑块达到极限位置，则： (1.4)abxC21可得： Haxc2(1.5)得： (1.6)Ha21由公式： brcosmin(1.7)又有： (1.8)50mino0tt由此可得： aab56.1)0cos(经过计算可得滑块行程的方程：tbataS2cos14cos1对 S 求导的速度方程：tbata
16、vcos2sin对 S 求 2 阶导得速度方程： tbatacossin22.3.7 飞轮设计曲柄滑块机构需要安装一飞轮,用以确保机构的顺畅运行。在 0.12 秒时，等效构件有最大角速度 ，得知 v=-0.127m/s,=0.1897rad/s, =0.2058rad/s, =-0.3437rad/s, =- 3 5 7 20.0269m/s, =-0.051m/s, =-0.024m/s, =-0.088m/s.3 5 7在 0.66s 时，等效构件的角速度可近似为 =50r/min=5.233rad/s, 0由图 v=-0.094m/s, =1.0772rad/s, =-0.1221rad
17、/s, =- 3 5 70.2224rad/s，=0.0168m/s, =0.031m/s, =0.0165m/s, =0.0598m/s. 2 3 5 7在 1.05 秒时，等效构件有最小角速度 ，由图得v=0m/s, =-2.4095rad/s, =-0.0174rad/s, =-0.0470rad/s, 3 5 7=0.02829m/s, =0.029m/s, =0.011m/s, =0.000159m/s. 2 3 5 7选杆件材料为优质碳素结构钢，其密度 =7.85 kg/ ,又取103 3杆件的截面直径 d=50mm,且转动惯量 =m 2再根据运动方程式 = 可得:12212=1(
18、2+2)=0.05679kg ， =0.3283rad/s, =5.9351rad/s. 2 = =0.9970 J 12（ 22）= =3.29585rad/s12（ +） /( ) =0.58567 kg ，( = ),取 2 2 17=0.58567kg 2由 =4g ，取 D=0.3m，则 =260.2978N，又由 =DHb，2 可取 H=b=0.03m，则 =76756.83N/ .3飞轮尺寸如下图：单位：mm2.4 送料及卸料机构设计由于自动送料机构的设计机构主题仍然是一个曲柄滑块机构，方法同上，所以在这里就不再说明了。下面是自动送料机构的立体图：第三部分 自动钢板折边机的相关分
19、析3.1 压床从动轮的运动分析3.2 压床从动杆的运动分析3.3 冲压板的运动分析设计心得：对机械原理及其设计的学习和运用，是永无止境的，因此我的以上设计理念并不是尽善尽美的，有待改进，请老师加以指正。但通过对机械基础课程的学习，并尝试着设计，让自己获益良多，加强了对机械知识的认识，锻炼了动手能力和创新能力，希望在以后的设计中自己能做得更好。 在过去的一学年里，感谢何老师为我们带来的细致入微的讲解及精彩的授课，让我对自己所学的机械专业有了更深的认识，获益良多。假期将至，祝老师假期愉快，工作顺心，阖家幸福！参考文献1 冯鉴 何俊机械原理西南交通大学出版社 20082 李庆华材料力学西南交通大学出
20、版社 20053 高慧琴机械原理国防工业出版社 20094 唐剑兵机械基础与结构设计重庆大学出版社 20065 濮良贵 纪名刚机械设计高等教育出版社 20056 江晓伦理论力学中国铁道出版社 20047 吴宗泽 王序云 高志副机械设计高等教育出版社 20018 吴宗泽机械设计课程设计手册高等教育出版社 19989 高正一机械设计手册机械工业出版社 200210 申永胜. 机械原理教程M.清华大学出版社,1999 年.11 邹慧君. 机械原理课程设计手册M.高等教育出版社,2000 年.12 孟彩芳. 机械原理电算分析与设计M. 天津：天津大学出版社,200013 邹慧君.机械原理.北京：高等教育出版社M，199914 辛一行.现代机械设备设计手册M第 1 版.北京：机械工业出版社，199815 东北大学编.机械零件设计手册M北京：冶金工业出版社，199416 杨可桢.机械设计基础M第 4 版.北京：高等教育出版社，1999
