【正文】 主電動(dòng)機(jī)為兩個(gè)下輥提供驅(qū)動(dòng)力矩，我們需要通過(guò)對(duì)下輥來(lái)求得電動(dòng)機(jī)的功率。由于生產(chǎn)單位一般多采用三相交流電源，因此無(wú)特殊要求時(shí)均應(yīng)選用三相交流電動(dòng)機(jī)，其中以三相異步交流電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣泛。傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖31。③只能實(shí)現(xiàn)平行軸間的同向傳動(dòng)，不宜用于載荷變化很大、高速和急速反向的傳動(dòng)中。③結(jié)構(gòu)緊湊。③適用于中心距較大的場(chǎng)合，但帶壽命短，不宜用于高溫、易燃場(chǎng)合。主運(yùn)動(dòng)屬于回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)于回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)，可以是機(jī)械的，也可以是液壓或電氣的。結(jié)合了實(shí)際需要和現(xiàn)實(shí)局限，最后確定了我的設(shè)計(jì)方案：對(duì)稱(chēng)式三輥卷板機(jī)。常用于重型工件卷制及自動(dòng)化水平和技術(shù)水平較高的場(chǎng)合，如圖22。圖21 不對(duì)稱(chēng)式卷板機(jī) 方案2四輥卷板機(jī) 四輥卷板機(jī)有四個(gè)輥，上輥是主動(dòng)輥，下輥可以上下移動(dòng)，兩個(gè)側(cè)輥可以沿斜向升降。我們結(jié)合上章所述卷板機(jī)的類(lèi)型，選擇較為常用的幾種機(jī)構(gòu)，擬訂方案，并進(jìn)行分析論證。近些年，隨著原子能、石油化工、宇航、海洋開(kāi)發(fā)、軍工等部門(mén)的迅速發(fā)展，卷板機(jī)作業(yè)的范圍正在不斷的擴(kuò)大，要求也在不斷的提高。經(jīng)過(guò)三十多年的發(fā)展，在國(guó)家的大力扶持下，企業(yè)通過(guò)多次技術(shù)改造，引進(jìn)了美英等國(guó)家先進(jìn)卷板技術(shù)。八十年代末，由PC、NC控制的三、四輥卷板機(jī)進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。在兩個(gè)下輥的旋轉(zhuǎn)下，由于摩擦力板材也隨之旋轉(zhuǎn)，使板材形成沿其全長(zhǎng)的塑性變形，根據(jù)三點(diǎn)成圓原理，最后板材被卷制成圓，如圖12所示。三輥卷板機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式分為主運(yùn)動(dòng)和輔運(yùn)動(dòng)。如表11。我國(guó)是制造大國(guó)，更應(yīng)該注重機(jī)械裝備設(shè)計(jì)的資金投入和創(chuàng)新。國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的技術(shù)進(jìn)步直接受制于機(jī)械制造業(yè)提供的裝備水平。機(jī)械制造業(yè)的規(guī)模水平是反映國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要指標(biāo)，世界各國(guó)都把發(fā)展機(jī)械制造業(yè)作為振興和發(fā)展本國(guó)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。卷板機(jī)是一種將金屬板材彎卷成筒體、錐體、曲面體或其他形體的通用成型設(shè)備，在工業(yè)基礎(chǔ)加工中占有重要的地位。表11 卷板機(jī)種類(lèi)分類(lèi)方法卷板機(jī)類(lèi)別按輥筒方位立式臥式按上輥受力類(lèi)型閉式（上輥有中部托輥）開(kāi)式（上輥無(wú)中部托輥）有反壓裝置無(wú)反壓裝置按輥筒數(shù)目及布置方式四輥三輥對(duì)稱(chēng)式不對(duì)稱(chēng)式按輥位調(diào)節(jié)方式上調(diào)式垂直上調(diào)式橫豎上調(diào)式下調(diào)式不對(duì)稱(chēng)下調(diào)式對(duì)稱(chēng)下調(diào)式水平下調(diào)式 工作原理卷板是指板材在外力的作用下，使板材的外層纖維拉長(zhǎng)，內(nèi)層纖維縮短而產(chǎn)生彎曲變形。兩個(gè)下輥是主動(dòng)輥，是固定不動(dòng)的，、同時(shí)作順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，屬于主運(yùn)動(dòng)。 圖12 卷板過(guò)程 卷板機(jī)在我國(guó)的發(fā)展我國(guó)的卷板機(jī)制造始于六十年代末，最早為機(jī)械傳動(dòng)的對(duì)稱(chēng)式三輥卷板機(jī)，這種機(jī)型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但不能預(yù)彎板材端部。該機(jī)具有工作輥?zhàn)詣?dòng)調(diào)平、下輥傾斜可水平水平升降等功能。目前研制的新型板材卷制設(shè)備的設(shè)計(jì)水平與制造水平均已達(dá)到亞洲先進(jìn)，并可與世界先進(jìn)的卷板機(jī)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品相媲美。作為一種不可或缺的高效機(jī)械，卷板機(jī)在今后的工業(yè)生產(chǎn)中一定會(huì)得到更好的利用。 方案的論證 方案1三輥卷板機(jī) 三輥卷板機(jī)是目前最普遍使用的一種卷板機(jī)，制造技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，經(jīng)濟(jì)適用。特點(diǎn)是板材對(duì)中方便，工藝通用性廣，可直接完成板材的預(yù)彎，卷圓時(shí)無(wú)需掉頭，可以矯正扭斜錯(cuò)邊等缺陷，可即位裝配電焊。圖22 四輥卷板機(jī) 方案的確定一個(gè)好的設(shè)計(jì)應(yīng)該是技術(shù)上實(shí)用，操作和維修方便，經(jīng)濟(jì)上合理和運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠。3 主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主運(yùn)動(dòng)是指兩個(gè)下輥繞圖11中、同時(shí)作順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。液壓和電氣傳動(dòng)裝置的成本較高，而機(jī)械驅(qū)動(dòng)形式工作可靠，要求一般的制造水平，在各類(lèi)機(jī)器中得到廣泛的應(yīng)用，因此，主傳動(dòng)系統(tǒng)中的傳動(dòng)裝置我們選擇為機(jī)械傳動(dòng)，現(xiàn)列出三種常用的機(jī)械傳動(dòng)方式分布論證。④摩擦帶傳動(dòng)傳動(dòng)過(guò)載時(shí)，帶相對(duì)小帶輪打滑，可保護(hù)其他零件免受損壞，但工作時(shí)存在彈性滑動(dòng)，不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般較小。 方案的確定已知兩個(gè)下輥的工作轉(zhuǎn)速與主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比較大，應(yīng)采用由多種傳動(dòng)形式組成的多級(jí)傳動(dòng)。1—主電動(dòng)機(jī) 2—帶傳動(dòng) 3—齒輪減速器 4—末級(jí)輸出齒輪傳動(dòng) 5—下輥圖31 主傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 主電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)是批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)部件。根據(jù)不同防護(hù)要求，電動(dòng)機(jī)有防護(hù)式、開(kāi)啟式、封閉自扇冷式和防爆式等幾種結(jié)構(gòu)形式。在加工時(shí), 卷制板材并不是一次成型的，而是需要經(jīng)過(guò)多次滾彎的。則： 上輥對(duì)板材的下壓力：作用在下輥上的驅(qū)動(dòng)力矩包括克服卷板變形扭矩和摩擦扭矩。所以下輥驅(qū)動(dòng)功率，即主電動(dòng)機(jī)功率為： 轉(zhuǎn)速的確定根據(jù)帶傳動(dòng)傳動(dòng)比范圍，三級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比范圍，輸出齒輪傳動(dòng)比范圍。當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率和工作機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，極數(shù)多而轉(zhuǎn)速低的電動(dòng)機(jī)尺寸大、重量重、價(jià)格高，但能使傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比減小。取帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為，則減速器的傳動(dòng)比。因此，選用V帶傳動(dòng)。②驗(yàn)算帶速。③按式（823）計(jì)算實(shí)際中心距 （317）（5）驗(yàn)算小帶輪上的包角 （318）（6）計(jì)算帶的根數(shù)①計(jì)算單根V帶的額定功率由、查表84a根據(jù)線性插值法得，根據(jù)和查表84b得；查表85得，表82得，于是： （319）②計(jì)算V帶的根數(shù)。表32 小帶輪輪槽截面尺寸槽型B19（2）大帶輪相關(guān)尺寸由于大帶輪，采用輪輻式。根據(jù)工作條件，我們選擇三級(jí)展開(kāi)式中硬齒面圓柱齒輪減速器。（2）校核熱功率功率利用率，查圖141，得額定功率利用系數(shù)；由圖142得負(fù)荷率系數(shù)；由圖143，自然通風(fēng)下環(huán)境溫度系數(shù)；由表1412知，許用熱功率。表34 型減速器裝配形式和外觀尺寸(mm)規(guī)格355128060087078560105380186417024053040179表35 型減速器裝配形式和外觀尺寸(mm)規(guī)格地腳螺栓孔質(zhì)量（kg)潤(rùn)滑油量3556310803605201431883984003581400115 末級(jí)輸出齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 為減小尺寸及降低成本，不需要將末級(jí)輸出齒輪傳動(dòng)封閉在嚴(yán)密的箱體內(nèi)，僅需裝有簡(jiǎn)單的防護(hù)罩，屬于半開(kāi)式傳動(dòng)。 設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 半開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要失效形式是輪齒磨損后使齒厚減薄，最后導(dǎo)致輪齒折斷。查圖1020c知齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，本齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)工作壽命15年，每年工作300天，兩班制。 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及幾何尺寸計(jì)算由于齒輪的齒頂圓直徑，采用腹板式結(jié)構(gòu)。工作時(shí)，下輥即承受彎矩又承受扭矩，所以應(yīng)按彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算： （354）下輥的長(zhǎng)度： 均勻作用在下輥的集度： 畫(huà)出下輥的受力簡(jiǎn)圖及彎矩圖、扭矩圖，如圖34。（2）扭轉(zhuǎn)剛度校核下輥的扭轉(zhuǎn)變形用每米長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角來(lái)衡量，計(jì)算公式為： （357） （358）可取，則剛度滿足。 尺寸的選擇 鍵的主要尺寸為其截面尺寸（以鍵寬鍵高表示）與長(zhǎng)度。所以通常按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。 下輥軸承的設(shè)計(jì) 類(lèi)型的選擇 根據(jù)軸承中摩擦性質(zhì)的不同，可分為滑動(dòng)摩擦軸承和滾動(dòng)摩擦軸承。 設(shè)計(jì)計(jì)算（1）選擇軸承寬徑比根據(jù)機(jī)床常用的寬徑比范圍，取寬徑比；軸承寬度： （360）（2）計(jì)算軸徑圓周速度： （361）（3）計(jì)算軸承工作壓力： （362） （363）查表122，在滿足、條件下，選擇整體軸套材料為。通過(guò)對(duì)卷板機(jī)生產(chǎn)廠家的調(diào)研，卷制本課題最大卷板厚度薄鋼板的輔傳動(dòng)系統(tǒng)基本采用機(jī)械傳動(dòng)，而液壓傳動(dòng)僅廣泛應(yīng)用于的情況，并且液壓裝置制造要求精度高、成本高。傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖41。最后選定主電動(dòng)機(jī)型號(hào)為。由于滑動(dòng)螺旋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，傳動(dòng)平穩(wěn)，能自鎖，廣泛用于金屬切削機(jī)床的進(jìn)給和分度機(jī)構(gòu)的傳導(dǎo)螺旋以及摩擦壓力機(jī)、千斤頂?shù)膫髁β菪?。因此確定為鋸齒形螺紋。設(shè)計(jì)時(shí)通常以耐磨性計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算確定螺旋傳動(dòng)的主要尺寸。螺紋牙根部的寬度： （412）牙頂間隙： （413）內(nèi)螺紋大徑：剪切強(qiáng)度： （414）彎曲強(qiáng)度： （415）（5）螺桿剛度校核軸向載荷使導(dǎo)程產(chǎn)生的變形： （416）轉(zhuǎn)矩使導(dǎo)程產(chǎn)生的變形： （417）式中：—彈性模量,查表114；—切變模量。外螺紋大徑：螺距：牙頂間隙： （419）基本牙型高度： （420）外螺紋牙高： （421）內(nèi)螺紋牙高：牙頂高： （422）外螺紋中徑： （423）內(nèi)螺紋中徑：外螺紋小徑： （424）內(nèi)螺紋小徑：