【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 8 3 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 工件 的 工藝分析 要完成機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，首先需要從工件本身工藝性質(zhì)出發(fā)，從而設(shè)計(jì)出能完成加工工藝流程的工作機(jī)構(gòu)。此彎管機(jī) 工件 原料 采用 無(wú)縫鋼管，擬取材質(zhì)為 10 號(hào)鋼，該鋼管外徑為 d=30mm,管壁壁厚 為 t=2mm的管件作為目標(biāo)管件進(jìn)行工藝分析。管件在彎曲過(guò)程中，當(dāng)彎曲變形程度過(guò)大時(shí)，彎曲弧的外管壁則會(huì)變薄，甚至發(fā)生斷裂。而弧的內(nèi)管壁則會(huì)變厚，可能會(huì)出現(xiàn)起皺。所以我們先考慮管件的加工特性。 該管件在彎曲作業(yè)時(shí)所能承受的 最小彎曲 半徑為 d*2=60mm,而在管件進(jìn)行加工時(shí)，其加工的彎曲半徑為 倍外徑（因?yàn)槠浔?厚小于 ).即為 30*=105mm， 所以此管件滿足彎曲半徑要求。下 圖 和 分別為該類型管件的加工彎曲半徑示意圖以及所能承受的最小彎曲半徑示意圖。 圖 加工彎曲半徑 圖 最小彎曲半徑 注：在我們選擇彎管工件時(shí)應(yīng)當(dāng)注意是否有該管件是否有裂紋，管壁不能外凸 。 彎曲力矩 的計(jì)算 現(xiàn)計(jì)算完成該類型的鋼管所需提供的彎曲力矩 擬設(shè) r 為鋼管內(nèi)徑 s?為 管材彎曲時(shí)的 彈性應(yīng)力 系數(shù) b? 為 管材彎曲時(shí)的 屈服應(yīng)力 系數(shù) t為管材 的 壁厚 9 ?為中性層的彎曲半徑（取 ? =95） 則此時(shí) 彎管力矩公式 可以表示成 238433bsr t trM ? ????? 通過(guò)對(duì)管材彎曲時(shí)作業(yè)情況進(jìn)行分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，管材在越來(lái)越小的彎曲半徑的情況下時(shí)，我們得提供的力矩是越來(lái)越大的，所以當(dāng)管件用 最小半徑 進(jìn)行作業(yè)的時(shí)候，此時(shí)我們所需提供的力矩便是該管件所需的臨界值。 238 * 3 3 3 * 2 * 2 6 4 * * 2 0 8 * 2 * 2 63 * 9 53M ???=+= N m 選取電動(dòng)機(jī) 通過(guò)查閱實(shí)際生產(chǎn)資料可知 彎管機(jī)的彎管速度 一般為 8r/min 則 P=M*? =*602*8 ? ? 即此彎管機(jī)工作時(shí)所需的功率為 kw 故所需 電機(jī) 的 功率 P電 =122534 ?????P 其中 1? 為 V帶傳動(dòng)效率； 2? 為蝸輪減速器的傳動(dòng)效率； 3? 為 齒式聯(lián)軸器 的傳動(dòng)效率； 4? 為一般圓柱 齒輪 效率； 5? 為 滾子 軸承的傳動(dòng)效率。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 15 后可知 取 1? =、 2? =、 3? =、 4? =、 5? =則 P=**** 0 1 2= KW 10 由于在上述設(shè)計(jì)中，管件工藝分析時(shí)所采用的管件口徑較小，然而在實(shí)際作業(yè)中，彎管機(jī)需要完成對(duì)不同型號(hào)管型的加工，所以在電機(jī)選取上應(yīng)該選取功率更大的電機(jī)，以滿足可能的需要。同時(shí)由于彎管機(jī)在整個(gè)工藝流程中，需要有自帶的 制動(dòng) 減速功能 ，就空間角度考慮，決定 選用 帶有渦輪渦桿減速器的 電機(jī) 。但是此時(shí) 電機(jī)正反 交換 的頻率 相對(duì)較大 ， 所以所選擇的 電機(jī)轉(zhuǎn)速不宜過(guò)大， 以方便進(jìn)行制動(dòng)。 現(xiàn) 擬 取電機(jī)的型號(hào)為 Y132S6，其基本性能如表 表 電機(jī) Y132S6 的主要性能參數(shù) 型號(hào) 額定功 率 /kw 堵轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)矩 /（ N*M） 最大轉(zhuǎn)達(dá)矩/(N*M) 滿載轉(zhuǎn)速 /（ r/min） Y132S6 3 960 查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 123 可知 Y132S6 電機(jī)的安裝 以及外形 尺寸如下 圖 電機(jī)安裝尺寸圖 表 Y132S6 電機(jī)的安裝尺寸 型號(hào) A B C D E F AB H K L Y132S6 216 140 90 38 80 10 280 132 12 475 機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)比的計(jì)算與 分配 由表 可知 Y132S6 電機(jī)轉(zhuǎn)速 N1=960r/min ， 而在 中已擬定 彎管機(jī)的 彎管速度 N5 =8r/min 11 故可得 總傳動(dòng)比 i總 =N1/N5=960/8=120 查 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 16 可知 V帶 動(dòng)態(tài) 的傳動(dòng)比 的取值范圍為 0~7,開(kāi)式圓柱 齒輪的傳動(dòng)比 的范圍 為 0~8。 擬 取 此電機(jī)的傳 帶輪 V帶 傳動(dòng) 的傳動(dòng) 比 為 1i =，取 此時(shí)圓柱 齒輪 的 傳動(dòng)比 3i =3,則 可得出 蝸輪蝸桿 減速器中的 傳動(dòng)比 為 2i =16。 各級(jí)傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)矩以及功率計(jì)算 i 為傳動(dòng)比； 其中下標(biāo) 1 為電機(jī)與渦輪高速軸間的傳動(dòng)比； 下標(biāo) 2 為 渦輪高速軸與渦輪低速軸間 的傳動(dòng)比； 下標(biāo) 3 為渦輪低速軸與齒輪高速軸間的傳動(dòng)比：下標(biāo) 4為齒輪高速軸與齒輪低速軸間的傳動(dòng)比。 ? 為傳動(dòng)效率； 其中下標(biāo) 1 為 傳動(dòng)機(jī)與蝸桿高速 軸之間 V帶的傳動(dòng)效率，取值為 ；下標(biāo) 2 為蝸桿高速 軸 與蝸輪 間 的 傳動(dòng)效率 取值為 ； 下標(biāo) 3 為聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率取 值為 ；下標(biāo) 4 為小齒輪與大齒輪嚙合之間的傳動(dòng)效率取值為 。 P 為輸入功率； 其中下標(biāo) 1 為 蝸輪蝸桿減速器蝸桿 軸的輸入效率；下標(biāo) 2 為渦輪蝸桿減速器渦輪軸的輸出 效率； 下標(biāo) 3 為小齒輪高速軸的輸入效率；下標(biāo) 4 為大齒輪低速軸的輸入效率；下標(biāo) 5 為工作臺(tái)上工具模的輸入功率。 T 為軸的 輸入轉(zhuǎn)矩 ；其中下標(biāo) 0 為電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩： 下標(biāo) 1 為 蝸輪蝸 桿減速器蝸桿 軸的輸入轉(zhuǎn)矩；下標(biāo) 2 為渦輪蝸桿減速器渦輪軸的輸出轉(zhuǎn)矩 ； 下標(biāo) 3 為小齒輪高速軸的輸入轉(zhuǎn)矩；下標(biāo) 4 為大齒輪低速軸的輸入轉(zhuǎn)矩；下標(biāo) 5 為工作臺(tái)上工具模的輸入轉(zhuǎn)矩。 （ 1） 下面進(jìn)行 各 級(jí)裝置 N 的計(jì)算 彎矩 由表 可知 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 N=960 r/min N1=1iNm =960/=384 r/min 其中 N1 為 渦輪 的高速軸的轉(zhuǎn)速 N2=21iN =384/16=24 r/min 其中 N2 為渦輪的低速軸的轉(zhuǎn)速 N3= N2=24r/min 其中 N3 為高速齒輪的轉(zhuǎn)速（與低速軸嚙合） 12 N4=32Ni =24/3=8r/min 其中 N4 為低速齒輪的轉(zhuǎn)速 N5= N4=10 r/min 其中 N5 為彎曲模的轉(zhuǎn)速（與低速齒輪嚙合） （ 2） 下面進(jìn)行各級(jí)裝置 P 的計(jì)算 由表 可知 電動(dòng)機(jī) P=3KW 則 P1 =P* 1? = P2 =P1* 2? = P3 =P2*3? = P4 = 3P *4? = P5 = 5*4 ?P = （ 3） 下面進(jìn)行 各 級(jí)裝置的 T 的計(jì)算 0T =9550 * 0mPN =9550* 3960 = N m 1T = 0T *1i *1? = **= N m 2T = 1T *2i * 2? =*16*= N m 3T = 2T * 3? = ?* N m 4T = 3T * 24? *3i = *3* = N m 電動(dòng)機(jī)與渦輪蝸桿減速器之間的傳動(dòng)帶的計(jì)算選取 在電 動(dòng)機(jī)和渦輪蝸桿減速器之間，我們需要選擇皮帶和一個(gè)帶輪作為傳動(dòng)裝置，而皮帶的選取取決的電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，即功率和轉(zhuǎn)速，根據(jù)表 21 可知， V型 A 帶較為合適。 而 V型 A 帶的帶輪直徑范圍≥ 71mm,現(xiàn)為方便加工計(jì)算，取定直徑為 100mm的型號(hào)進(jìn)行計(jì)算。 現(xiàn)對(duì)其工作