防盜門自動生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)布局方案設(shè)計(jì)摘要 I第1章需求分析 11.1 研究目的意義 11.2 國內(nèi)防盜門現(xiàn)狀 11.3 防盜門體的種類 21.4 防盜門體的生產(chǎn)現(xiàn)狀 21.5 我國防盜門行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀 31.6 本文的主要內(nèi)容 4第2章方案確定與技術(shù)路線 52.1 整體方案設(shè)計(jì) 52.2 傳動方案設(shè)計(jì) 52.2.1 鋪平機(jī)方案設(shè)計(jì) 62.2.2 剪板機(jī)方案設(shè)計(jì) 72.2.3 折邊機(jī)方案設(shè)計(jì) 82.2.4 打孔機(jī)方案設(shè)計(jì) 92.3 本章小結(jié) 10第3章鋪平機(jī)設(shè)計(jì) 113.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 113.1.1 開卷機(jī) 123.1.2 鋪平機(jī)構(gòu) 123.1.3 機(jī)械傳動方式選擇 133.1.4 鏈傳動設(shè)計(jì) 143.1.5 鏈傳動校核 153.1.6 鏈輪的設(shè)計(jì) 163.1.7 牽引輥強(qiáng)度校核計(jì)算 163.1.8 軸承的校核 203.2 電機(jī)的選型 203.3 本章小結(jié) 21第4章剪切機(jī)的設(shè)計(jì) 224.1 剪切機(jī)構(gòu) 224.2 刀架的設(shè)計(jì) 234.3 刀架滾動導(dǎo)軌的設(shè)計(jì) 244.4 齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 254.5 軸承的設(shè)計(jì)與校核 264.6 電機(jī)的選型 284.7 本章小結(jié) 28第5章折邊機(jī)的設(shè)計(jì) 295.1 折邊機(jī)方案的實(shí)現(xiàn) 295.2 折邊力的計(jì)算 305.3 壓邊力的計(jì)算 325.4 機(jī)架的受力分析 33第6章打孔機(jī)設(shè)計(jì) 406.1 打孔機(jī)的驅(qū)動和動力輸入方式 406.2 打孔機(jī)整體參數(shù)確定 406.2.1 鉆具的回轉(zhuǎn)速度 406.2.2 鉆具得回轉(zhuǎn)扭矩 416.3 鉆孔機(jī)的功能單元及實(shí)現(xiàn)方法 416.3.1 鉆具 426.3.2 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 426.4 減速裝置設(shè)計(jì) 436.4.1 傳動比確定及各級傳動比分配 436.4.2 運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計(jì)算 446.5 齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì) 456.5.1 第一級齒輪傳動副的設(shè)計(jì)計(jì)算 456.5.2 第二級齒輪傳動副的設(shè)計(jì)計(jì)算 476.5.3 三級齒輪傳動副的設(shè)計(jì)計(jì)算 516.6 傳動軸的設(shè)計(jì) 536.6.1 第一傳動軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 536.6.2 第二軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 576.6.3 三軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 626.7 鏈傳動的設(shè)計(jì) 64第7章經(jīng)濟(jì)性評價(jià) 677.1 成本分析 677.2 經(jīng)濟(jì)性評價(jià) 67第8章總結(jié) 69第10章參考文獻(xiàn) 71需求分析近年來，防盜門作為最重要的安全防范產(chǎn)品之一，它同其它的安防產(chǎn)品同樣受到了廣泛使用者們的青睞，并且逐漸的被應(yīng)用在各家各戶當(dāng)中、在人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)細(xì)節(jié)當(dāng)中，除此之外，還在社會治安綜合治理中發(fā)揮了極大的積極作用。新型防盜門行業(yè)雖然底蘊(yùn)略顯不足，但在公安部門以及部分協(xié)會組織等各大相關(guān)機(jī)構(gòu)的鼎力相助之下，已經(jīng)發(fā)展成為了一個(gè)從無到有的、跨多地區(qū)的、跨多部門的特殊安防產(chǎn)品行業(yè)，下一步的發(fā)展方向?yàn)楸O(jiān)控聯(lián)網(wǎng)、警民連接、實(shí)時(shí)采集等。但是以目前的產(chǎn)品以及行業(yè)形式來看的話，國內(nèi)防盜門產(chǎn)品的質(zhì)量與使用者的產(chǎn)品需求相比較的話、尤其是當(dāng)與國際上的同類相似產(chǎn)品的先進(jìn)水平相比之下，我們的產(chǎn)品仍然存在著較大的差距，因此我們需要通過不斷地堅(jiān)持研發(fā)、驗(yàn)證、收集反饋信息、學(xué)習(xí)同類先進(jìn)產(chǎn)品的理念，去不斷地提高國內(nèi)防盜門產(chǎn)品的使用性能，以此來逐步提高我國人民的財(cái)產(chǎn)以及人身安全度。研究目的意義長久以來，防盜門作為生活中接觸的最密切的也是最重要的安全防范產(chǎn)品之一，它廣泛的受到了使用者們的青睞，并且逐漸的出現(xiàn)在了各家各戶的日常生活當(dāng)中，除此之外，防盜門還在治理社會治安過程中起到了極大的積極作用。新型防盜門行業(yè)縱然歷史底蘊(yùn)稍有欠缺，但是在無數(shù)行業(yè)人的努力以及政府及各相關(guān)行業(yè)及部門的持續(xù)不斷的幫助下，已經(jīng)逐漸的變成了一個(gè)從零開始的、跨多個(gè)地區(qū)的、跨多部門的特殊安防產(chǎn)品行業(yè)。在我國的安全防范產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA25－92《防盜安全門通用技術(shù)條件》（下稱標(biāo)準(zhǔn)）中，防盜門產(chǎn)品的定義為以下內(nèi)容，即：“在一定時(shí)間內(nèi)，可以抵抗一定條件下非正常開啟，帶有專用鎖具和防盜裝置的門?！倍辣I門需是門（含門框）與鎖的結(jié)合。若按結(jié)構(gòu)形式劃分，可以將防盜門門體的類別大致劃為以下幾種：分戶住宅門用的手開工防盜門和在已有門體外用柵欄式、折疊式、推位卷閘式防盜門。在制造形式上看，我國的東北部分區(qū)域以生產(chǎn)鋼質(zhì)的全封閉開式防盜門為主，并且已經(jīng)面向全國各省市進(jìn)行了拓展，已經(jīng)初步形成了生產(chǎn)制造集團(tuán)模式；而我國南方部分城市則是以生產(chǎn)鋼質(zhì)柵欄門為主，并且也已經(jīng)獲得了相當(dāng)一部分的市場份額。只有折疊式防盜門和推拉卷式閘門這兩種防盜門因?yàn)椴糠衷?，目前并不能大量的?yīng)用在軍民日常使用當(dāng)中。本次設(shè)計(jì)的主要目的就是針對目前市面需求，設(shè)計(jì)一款防盜門的生產(chǎn)線，通過各個(gè)零件機(jī)構(gòu)的配合，完成鋼板的壓平、彎曲、切割、打孔等工序，為防盜門市場增添一份色彩。國內(nèi)防盜門現(xiàn)狀在我國的安全防范產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA25-92《防盜安全門通用技術(shù)條件)(下稱標(biāo)準(zhǔn))中，防盜安全門的定義為以下內(nèi)容，即：“在一定時(shí)間內(nèi)可以抵抗一定條件下非正常開啟，帶有專用鎖具和防盜裝置的門。”防盜門需是門(含門框)與鎖的組合。防盜門體的種類按防盜門的組成結(jié)構(gòu)形式分，可將防盜門分為一下幾種類型：a.分戶住宅門用的手開式防盜門；b.在已有門體外用柵欄式、折疊式，推拉卷閘式防盜門。在制造形式上看，我國的東北部分區(qū)域以生產(chǎn)鋼質(zhì)的全封閉開式防盜門為主，并且已經(jīng)面向全國各省市進(jìn)行了拓展，已經(jīng)初步形成了生產(chǎn)制造集團(tuán)模式；而我國南方部分城市則是以生產(chǎn)鋼質(zhì)柵欄門為主，并且也已經(jīng)獲得了相當(dāng)一部分的市場份額。只有折疊式防盜門和推拉卷式閘門這兩種防盜門因?yàn)椴糠衷?，目前并不能大量的?yīng)用在軍民日常使用當(dāng)中。防盜門體的生產(chǎn)現(xiàn)狀當(dāng)前形式，國內(nèi)制造的防盜門的質(zhì)量可以說是良莠不齊，企業(yè)形式多樣，國營企業(yè)、個(gè)體企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)等各類型企業(yè)都參與了防盜門的生產(chǎn)過程，有的企業(yè)名為某某工廠、實(shí)際則是一個(gè)小型的手工作坊、這類企業(yè)的研發(fā)條件、生產(chǎn)條件、場務(wù)條件都可以說是相當(dāng)?shù)拖拢麄€(gè)生產(chǎn)單位的素質(zhì)較低，新產(chǎn)品、新技術(shù)的研發(fā)力量相對薄弱、生產(chǎn)制造的裝備相較于國際競品比也存在落后，更談不上制造的專業(yè)化、以及能夠進(jìn)度正式的批量生產(chǎn)模式，所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量無法得到有效的檢驗(yàn)以及保證，產(chǎn)品的售后服務(wù)體系不完善，售后服務(wù)質(zhì)量堪憂。在此情況下，有部分經(jīng)營者獨(dú)管自身企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，完全蔑視了這種生產(chǎn)模式會導(dǎo)致的社會影響、質(zhì)量品質(zhì)良莠不齊的劣質(zhì)產(chǎn)品涌入了整個(gè)市場中，產(chǎn)品被低價(jià)出售，不斷的擾亂著商品市場上的質(zhì)量優(yōu)秀的產(chǎn)品的貿(mào)易，這種劣質(zhì)的防盜門產(chǎn)品的使用者所屬財(cái)產(chǎn)被盜案件層出不窮，并且在社會以及人民的日常生活以及使用上造成了非常不好的影響，人民的財(cái)產(chǎn)受到了極大的損害。當(dāng)然，國內(nèi)企業(yè)之中也不乏不忘初心，自始至終通過不屑的努力以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳a(chǎn)制造和檢驗(yàn)過程，為防盜門市場共給了高質(zhì)量、低價(jià)格的優(yōu)秀產(chǎn)品。例如，以貨真價(jià)實(shí)為名的生產(chǎn)哈飛牌金屬防盜門的哈飛金屬防盜門廠，現(xiàn)如今已發(fā)展成為了鐵馬技防產(chǎn)品聯(lián)營集團(tuán)，集團(tuán)內(nèi)現(xiàn)有的成企業(yè)已經(jīng)達(dá)到了24個(gè)之多，這些企業(yè)或工廠涵蓋了全國十幾個(gè)省市二百多個(gè)市縣，這些企業(yè)或工廠所生產(chǎn)并安裝的防盜門產(chǎn)品，截止目前并沒有發(fā)現(xiàn)有產(chǎn)品失效導(dǎo)致用戶財(cái)產(chǎn)安全受到損害案例，這些企業(yè)以及他們的產(chǎn)品在全國范圍內(nèi)都起到了非常大的作用以及積極的影響力。企業(yè)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)和材料選取方面匠心獨(dú)運(yùn)，選取了四周都有鎖定點(diǎn)位的全方位鎖的結(jié)構(gòu)，這種鎖的結(jié)構(gòu)的防撬能力非常強(qiáng)大，變更了最開始的時(shí)候通用的明裝邊鎖的結(jié)構(gòu)模式，而是把邊鎖連桿以及鎖舌密封在了防盜門的門體內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)作，更加的提高了產(chǎn)品的防撬性；它的鎖芯里面含有加護(hù)鎖套和固鎖片，這兩種結(jié)構(gòu)聯(lián)合防鉆片一起，共同構(gòu)成了鐵芯防鉆結(jié)構(gòu)；在鎖芯層里面額外增加了一種機(jī)械密碼機(jī)構(gòu)(專利)；并且使用內(nèi)鉸齒輪與暗鎖結(jié)合的結(jié)構(gòu)代替了之前的外合頁結(jié)構(gòu)；除此之外，在連接結(jié)構(gòu)方面，采用了局部加強(qiáng)鎖體周圍連接和全面加強(qiáng)內(nèi)外面板之間連接的結(jié)構(gòu)形式，這一結(jié)構(gòu)方式完美的滿足了防鉆、鑒、撬、扒的能力要求，并且達(dá)到了國家級標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的38cm能力；在填充物方面，選擇在內(nèi)外面板之間大量的使用巖棉作為填充材料，既增加了防寒性能又進(jìn)一步提升了防火性能。企業(yè)在當(dāng)前仍在持續(xù)不懈的進(jìn)行技術(shù)層面的攻關(guān)的同時(shí)，也開始在防盜門門面板的裝飾形狀以及裝飾材料上開展研究，以此來樹立并不全的維護(hù)最優(yōu)產(chǎn)品的品質(zhì)。企業(yè)內(nèi)部形成了以用戶反饋及用戶滿意度來定義產(chǎn)品質(zhì)量以及產(chǎn)品可靠性的優(yōu)秀的產(chǎn)品競爭機(jī)制，并且具有開拓新產(chǎn)品市場、進(jìn)一步完善售后服務(wù)的超前意識層次，將質(zhì)量視作企業(yè)生命的可持續(xù)發(fā)展的必要因素也是最關(guān)鍵的決定性要求。在全國范圍內(nèi)還有很多很多像這樣的優(yōu)秀的企業(yè)及工廠，而他們才是當(dāng)今防盜門行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的領(lǐng)跑者。柵欄式防盜門，因這種防盜門在組成結(jié)構(gòu)上的特殊性，要使這種產(chǎn)品能夠全面達(dá)到國家級標(biāo)準(zhǔn)的性能以及使用要求，仍然存在一部分難題，需要在結(jié)構(gòu)上做出進(jìn)一步的研發(fā)以及更新，但是只要鎖具以及產(chǎn)品安裝過程得當(dāng)?shù)脑?，這種產(chǎn)品在質(zhì)量上還是可以達(dá)到使用要求的，不過這并不滿足批量是生產(chǎn)以及大范圍普及使用的產(chǎn)品要求，仍然需要更多的研發(fā)人員以及更多的企業(yè)以及其經(jīng)營者們付出大量的成本以及研發(fā)、驗(yàn)證時(shí)間。至于折疊式防盜門以及推拉卷閘式防盜門這兩種形式的防盜門，由于自身組成部分的缺陷，大大的局限了它們在抗破壞性方面的改進(jìn)空間，針對于此兩種結(jié)構(gòu)的防盜門、如果不指定其特有的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的話，其產(chǎn)品未來的發(fā)展以及使用范圍將會受到極大的限制，甚至?xí)饾u退出行業(yè)。以上描述的各種類型的防盜門，如果能搭配上聲電控制以及遠(yuǎn)程監(jiān)控及自動警示或在線報(bào)警等報(bào)警功能的話，將會更加提升防盜門對竊賊的威懾力度，大大的減少盜竊案的發(fā)生率，提升人們的生活安全以及幸福指數(shù)。如果能夠兼容實(shí)時(shí)對話設(shè)備，則能夠該使用者帶來更多的便捷體驗(yàn)。我國防盜門行業(yè)市場發(fā)展現(xiàn)狀隨著中國房地產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展，中國的防盜門行業(yè)的迅速發(fā)展，并逐漸呈現(xiàn)出區(qū)域集中的特點(diǎn)。中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會負(fù)責(zé)人相關(guān)，目前，中國的防盜門行業(yè)的品牌氛圍，知名品牌不斷涌現(xiàn)，此外，該行業(yè)也高度重視自主創(chuàng)新，新技術(shù)，新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，新的專利。不銹鋼防盜門的市場占有率上升：安全級別分為A，B，C，D4字母代碼，J，Y，B，D是最高級的，按降序排列。在高檔裝飾領(lǐng)域的不銹鋼防盜門逐漸取代普通防盜門，木門，實(shí)木門，不銹鋼防盜門行業(yè)產(chǎn)值占近30%的比例。產(chǎn)業(yè)集中化趨勢明顯，受原材料價(jià)格的波動是顯而易見的：防盜門及相關(guān)行業(yè)的企業(yè)數(shù)量已經(jīng)超過5000家，被譽(yù)為“中國門”的浙江永康便已經(jīng)聚集了450多家能夠生產(chǎn)各種類型的防盜門的企業(yè)，年產(chǎn)量約25000000門，約7000000的出口產(chǎn)品，唐，防盜門生產(chǎn)占70%。防盜門由于國家標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，該材料，安全門，鋼木門企業(yè)比一般標(biāo)準(zhǔn)要求實(shí)施。此外，防盜門的生產(chǎn)成本的價(jià)格波動的原材料，金屬敏感。近期鐵礦石和鋼鐵價(jià)格的波動性，但也存在安全門上的產(chǎn)品定價(jià)有一定的影響。市場品牌集中度低：調(diào)查發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入前500名的開發(fā)商選擇品牌防盜門范圍達(dá)79，主要集中在品牌盼盼，霍曼，格言，藍(lán)盾，曼特，楊，費(fèi)俊龍和星月等。房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)500強(qiáng)的裝飾工程，防盜門盼盼，人與準(zhǔn)則優(yōu)選的三個(gè)品牌，他們的女兒的比例最高，占調(diào)查總數(shù)的13.90%，霍曼和最大的分別占11.53%和8.81%。區(qū)域品牌更均衡的分布：從區(qū)域分布來看，排在中國中部和華南盼盼好第一，這兩個(gè)地區(qū)的市場占有率分別達(dá)到38.89%和37.5%，分別為。在排名第二。在manbiao霍排名第二這是低于平均水平，在不同地區(qū)的平衡分布。格言和馬特份額不高在中國和華南市場，隨后的更大的發(fā)展空間。從城市分布，霍曼在高的占有率排名第二，精裝修項(xiàng)目在北京達(dá)到16.81%，而排名在相對少量的藍(lán)十字藍(lán)盾北京和上海市場占有第四，在廣州和深圳南部地區(qū)，尤其是在深圳地區(qū)，市場占有率高，市場份額達(dá)到2/3。本文的主要內(nèi)容 本文主要通過機(jī)械設(shè)計(jì)的手段，對防盜門的生產(chǎn)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，包括壓平，剪切，彎曲、打孔設(shè)備的設(shè)計(jì)和計(jì)算，主要分為如下內(nèi)容：第一章進(jìn)行整體文獻(xiàn)的論述，包括目的意義，國內(nèi)外現(xiàn)狀等。第二章對整體方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要方案以及相應(yīng)的附加機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)等。第三章對壓、鋪平機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)第四章對剪切機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)第五章對折邊機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)第六章對打孔機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)最后進(jìn)行總結(jié)致謝，以及參考文獻(xiàn)的添附等。方案確定與技術(shù)路線方案確定與技術(shù)路線本設(shè)計(jì)主要通過四個(gè)機(jī)器進(jìn)行生產(chǎn)線的實(shí)現(xiàn)，主要包括壓平機(jī)，剪切機(jī)等各個(gè)機(jī)械的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)來完成，本章節(jié)將根據(jù)相應(yīng)的機(jī)械設(shè)計(jì)，進(jìn)行方案確定。整體方案設(shè)計(jì)通過分析，進(jìn)行整體方案的設(shè)計(jì)，詳細(xì)的設(shè)計(jì)簡圖情參照下圖所示：鋼板卷鋼板卷鋪平機(jī)剪板機(jī)折邊機(jī)打孔機(jī)圖2.1主要方案框圖由上圖可知，本設(shè)計(jì)的整體方案主要有鋪平機(jī)剪板機(jī)、折邊機(jī)、打孔機(jī)四個(gè)機(jī)器組成，鋼板卷通過鋪平機(jī)進(jìn)行鋪平。鋪平的方案是通過多棍子方案進(jìn)行鋪平。然后采用剪板機(jī)對鋼板進(jìn)行裁剪切割。主要的切割方式為，刀具垂直切割。在通過折邊機(jī)進(jìn)行鋼板的邊部折邊。折邊使用的折邊機(jī)原理是通過凸凹輪進(jìn)行。最后使用鉆床進(jìn)行鋼板的打孔，實(shí)現(xiàn)整套設(shè)備的加工。傳動方案設(shè)計(jì)方案一：減速器傳動減速器結(jié)構(gòu)常見于需求為扭矩較大同時(shí)轉(zhuǎn)速低的大部分傳動設(shè)備，其作用原理為：輸入端接受來自電機(jī)或內(nèi)燃機(jī)以及氣動設(shè)備等輸出端能夠高速運(yùn)轉(zhuǎn)的設(shè)備提供的高速動力，然后通過輸入端的主動軸以及主動齒輪（小齒輪），將大部分動能傳遞至輸出端的從動齒輪（大齒輪）上，通過兩個(gè)齒輪間的齒數(shù)以及半徑不同來達(dá)到減速（小齒輪與大齒輪線速度相同、角速度不同，大齒輪與輸出軸角速度相同，線速度不同）的目的。綜上所述，原理可簡化為：大小齒輪的齒數(shù)之比，即為傳動比。方案二：皮帶傳動皮帶傳動是用張緊的(環(huán)形的)皮帶，安裝在輸出軸的皮帶輪之上，通過皮帶和皮帶輪運(yùn)動并\t"/item/%E7%9A%AE%E5%B8%A6%E4%BC%A0%E5%8A%A8/_blank"張緊時(shí)產(chǎn)生的摩擦力將輸出軸的動力傳給從動軸。由于傳送帶具有回彈性，可以大幅度的減少沖擊載荷、降低振動，運(yùn)轉(zhuǎn)過程平順，但也因此特性導(dǎo)致這種結(jié)構(gòu)并不能嚴(yán)格的按照預(yù)設(shè)的\t"/item/%E7%9A%AE%E5%B8%A6%E4%BC%A0%E5%8A%A8/_blank"傳動比進(jìn)行做功。當(dāng)傳動結(jié)構(gòu)過載時(shí)，皮帶會在皮帶輪上發(fā)生打滑現(xiàn)象，可以避免出現(xiàn)剛性接觸而導(dǎo)致設(shè)備結(jié)構(gòu)損壞。皮帶傳動簡單易制，制造成本低廉，設(shè)備的后續(xù)保養(yǎng)維護(hù)便捷，還便于快速拆換以保證生產(chǎn)制造過程的連續(xù)性。但因?yàn)榇嬖谄Т蚧F(xiàn)象，所以這種結(jié)構(gòu)的工作效率較低，除此之外，傳送帶因材質(zhì)問題導(dǎo)致具有不可逆的延展性，長期使用的話會導(dǎo)致傳送帶長度加長，需根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行情況進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。初步核算和經(jīng)濟(jì)性評價(jià)方案一采用交流電機(jī)配合減速器進(jìn)行動力傳動，根據(jù)市面上調(diào)研可知，普通減速器的價(jià)格在300元左右，就能實(shí)現(xiàn)很大的扭矩變化，而使用皮帶傳動，需要2個(gè)帶輪，且比例相差巨大，使用大V帶輪配合V帶成本在500以上，并且傳動效果不如減速器明顯方便，所以綜上所述，最終選用減速器方式進(jìn)行動力傳輸。鋪平機(jī)方案設(shè)計(jì)鋪平機(jī)的主要原理是通過電機(jī)進(jìn)行整體動力的實(shí)現(xiàn)提供。然后通過減速器。把高轉(zhuǎn)速的電機(jī)變?yōu)楦吲ぞ嗟牡娃D(zhuǎn)速。然后通過此輪進(jìn)行動力的傳動。最后把動力輸出給壓輥中。通過壓輥對鋼板進(jìn)行整主要的方案設(shè)計(jì)框圖請參照下圖2.2所示。由上圖可知，首先，由電機(jī)提供動力通過90度減速器進(jìn)行動力的傳輸以及扭距的增大。然后減速器的輸出軸連接主動齒輪。主動齒輪在連接從動的小齒輪。最終達(dá)到是。壓輥可以低轉(zhuǎn)速高扭矩的旋轉(zhuǎn)。把進(jìn)來的鋼板逐漸的壓平。從而來實(shí)現(xiàn)鋼板的壓平的功能。剪板機(jī)方案設(shè)計(jì)剪板機(jī)的設(shè)計(jì)方案較為簡單，主要是通過電機(jī)以及減速器進(jìn)行動力的傳輸，通過大齒輪控制刀具的運(yùn)動。通過刀架刀座的配合來進(jìn)行鋼板的切斷。功能的實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)的功能?？驁D請參照下圖2.3所示。通過上圖可知，剪板機(jī)的主要?jiǎng)恿σ瞾碓从陔姍C(jī)的輸出，通過電機(jī)和減速器。把高速的低扭距的動力轉(zhuǎn)換為低速的高扭距的動力。通過減速器小齒輪與大齒輪的配合。進(jìn)行速度的減緩和扭距的加強(qiáng)。然后通過大齒輪的曲軸連接刀具。在滑道上實(shí)現(xiàn)刀具的上下運(yùn)動類似于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。從而來實(shí)現(xiàn)刀具與電板的接觸分離。以實(shí)現(xiàn)對鋼板的切割分離。折邊機(jī)方案設(shè)計(jì)折邊機(jī)的設(shè)計(jì)主要是通過兩個(gè)滾輪進(jìn)行縫隙的彎折實(shí)現(xiàn)。通過上下滾輪的角度差對鋼板進(jìn)行卷邊兒式的彎曲。通過多次的卷邊，最后進(jìn)行鋼板成型的實(shí)現(xiàn)。方案（一）利用沖壓機(jī)床加工設(shè)計(jì)一臺專機(jī)（具有專用尺寸以及專用模具），將沖壓頭更換為待加工零件型號，將待加工板材按照沖壓機(jī)待加工區(qū)域放置完成，啟動沖壓設(shè)備，沖壓頭在既定區(qū)域做往復(fù)運(yùn)動，將待加工板材沖壓成型，沖壓過程中應(yīng)避免認(rèn)為挪動待加工板材，避免出現(xiàn)生產(chǎn)安全事故。沖壓機(jī)床加工形式單一，因此加工效率相對較高，由于機(jī)構(gòu)原因?qū)е鲁尚桶宀牡某叽缦鄬^大，不同于體積小的機(jī)加工零件（可使用小型多樣的沖頭），因防盜門版型而導(dǎo)致板材尺寸過大、通常沖壓機(jī)很難滿足加工需求，并且板材本身的零件厚度僅為0.6mm，此數(shù)據(jù)導(dǎo)致板材無法在單位面積上承受較大的壓力沖擊，其韌性較差、沖壓機(jī)床的加工速度快，因上述原因，可能會導(dǎo)致待加工件的斷裂失效，大大的增加了不良品率，致使制造成本以及制造節(jié)拍大幅度增加。與此同時(shí)因?yàn)榇庸ぜв?0mm高的邊緣，沖頭運(yùn)動時(shí)非常容易與板材已加工完成的區(qū)域產(chǎn)生結(jié)構(gòu)干涉，導(dǎo)致待加工件損壞，因待加工件已完成多道工序的加工，如果沖頭與加工件禪城不可逆干涉的話，一方面會導(dǎo)致沖壓機(jī)床受損、令一方面導(dǎo)致待加工件損壞，更有甚者可能會導(dǎo)致發(fā)生生產(chǎn)安全事故，綜上原因所述，以目前沖壓機(jī)床的加工方式以及我們所需的加工目的來看。利用沖壓機(jī)床加工的加工形式較難以實(shí)現(xiàn)。方案（二）利用折邊機(jī)床加工在方案（1）之中，為取得加工成果，我們通過在加工件的上方提供一個(gè)向下的沖力使板材能夠成型，通過沖頭的形狀來決定加工形狀。方案（2）相較于上一個(gè)方案而言，改變了成型力的輸出方式，將瞬間的沖壓力改為了緩慢做工的折彎變形力，通過減速機(jī)獲得想要的折彎速度以及折彎力，將零件欲變形部分向上折起成圖2-2所示的形狀。詳細(xì)介紹即為制造一臺專機(jī)（折彎機(jī)），需滿足我產(chǎn)品板材形狀尺寸需求，兼容極大與極小值（由實(shí)際產(chǎn)品尺寸決定），具體過程為，先將圖3-1所示的預(yù)加工件虛線左邊的部分置于折邊機(jī)的工作臺上，將折彎結(jié)構(gòu)邊緣與虛線部位對準(zhǔn)，然后將加工件預(yù)緊裝置啟動，將待加工零件牢牢地固定在加工臺面之上，限制其自由度，而后在零件的右邊部分施加一個(gè)垂直力，設(shè)定好折彎速度，緩慢將待加工部分折起，直至待加工零件滿足所需的形狀，也可以在加工平臺上加裝限位機(jī)構(gòu)（光柵限位或機(jī)械限位均可），這樣避免了過度彎折導(dǎo)致的產(chǎn)品產(chǎn)生不可逆的過度形變而產(chǎn)生加工浪費(fèi)，若采用光柵限位的話，也可在加工區(qū)域設(shè)置光柵限位區(qū)域，避免出現(xiàn)加工過程中操作者出現(xiàn)誤操作或非法操作而導(dǎo)致的生產(chǎn)安全事故發(fā)生（加工過程受力如圖3-1所示）。方案（2）改進(jìn)了方案（1）之中出現(xiàn)的問題，避免了在零件的表面施加一很大沖量。使零件在加工過程之中受力均勻，不會發(fā)生斷裂現(xiàn)象，該方案可行?？蛇x用該方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，來加工零件。由上圖可知，主要的動力部分仍然是電機(jī)和減速器來提供。通過齒輪的傳動對上輥和下輥進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。力的提供根據(jù)上輥和下輥的形狀。對鋼板進(jìn)行折邊的實(shí)現(xiàn)。打孔機(jī)方案設(shè)計(jì)打孔機(jī)的方案使用的是鉆床的方案。通過電機(jī)以及皮帶傳動對鉆床的主軸進(jìn)行控制。使用電鉆或開孔器。進(jìn)行鋼板的打孔實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)的設(shè)計(jì)圖請參照下圖2.5所示。由上述所示，打孔的方案，使用的為鉆床的方案。通過電機(jī)以及皮帶的傳動。對。主軸進(jìn)行動力的傳輸。和提供。通過夾具對主軸上安裝鉆頭以及開孔器等設(shè)備，對鋼板進(jìn)行圓孔加工，飛邊打磨等工序。本章小結(jié)本章節(jié)主要是對整體的方案進(jìn)行整體的設(shè)計(jì)。主要包括鋪平機(jī)的方案設(shè)計(jì)。剪切機(jī)的方案設(shè)計(jì)。折邊機(jī)的方案設(shè)計(jì)。以及打孔機(jī)的整體方案設(shè)計(jì)，鋪平機(jī)的設(shè)計(jì)方案主要?jiǎng)恿碓从陔妱訖C(jī)通過減速器。把高轉(zhuǎn)速低扭距的動力轉(zhuǎn)化為低轉(zhuǎn)速高扭距的旋轉(zhuǎn)力。從而驅(qū)動壓輥。對鋼板進(jìn)行壓平的功能，剪板機(jī)的設(shè)計(jì)方案主要是通過電機(jī)以及減速器進(jìn)行動力的提供。通過刀具實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動的剪切功能。折邊機(jī)的主要原理是通過兩個(gè)異形壓倫。對鋼板進(jìn)行雙側(cè)的過渡性折邊。而打孔器的原理。主要是參照于鉆床的原理，通過電機(jī)連接鉆床的鉆頭，從而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切割的功能實(shí)現(xiàn)。鋪平機(jī)設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)防盜門制造由伺服送料生產(chǎn)線完成，其可以精準(zhǔn)保證材料裁剪尺寸，將彎曲狀態(tài)的金屬材料放到生產(chǎn)線上，可以很好地被平整、剪切、送料。生產(chǎn)線由開卷機(jī)、平剪機(jī)、輸送帶等組成，見圖3.1。上料車裝著原料板材，電機(jī)控制小車運(yùn)行軌跡，將原料板材推送到開卷機(jī)處，油缸動作將原料抬起至設(shè)備卷軸的統(tǒng)一位置。開卷機(jī)動作控制原料，送至平剪機(jī)處，開卷機(jī)可以選擇正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，具備單獨(dú)系統(tǒng)控制自身速度。上方保持器可以在工作時(shí)壓緊原料，阻擋原料恢復(fù)彎曲狀態(tài)?；⌒瓮衅鹌魍衅鹫归_原料，防止原料拖地后材料損壞，也讓原料順利進(jìn)入平剪機(jī)內(nèi)。生產(chǎn)線上共有2對光電開關(guān)，用于控制開卷機(jī)的放料速度。當(dāng)舒展原料處于上光電開關(guān)時(shí)，給開卷機(jī)發(fā)送放料信號，設(shè)備快速放料。當(dāng)原料末端位于2個(gè)光電開關(guān)之間時(shí)，主軸速度降低，設(shè)備放料速度減緩。當(dāng)原料下垂太多，材料末端到達(dá)下光電開關(guān)時(shí)，設(shè)備停止送料動作。鋪平機(jī)包含3根牽引輥和7根鋪平輥，設(shè)備導(dǎo)向柱校正原料送入平剪機(jī)位置，牽引輥牽引原料，使其平整容易地進(jìn)入鋪平輥。反復(fù)多次反方向地彎曲原料，降低原料彎曲強(qiáng)度，將原材料由卷曲狀態(tài)變?yōu)槠街睜顟B(tài)。剪板機(jī)結(jié)構(gòu)包含上刀架和閘刀，上刀架為固定狀態(tài)，閘刀則進(jìn)行垂直運(yùn)動。機(jī)械原理控制閘刀運(yùn)動定長剪切原料，原料被裁剪后由皮帶運(yùn)輸至下道工序。輸送機(jī)包含皮帶和儲料車。當(dāng)設(shè)備剪切工時(shí)與下道序相同時(shí)，原料則由皮帶運(yùn)輸至下道工序，設(shè)備剪切工時(shí)短時(shí)，皮帶上裝配模塊化儲料車。開卷機(jī)開卷機(jī)是專用于將彎曲原料開卷的設(shè)備，大多處于裝配線的第一道序，在汽車、電子等行業(yè)被大范圍使用。開卷裝置大多配有上料車，可以將彎曲原料很快地裝到開卷軸上。卷機(jī)有三類：見表3.1： 本課題采用懸臂開卷機(jī)。電機(jī)驅(qū)動開卷軸展開原料，在開卷機(jī)與鋪平機(jī)間裝配2對開關(guān)，便于控制開卷速率。鋪平機(jī)構(gòu)原料加工常用鋪平機(jī)，在冶金、化工、船舶等行業(yè)大范圍使用，是板材加工的重要工序。鋪平機(jī)分為輥式鋪平機(jī)、拉伸鋪平機(jī)、壓力鋪平機(jī)。輥式設(shè)備是將開卷的原料被牽引輥牽引，經(jīng)過上下交錯(cuò)輥，原材料在輥中被反復(fù)彎折，賦予原料較大屈服強(qiáng)度，減小原料彎曲程度，直至其趨于平直。綜上，鋪平機(jī)需具備兩個(gè)條件：（1）具有一定數(shù)量鋪平輥，將原料彎曲程度減至最低。（2）可調(diào)整不同材料、厚度原料的壓彎量。輥式鋪平機(jī)分為兩類，見3.2： 防盜門板厚2mm，綜上分析各鋪平機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)，本課題選用輥式可調(diào)型的平行式鋪平機(jī)。機(jī)械傳動方式選擇防盜門生產(chǎn)線傳輸系統(tǒng)最重要的部分是將原料鋪平和定尺裁剪，此部分會直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品存在誤差主要是由于送料系統(tǒng)使用油缸-齒條-皮帶-滾筒送料方式。設(shè)備反復(fù)生產(chǎn)停產(chǎn)，會造成皮帶與帶輪打滑現(xiàn)象，油缸工作造成設(shè)備震動大，由于慣性作用，輥輪不能立即停轉(zhuǎn)，上述現(xiàn)象皆會造成剪切精度低，這也是液壓系統(tǒng)和機(jī)械傳動系統(tǒng)結(jié)合時(shí)的固有問題。所以，設(shè)計(jì)一種全新設(shè)備會解決上述問題。鋪平剪切一體機(jī)裝有7根鋪平輥，且為上下平行放置，上方3根為可調(diào)式壓輥。兩側(cè)壓板通過4個(gè)手輪控制，鋪平輥通過軸承調(diào)整高度，其間距通過旋轉(zhuǎn)手輪調(diào)整，進(jìn)而可調(diào)整原料壓彎量。一體切割機(jī)為動態(tài)送料、靜態(tài)剪切。剪切物料時(shí)，設(shè)備停止運(yùn)行，剪切結(jié)束后，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，原料鋪平剪切完成。設(shè)備運(yùn)行低速時(shí)，精度要求高，所以對傳動零件的要求更加嚴(yán)格，必須配合運(yùn)行穩(wěn)定、間隙小、反應(yīng)迅速。設(shè)備動力源為交流伺服電機(jī)，減速器將設(shè)備控制在低速，減速器低速軸上裝配小齒輪，將電機(jī)的動力傳給牽引輪，牽引輥上編碼器能測出物料長度，動力通過齒輪傳到３對牽引輥上，從而進(jìn)行牽引過程。板材運(yùn)動進(jìn)而推動鋪平輥進(jìn)行鋪平工作，其自身沒有動力。齒輪傳動較帶傳動優(yōu)勢是：長距離傳動可保證傳動比，不會發(fā)生彈性滑動，適合處于低速重載的工作條件。在裝置的進(jìn)出口端，各裝有一對導(dǎo)向柱，起糾偏物料作用。物料寬度改變時(shí)，手動調(diào)整導(dǎo)向柱間距，使物料垂直鋪平輥進(jìn)入裝置。鋪平輥材料為合金鋼，經(jīng)淬火處理，延長使用壽命。牽引輥輪涂有耐油橡膠，既能保證摩擦力合格，又能避免劃傷金屬原料。本設(shè)計(jì)將剪切機(jī)與鋪平機(jī)相融合，制造出鋪平剪切一體機(jī)，不僅裝置外觀簡潔，體積小，工藝操作簡單，而且避免了送料機(jī)和剪切機(jī)單獨(dú)使用造成的裁剪誤差大、操作工藝繁瑣，不安全等問題。如圖2.2所示：鏈傳動設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)鋪平機(jī)為滾子鏈傳動，動力為交流伺服電機(jī)，一級斜齒減速器帶動滾子鏈，鏈傳動比為，電機(jī)輸出功率，最高轉(zhuǎn)速為。見表2.3：

鏈條與水平面呈，小鏈輪在下，大鏈輪在上并與牽引輥同軸。張緊輪控制鏈條張緊，保證傳動比。鏈傳動校核鏈條靜強(qiáng)度計(jì)算：其中：為許用安全系數(shù)，取值范圍；n為靜強(qiáng)度安全系數(shù)；Kf查表可得；Q為鏈條極限拉伸載荷，查表可知12A型鏈的抗拉載荷為；=有效圓周率，F(xiàn)c為鏈條轉(zhuǎn)動時(shí)離心力引起的力，鏈速時(shí)可忽略不計(jì)；V為鏈速；其中：a為中心距；為兩輪中心線與水平面傾角；為懸垂拉力，在和中取最大值，則為；因?yàn)?，所以該鏈條合格。鏈輪的設(shè)計(jì) 鏈輪材料，齒面硬度，節(jié)距，滾子直徑，套筒直徑，銷軸直徑，鏈條通道高度，，內(nèi)鏈節(jié)寬。如表2.4所示：在鏈輪外裝有防護(hù)罩，為金屬板焊接而成，使用螺釘固定在設(shè)備上，其作用為：防止鏈輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)傷害操作者，避免油污滴漏。牽引輥強(qiáng)度校核計(jì)算宏觀上，矯直力即為集中力，由牛頓定律可得，矯正輥所受壓力與原料所受矯直力相等，由原料的彈性彎曲和塑性彎曲內(nèi)力矩計(jì)算總矯直力。板材彈性彎曲的內(nèi)力矩：板材塑性彎曲的內(nèi)力矩：其中：B為板寬；H為板厚；為材料彈性極限；作用在輥?zhàn)由系膲毫偤停簍為輥?zhàn)庸?jié)距；m為輥?zhàn)訑?shù)；在鋪平力作用下，鋪平輥需克服輥面與原料的滾動和軸承摩擦等阻力，和材料塑性變形阻力。（1）克服摩擦的轉(zhuǎn)矩：為輥面與工件的滾動摩擦系數(shù)，取值范圍；為軸承摩擦系數(shù)，滾動時(shí)系數(shù)為；d為軸頸直徑；（2）克服工件塑性變形阻力所需轉(zhuǎn)矩：其中：R為輥?zhàn)影霃綖閺梾^(qū)比取總轉(zhuǎn)矩：鏈條傳動驅(qū)動牽引輪，且鏈條壓軸力，水平面成夾角，輥軸外徑,，轉(zhuǎn)速，電機(jī)功率，鏈傳動效率，軸承效率。校核輥軸強(qiáng)度：（1）軸傳遞功率：扭矩：（2）上下壓輥摩擦力：壓緊力：（3）安全系數(shù)摩擦系數(shù)取軸受力圖見圖2.4。（4）計(jì)算水平支撐反力水平面反力（5）水平面受力圖見圖2.5；（6）水平面彎矩圖見圖2.6；（7）計(jì)算垂直支撐反力垂直面反力(8)垂直面受力圖見圖2.7；(9)垂直面彎矩圖見圖2.8；(10)合成彎矩圖見圖2.9，合成彎矩(11)軸·扭矩圖見圖2.10，其中(12)當(dāng)量彎矩圖見圖2.11；其中軸承的校核因設(shè)備鋪平輥需承受很大徑向力，選用30207軸承。左端軸承所受徑向力右端軸承所受徑向力因?yàn)樗杂逸S承所受到的徑向力更大，使用壽命相對更短，故取右軸承為研究對象。軸向力查表知取則當(dāng)量動載荷校核軸承壽命：30207圓錐輥?zhàn)虞S承的動載荷溫度系數(shù)取則軸承壽命=若設(shè)備每天工作16小時(shí)，2年更換一次軸承即可。電機(jī)的選型下面主要是對電機(jī)的選擇進(jìn)行詳細(xì)的分析和介紹，根據(jù)上述計(jì)算可知，通過分析，將選用大于等于11000瓦的功率電機(jī)進(jìn)行使用。關(guān)于電機(jī)的選用與想使用YZ系列的電機(jī)。因?yàn)檫@類的電機(jī)性能比較好。能力比較強(qiáng)。通過查表可知，選用了YZ160L-6電機(jī)，詳細(xì)的參數(shù)如下所示。千瓦；轉(zhuǎn)每分鐘；；千瓦。本章小結(jié)本章節(jié)主要詳細(xì)的設(shè)計(jì)和計(jì)算以及鏈傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算等，最后還根據(jù)牽引輥的強(qiáng)度進(jìn)行了校核。對軸承進(jìn)行的校核。剪切機(jī)的設(shè)計(jì)剪切機(jī)由伺服電機(jī)通過齒輪轉(zhuǎn)動，將動力傳遞到凸輪上。當(dāng)PLC發(fā)出剪切信號后，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動，帶動凸輪旋轉(zhuǎn)一圈，凸輪使杠桿抬起，從而帶動下刀架完成剪切動作。杠桿到支點(diǎn)距離是刀架到支點(diǎn)距離的６倍，是個(gè)非常省力的杠桿機(jī)構(gòu)，鋪平剪切一體機(jī)的鋪平部分和剪切部分由PLC集中統(tǒng)一控制，交替工作完成板材的鋪平和定長剪切。剪切機(jī)構(gòu)定位準(zhǔn)確、加工效率高的自動剪切機(jī)具有廣泛的發(fā)展前景。以汽車行業(yè)為例，無論是汽車車門還是底盤，都非常需要高精度的自動剪切成套設(shè)備。能否根據(jù)不同的需求迅速改變加工工藝，生產(chǎn)不同長度、寬度的板材，將直接影響整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)加工進(jìn)度?？v向剪切和橫向剪切是目前剪切系統(tǒng)中的兩個(gè)重要組成部分，縱向剪切是在鋪平機(jī)送料的同時(shí)，對向前行進(jìn)運(yùn)動的板料進(jìn)行同步縱向剪切，將板料分條，從而去除板材的毛邊。橫向剪切方式應(yīng)用的比縱向剪切方式多，橫剪機(jī)能將板料分剪成一定長度的板材。剪切機(jī)根據(jù)刀刃不同的形狀可分為三類，分別是：平行式剪板機(jī)、圓盤式剪板機(jī)和飛剪機(jī)。定長剪切機(jī)構(gòu)由于剪切刀架的運(yùn)動方式不同，可分為三類：如表4.5所示：飛剪技術(shù)可分為滾筒式、曲柄式、組合式。滾筒式飛剪布局簡略，剪切效率高，但剪切時(shí)剪刃與軋件不垂直，附加擠壓力會跟著軋件截面增大而增大，剪刃質(zhì)量欠好，易破壞。曲柄式飛剪無附加方向擠壓力，剪切結(jié)果好精度高，但因其曲柄回轉(zhuǎn)半徑小，導(dǎo)致剪切速率不高。組合式飛剪需要其剪刃在軋件前進(jìn)方向的瞬時(shí)速度相等，結(jié)構(gòu)與控制復(fù)雜，不能達(dá)到較高的精度。為了提高加工精度，本鋪平剪切一體機(jī)將縱剪與橫剪同時(shí)融入，橫剪采用走停送料、靜態(tài)剪切方式；縱向剪切采取旋轉(zhuǎn)式同步剪切。操縱可調(diào)節(jié)間距的縱剪刃將板料兩側(cè)比較粗拙的廢邊切掉，提高了加工效率與產(chǎn)品質(zhì)量。剪板機(jī)采用下切式，即上刀架固定不動，下刀架運(yùn)動。剪板機(jī)由交流伺服電機(jī)驅(qū)動，通過齒輪、凸輪和連桿傳動將動力傳遞給下刀架，控制刀架的上下豎直運(yùn)動，完成剪切。在下刀架和連桿自身重力的作用下，下刀架復(fù)位，連桿在凸輪的帶動下實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動。根據(jù)強(qiáng)度設(shè)計(jì)連桿結(jié)構(gòu)，連桿選用45鋼滲碳淬火，保證其剛度。刀架的設(shè)計(jì)刀架作為閘式剪板機(jī)的重要組成部件，結(jié)構(gòu)合理、設(shè)計(jì)精巧的刀架具有較好的剛性和經(jīng)濟(jì)性。刀具材料結(jié)構(gòu)不合理則會使板材的直線度降低，毛刺變大甚至發(fā)生刀片的崩刃。在剪切過程中剪板機(jī)主要用于剪切鋁板、鋁合金板或薄鋼板，因此剪刃應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度。鋪平剪切一體機(jī)的剪切刃是有傾角的V形剪切刃，這樣可以使剪切時(shí)板塊不發(fā)生竄動，并能使剪下的板塊落入貯料小車時(shí)不歪斜。剪切時(shí)上、下刀刃同時(shí)與被剪金屬接觸，剪切過程快捷、高效。剪切過程的本質(zhì)是將金屬進(jìn)行塑性變形過程，包括壓入變形和剪切變形兩個(gè)階段。剪刃間隙、軋件的重量和軋件與剪刃的摩擦力可忽略不計(jì)。板材在壓入變形時(shí)，剪刃對板材的作用力：其中：P為單位面積上的壓力N/mm2；b為軋件寬度mm；h為軋件厚度mm；為相對切入深度%=Z/LZ為刀刃切入深度；L為剪切件的斷面高；板材滑移剪切階段剪切力P：為作用在板材剪切截面上的剪切抗力剪切力的計(jì)算一般以20#鋼作為檢驗(yàn)剪板機(jī)性能的實(shí)驗(yàn)材料。本鋪平剪切一體機(jī)主要是對鋁合金板或薄鋼板進(jìn)行鋪平和定長剪切，剪切力不是同時(shí)作用在整個(gè)剪切長度上的。剪切力Pmax應(yīng)由以下公式計(jì)算：其中：設(shè)計(jì)材料的強(qiáng)度極限（MPa）；剪板機(jī)下刀片的傾角（°）；K與刀片有關(guān)的系數(shù)；如表2.6所示：被剪切的相對切入厚度與材料有關(guān)，對碳鋼一般取0.21；s該剪板機(jī)對材料設(shè)計(jì)的最大剪切厚度（mm）；由此可知，當(dāng)確定剪板機(jī)的結(jié)構(gòu)型號后，式中的、K、為常數(shù)本次設(shè)計(jì)的刀刃材料選用，硬度為，彈性模量為，摩擦因數(shù)0.2。被剪切后的板材會有殘留的剪切應(yīng)力，使被剪切板材不平整。通過鋪平機(jī)出口處的第三對牽引輥，可使通過剪切的板材再次得到鋪平，從而使剪切后的板材符合要求。刀架滾動導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)閘式剪切機(jī)有很久使用的歷史，應(yīng)用非常廣泛，但它的刀架導(dǎo)軌是傳統(tǒng)形式的滑動導(dǎo)軌，摩擦阻力大，反復(fù)多次使用因溫度升高而變形，磨損刀架，導(dǎo)致上下刀刃間隙增大。上世紀(jì)八十年代，我國引入了國外液壓剪板機(jī)中采取的點(diǎn)式轉(zhuǎn)動導(dǎo)軌技術(shù)。滾動導(dǎo)軌的出現(xiàn)克服了滑動導(dǎo)軌的問題，刀架兩側(cè)各分部4個(gè)滾輪，在碟形彈簧組的壓力作用下刀架緊貼在兩組導(dǎo)軌中豎直往復(fù)運(yùn)動。（如圖2.12、圖2.13）滾動導(dǎo)軌優(yōu)點(diǎn)分為以下4點(diǎn)：用滾動摩擦取代滑動摩擦，防止了導(dǎo)軌的磨損，也簡化了潤滑事情，提高了剪切精度，延伸了導(dǎo)軌的使用壽命。在碟形彈簧的作用下運(yùn)動的刀架緊緊壓在前滾輪上，保證了上下剪切刃的剪切間隙，保證了剪切質(zhì)量。滾動導(dǎo)軌可以用過轉(zhuǎn)動滾輪上的偏心軸來調(diào)整兩刀刃間的刀片間隙，方便換刀。鎖緊偏心軸后即實(shí)現(xiàn)了快速調(diào)整，方便裝配和維修，避免了對滑動導(dǎo)軌的刮削工藝，省時(shí)省力。綜上所述，利用滾動導(dǎo)軌極大地提高了閘式剪板機(jī)的性能水平，也為鋪平剪切一體機(jī)的自動化供給了良好條件齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算選擇齒輪的類型、材料、精度及參數(shù)：選用閉式斜齒圓柱齒輪傳動，齒輪精度為7級。選擇齒輪材料：小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：250HBS大齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：180HBS按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪，初選小齒輪齒數(shù)=20,則大齒輪齒數(shù)為95。初選小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限設(shè)計(jì)每年工作300天取S=1則取較小的，則取計(jì)算齒輪直徑：得計(jì)算齒輪模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值中心距：取a=150mm螺旋角計(jì)算分度圓直徑符合要求mm齒寬計(jì)算：mm圓整后取55mm取mm軸承的設(shè)計(jì)與校核對初選低速軸承7211C進(jìn)行校核，受力分析：如圖2.14所示：由軸的校核得計(jì)算軸向力：查表得N對于7211C型軸承，它的派生軸向力則所以計(jì)算軸承的單量載荷：因軸承運(yùn)載中有輕微沖擊驗(yàn)算軸承壽命：?。ㄒ?yàn)椋┕仕≥S承符合要求。電機(jī)的選型下面主要是對電機(jī)的選擇進(jìn)行詳細(xì)的分析和介紹，根據(jù)上述計(jì)算可知，通過分析，將選用大于等于11000瓦的功率電機(jī)進(jìn)行使用。關(guān)于電機(jī)的選用與想使用YZ系列的電機(jī)。因?yàn)檫@類的電機(jī)性能比較好。能力比較強(qiáng)。通過查表可知，選用了YZ160L-6電機(jī)，詳細(xì)的參數(shù)如下所示。千瓦；轉(zhuǎn)每分鐘；；千瓦。本章小結(jié)本章節(jié)主要是對剪切機(jī)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括刀架的設(shè)計(jì)。刀架導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)。齒輪的設(shè)計(jì)。以及相關(guān)軸承的設(shè)計(jì)，計(jì)算與校核部分。折邊機(jī)的設(shè)計(jì)折邊機(jī)的設(shè)計(jì)折邊機(jī)方案的實(shí)現(xiàn)通過設(shè)計(jì)原理的分析比較以及選用，結(jié)合所給的任務(wù)書，可以確定折邊機(jī)的大概輪廓，施加在零件上的壓邊力要求是一恒力，且在加工完成之后，該力可以撤除以便取走加工件，則可以選用一個(gè)雙作用的油缸用做壓緊缸，利用油缸活塞桿的上下移動來完成加工。又由任務(wù)書可知主機(jī)采用三梁二柱式的結(jié)構(gòu)，且活動梁采用主柱導(dǎo)向，下梁焊接在機(jī)架上，上梁通過導(dǎo)柱與下梁相連，則可以大概的定出折邊機(jī)的結(jié)構(gòu)，即壓緊油缸固定在上梁之上，活塞桿與活動梁相連，通過活塞桿的上下移動來帶動活動梁運(yùn)動（如圖5-1所示）。又由于零件的四周有一高為20mm的邊、表面有凸起，則不能讓活動梁直接壓在零件之上，因此必須根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)來設(shè)計(jì)一壓緊塊，讓壓緊塊與零件作用。折邊機(jī)三梁二柱結(jié)構(gòu)的確定提供了在加工過程之中的壓邊力，由圖3-1可知要折邊零件不僅需要壓邊力，更重要的是需要有折邊力，由分析可知，要求折邊力在加工過程之中始終與零件垂直,則必須設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)構(gòu),通過機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)化來實(shí)現(xiàn)上述的要求。結(jié)合任務(wù)書可得,提供折邊力的施力體為油缸即折邊缸。其機(jī)構(gòu)可如圖5-2所示。該機(jī)構(gòu)為一個(gè)含一個(gè)移動副的四桿機(jī)構(gòu)，有三個(gè)轉(zhuǎn)動副和一個(gè)移動副，其自由度為：F=3n-2PL=3×3－2×4=1該機(jī)構(gòu)的原動件為移動副，具體對折邊機(jī)構(gòu)來說就是折邊油缸。通過折邊機(jī)結(jié)構(gòu)和折邊機(jī)構(gòu)的確定，可以定出折邊機(jī)的結(jié)構(gòu)和折邊機(jī)工作過程：即為先是壓緊油缸的活塞先動作，推動活動梁和壓緊塊向下運(yùn)動,直到壓緊塊壓住零件，并且保壓一段時(shí)間，在壓緊缸保壓過程中，折邊缸對零件進(jìn)行折邊加工。加工完成后，壓緊缸的活塞桿向上運(yùn)動，將活動梁與壓緊塊移走，以便取走已加工件。由以上的敘述可知，要完成零件的加工，最關(guān)鍵的就是要有能夠提供壓緊力和折邊力的機(jī)構(gòu)，且保證兩力在工作過程之中的相互協(xié)調(diào)。折邊力的計(jì)算在整個(gè)設(shè)計(jì)過程之中，最終要達(dá)到的目的就是要將一板材加工成如產(chǎn)品的零件圖所示的形狀。則在整個(gè)設(shè)計(jì)計(jì)算過程之中首先應(yīng)從折邊零件所需的折邊力入手。而此處所講的折邊力即為在彎曲模中的彎曲力。彎曲力的大小不僅與毛坯尺寸、材料的機(jī)械性能、凹模支點(diǎn)間的距離、彎曲半徑以及模具間隙等因素有關(guān)，而且與彎曲方式有很大的關(guān)系，因此要從理論上來計(jì)算彎曲力是很復(fù)雜的，計(jì)算的精確度也不高，通常在生產(chǎn)中是采用經(jīng)驗(yàn)公式或經(jīng)簡化的理論公式來計(jì)算。彎曲有自由彎曲和校正彎曲之分，自由彎曲即在彎曲的過程之中，被彎曲的部分沒受到外部的阻礙；而校正彎曲是在彎曲的過程之中在外部對彎曲部位施加一個(gè)阻力來限制彎曲件的自由變形。在本設(shè)計(jì)中，零件的彎曲屬于自由彎曲。查《沖壓手冊》可得V形件的自由彎曲力計(jì)算公式為:(4-1)式中F自自由彎曲力，N；b彎曲件的寬度，mm；t彎曲件的厚度，mm；r彎曲件的內(nèi)半徑，mm；σb材料的強(qiáng)度極限，MP；K安全系數(shù)，一般取K=1.3。由于板材的材料為08F，材料的厚度為t=0.6mm.查《沖壓手冊》，08F所對應(yīng)的最小的折邊半徑分為兩種情況：當(dāng)彎曲線垂直于扎制方向時(shí)rmin=0.4t（t為材料的厚度）;當(dāng)彎曲線平行于扎制方向時(shí)rmin=0.8t。又由于在加工過程之中難于知道扎制的分布情況，則假設(shè)彎曲線平行于板材內(nèi)的扎制方向，因此：rmin=0.8t=0.8×0.6=0.48mm；此時(shí)的rmin所在的層為材料變形的中性層，也是該材料所能折邊的最小半徑，而在本設(shè)計(jì)之中，零件折邊后內(nèi)側(cè)的半徑為3mm，大于彎曲的最小半徑，能加工。彎曲的最小半徑rmin和彎曲后的結(jié)構(gòu)如圖5-3所示。又由折邊產(chǎn)品的零件圖可知板材的寬度b=522mm、厚度t=0.6mm、彎曲內(nèi)側(cè)半徑r=3mm，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》可的零件的強(qiáng)度極限σb不小于295MP，此處取σb=295MP。則材料的自由彎曲力為：。以上即為折邊力的求解過程，也就是說在折邊零件的過程之中，油缸通過折邊機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)化最終作用在零件上的力不能小于12011.2N。壓邊力的計(jì)算在5-4中已將壓緊塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好，壓邊力的計(jì)算查《沖壓手冊》可得：壓料力即壓邊力是V形自由彎曲力的，即，式中：F/——壓料力，N；F——自由彎曲力，N；V形自由彎曲力的計(jì)算公式為：式中：K——系數(shù)，mm，一般取0.3-0.6；b——彎曲件的寬度，mm；t——彎曲件的厚度，mm；又由折邊產(chǎn)品的零件圖可知板材的寬度b=522mm、厚度t=0.6mm，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》可的零件的強(qiáng)度極限σb不小于295MP，此處取σb=295MP。則材料的自由彎曲力為：又由于有：，取中值，則壓邊力為：。以上即為壓邊力的求解過程，具體來說就是，在折邊機(jī)工作過程之中，要能夠順利完成折邊過程，壓緊缸通過力的傳遞作用在零件上的壓邊力不能小于27718.2N。機(jī)架的受力分析通過壓緊塊中心的計(jì)算可知，在壓緊缸的保壓過程之中，由于壓緊塊的受力中心與壓緊塊的中心不重合，則將會以壓緊塊中心產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，但系統(tǒng)卻是保持平衡的，則活動梁將受到導(dǎo)柱對其產(chǎn)生的彈力，受力圖見圖5-5。對該系統(tǒng)進(jìn)行受力分析得，系統(tǒng)受到壓緊力P，重力G，支撐力N以及導(dǎo)柱對上梁的彈力T1和T2，由于T1和T2為一對內(nèi)力，則T1=T2，又由鋼的密度為：ρ=7.8g/cm3,則將活動梁與壓緊塊當(dāng)中規(guī)則的形狀來計(jì)算，可求得其重量為：。因?yàn)閴壕o力為50KN，則重力遠(yuǎn)小于壓緊力，在計(jì)算過程之中，可忽略活動梁與壓緊塊的重力，即認(rèn)為P=N。對活動梁和壓緊塊進(jìn)行受力分析得：在水平方向上：T1=T2，且方向相反；在豎直方向上：N=P=27718.2N。再以O(shè)點(diǎn)為轉(zhuǎn)動中心，以逆時(shí)針轉(zhuǎn)動方向?yàn)檎?，則力矩平衡方程為：則由上述計(jì)算可知，在壓緊缸保壓的過程之中，導(dǎo)柱受到活動梁的兩彈力作用，在此時(shí)導(dǎo)柱相當(dāng)于一固定梁，受到一對大小相等，方向相反的力作用，將發(fā)生彎曲變形，受力圖如圖4-6所示：對導(dǎo)柱進(jìn)行受力分析，取水平向右為正，豎直向上為正，則可分別求得導(dǎo)柱在水平方向與豎直方向上所受到的力：在水平方向上：；在豎直方向上：由于，則。對導(dǎo)柱由力矩平衡方程可得：當(dāng)確定好各力的大小后，設(shè)彈力T1的作用點(diǎn)為C，T2的作用點(diǎn)為D，則C點(diǎn)的彎矩Mc為：D點(diǎn)的彎矩Md為:則其彎矩圖為：則由彎矩圖可知，危險(xiǎn)截面將在截面D，由于導(dǎo)柱的材料為45，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊1》，可得45的屈服極限為，安全系數(shù)為4，則導(dǎo)柱的許用強(qiáng)度為：。又由于導(dǎo)柱的截面形狀是直徑為42mm的圓，則可求得它的抗彎截面系數(shù)為：則導(dǎo)柱的彎曲強(qiáng)度條件為：帶入數(shù)據(jù)得：則由上式可知導(dǎo)柱的強(qiáng)度滿足要求，安全。由以上計(jì)算可知，導(dǎo)柱的強(qiáng)度小于許用值，但由于導(dǎo)柱兩端固定，而在靠近下梁的一端受到活動梁對其的彈力作用，則導(dǎo)柱將會產(chǎn)生彎曲變形，如果導(dǎo)柱的撓度過大，產(chǎn)生的變形將會影響活動梁在上面順利移動。由圖4-8可得，導(dǎo)柱的撓度是由彈力T1和T2產(chǎn)生的。則可以分別求出彈力T1和T2產(chǎn)生的撓度，再將兩撓度合成，而得出總的撓度。其具體的示意圖如圖4-9所示：又有b=0.03m,a=0.225m，d=0.07m,c=0.185m，設(shè)總長為l=0.255m。則彈力T1對導(dǎo)柱作用產(chǎn)生的撓曲線方程為：將數(shù)據(jù)帶入撓曲線方程，可以求得在彈力T1的作用下，C和D處的撓度。同理可得，在彈力T2的作用下，DA段的撓曲線方程為：將數(shù)據(jù)帶入撓曲線方程，可以求得在彈力T2的作用下，C和D處的撓度。在C點(diǎn)時(shí)，x=a=0.225m，則撓度為：在D點(diǎn)時(shí)，x=c=0.185m，則撓度為：分別求出彈力T1和T2的撓度后，再將其合成，則可求出總的撓度：由上可知，彈力T1和T2對導(dǎo)柱產(chǎn)生的撓度在C點(diǎn)為，在D點(diǎn)為，由數(shù)值可知道，撓度的值很小，因此，它對導(dǎo)柱產(chǎn)生的影響很小，不會影響活動梁的上下移動。由以上可知，導(dǎo)柱的強(qiáng)度與剛度均安全。由上梁的結(jié)構(gòu)可知，壓緊缸固定在上梁上，在保壓過程之中，壓緊缸的活塞對活動梁有一壓力，即壓邊力，而壓邊力是由壓緊缸內(nèi)部液壓油對活塞作用，再通過力的傳遞傳給活動梁，則同時(shí)將對油缸產(chǎn)生一個(gè)反作用力，在該力的作用下，油缸有向上運(yùn)動的趨勢，又由于壓緊缸通過法蘭固定在上梁之上，則相當(dāng)于在上梁的中心受到一豎直向上的力，該力與壓邊力同大，則上梁在該力的作用下，將會產(chǎn)生彎矩，其示意圖為圖4-10所示。對上梁進(jìn)行受力分析得，在豎直方向上，取豎直向上為正，在水平方向上，取水平向左為正，則；豎直方向上：由于力F作用在上梁的中心位置，則，所以：方向豎直向下。水平方向上：。則上梁在中心位置所受的彎矩最大為：其彎矩圖如下圖所示：由于上梁為組焊件，則選用焊接性能好的A3作為材料，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊1》可得A3的屈服極限，取，安全系數(shù)為4，則上梁的許用強(qiáng)度為：。又由于上梁的截面形狀是高為50mm，寬為300mm的長方形，則可求得它的抗彎截面系數(shù)為：則上梁的彎曲強(qiáng)度條件為：帶入數(shù)據(jù)得：則由上式可知上梁的強(qiáng)度滿足要求，安全。由上梁的結(jié)構(gòu)可知，上梁的長為720mm，寬為300mm,則上梁的受力相當(dāng)于一兩端固定的梁，將會產(chǎn)生撓度，且在梁的中心位置撓度最大。其示意圖如圖4-12所示。由上梁的彎曲變形圖可知，上梁的最大撓度將梁的中心位置，即O點(diǎn)。又由4-12可知，l=620mm，則上梁的撓曲線方程為：則上梁將會向上彎曲，對導(dǎo)柱產(chǎn)生彈力，上梁彎曲后，與導(dǎo)柱相連接的孔底部中心偏移的距離為：由裝配圖上配合可知，上梁允許的最大偏移為0.03mm,遠(yuǎn)大于實(shí)際的偏移，但如果孔的配合值小于實(shí)際的偏移值時(shí)，就會對導(dǎo)柱產(chǎn)生彈力，影響活動、梁的上下移動。為了提高其彎曲剛度，可采取了改善梁的結(jié)構(gòu)形式，減小彎矩的數(shù)值的方法。具體的做法就是沿上梁長的方向焊接了兩鋼板，這樣將進(jìn)一步減小上梁在中心位置的撓度。減小上梁對導(dǎo)柱的彈力。鋼板打孔機(jī)設(shè)計(jì)打孔機(jī)設(shè)計(jì)打孔機(jī)的驅(qū)動和動力輸入方式打孔機(jī)的驅(qū)動方式：單獨(dú)驅(qū)動打孔機(jī)的輸入方式：直線輸入打孔機(jī)的輸入軸和動力機(jī)的輸出軸布置在一條直線上，二者之間常采用彈性或半彈性聯(lián)軸器、法蘭盤、液力變矩器的直接輸入方式，此種輸入方式傳動效率高、軸及軸承受力條件好、結(jié)構(gòu)緊湊。但過載保護(hù)和動力機(jī)的互換性較差，適用于單獨(dú)驅(qū)動方式。打孔機(jī)整體參數(shù)確定打孔鉆機(jī)工作參數(shù)主要指鉆具施予孔底得軸推(壓)力、鉆具得回轉(zhuǎn)速度、扭矩和排渣風(fēng)量等。合理的選擇這些參數(shù)，不僅能獲得最高的鉆孔效率，還能延長鉆具得使用壽命。根據(jù)生產(chǎn)或用經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算它得工作參數(shù)。鉆具的回轉(zhuǎn)速度鉆頭每沖擊一次，只能破碎一定范圍得巖石。當(dāng)鉆具轉(zhuǎn)速過高時(shí)，在兩次鑿痕之間，勢必留下一部分未被沖擊破碎的巖瘤，使回阻力增大，鉆具震動加劇，鉆頭磨損加快，因沒有充分利用鉆頭得沖擊能量，鉆速降低。這個(gè)合理得轉(zhuǎn)角與鉆頭直徑、巖石性質(zhì)、沖擊能量、沖擊頻率、軸推力、鉆頭結(jié)構(gòu)以及硬質(zhì)合金片得磨損程度等諸多因素有關(guān)，很難做出準(zhǔn)確得計(jì)算，通常只能根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)方法確定。根據(jù)國內(nèi)潛孔鉆機(jī)得使用經(jīng)驗(yàn)，鉆具得合理轉(zhuǎn)速可按表22選取，或用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算；（23）式中n1鉆具得合理轉(zhuǎn)數(shù)，r|min；D鉆孔直徑，mm。表22回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)與鉆頭直徑得關(guān)系鉆具得回轉(zhuǎn)扭矩鉆具得回轉(zhuǎn)扭矩主要用來克服鉆頭與鋼板的摩擦阻力矩與剪切阻力矩、鉆具與孔壁得摩擦阻力矩，以及因裂隙等引起的夾鉆阻力矩等。因此，鉆具回轉(zhuǎn)力矩得大小與孔徑得大小、巖石性質(zhì)、鉆頭形狀、軸推力和回轉(zhuǎn)速度的大小等因素有關(guān)。根據(jù)國內(nèi)外生產(chǎn)實(shí)踐得總結(jié)，回轉(zhuǎn)扭矩與鉆孔直徑得關(guān)系可按表23確定，也可按下列公式計(jì)算。(24)式中M鉆具得回轉(zhuǎn)扭矩，N.m；D鉆孔直徑，mm；KM力矩系數(shù)，KM=0.8~1.2，一般取KM=1表23鉆頭直徑與回轉(zhuǎn)扭矩得關(guān)系鉆孔機(jī)的功能單元及實(shí)現(xiàn)方法一般由鉆具、回轉(zhuǎn)供奉系統(tǒng)、推進(jìn)機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)等組成。為了控制和操作這幾個(gè)機(jī)構(gòu)，設(shè)置了液壓系統(tǒng)和操縱系統(tǒng)。鉆具潛孔鉆具，主要由鉆頭、潛孔器和鉆桿組成。在鉆孔作業(yè)中，沖擊器得活塞不斷將其沖擊能量通過鉆頭施予鋼板，而整個(gè)鉆具又隨同鉆機(jī)得回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)一起轉(zhuǎn)動，使直接破碎鋼板的工具鉆頭連續(xù)旋轉(zhuǎn)、間歇沖擊鋼板?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是安裝和支撐主支臂、使主支臂沿水平軸或者垂直軸旋轉(zhuǎn)、使推進(jìn)器翻轉(zhuǎn)得機(jī)構(gòu)，通過回轉(zhuǎn)運(yùn)動，使鉆壁和推進(jìn)器的動作范圍達(dá)到巷道達(dá)到巷道掘進(jìn)所需得鉆孔工作區(qū)得要求。常見得回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)有以下幾種結(jié)構(gòu)形式。轉(zhuǎn)柱；螺旋幅式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（3）齒輪齒條式回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為了滿足打孔工藝要求，提高鉆孔精度，幾乎所有現(xiàn)代鉆車得鉆壁都裝設(shè)了自動平移機(jī)構(gòu)，打孔機(jī)的平移機(jī)構(gòu)是指當(dāng)鉆壁移動時(shí)，托架和推進(jìn)器隨機(jī)保持平行移位得一種機(jī)構(gòu)，簡稱平移機(jī)構(gòu)。該鉆孔裝置設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，主要應(yīng)用于土質(zhì)成分的地下短距離鉆孔施工。整個(gè)鉆孔機(jī)設(shè)備主要由動力元件、減速裝置、鏈傳動裝置、鉆管推進(jìn)裝置、鉆管及鉆頭等部件組成。其工作裝置結(jié)構(gòu)如圖1-1，其中鉆孔推進(jìn)裝置主要由支架和3根主動及從動軸軸組成。電動機(jī)提供動力經(jīng)減速器減速之后通過傳動鏈帶動鉆孔推進(jìn)裝置的主動軸旋轉(zhuǎn)，主動軸上布置了4個(gè)螺紋面輪轂，主動軸與2根從動軸共同夾緊鉆管，主動軸回轉(zhuǎn)帶動鉆管回轉(zhuǎn)，通過螺旋面的作用推進(jìn)鉆管頂進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)鉆管鉆進(jìn)的目的。3根主動及從動軸由相應(yīng)的支架支持，其中下面的兩個(gè)支架可水平左右移動定位，上支架可垂直移動定位，通過支架的移動可控制夾緊頂進(jìn)鉆管的直徑大小。該鉆孔機(jī)設(shè)計(jì)的推進(jìn)鉆孔直徑范圍在100-300mm之間。減速裝置設(shè)計(jì)傳動比確定及各級傳動比分配首先設(shè)定鉆管推進(jìn)裝置主動軸高轉(zhuǎn)速為100r/min，取鉆管推進(jìn)裝置主動軸鏈輪齒數(shù)=21，取減速器輸出端鏈輪齒數(shù)=25。則可確定減速器總傳動比為16.34分配傳動比所要考慮的原則:對錐-圓柱齒輪減速器，為使大齒輪尺寸不致過大，高速級按下式計(jì)算：對二級齒輪減速器：i1、i2高低速傳動比=16.34經(jīng)計(jì)算得運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計(jì)算計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速：第1軸轉(zhuǎn)速n1第2軸轉(zhuǎn)速n2第3軸轉(zhuǎn)速n3n——電動機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；i——從電動機(jī)到減速器輸出軸的各級傳動比。3計(jì)算各軸的功率：第1軸功率P1=P×η1×η2=11×0.99×0.99=10.78KW第2軸功率P2=P1×=10.78×0.99×0.95=9.72KW第3軸功率P3=P2×=9.72×0.99×0.95=9.14KW式中η1=0.99，聯(lián)軸器效率η2=0.99，軸承效率；η3=0.95，齒輪效率。計(jì)算各軸的扭矩：第1軸扭矩T1=9550×P1/n1=9550×10.78/1420=69.47N·m第2軸扭矩T2=9550×P2/n2=9550×9.72/308.0=301.30N·m第3軸扭矩T3=9550×P3/n3=9550×9.14/86.91=1004.34N·m齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)第一級齒輪傳動副的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力考慮減速器傳遞功率不在，所以齒輪采用軟齒面。小齒輪選用40Cr調(diào)質(zhì)，齒面硬度為240～286HBS，取=260HBS。大齒輪選用45鋼，正火，齒面硬度2169～217HBS，取=210HBS。確定接觸應(yīng)力：=查圖表得小齒輪接觸疲勞極限=700Mpa大齒輪接觸疲勞極限=550Mpa接觸疲勞極限，接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)Zn應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，N=60n×j×Ln得ZN1=ZN2=1取接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)=1.2，則=7001/1.2=584pa，=5501/1.2=458Mpa。確定許用彎曲應(yīng)力：=彎曲疲勞極限，查資料取=540Mpa，=420Mpa彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)，查資料取==1彎曲強(qiáng)度的尺寸系數(shù)，查資料（模數(shù)m=5mm）取=1彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)，取=1.4則=54011/1.4=386Mpa=4201/1.4=300Mpa(二)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)、計(jì)算確定齒輪傳動精度等級，77，由資料參數(shù)表選取小輪大端公差組等級為7級。分度圓直徑為：齒寬系數(shù)查資料，取=0.5小齒輪齒數(shù)取=18大齒輪齒數(shù)取傳動比誤差可用載荷系數(shù)——使用系數(shù)。查資料取=1——?jiǎng)虞d系數(shù)。由推薦值1.05～1.4，取=1.2——齒向載荷分布系數(shù)。由推薦值1.0～1.2，取=1.1載荷系數(shù)=材料彈性系數(shù)，查資料，取節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，查資料，取故計(jì)算得齒輪模數(shù)，，按標(biāo)準(zhǔn)圓整得m=5mm小輪大端分度圓直徑小輪平均分度圓直徑圓周速度齒寬?。ㄈX根彎曲強(qiáng)度校核計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)，齒形系數(shù)，小輪=2.58大輪=2.10應(yīng)力修正系數(shù)，小輪=1.6大輪=1.9故齒根強(qiáng)度滿足要求。（四）齒輪的主要尺寸參數(shù)第二級齒輪傳動副的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力查資料選擇，小齒輪40Cr調(diào)質(zhì)大齒輪45正火許用接觸應(yīng)力,=接觸疲勞極限，接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)Zn應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，查資料知Zn1＝1，Zn2＝1.05接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)＝1則＝700×1/1＝700＝550×1.05/1＝577許用彎曲應(yīng)力，=其中=378=294彎曲強(qiáng)度的尺寸系數(shù)Yx=1彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)＝1.4則＝378×1×1/1.4＝270＝294×1×1/1.4＝210（二）齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算確定齒輪傳動精度等級按V1＝（0.013－0.022）×n1×估取圓周速度Vt＝4m/s，參考相關(guān)資料，得d1齒寬系數(shù)，取=0.8小輪齒數(shù)Z1，在推薦值20~40中選。Z1=25大輪齒數(shù)Z2=i×Z1=3.545×25=88.625，圓整為Z2=89齒數(shù)比u=Z2/Z1=89/25=3.56傳動比誤差/u=（3.56-3.545）/3.545=0.0042<0.05，合適-使用系數(shù)，查資料取=1-動載系數(shù)，由推薦值知=1.2-齒間載荷分配系數(shù)=1.1-齒間載荷分布系數(shù)=1.1載荷系數(shù)K==1.45材料彈性系數(shù),取=189.8重合度系數(shù)由推薦值知=0.78螺旋角系數(shù)==0.99故d1=81.52mm法面模數(shù)=d1z1=81.52*cos1225=3.19取標(biāo)準(zhǔn)=3.5中心距aa=（z1+z2）（2）=3.5（25+89）（2cos12）=203.95mm圓整取a=204mm分度圓螺旋角=arccos=分度圓直徑d1=mzcos12.51=89.628mm圓周速度v=3.14*d1*n160000=1.445ms齒寬bb=0.8*81.52=65.216圓整為65mm。大輪齒寬b2=b=65mm小輪齒寬b1=b2+（5~10）=70mm（三）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)zv2===26.73===95.16齒形系數(shù).小輪=2.58大輪=2.17應(yīng)力修正系數(shù).小輪=1.598大輪=1.80不變位時(shí)，端面嚙合角=arctan（）=端面模數(shù)==3.535mm。重合度==2.13重合度系數(shù)=0.25+0.75=0.602螺旋角系數(shù)由推薦值為=0.89故==84.10==86.71齒根彎曲強(qiáng)度滿足（四）齒根其他主要尺寸計(jì)算大輪分度圓直徑===318.53mm根圓直徑==89.628-2*1.25*3.5=80.878mm==318.53-2*1.25*3.5=309.78mm頂圓直徑==89.628+2*3.5=96.628mm==318.53+2*3.5=325.53mm三級齒輪傳動副的設(shè)計(jì)計(jì)算（一）選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力小齒輪40Cr調(diào)質(zhì)大齒輪45正火許用接觸應(yīng)力,=接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)Zn應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，N1=60n1×j×Ln＝60×86.91×1×（15×12×365）＝3.43×N2=N1/i＝3.43×/2.73＝1.26×查資料知Zn1＝1，Zn2＝1.05接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)＝1則＝700×1/1＝700＝550×1.05/1＝577許用彎曲應(yīng)力，=其中=378=294彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)Yx（設(shè)模數(shù)m小于5mm），Yx＝1彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)＝1.4則＝378×1×1/1.4＝270＝294×1×1/1.4＝210（二）齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算確定齒輪傳動精度等級按V1＝（0.013~0.022）×n1×估取圓周速度Vt＝4m/s，d1齒寬系數(shù)，查資料得=0.8小輪齒數(shù)Z1，在推薦值20~40中選。Z1=25大輪齒數(shù)Z2=i×Z1=2.73×25=68.25，圓整為Z2=68齒數(shù)比u=Z2/Z1=68/25=2.72傳動比誤差/u=（2.73-2.72）/2.73=0.00366<0.05，合適-使用系數(shù)，取=1-動載系數(shù)，由推薦值知=1.2-齒間載荷分配系數(shù)=1.1-齒間載荷分布系數(shù)=1.1載荷系數(shù)K==1.45材料彈性系數(shù),取=189.8節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)（）=2.5重合度系數(shù)由推薦值知=0.87故d1=136.60mm齒輪模數(shù)mm=d1z1=136.6025=5.464取標(biāo)準(zhǔn)m=6小輪分度圓直徑=mz1=6*25=150mm圓周速度v=3.14×d1×n160000=0.68ms標(biāo)準(zhǔn)中心距aa=m（z1+z2）2=6（25+68）2=279mm齒寬bb==0.8×150=120mm大輪齒寬b2=b=120mm小輪齒寬b1=b2+（5～10）=125mm（三）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算由式6-16齒形系數(shù)，小輪=2.62大輪=2.21應(yīng)力修正系數(shù)，小輪=1.59大輪=1.776重合度==1.56重合度系數(shù)=0.25+0.75=0.731故==423.31==440.99齒根彎曲強(qiáng)度滿足。（四）齒根其他主要尺寸計(jì)算大輪分度圓直徑===408mm根圓直徑==150-2*1.25*6=135mm==408-2*1.25*6=393mm頂圓直徑==150+2*6=162mm==408+2*6=520mm傳動軸的設(shè)計(jì)第一傳動軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算（一）計(jì)算作用在齒輪上的作用力轉(zhuǎn)矩T=9550P/N=955010.54/1420=70.89Nm圓周力=徑向力軸向力（二）初步估算軸的直徑選取作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理由式計(jì)算軸的最小直徑并加大5%考慮鍵槽的影響。查資料知取A=102=21.8mm（三）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定軸的結(jié)構(gòu)方式：考慮到錐齒輪的制造裝配等方面的因素，采用齒輪軸并采用懸臂式結(jié)構(gòu)。確定各軸段直徑長度：聯(lián)軸器為基本尺寸d=40mmD=130mml=105mmL=84mm第一段長度2段二段主要是鎖緊螺母和軸承，選取且符合軸承內(nèi)徑查GB/T297-1994暫選滾動軸承32909基本尺寸是d=45D=68，暫取=60mm3段為便于裝拆軸承內(nèi)圈定位，且，四段的尺寸必須滿足下4段第列關(guān)系其中L為兩軸承距離有軸承與錐齒輪的距離暫選L=95mm，，。綜合考慮減速箱的布置，確定：，，，（四）繪制軸的彎矩圖和扭矩圖齒輪軸受力如圖（a）所示，H水平面內(nèi)受力如圖(b)所示H豎直面內(nèi)受力如圖（d）水平面內(nèi)彎矩圖如（d）垂直面內(nèi)彎矩圖如（e）彎矩圖，扭矩圖見下圖：T=115.54Nm合成彎矩見圖（f）（五）判定危險(xiǎn)截面，求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩根據(jù)圖，圖及T圖參照齒輪軸受力圖，設(shè)B截面為危險(xiǎn)截面，因該軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力按脈動循環(huán)考慮。軸為，調(diào)質(zhì)處理查資料，由得，，。折算系數(shù)取當(dāng)量彎矩B處當(dāng)量彎矩C處當(dāng)量彎矩（六）驗(yàn)算危險(xiǎn)截面強(qiáng)度危險(xiǎn)截面直徑為因1段有一鍵槽，最小直徑應(yīng)為比較計(jì)算結(jié)果與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)B截面直徑，滿足強(qiáng)度要求。第二軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算（一）計(jì)算作用在錐齒輪上的作用力對于錐齒輪：轉(zhuǎn)矩圓周力徑向力軸向力對于斜齒輪：輸出軸大齒輪分度圓直徑轉(zhuǎn)矩T=圓周力徑向力軸向力（二）初步計(jì)算軸的直徑及各段長度選取45號鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理，由式計(jì)算軸的最小直徑，并加大3%以考慮鍵槽的影響查資料取A=115=36.24mm確定軸的結(jié)構(gòu)方案：右軸承從軸的右端裝入，靠軸肩定位。齒輪和左軸承從軸的左端裝入，齒輪右端靠軸肩定位。錐齒輪和左軸承之間用定位套筒定位，齒輪右端靠軸肩定位。確定各軸段直徑和長度1段根據(jù)GB/T297-1994，暫選滾動軸承32009X2。基本尺寸是但d=45，T=20，D=75，B=19，C=16，。軸承潤滑的選擇：選擇脂潤滑。綜合考慮箱體的布置及對稱要求，1段長度1段軸徑=45mm2段與3段的選擇錐齒輪寬度錐齒輪寬度為40mm，取=40-2=38mm。為使套筒可靠的壓緊錐齒輪，并考慮對稱，取=35mm綜上4段取齒輪左端定位高度h=5mm，軸肩直徑，=20mm。5段考慮對稱布置及齒輪與箱體內(nèi)壁距離要求，取，6段7段(三)軸的力學(xué)分析左右軸承支反力若按精確計(jì)算，應(yīng)距外端蓋截面16mm，這樣選得支撐跨距l(xiāng)=276.5mm支反力作用點(diǎn)與齒輪作用力點(diǎn)及兩齒輪作用力點(diǎn)之間的距離分別為。水平面內(nèi)支撐點(diǎn)A的支反力：水平面內(nèi)支撐點(diǎn)B的支反力水平面內(nèi)剖面C-C處的彎矩：水平面內(nèi)剖面D-D處的彎矩：水平面內(nèi)剖面E-E處的彎矩垂直面內(nèi)支撐點(diǎn)A的支反力：垂直面內(nèi)支撐點(diǎn)B的支反力：垂直平面內(nèi)剖面C-C處的彎矩：垂直平面內(nèi)剖面D-D處的彎矩：垂直平面內(nèi)剖面E-E處的彎矩：剖面C－C處的合成彎矩：剖面D－D處的合成彎矩：剖面E－E處的合成彎矩：判定危險(xiǎn)截面，求取各截面的當(dāng)量彎矩：根據(jù)圖圖及T圖并參照軸的受力圖，斷定CDE斷面為危險(xiǎn)截面。因該軸單向旋轉(zhuǎn)，軸為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。查資料得按值查相關(guān)資料得則折舊系數(shù)當(dāng)量彎矩C處當(dāng)量彎矩：D處當(dāng)量彎矩：E處當(dāng)量彎矩：按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度（中等精度）：對于C—C截面對于D—