（大学本科毕业论文机械工程设计与自动化专业）自动弯管机及其电气设计（有cad图）.docx

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1、弯管机的种类多种多样，有CNC数控弯管机，有P1C型弯管机，也有简易型的自动弯管机，而本文正是关于自动弯管机的安装设计及其控制电路的设计，自动弯管机的安装可由机身、电机、减速机构、挡料机构、电器控制机构等组成。关键词：弯管机；电器控制；弯曲半径ABSTRACTThisartic1efocusesonthecurvedtubemachine.Avarietyofthecurvedtubemachine,thereiscurvedtubemachineofCNCcontro1,andthereiscurvedtubemachineofP1Ccontro1,therea1soisthesimp1et

2、ypeautomaticcurvedtubemachine,butthisartic1eisjusttothedesignoftheautomaticcurvedemachineanditscontro1e1ectriccircuit,andthedeviceofthecurvedtubemachinecanconstructwiththefuse1ageofmachine,motor,thedecreaseing-speedorganization,b1ockorganization,ande1ectricapp1iancescontro1organizationetc.Keywords：m

3、otorcurvedtubemachine；e1ectricapp1iancescontro1；bentradius1绪论11.1 弯管机在自工工业中的地位和各种弯管机的性价比11.2 弯管机的基本原理与选择22弯管机设计21.1 1工件工艺分析21.2 计算弯曲力矩31.3 3电机选取31.4 传动比的计算与各传动安装的运动与参数51.5 皮带轮与皮带的计算与选择61.6 蜗轮蜗杆减速箱的计算与选择71.7 联轴器的计算与选择71.8 8轴承的选择81.9 轴的初步计算与设计及校核81.10 10齿轮的计算与设计122.11大小齿轴前后端盖及轴承座的结构设计142. 12轴套的结构设计153

4、. 13盖板的结构设计及计算164. 14机身的结构设计与计算162.15弯管机的次要参数173挡料架的结构设计195. 1挡料架的结构设计194用电器选择与电路206. 1各用电器的选择与电路设计20参考文献22致谢23附录241.1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。各种管型种类之多、数量之大、外形之复杂，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，或者大企业中需求配管的场合，如工程机械上的压力油管，机床厂

5、的液压管道发动机的油管健身器材的弯管等等，这些场合可能不需求功能全的弯管机，且加工的管件的难度不高，简易手动型的弯管机很可能顺应。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，也无机械传动的，但它们的占地面积较大（长度在2.54m之间），价格昂贵（25万元人民币或更多），但是大多数用户都需求的是小占地面积小价格便宜且运用方便的自动弯管机。图1液压弯管机图2数控弯管机本文便是朝这方面的用途面设计的自动弯管机，设计出一种价格和占地面积运用方便的自动弯管机（长0.9M,宽0.8M,高11M,价格9000元人

6、民币左右），并着手对弯管机的功能进得进一步的强化，使其能弯曲不同口径或不同的钢型、采用制动电机以进步弯曲机的弯曲精度。大大的简化了电器控制系统，方便操作。12弯管机的基本原理与选择弯管机的弯曲原理,在普通状况下有以情二种，即滚弯式与缠绕式。如下图3、4分别是弯管原理图。图3滚弯式图4缠绕式二者各有优缺陷。缠绕式次要用于方管的弯曲其结构复杂，而滚弯式次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 .反复第1步，

7、直至弯完管子为止。2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是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IOOnIn1,固其符合加工工艺性。其工件如图3。弯管件要求不能有裂纹，不能有过大的外凸。不能有趋纹。图5弯曲半径为100mm图6最小弯曲半径2.2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2-1(2-1)其中为弹性应力r为管材内径t为管材壁厚为屈服应力为中性层的弯曲半径=2420Nm2.3电机选取由经验选取弯管机的弯管速度为8rmin则有P=

8、M*=2KW(2-2)由工作功率为2KW所以电机功率P=(2-3)、分别为带传动、蜗轮传动、联轴器、齿轮、轴承的传动效率。取二0.96、=0.9、=0.99、=0.97、=0.98则P=2.5KW由于弯管机需求弯多种型式的钢型，固选用较大功率的电机以使弯管机可以适用更大的弯曲范围，又由于弯曲机需求固有制动功能故选用配有制动功能的电机，且电机正反的频率过大，所以电机转速不宜过大，现取电机的转速为960rmin为宜。故先用电机的型号为YEP132S-6,其基本功能如表1表1YEP132-6的次要功能参数型号功率满载时堵转最大静制动空载制噪声转速电流效率功率转矩转达矩转达矩动工夫因数不小于不大于YE

9、P13KW9608.877%0.672.22.229.40.4/s71/db32S-6r/ANmmin电机的次要安装尺寸如下图7电机安装尺寸表2电机的安装尺寸单位（mm）型号ABCDEFGHI1YEP-132S-62801408938803152161322105152.4传动比的计算与各传动安装的运动与参数由电机转速N1=960rmin,而弯管机的速度初拟为N5=8rmin所以总传动比=N1N5=12O由皮带轮的传动比为广4所以取皮带轮的传动比=2.5,由于单付齿轮的传动比为8O便拟定取齿轮传动比二3,则蜗轮蜗杆的传动比二16,蜗轮的传动比不大这有利于进步蜗轮的寿命。为进行传动件的设计计算，

10、要推算出各轴的转速和转矩（或功率）。如将传动安装各轴由高速至低速依次定为1轴、2轴以及,为相邻两轴间的传动比；,为相邻两轴间的传动效率；P1P2为各轴的输入功率（Kw）；T1,T2为各由的输入转矩（N-m）；N1,N2为各轴的转速（r/min）；2.4.1各轴转速电机轴转速Nm=960r/min蜗轮小轴端N1=384r/min蜗轮大轴端N2=24r/min小齿轮转速N3=N2=24r/min大齿轮转速N4=8r/min工作台转速N5=N4=8r/min(2-4)2.4.2各轴的输入功率电机输入功率蜗轮小轴输入功率蜗轮大轴输入功率齿轮小轴输入功率齿轮大轴输入功率工作台输入功率2.4.3各轴输入转

11、矩P0=3KWP1=P0*=3*=3*0.96=2.88KW(2-5)P2=P1=P1*=2.88*0.9=2.59KWP3=P2*P2*=2.59*0.99=2.56KWP4=P3=P3*=2.56*0.972=2.41KW=P4*=P4*=2.41*0.972*0.98=2.22KW电机输入转矩=9550*=9500*=29.84Nm(2-6)蜗轮小轴输入转矩=*=29.84*2.5*0.96=71.62Nm蜗轮大轴输入转矩=*=7162*16*0.9=1031.27Nm齿轮小轴输入转矩=*=1031.27*0.99=1020.96Nm齿轮大轴输入转矩=*=1020.96*3*0.972=

12、2881.86Nm工作台输入转矩=*=2881.86*0.972*0.98=2657.31Nm2.5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,故定小带轮直径为二IOOmm皮带速度验算=5.03(2-7)所以5带的根数Z=(2-11)其中取=00.97KW=0.I1KW=0.96=0.99可得z=2.92取z=32. 6蜗轮蜗杆减速箱的计算与选择由于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，又由于蜗轮大轴输入转矩=1031.27Nm蜗轮小轴输入功率P1=2.88KW传动比=16所以选用蜗轮蜗杆的型号为1

13、CWS-125JB/T7935其基本功能如表3表3蜗轮减速器的次要友参数型号公称传动比转速中心距额定输入功率额定输入转矩CWS-12516750rmin125mm7.78IKW1400Nm2.7联轴器的计算与选择由于此联轴器承受的力矩绝对较大，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，不需用公用的加工设备，工作是不需光滑，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=1020.96Nm且蜗轮蜗杆的蜗轮轴径为55mm故选用Z14联轴器，其型号为Z14GB50151985其次要尺寸及参数如表4表4联轴器的次要参数未标单位(mm)型号许用转许用转速轴孔直径轴孔长度外径凸圆转动惯量分量矩Nmr/min厚度(kgm2)(Kg)Z141600400040,45,50,5511284158890.04614.82.8轴承的选择由于弯管机需求一个颠簸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。其次要参数及基本尺寸如表5表5轴承的次要参数未注单位（mm）型号小径外径厚度内圈厚度外圈厚度额定载荷极限转速分量32912608517161434.5KN40