课程设计说明书模板(机电)

辽宁工业大学课程设计说明（计算）书1辽宁工业大学专业课程设计说明书题目：自动弯管机的设计学院（系）：机械工程与自动化学院专业班级：机电123班学号：120101072学生姓名：史成坤指导教师：黄海龙起止时间：2015.12.28～2016.1.12辽宁工业大学课程设计说明（计算）书2课程设计（论文）任务及评语学院：机械工程与自动化学院教研室：机电教研室学号120101072学生姓名史成坤专业班级机电123课程设计(论文)题目自动弯管机的设计课程设计（论文）任务1.设计内容本次设计内容为自动弯管机，可对管材进行固定长度、固定角度进行弯曲，本设计使用行程开关进行控制，具有角度可调，操作简单，价格成本低，同时控制电路稳定性高，弯管机操作简单，易于使用。2.技术参数与要求最大弯管能力30mm；最大弯管厚度2mm；最大弯曲半径100mm；最小弯曲半径50mm；最大弯曲角度150°；标准穿芯长度1000mm；3.工作量a)机械装配图一张，1#；b)控制电路图一张，4#；c)程序流程图一张，4#；d)设计计算说明书一份4.工作计划a)查阅资料，方案讨论方案确定1天b)设计计算3天c)绘制机械装配图4天d)控制系统设计，绘制电路图3天e)软件设计，绘制程序流程图3天f)整理设计说明书1天指导教师评语及成绩图纸(45％)说明书(25％)答辩(10％)平时(20％)总分成绩：指导教师签字：年月日辽宁工业大学课程设计说明（计算）书3目录第1章绪论...............................................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选题意义........................................................1第2章总体方案设计.......................................32.1弯管机的基本原理与选择.........................................3第3章弯管机设计.........................................43.1工件工艺分析....................................................43.1.1计算弯曲力矩.................................................43.1.2电机选取....................................................43.1.3传动比的计算与各传动装置的运动与参数........................63.1.4各轴转速、功率及转矩的计算..................................63.1.5皮带轮与皮带的计算与选择....................................73.1.6蜗轮蜗杆减速箱的计算与选择..................................83.1.7联轴器的计算与选择..........................................93.1.8轴承的选择..................................................93.1.9轴的初步计算与设计及校核....................................9第4章控制电路的设计....................................134.1控制电路图与控制原理...........................................134.2程序流程图的设计...............................................14设计总结...................................................15参考文献....................................................16辽宁工业大学课程设计说明（计算）书1第1章绪论1.1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。各种管型品种之多、数量之大、形状之复杂，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，或者大企业中需要配管的场合，如工程机械上的压力油管，机床厂的液压管道发动机的油管健身器材的弯管等等，这些场合可能不需要功能全的弯管机，且加工的管件的难度不高，简易手动型的弯管机很可能适应。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。1.2选题意义市面上现有的自动弯管机大多数是液压的（如图一），数控的（如图二），也有机械传动的，但它们的占地面积较大(长度在2.5~4m之间)，价格昂贵(2~5万元人民币或更多)，然而大多数用户都需求是是小占地面积小价格便宜使用方便的自动弯管机。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使用方便的自动弯管机并着手对弯管机的性能进得进一步的强化，使其能弯曲不同口径或不同的钢型、采用制动电机以提高弯曲机的弯曲精度。大大的简化了电器控制系统，方便操作。图1液压弯管机辽宁工业大学课程设计说明（计算）书2图2数控弯管机辽宁工业大学课程设计说明（计算）书3第2章总体方案设计2.1弯管机的基本原理与选择管材弯曲有很多方法，相应地也就有不同的弯管设备。在各种方法中，绕弯是最常用的弯管方法，而绕弯最常用的设备是弯管机。因此，弯管机是管材弯曲加工的主要设备。弯管机的结构形式很多，按弯管时加热与否可分为冷弯管机和热弯管机两类，按传动方式可分为手动、气动、机械传动和液压传动四种，按控制方式又可分为手控、半自动、自动和数控四种。弯管机的弯曲原理,在普通情况下有以情二种，即滚弯式与缠绕式。如下图三、四分别是弯管原理图。二者各有优缺点。缠绕式主要用于方管的弯曲其结构复杂，而滚弯式主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。4.按管形标准样件在检验夹具上检查管形，并校正。5.重复第1步，直至弯完管子为止。弯管模滚弯式图3滚弯式原理图缠绕式弯管模夹紧块导板图4缠绕式原理图辽宁工业大学课程设计说明（计算）书4第3章弯管机设计3.1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50mm。而弯曲件的弯曲半径为100mm，固其符合加工工艺性。其工件如图五。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最大弯曲半径3.1.1计算弯曲力矩由弯管力矩公式238433bsrttrM其中s为弹性应力r为管材内径t为管材壁厚b为屈服应力为中性层的弯曲半径238*333*2*264**208*2*263*1153M=2346N·m3.1.2电机选取由经验选取弯管机的弯管速度为8r/min则有P=M*=8*22346*60=2KW由工作功率为2KW所以电机功率P=412345P工辽宁工业大学课程设计说明（计算）书51、2、3、4、5分别为各机构的传动效率。取1=0.96带传动传动效率2=0.9蜗轮传动传动效率3=0.99联轴器传动效率4=0.97齿轮传动效率5=0.98轴承传动效率则有P=420.96*0.9*0.99*0.97*0.98=2.5KW由于弯管机需要弯多种型式的钢型，固选用较大功率的电机以使弯管机能够适用更大的弯曲范围，又由于弯曲机需要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960r/min为宜。故先用电机的型号为YEP132S-6，其基本性能如表3.1表3.1YEP132-6的主要性能参数型号功率满载时堵转转矩最大转达矩静制动转达矩不小于空载制动时间不大于噪声转速电流效率功率因数YEP132S-63KW960r/min8.8A77%0.672.22.229．4N·m0．4/s71/db电机的主要安装尺寸如下AGHFILECB14089φ3847580280216315132D图6电机安装尺寸辽宁工业大学课程设计说明（计算）书6表3.2电机的安装尺寸型号ABCDEFGHILYEP-132S-62801408938803152161322105153.1.3传动比的计算与各传动装置的运动与参数由电机转速N1=960r/min，而弯管机的速度初拟为N5=8r/min所以总传动比i总=N1/N5=120由皮带轮的传动比为1~4所以取皮带轮的传动比1i=2.5，由于单付齿轮的传动比为1~8。便拟定取齿轮传动比3i=3,则蜗轮蜗杆的传动比2i=16,蜗轮的传动比不大这有利于提高蜗轮的寿命。为进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩（或功率）。如将传动装置各轴由高速至低速依次定为1轴、2轴……以及3.1.4各轴转速、功率及转矩的计算1i,2i,…为相邻两轴间的传动比；01，12…为相邻两轴间的传动效率；P1，P2…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）；（1）各轴转速电机轴转速Nm=960r/min带轮大轴端N1=0mNi=9602.5=384r/min带轮小轴端N2=11Ni=38416=24r/min小齿轮转速N3=N2=24r/min大齿轮转速N4=32Ni=243=8r/min工作台转速N5=N4=8r/min辽宁工业大学课程设计说明（计算）书7（2）各轴的输入功率电机输出功率P0=3KW带轮大轴输入功率P1=P0*01=3*1=3*0.96=2.88KW带轮小轴输入功率P2=P112=P1*2=2.88*0.9=2.59KW齿轮小轴输入功率P3=P2*23=P2*3=2.59*0.99=2.56KW齿轮大轴输入功率P4=P334=P3*24=2.56*0.972=2.41KW工作台输入功率P工=P4*45=P4*24*5=2.41*0.972*0.98=2.22KW（3）各轴输入转矩电机输出转矩0T=9550*0mPN=9500*3960=29.84N·m带轮大轴输入转矩1T=0T*1i*1=29.84*2.5*0.96=71.62N·m带轮小轴输入转矩2T=1T*2i*2=71.62*16*0.9=1031.27N·m齿轮小轴输入转矩3T=2T*3=1031.27*0.99=1020.96N·m齿轮大轴输入转矩4T=3T*24*3i=1020.96*3*0.972=2881.86N·m工作台输入转矩5T=4T*24*5=2881.86*0.972*0.98=2657.31N·m3.1.5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1d=100mm皮带速度验算1060*1000dn=3.14*100*96060*1000=5.03所以5max=20所以此带轮合格则从动轮2d=2i*1d=100*2.5=250mm初选daL=1600mm则有a=A+2AB辽宁工业大学课程设计说明（计算）书8其中A=4daL128dd=3.14100250160048=262.63B=2218dd=22501008=2812.5所以a=262.63+2262.632812.5