1、本科毕业论文（20 届）卷板机的设计与运动仿真所在学院专业班级 机械电子工程学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 卷板机的设计与运动仿真 1课题意义及目标卷板机是一种比较成熟、应用范围较广、对经济的发展起着比较重要作用的行业机械。卷板机的主要功能是将板材弯曲成筒形、锥形、或者是他们的一部分，以获得所需要的成型工件。本课题主要是设计卷板机的整体尺寸，选择合适的动力装置，对其中主要的零部件进行校核计算，绘制三维图形，并对装配好的卷板机进行运
2、动仿真。2主要任务（1）通过广泛调研、查阅文献、参观实习，了解并掌握卷板机的种类、用途以及工作原理，确定主体设计方案。（2）确定卷板机的尺寸，对卷板机进行设计计算。（3）对卷板机进行三维建模及运动学仿真。（4） 按时完成毕业论文。要求论文论述清楚、文理通顺、图表规范、数据准确、内容完备。遵守纪律，以严谨的科学作风，按时完成各项任务。3主要参考资料1 邢伟荣卷板机的现状与发展J锻压装备与制造技术，2010-022 王吉龙美制大型三辊卷板机液压及电气控制系统的改造研究D兰州理工大学 20113 郭屹大型水平下调式三辊机卷板机的结构分析与优化D 太原科技大学20144进度安排设计各阶段名称 起 止
3、日 期1 查阅文献，了解研究目的意义，完成开题报告2014.12.01 至 2014.12.312 广泛阅读相关文献，确定设计方案 2015.01.01 至 2015.03.103 完成卷板机的整体设计，完成中期检查 2015.03.11 至 2015.04.304 完成卷板机的三维建模与运动仿真 2015.05.01 至 2015.05.155 撰写毕业论文，准备答辩 2015.05.16 至 2015.06.10审核人： 年 月 日I卷板机的设计与运动仿真摘 要：卷板机是一种比较成熟、应用范围较广、对经济的发展起着比较重要作用的行业机械。卷板机的主要功能是将板材弯曲成筒形、锥形、或者是他们
4、的一部分，以获得所需要的成型工件。主要的种类有两辊卷板机、三辊卷板机和四辊卷板机。本设计为三辊式卷板机的设计与运动仿真，主要内容有：对卷板机的整体尺寸进行设计，根据板材的成型过程对电机进行选择，并对上、下辊受力分析、刚度校核、强度校核。完成设计计算部分后，制图并对其进行装配，最后利用 Pro-e 对所设计卷板机进行三维建模仿真。关键词：卷板机，三维建模，运动仿真 Design and Simulation of Plate Bending MachineAbstract：Plate bending machine is comparatively mature and widely appli
5、ed and plays an important role in developing economy to machine industry. The main function of plate bending machine is bending the plate into cylindric, taper, or one part of them. Which can acquire the component we need. The main types of plate bending machine are two rollers, three rollers and fo
6、ur rollers plate bending machine.This project is the design and simulation of plate bending machine. The main content of the project is that design the overall dimension , choose suitable electromotor by the forming process of the plate and analysis the stress of the upper and lower roller, and chec
7、k them strength and rigidity. After completion of calculate, the next step is that completes drawing and assembling. Finally, 3 - dimension modeling of the plate bending machine aredone by Pro-e.Key words: Bending machine, Dimensional modeling, Motion simulationII目 录1 前言 .11.1 概述 .11.2 国内外研究进展 .22 方
8、案的分析及确定 .42.1 方案的分析 .42.1.1 二辊卷板机 .42.1.2 三辊卷板机 .52.1.3 四辊卷板机 .62.2 方案的确定 .63 传动的确定及计算 .73.1 传动方案的确定 .73.2 传动系 统的确定 .83.3 主传动系统设计 .93.3.1 主电机的选择和计算和已知的设计参数 .93.3.2 分配传动比 .203.3.3 设计辊子上的齿轮传动 .203.4 上辊的设计计算 及其校核 .233.4.1 上辊结构及受力图 .233.4.2 上辊刚度校核 .233.4.3 上辊强度校核 .243.5 下辊的设计计算及其校核 .253.5.1 下辊结构及受力图 .25
9、3.5.2 下辊刚度校核 .263.5.3 下 辊弯曲强度校核 .264 副传动系统主要部件设计 .284.1 选 择电机 .284.2 二级减速器的选择 .284.2.1 蜗轮及与其连接在一起的丝杠螺母的速度 .284.2.2 传动比的分配和电机的功率 .29III4.3 设计丝杠和丝杠螺母螺旋副 .304.4 设计蜗轮和蜗杆机构 .314.5 轴承的选择和校核 .325 装配体的建模与运动仿真 .345.1 卷板机的建模 .345.2 卷板机的装配 .355.3 卷板机的运动仿真 .366 结论 .3711 前言1.1 概述机械行业是国民性的产业，掌握着国家的经济命脉，在我国有着举足轻重的
10、地位。它是国家的国民经济命脉。机械制造业是整个机械行业的基础是整个工业的基础，它的任务是为我国其他的相关行业打下坚实的基础，为其他的制械造业提供先进的零件及必要的条件。机械行业的科技发展水平也是衡量一个国家的工业实力的标准，对他的研究发展也是为我国工业实力的提高提供必要的条件，所以我们有必要也必须对它进行一定的研究。三辊卷板机是对材料进行所需弧度弯曲加工，从而达到对板料的弯度要求。它对机械行业的影响可以说是巨大的，在日常生活中到处都能看见卷板机生产出来的弯曲钢材。只要卷板机的发展得到很大的提升，那整个机械行业甚至工业都会将得到巨大的发展，为我国的工业的前进打下了坚实的基础。卷板机的种类特别多，
11、在国内的分类如下：（1）特殊用途卷板机；（2）二辊卷板机；（3）三辊卷板机；（4）四辊卷板机。我国卷板机使用的事机械传动并且这种方式在我国已有了几十年的历史，因为其工作方式比较简单造价也比较便宜，比较容易制造与生产。但在有的场合机械传动这种方式也不怎么适用，特别是在电机功率大导致电压浮动大时，所以这时一般就使用液压式的传动，这种方式也有其优点。所以近年来就有把机械传动与液压传动联合起来的方式，运用这种方法可以结合两种传动的特性优点让卷板机的性能得到很大的提升。卷板机的卷板方式国内外一般都是采用冷卷方法居多。这种方法的精度很高，方法还比较简单，比较经济，对成本的降低也会有很大的帮助。但是对材料的
12、要求也相对放比较严格，材料的性能一定要达到规定的要求，不然无法达到预期的结果，有些不允许冷卷的板料，由于热的刚性太差，就只能采用温卷的方法。21.2 国内外研究进展我国的经济在家加入世贸经济后，开始步入了高峰，世贸的加入对我国各个行业的影响都不可忽视，当然对于我国的工业也起着巨大的重用，让卷板的发展步入了一个新的时期。我国对于卷板机的需求也越来越多，对于卷板机周边的产品也起到了带头发展的重用，走上了以卷板机为核心，一起发展的道路。在 2010 年，我国卷板机的的使用量和产量都排在了全球前二的位置。而关于卷板机的发展我国也将会投入更多的财力物力，因为过于卷板机的市场将会越来越越紧张，人们对卷板的
13、设备要求也越来越高了，所以我们必须在此方向投入更多的力量，才不会被淘汰，不但要在量上占据领先位置，而且在质上也要做到排头兵的位置。现在外国的许多公司都看准了中国卷板机市场，都准备着跃跃欲试，而在我国，国家也对此有着高度的重视，不但国资委为此特别提出政策，各个地方政府也响应着国家的号召，纷纷对此进行着投资，民间的投资者也纷纷对此进行准备着，这一切都是源于卷板机的巨大利益。主要是卷板机的发展能给整个工业各个方面的装备设施，带来巨大的前景，为其他的行业也带来新的发展机会，牵涉到我国整个工业经济的发展。所以我们必须要花费更多的力量与心思在这方面，为我国的工业带来新的力量，让他在整个工业经济里起到带头的
14、作用，带来新的经济繁荣。机床模具最大的市场就是卷板机的制造业。其中百分之七十的都是用于卷板机相关行业的，这种带动其他行业发展的能力，是卷板机独有的，为其发展带来许多的好处，这也是其他行业各个方面看好他，重视他的原因。从目前的发展情况来看，由于卷板机的发展为其他行业带来的发展的是巨大的，特别是在工业的其他方面，这种趋势是显而易见的。对这些行业的发展，将为我国的经济起到一个的巨大的重用，反过来说这些行业的发展也会反过来刺激着整个工业的发展，对卷板的要求也将越来越高。卷板机制造业的市场无疑是很大的，就我知道，每年 70%的进口设备都是用于卷板机，同时也是由于它的广泛应用，促进了焊接、检测以及材料应用
15、等多个领域的快速发展。我们不得不相信在为来的工业发展中，卷板机将会得到更好的利用。它可以节约大量的人力物力用以弯曲钢板。可以说是不可缺少的高效机械。32 方案的分析及确定2.1 方案的分析通过查阅各种资料对卷板机的种类和作用进行详细的了解之后，首先对卷板机的选型做优缺点分析，然后选择适合自己实际情况的方案进行虚拟设计。现在对卷板机的分型对比如下：2.1.1 二辊卷板机图 2.1 二辊卷板机的工作简图如图 2.1 所示，二辊卷板机由上、下两条辊轮组成。其上辊可以上下移动，为加料、加工做准备。当下辊旋转时，上辊对板料施加压力压入下辊弹性层及送进板料在压力作用下，压人下辊的弹性层中，使下辊发生弹性变形。从而产生反作用力，使板料贴紧上辊并发生型变，达到弯曲板料的目的。二辊卷板机具有的优点：（1）不需要对板料进行预弯成型，加工的速度也比较快；（2）结构上比较简单，易于公司大批量的制造，非常便于操作；（3）在一次成形过程中可以实现较高的精度；（4）不容易产生折皱，不易在板料表面产生划痕。其缺点：（1）板料的不同对卷板机上辊要求多，只能小批量生产；
