1、 毕业设计（论文）报告纸 第 1 页 共 30 页 装 订 线 25 棒料校直机设计 指导老师 ： 【 摘要 】 随着国民经济的发展，近年内，棒材生产不论在数量上还是品种上，都有相当大的增长。新型高效率的棒材精整设备，尤其是棒材矫直机，是保证棒材质量的重要关键。 若棒料弯曲，就要用大棒料才能加工出一个小零件，材料利用率不高，经济性差。故在加工零件前需将棒料校直。现要求设计一短棒料校直机。 为进一步完善精整过程和提高轧制速度，必须制造新的高效率棒材矫直机。本文采用了 行星式搓滚校直的方法来校直棒材。其动搓板为滚子 1，作连续回转运动；静搓板为弧形构件 3，其上开的槽也是由深变浅而最 后消失。这种
2、方案不仅能将棒料校的很直，而且自动化程度和生产率高，所以采用此工作原理来 为进一步完善精整过程和提高轧制速度 。 【关键词】 棒料 校直机构 校直机 毕业设计（论文）报告纸 第 2 页 共 30 页 装 订 线 Bar stock straightening machine straightening institutions 08 Mechanical Design, Manufacturing And Automation Tao Yu 080188 Instructor teacher Xiaojiang Li 【 General Specification】 Along with th
3、e development of national economy, in recent years, regardless of the number of steel products in or species, has been increasing. A new type of high-efficient bar of finishing equipment, especially bar straightening machine, is to ensure that the quality of the bar key. If great material bending, b
4、e about to use material to work out a big stick a small parts, material utilization rate is not high, the poor economy. Therefore, in processing parts need before will bar stock straightening. For this design a short bar stock straightening machine. To further perfect finishing process and improve r
5、olling speed, must make the new high efficiency bar straightening machine. This paper used the planet type rub roll straightening method came straight bar. The move for roller 1 hemilateral pan, a continuous rotary movement; Static hemilateral pan for arc component 3, on the open of the slot also by
6、 the deep becomes shallow and finally disappeared. This scheme can not only will bar stock school very straight, and automation degree and high productivity, and use this principle to further perfect finishing process and improve rolling speed. 【 Keywords】 Bar stock Straightening institutions Straig
7、htening machine 毕业设计（论文）报告纸 第 3 页 共 30 页 装 订 线 目录 1 、系统总体方案设计工作原理 . 4 2、 总体方案设计 . 6 2.1 执行机构运动方案的拟定 . 6 2.1.1 滚子弧形搓板弹簧 . 6 2.1.2 传动系统运动方案的拟定 . 6 3、机构设计计算 . 8 3.1 执行机构设计 . 8 3.1.1 滚子设计 . 8 3.1.2 滑块设计 . 8 3.1.3 摆杆设计 . 9 4、传动系统设计 . 10 4.1 电动机择选 . 10 4.1.1 选择电动机的类型和结构 . 10 4.1.2 确定电动机功率和型号 . 10 4.2 传动装置
8、运动及动力参数计算 . 11 4.2.1 各传动比的计算 . 11 4.2.2 V 带传动的设计与计算 . 12 4.3 摆杆设计 . 13 4.3.1 摆杆设计 . 13 4.4 轴的设计 . 14 4.4.1 滚子轴设计 ： . 14 4.4.2 凸轮轴设计： . 19 4.4.3 压板轴设计： . 22 4.5 键的设计与校核 . 23 4.5.1 凸轮轴上键的设计与校核 . 23 4.5.2 其他轴上键的设计与校核 . 24 4.6 滚动轴承的校核 . 24 4.6.1 计算滚子轴的轴承： . 24 4.6.2 计算凸轮轴的轴承： . 25 4.6.3 其他轴承 . 25 4.7 压板
9、的设计校核 . 25 4.8 弹簧的校核 . 27 4.8.1 摆杆处拉伸弹簧 . 27 4.8.2 压板处压缩弹簧 . 28 参考文献 . 29 谢词 . 30 毕业设计（论文）报告纸 第 4 页 共 30 页 装 订 线 1 、系统总体方案设计工作原理 校直机的工作原理：辊子的位置与被校直制品运动方向成某种角度，两个或三个 大的是主动压力辊，由电动机带动作同方向旋转，另一边的若干个小辊是从动的压力辊，它们是靠着旋转着的圆棒或管材摩擦力使之旋转的。为了达到辊子对制品所要求的压缩，这些小辊可以同时或分别向前或向后调整位置，一般辊子的数目越多，校直后制品精度越高。制品被辊子咬入之后，不断地作直线
10、或旋转运动，因而使制品承受各方面的压缩、弯曲、压扁等变形，最后达到校直的目的。 1)用平面压板搓滚棒料校直（图 2）。此方法的优点是简单易行，缺点是因材料的回弹，材料校得不很直。 2)用槽压板搓滚棒料校直。考虑到“纠枉必须过正”，故将静搓板作成 带槽的形状，动、静搓板的横截面作成图 3 所示形状。用这种方法既可能将弯的棒料校直，但也可能将直的棒料弄弯了，小很理想。 3)用压杆校直。设计一个类似于图 4所示的机械装置，通过一电动机，一方面让棒料回转，另一方面通过凸轮使压杆的压下量逐渐减小，以达到校直的目的。其优点是可将棒料校得很直；缺点是生产率低，装卸棒料需停车。 4)用斜槽压板搓滚校直。静搓板
11、的纵截面形状如图 5所示，其槽深是由深变浅而最后消失。其工作原理与上一方案使压下量逐渐减小是相同的，故也能将棒料校得很直。其缺点足动搓板作往复运动，有空程，生产效率小 够高。虽可利用如图所示的偏置曲柄滑块机构的急回作用，来减少空程损失，但因动搓板质量大，又作往复运动，其所产生的惯性力不易平衡，限制了机器运转速度的提高，故生产率仍不理想。 5)行星式搓滚校直。如图 6所示，其动搓板变成了滚子 l，作连续回转运动，静搓板变成弧形构件 3，其上开的槽也是由深变浅而最后消失。这种方案小仅能将棒料校得很直，而且自动化程度和生产率高，所以最后确定采用此工作原理。 图 2 平面压板搓滚棒料校直 图 3 槽压
12、板搓滚棒料校直 毕业设计（论文）报告纸 第 5 页 共 30 页 装 订 线 图 4 压杆校直 图 5 斜槽压板搓滚校直 图 6 行星式搓滚校直 毕业设计（论文）报告纸 第 6 页 共 30 页 装 订 线 2、 总体方案设计 2.1 执行机构运动方案的拟定 2.1.1 滚子弧形搓板弹簧 图 7 给出了两种校直机构方案。其中（图 a）为曲柄摇杆机构与齿轮，齿条机构组合，图b)为摆动推杆盘形形凸轮机构与导轩滑块机构的组合，曲柄（或凸轮）每转一周送出一根棒料。由于凸轮机构能使送料机构的动作和搓板滚子的运动能更好的协调，故图 b）的执行机构运动方案优于阁 a)，下面设计计算针对图 b）方案进行。 图
13、 7 行星式棒料校直机执行机构运动方案 2.1.2 传动系统运动方案的拟定 初步拟定的传动方案如图 8 所示。驱使动搓板滚子 1 转动的为主传动链，为提高其传动效率，主传动链应尽可能简短，而且还要求冲击振动小，故图中采用了一级带传动和一级齿轮传动 。传动链的第一级采用带传动有下列优点：电动机的布置较自由，电动机的安装精度要求较低，带传动有缓冲减振和过载保护作用。 毕业设计（论文）报告纸 第 7 页 共 30 页 装 订 线 图 8 行星式棒料校直机传动方案 毕业设计（论文）报告纸 第 8 页 共 30 页 装 订 线 3、机构设计计算 3.1 执行机构设计 由于动搓板滚子 1 直接装在机器主轴
14、上，只有执行构件，没有执行机构，故只需对送料机构进行设计。 对于图 7 b）所示的运动力案，送料机构的设计，实际上就是摆动推杆盘状凸轮机构的设计。 凸轮轴的转动是由滚子轴（传动主轴）的转动经过齿轮机构传动减速而得到的。下面来讨论滚子轴与凸轮轴间的传动 比应如何确定。 应注意在校直棒料时，不允许两根棒料同时进入校直区，否则将因两根棒料的相互干扰，可能一根棒料也未被校直。所以一定要待前一根棒料退出落下后，后一根棒料才能进入校直区。 3.1.1 滚子设计 设滚子 1的直径 1d ，棒料的直径为 2d ，校直区的工作角为 ，从棒料进入到退出工作区，滚子 l的转角为 1 。因在棒料校直时的运动状态跟行星
15、轮系传动一 样，弧形搓板相当于固定的内齿轮，其内径为 213 2ddD ， 角相当于行星架的转角，根据周转轮系的计算式，即可求得滚子 l的相应转角 1 ，即 31 1 1 23 1 120HHDn n d dn n d d 故 1 1 2 12 ( ) /d d d 设已确定为了校直棒料，棒料需在校直区转过的转数为 20n =2，校直 区的工作角为 ，则滚子 l的直径 1d ，可由下式确定： 2201 1)/3 6 0( dnd 为了保证不出现两根棒料同时在校直区的现象，应在滚子 1转过角度 11 时，送料凸轮4 才转一转，由此可定出齿轮的传动比为 acg ZZnni /)2/(/ 141 对
16、于题目数据，设校直区的工作角为 120 ，则由上面公式可求得滚子 l 的直径2201 1)/3 6 0( dnd =( 360 2/ 120 )+1 25=175mm ， 滚 子 l 的 转 角 为1 1 2 12 ( ) /d d d =2 (175+25) 120 /175=274.29 ，故取 1 =300，从而求得带轮的传动比为 acg ZZnni /)2/(/ 141 =300 /360 =0.83。 3.1.2 滑块设计 送料滑块应将棒料推送到 A点，则可求得滑块行程约为 毕业设计（论文）报告纸 第 9 页 共 30 页 装 订 线 L=d2+预留 =50弹簧设计 设计速度为 80
17、根分。弹簧拉回速度要快。 F=kx 弹簧的弹性系数 k取 F/x=20 3.1.3 摆杆设计 若取摆杆长 cfl 160mm，则其摆角为 8.88。 毕业设计（论文）报告纸 第 10 页 共 30 页 装 订 线 4、传动系统设计 4.1 电动机择选 4.1.1 选择电动机的类型和结构 因为装置的载荷平稳，且在有粉尘的室内环境下工作，温度不超过 35，因此可选用 Y 系列三相异步电动机，它具有国际互换性，有防止粉尘铁、屑或其他杂物侵入电动机内部的特点，B 级绝缘，工作环境也能满足要求。而且结构简单、价格低廉。 4.1.2 确定电动机功率和型号 校直机 机构输出的功率： 行星式搓滚校直机的工作效率取w=0.90 滚子的转矩 T=F L= RN)( (0.005 1.5) 87.5=0.66Nm Pw = (nT/9550)/ w= 0.66x66.7/(9550x0.90) (kw)=0.005 kw 传动系统总的效率： 81.03221 a 87.099.095.0V)8-12(321减速器传动效率，取另取联轴器效率，取带轮传动效率，取查表 电机所电动机所需的功率为： 0 0 6.081.0 0 0 5.0 wd PPkw
