本次設計闡述冷彎機的結構原理和設計特點，并對重要部分的工作原理進行深入了解并改進了部分零件的設計。主要加工過程是借助旋轉軋輥與其接觸摩擦的作用，將被軋制的金屬體（軋件）拽入軋輥的縫隙間，在軋輥壓力作用下，使軋件主要在厚度方向上完成塑性成型。

    本次設計的設計主要包括：電動機的選取，傳動部分的設計，減速器的設計,軸系部件的設計。其中傳動部件中軸的設計、齒輪的設計以及鏈傳動是本次設計的重點此次設計在吸取類似產品的技術優點的同時，采用結構簡單、使用價格低，并且符合設計要求。

   近年來, 我國的冷彎型鋼用戶, 由原來于般農用拖車和普通結構件等小范圍內使用, 如今已逐步擴展到建筑結構、汽車、機車車輛、起重機械、輕工機械、電氣、家電、家具、裝飾、集裝箱、交通設施、電梯等行業。

(1) 建筑行業是使用冷彎型鋼的大戶。如些冶金、汽車制造業的廠房多采用冷彎型鋼結構, 廠房的跨度達30m, 內設吊車的起重量為30 t , 廠房均為雙跨或三聯跨, 建筑面積1.5～2萬平方米。輕型鋼結構廠房, 具有施工周期短、用鋼量低( 70～80 kg /)^[1] 、工程綜合造價低等特點, 其優勢已逐漸為廣大用戶認同。

(2) 汽車制造業要求品種多, 產品精度高。我國在50 年代制造臺解放牌汽車時, 已開始應用了冷彎型鋼為原料的構件(風窗框) , 近年隨著汽車制造行業的迅速發展, 對所需要冷彎型鋼的品種、數量及質量, 都提出了更高的要求。汽車制造中, 載重汽車及大型客車應用冷彎型鋼的數量, 主要用于制作車廂邊框、墻板、底板、車體框架、底部大梁及車門窗框等。小型客車及轎車的冷彎型鋼需要量不大, 但其用于制作門窗框件、各種導軌、構件及裝飾件等, 斷面復雜、尺寸精度高。使用的材料除了優質碳素鋼之外, 還有鍍鋅板、不銹鋼等, 還有要求高的冷彎型鋼。

    過對冷彎行業的了解（本市加工廠和網絡），認識到冷彎加工行業進來對我們生活的影響越來越大，但是在冷彎加工的過程中卻存在著各種各樣的難題，如在電機的選擇上以及加工不同材料、不同規格工件時需要注意的各方面問題上沒有統的規定等，所以萬澤錦達對冷彎行業有更好的了解以及為冷彎的發展提點見解和方法，并在此衷心希望冷彎行業在我國有更好的發展

國外相應機器的研究狀況、

   隨著冷彎成型理論研究的深入，冷彎型鋼的成型工藝也隨之有所改進。產生了四輥式成型、柔性冷彎成型、CAT成型、“輥沖”的孔加工法等新的冷彎成型工藝^[2]。并且俄羅斯切列波維茨克鋼鐵廠發明了生產沖孔冷彎型鋼的技術^[3]；日本拓殖大學的小奈宏教授論述了用計算機控制的冷彎成型機械的變截面型鋼成型技術及設備組成；瑞典Ortic公和德國Bemo公共同開發了種關于冷彎型鋼的彎曲截面和可變形狀截面的輥彎成型方式即Monroe方式；而ORTIC系統則是英國Rollsec Design有限公開發研制的，其特點是在設計方法上強調經驗與理論的結合，該系統不僅能對任意斷面形狀的產品進行工具設計^[4]，而且能對整條冷彎生產線上的設備， 如機架、飛鋸、輸出輥道、液壓裝置等進行設計。

     目前對冷彎成型的數值模擬研究并不完整,主要集中于簡單斷面型材,但已顯示了其無比的優越性和強大的生命力。使用數值模擬手段, 可以準確地計算分析成型過程、檢驗工具設計模型、設計結果,從而使工具設計成本和風險性大大降低。

國內相應機器的研究狀況

    目前，我廠自主設計和研制的加工設備，從整體上看與國際先進水平相比還有很大的差距，但某些技術正在追趕先進水平。如北京科技大學的朱書棟等對冷彎成型的基本理論進行了的研究，得到了冷彎過程中的四種基本變形方式的應力應變表達式和變形功的數學表達式，對冷彎型鋼的孔型設計和生產有著普遍的指導意義。北方交通大學的張樂樂教授等采用基于更新拉格朗日法（UL法）的彈塑性大變形樣條法，結合動模型，分析并模擬了普通槽鋼成型過程中變形帶材的位移場、應變場和應力場，對具體的設計、生產有重要的指導意義。另外，20世紀80年代初期北京科技大學金屬壓力加工系與我廠合作，在國內開展冷彎CARD 技術的研究。自80年代中期以來,我們萬澤錦達與上海鋼鐵工藝研究所、東北大學、北京冶金設備研究等多家單位陸續開始了這方面的研究工作^[5]。

雖然國外冷彎較為成熟，但其價格昂貴，設計過程繁瑣，操作復雜，設計理論、思想實行技術，盡管對其作某種程度的修改，可以解決國內廠家的些生產問題，但是并不能完全改變我國廠家的生產狀況，況且引進國外設計軟件技術還需要花費大量資金進行培訓和維修，并且不能進行二次開發，因此為促進我廠冷彎型鋼生產的發展，有必要開發自己的冷彎CAD軟件，并且要重視與計算機結合的較行的技術在冷彎成型技術方面應用和開發。而我國的鋼鐵工業又處在個新的發展高潮，因此應該抓住這個機遇，重點穩步發展這新興的冷彎型鋼產業，為我國國民經濟發展作出新的貢獻。

傳動系統采用鏈式傳動，電機選用變頻調速電機，通過減速器減速驅動電機齒輪，電機齒輪帶動大齒輪運轉，通過鏈條的傳動帶動軸的轉動，軸通過大小弧齒輪的傳動使軋輥轉動，其中軋輥主動被動，而軋輥自轉主要作用是平衡軋件在出口出的旋轉，以便于收料節約空間。軋機的傳動軸和軋輥軸通過錐齒輪嚙合裝在軋輥支架內，便于調整軋制速度。電軋制力與軋制功率可以通過公式計算電機的選擇根據軋輥轉速和軋制速度進行選擇。`

本課題主要研究的是冷彎機的傳動部分，所以在設計過程中的難點是：通過工件需求對電機的確定、各傳動部件的計算以及確定        

在冷彎的過程中，要求材料行走緩慢、平穩，這樣可避免因速度過快而使材料發生翹曲變形，且易于實現控制。整個傳動系統安裝在底座上，傳動結構要求緊湊，外廓尺寸小。因此要保證傳動比大，傳動效率高，傳動平穩性和可靠性較好，使得整個傳動系統緊湊。二級減速為斜齒圓柱齒輪傳動，同時具備上述特點，充分滿足生產要求。
　　冷彎鋼材在行走時主要受到輔助系統門式托架的滾動摩擦阻力和冷彎滾輪的摩擦阻力^[6]。通過分析，這兩種力都比較小，主要是受到冷彎滾輪通過型鋼傳遞過來的擠壓力。經分析得知，驅動主動滾輪轉動的力矩并不是很大，所以驅動電機功率般較小，Y系列三相異步交電動機小功率即可滿足要求。

傳動方案的確定

機械傳動系統擬定的般原則 

（1）采用簡短的運動鏈；

采用盡可能簡短的運動鏈，有利于降低零部件的重量和制造成本，也有利于提高機械傳動效率和減小積累誤差^[7]。為了使運動鏈盡量短，所以應注意原動機的類型和運動參數的選擇，以簡化傳動鏈。

（2）優先選用基本結構；

基本結構的結構簡單，設計方便，技術成熟，故在滿足功能要求的條件下，應優先選用基本機構。若基本機構不能滿足或者不能很好的滿足機械的運動或動力要求時，可以適當地對其進行變異或組合。

    （3）合理安排不同類型傳動機構的順序；

般來說，在機構的排列順序上有如下的些規律：先，在可能的情況下，轉變運動形式的機構（如凸輪機構、連桿機構、螺旋機構等）通常總是安排在運動鏈的末端，與執行機構靠近。其次，帶傳動等摩擦傳動，般都安排在轉速較高的運動鏈的始端，以減小其傳遞的轉矩，從而減小其外形尺寸。這樣安排，也有利于啟動平穩和過載保護，而且原動機的布置也方便。

（4）合理分配傳動比；

運動鏈的總傳動比應合理分配給各級傳動機構，具體分配方法應注意以下幾點：

? 各種傳動的每級傳動比要在值范圍內，以符合各種形式的傳動特點，有利于發揮性能，并使結構緊湊。如級傳動比過大，對機構的性能和尺寸都是不利的。例如當齒輪傳動的傳動比大于8至10時，般應設計成兩級傳動；當傳動比在30以上時，常設計成兩級以上的齒輪傳動。但是，對于帶傳動來說，般不采用多級傳動。

? 當傳動鏈為減速傳動時，必須十分注意機械的運轉問題，防止發生損壞機械或傷害人身的可能。如，為防止機械因過載而損壞，可采用具有過載打滑現象的摩擦傳動或裝置聯軸器等。對于以上要求，在設計過程中應盡量滿足。

（5）兩種方案的對比

本次設計中，在動力傳動過程是有兩種方式，帶傳動和鏈式傳動。因此在選擇時要充分考慮工作環境和工作強度等因素。

? 帶傳動與鏈傳動的優缺點

帶傳動靠摩擦力工作且帶具有彈性，能緩和沖擊，吸收震動，傳動平穩無噪音;結構簡單，維護制造方便，成本較低同時具有過載保護作用。鏈傳動用在工作可靠，低速重載，工作環境惡劣，以及其他不宜采用齒輪傳動和帶傳動的場合，例如翻土機的運行機構采用鏈傳動，雖然經常受到土塊、泥漿和瞬時過載等的影響，依然能夠很好的工作。

    ? 帶傳動在高速級，鏈傳動在低速級

若將鏈傳動放置高速級，加劇運動的不均勻性，動載荷變大，震動和噪音增大，降低鏈傳動的壽命，鏈傳動只能實現平行軸間的同向傳動，運轉時不能保證恒定的瞬時傳動比，磨損后易發生跳齒，工作時有噪音，不宜用在載荷變化很大、高速和急速反向的傳動中，即應布置在低速級^[8]。而若將帶傳動放置低俗級，使結構尺寸增大，及應布置在高速級，與電機直接相連，可以起到緩沖吸震的作用，還能起到過載打滑的作用，保護零件，放在高速級，功率不變的情況下，高速級速度高，帶傳動所需的有效拉力小，帶傳動的尺寸也較小。

而在本次設計中，除傳動比要求不是很高，外加工作環境的影響。因此決定采用鏈式傳動。

通過對以上內容的了解和分析結合在實習和老師的多次指導終確定了冷彎機的整體傳動方案。

今年四季度初歐洲鋼材價格(特別是扁材產品)進步上漲，歐洲鋼材市場保持高漲。當地鋼鐵企業對此表示驚訝。暑期之前，他們曾對價格的進步上漲表示懷疑，稱上升空間十分有限，鋼材市場已接近峰頂。價格峰值期似乎將持續到明年，這對準備簽訂年度協議的鋼廠來說無疑是則好消息。畢竟，在市場行情跌落之際試圖說服用戶接受2005年提價20%并不是件容易事。隨著鋼材價格的不斷上漲，些主要用戶在簽訂年度協議時似乎已認識到大幅提價的必要性。例如，包裝行業幾乎沒有拒絕提高鋼材價格的提議，他們開始更多地考慮如何將原料成本轉嫁給用戶。與過去1年鋼材價格漲幅相比，20%的提價顯得微不足道。此舉表明鋼廠已經考慮到在2005年某些時段可能出現的價格調整及對用戶因鋼材價格過高而選擇替代產品或將生產設施移師海外的擔憂。目前，鋼廠提高四季度產品價格似乎沒有任何阻力。除德國建筑市場較為疲軟之外，歐洲其他部門對鋼材需求十分旺盛。供貨商預計，由于原料價格的繼續上漲，明年季度交貨鋼材(特別是扁材)價格將進步提高。2005年鐵礦石價格漲幅至少與2004年持平。煉焦煤供應仍十分緊張，澳大利亞和加拿大煤炭年度合同價格可能將增加1倍超過100美元/噸(FOB)。如果石油價格維持50美元/桶，2005年能源價格將繼續上漲。據報道，巴西出口2005年季度發貨板坯價格已超過500美元/噸(FOB)，高于1年前的300美元/噸(FOB)。對于歐洲鋼廠來說，美元貶值緩解了成本上漲的壓力。今年年初至今，歐洲鋼廠已成功地將成本增加部分轉嫁給非長期用戶，因此它們的利潤有所增加。鋼廠訂單十分充裕，許多扁材生產企業今年四季度訂貨已經接滿。庫存水平尚未達到影響市場心理的程度。不過，如果歐洲鋼廠發貨量持續超過實際需求水平，供求狀況很快將有所改變。機械設備