本次设计阐述冷弯机的结构原理和设计特点，并对重要部分的工作原理进行深入了解并改进了部分零件的设计。主要加工过程是借助旋转轧辊与其接触摩擦的作用，将被轧制的金属体（轧件）拽入轧辊的缝隙间，在轧辊压力作用下，使轧件主要在厚度方向上完成塑性成型。

    本次设计的设计主要包括：电动机的选取，传动部分的设计，减速器的设计,轴系部件的设计。其中传动部件中轴的设计、齿轮的设计以及链传动是本次设计的重点此次设计在吸取类似产品的技术优点的同时，采用结构简单、使用价格低，并且符合设计要求。

   近年来, 我国的冷弯型钢用户, 由原来于般农用拖车和普通结构件等小范围内使用, 如今已逐步扩展到建筑结构、汽车、机车车辆、起重机械、轻工机械、电气、家电、家具、装饰、集装箱、交通设施、电梯等行业。

(1) 建筑行业是使用冷弯型钢的大户。如些冶金、汽车制造业的厂房多采用冷弯型钢结构, 厂房的跨度达30m, 内设吊车的起重量为30 t , 厂房均为双跨或三联跨, 建筑面积1.5～2万平方米。轻型钢结构厂房, 具有施工周期短、用钢量低( 70～80 kg /)^[1] 、工程综合造价低等特点, 其优势已逐渐为广大用户认同。

(2) 汽车制造业要求品种多, 产品精度高。我国在50 年代制造台解放牌汽车时, 已开始应用了冷弯型钢为原料的构件(风窗框) , 近年随着汽车制造行业的迅速发展, 对所需要冷弯型钢的品种、数量及质量, 都提出了更高的要求。汽车制造中, 载重汽车及大型客车应用冷弯型钢的数量, 主要用于制作车厢边框、墙板、底板、车体框架、底部大梁及车门窗框等。小型客车及轿车的冷弯型钢需要量不大, 但其用于制作门窗框件、各种导轨、构件及装饰件等, 断面复杂、尺寸精度高。使用的材料除了优质碳素钢之外, 还有镀锌板、不锈钢等, 还有要求高的冷弯型钢。

    过对冷弯行业的了解（本市加工厂和网络），认识到冷弯加工行业进来对我们生活的影响越来越大，但是在冷弯加工的过程中却存在着各种各样的难题，如在电机的选择上以及加工不同材料、不同规格工件时需要注意的各方面问题上没有统的规定等，所以万泽锦达对冷弯行业有更好的了解以及为冷弯的发展提点见解和方法，并在此衷心希望冷弯行业在我国有更好的发展

国外相应机器的研究状况、

   随着冷弯成型理论研究的深入，冷弯型钢的成型工艺也随之有所改进。产生了四辊式成型、柔性冷弯成型、CAT成型、“辊冲”的孔加工法等新的冷弯成型工艺^[2]。并且俄罗斯切列波维茨克钢铁厂发明了生产冲孔冷弯型钢的技术^[3]；日本拓殖大学的小奈宏教授论述了用计算机控制的冷弯成型机械的变截面型钢成型技术及设备组成；瑞典Ortic公和德国Bemo公共同开发了种关于冷弯型钢的弯曲截面和可变形状截面的辊弯成型方式即Monroe方式；而ORTIC系统则是英国Rollsec Design有限公开发研制的，其特点是在设计方法上强调经验与理论的结合，该系统不仅能对任意断面形状的产品进行工具设计^[4]，而且能对整条冷弯生产线上的设备， 如机架、飞锯、输出辊道、液压装置等进行设计。

     目前对冷弯成型的数值模拟研究并不完整,主要集中于简单断面型材,但已显示了其无比的优越性和强大的生命力。使用数值模拟手段, 可以准确地计算分析成型过程、检验工具设计模型、设计结果,从而使工具设计成本和风险性大大降低。

国内相应机器的研究状况

    目前，我厂自主设计和研制的加工设备，从整体上看与国际先进水平相比还有很大的差距，但某些技术正在追赶先进水平。如北京科技大学的朱书栋等对冷弯成型的基本理论进行了的研究，得到了冷弯过程中的四种基本变形方式的应力应变表达式和变形功的数学表达式，对冷弯型钢的孔型设计和生产有着普遍的指导意义。北方交通大学的张乐乐教授等采用基于更新拉格朗日法（UL法）的弹塑性大变形样条法，结合动模型，分析并模拟了普通槽钢成型过程中变形带材的位移场、应变场和应力场，对具体的设计、生产有重要的指导意义。另外，20世纪80年代初期北京科技大学金属压力加工系与我厂合作，在国内开展冷弯CARD 技术的研究。自80年代中期以来,我们万泽锦达与上海钢铁工艺研究所、东北大学、北京冶金设备研究等多家单位陆续开始了这方面的研究工作^[5]。

虽然国外冷弯较为成熟，但其价格昂贵，设计过程繁琐，操作复杂，设计理论、思想实行技术，尽管对其作某种程度的修改，可以解决国内厂家的些生产问题，但是并不能完全改变我国厂家的生产状况，况且引进国外设计软件技术还需要花费大量资金进行培训和维修，并且不能进行二次开发，因此为促进我厂冷弯型钢生产的发展，有必要开发自己的冷弯CAD软件，并且要重视与计算机结合的较行的技术在冷弯成型技术方面应用和开发。而我国的钢铁工业又处在个新的发展高潮，因此应该抓住这个机遇，重点稳步发展这新兴的冷弯型钢产业，为我国国民经济发展作出新的贡献。

传动系统采用链式传动，电机选用变频调速电机，通过减速器减速驱动电机齿轮，电机齿轮带动大齿轮运转，通过链条的传动带动轴的转动，轴通过大小弧齿轮的传动使轧辊转动，其中轧辊主动被动，而轧辊自转主要作用是平衡轧件在出口出的旋转，以便于收料节约空间。轧机的传动轴和轧辊轴通过锥齿轮啮合装在轧辊支架内，便于调整轧制速度。电轧制力与轧制功率可以通过公式计算电机的选择根据轧辊转速和轧制速度进行选择。`

本课题主要研究的是冷弯机的传动部分，所以在设计过程中的难点是：通过工件需求对电机的确定、各传动部件的计算以及确定        

在冷弯的过程中，要求材料行走缓慢、平稳，这样可避免因速度过快而使材料发生翘曲变形，且易于实现控制。整个传动系统安装在底座上，传动结构要求紧凑，外廓尺寸小。因此要保证传动比大，传动效率高，传动平稳性和可靠性较好，使得整个传动系统紧凑。二级减速为斜齿圆柱齿轮传动，同时具备上述特点，充分满足生产要求。
　　冷弯钢材在行走时主要受到辅助系统门式托架的滚动摩擦阻力和冷弯滚轮的摩擦阻力^[6]。通过分析，这两种力都比较小，主要是受到冷弯滚轮通过型钢传递过来的挤压力。经分析得知，驱动主动滚轮转动的力矩并不是很大，所以驱动电机功率般较小，Y系列三相异步交电动机小功率即可满足要求。

传动方案的确定

机械传动系统拟定的般原则 

（1）采用简短的运动链；

采用尽可能简短的运动链，有利于降低零部件的重量和制造成本，也有利于提高机械传动效率和减小积累误差^[7]。为了使运动链尽量短，所以应注意原动机的类型和运动参数的选择，以简化传动链。

（2）优先选用基本结构；

基本结构的结构简单，设计方便，技术成熟，故在满足功能要求的条件下，应优先选用基本机构。若基本机构不能满足或者不能很好的满足机械的运动或动力要求时，可以适当地对其进行变异或组合。

    （3）合理安排不同类型传动机构的顺序；

般来说，在机构的排列顺序上有如下的些规律：先，在可能的情况下，转变运动形式的机构（如凸轮机构、连杆机构、螺旋机构等）通常总是安排在运动链的末端，与执行机构靠近。其次，带传动等摩擦传动，般都安排在转速较高的运动链的始端，以减小其传递的转矩，从而减小其外形尺寸。这样安排，也有利于启动平稳和过载保护，而且原动机的布置也方便。

（4）合理分配传动比；

运动链的总传动比应合理分配给各级传动机构，具体分配方法应注意以下几点：

? 各种传动的每级传动比要在值范围内，以符合各种形式的传动特点，有利于发挥性能，并使结构紧凑。如级传动比过大，对机构的性能和尺寸都是不利的。例如当齿轮传动的传动比大于8至10时，般应设计成两级传动；当传动比在30以上时，常设计成两级以上的齿轮传动。但是，对于带传动来说，般不采用多级传动。

? 当传动链为减速传动时，必须十分注意机械的运转问题，防止发生损坏机械或伤害人身的可能。如，为防止机械因过载而损坏，可采用具有过载打滑现象的摩擦传动或装置联轴器等。对于以上要求，在设计过程中应尽量满足。

（5）两种方案的对比

本次设计中，在动力传动过程是有两种方式，带传动和链式传动。因此在选择时要充分考虑工作环境和工作强度等因素。

? 带传动与链传动的优缺点

带传动靠摩擦力工作且带具有弹性，能缓和冲击，吸收震动，传动平稳无噪音;结构简单，维护制造方便，成本较低同时具有过载保护作用。链传动用在工作可靠，低速重载，工作环境恶劣，以及其他不宜采用齿轮传动和带传动的场合，例如翻土机的运行机构采用链传动，虽然经常受到土块、泥浆和瞬时过载等的影响，依然能够很好的工作。

    ? 带传动在高速级，链传动在低速级

若将链传动放置高速级，加剧运动的不均匀性，动载荷变大，震动和噪音增大，降低链传动的寿命，链传动只能实现平行轴间的同向传动，运转时不能保证恒定的瞬时传动比，磨损后易发生跳齿，工作时有噪音，不宜用在载荷变化很大、高速和急速反向的传动中，即应布置在低速级^[8]。而若将带传动放置低俗级，使结构尺寸增大，及应布置在高速级，与电机直接相连，可以起到缓冲吸震的作用，还能起到过载打滑的作用，保护零件，放在高速级，功率不变的情况下，高速级速度高，带传动所需的有效拉力小，带传动的尺寸也较小。

而在本次设计中，除传动比要求不是很高，外加工作环境的影响。因此决定采用链式传动。

通过对以上内容的了解和分析结合在实习和老师的多次指导终确定了冷弯机的整体传动方案。

在结构优化和升级中不仅要关注厂房、设备的更新，更要关注技术创新能力的培育和自主品牌的创建，这是全行业突出的薄弱环节。我们只有培育创新能力，才可能有持续发展的不竭动力；只有拥有自主品牌（尤其是），才能更好地实现行业的长远效益。