旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

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切管機(jī)裝配圖.dwg

旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置總裝圖.dwg

旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)論文.doc

蝸桿蓋.dwg

蝸桿軸.dwg

蝸輪軸.dwg

蝸輪軸端蓋.dwg

齒輪.dwg

目  錄

引言 2

第一章 旋管式切管機(jī)傳動(dòng)方案的選擇 2

1.1傳動(dòng)方案 2

1.2傳動(dòng)方案的選擇 2

第二章旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算 2

2.1傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 2

2.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇 2

2.1.2電動(dòng)機(jī)功率的選擇 2

2.1.3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 2

2.1.4電動(dòng)機(jī)型號(hào)確定 2

2.1.5傳動(dòng)方案的擬定 2

2.1.6各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩 2

2.2進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 2

2.2.1帶輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 2

2.2.2渦輪蝸桿的傳動(dòng)與計(jì)算 2

2.2.3齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 2

2.3各傳動(dòng)軸尺寸的計(jì)算與校核 2

2.3.1蝸桿軸的計(jì)算與校核 2

2.3.2渦輪軸的校核與計(jì)算 2

2.3.3滾輪軸的校核與計(jì)算 2

第三章滾筒系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2

3．1滾筒系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2

3.2進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2

第四章繪制設(shè)計(jì)裝配圖及零件圖 2

結(jié)論 2

致謝 2

參考文獻(xiàn): 2

摘   要

金屬切管機(jī)是一種主要用于車輛，工業(yè)或建材生產(chǎn)中的下料工作的機(jī)器。工作對(duì)象主要為各種型號(hào)各種材料的管材。

    此次的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)車輛用金屬管材進(jìn)行加工的切管機(jī)，完成的工作主要是切管機(jī)中滾子，機(jī)體和減速箱部分的設(shè)計(jì)。包括傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算，其中有電動(dòng)機(jī)的選擇，傳動(dòng)方案的擬訂，各軸的轉(zhuǎn)速，功率和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算。總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其中有各軸尺寸的設(shè)計(jì)，各主要傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)。并且針對(duì)以上的設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行了詳細(xì)的校核。最后通過得到的數(shù)據(jù)，繪制了總體裝配圖，減速機(jī)和滾子部分的裝配圖。然后又針對(duì)各主要基本件，繪制了多張零件圖。

    此次設(shè)計(jì)所完成的產(chǎn)品主要用于車用通風(fēng)，通水管。本產(chǎn)品在生產(chǎn)中應(yīng)用可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞：切管機(jī) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 方案 設(shè)計(jì)計(jì)算

Abstract

Mental pipe cutting machine is the one mainly be used in the production of cars, industry and some work of putting materials. The work need to be finished is the design of body of the machine and the roll of it. It includes the design and calculate of the slowing speed box,. The choose of the electromotor, the design of the gearing, the rev, the measure design of the main deliver parts. Than do the emandation work. After all ,get the data and drawing the engineering picture. It includes one final assembling picture, two assembling pictures of each parts, some small pictures of the important accessary.

The design work we do this time is to the purpose of be used at the place of fanning pipe and draining pipe. This product also can be used at the situation of enhancing the efficiency of production. Make the working effection upon and low down the labor force.

Key words:  pipe cutting machine, design of structure,plan,design and calculation

引言

鋼管主要用來輸送流體(一般叫做輸送管、英文叫“pipe”)和用作鍋爐等的熱交換器管(叫做管子，英文叫“tube”)。

鋼管是一種多功能的經(jīng)濟(jì)斷面鋼材。它在國民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用愈來愈廣泛，需求量也越來越大。管材的需要量之所以急劇增長，是因?yàn)楣茏幽苡酶鞣N材料來制造。而且質(zhì)量和精度也高。

鋼管作為輸送管廣泛地用于輸送油、氣、水等各種流體，如石油及天然氣的鉆探開采與輸送、鍋爐的油水與蒸汽管道、一般的水煤氣管道。化工部門一般用管道化方式生產(chǎn)與運(yùn)輸各種化工產(chǎn)品。所以鋼管被人們稱為工業(yè)的“血管”。

鋼管作為結(jié)構(gòu)管大量地用于機(jī)械制造業(yè)和建筑工業(yè)，如用于制作房架、塔吊、鋼管柱、各種車輛的構(gòu)架等。在斷面面積相同的條見下，鋼管比圓鋼、方鋼等的抗彎能力大，剛性好，其單位體積的重量輕。因此，鋼管是一種抗彎能力較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)材料。

鋼管還作為中空的零件毛坯用于制造滾動(dòng)軸承、液壓支柱、液壓缸簡體、空心軸、花鍵套、螺母以及手表殼等，這既節(jié)約金屬又節(jié)省加工工時(shí)。

鋼管又是軍隊(duì)工業(yè)中的重要材料，如用于制造槍管、炮筒及其他武器。隨著航空、火箭、導(dǎo)彈、原子能與宇宙空間技術(shù)等的發(fā)展，精密、薄壁、高強(qiáng)度鋼管的需求量正迅速增長。

隨著鋼管的需求量的日益增大，鋼管的生產(chǎn)也顯得尤其的重要，因此切管機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)就成了當(dāng)前所急需解決的課題。

下面是一般產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程，我將按下面的流程進(jìn)程切管機(jī)的設(shè)計(jì)：

此次設(shè)計(jì)的切管機(jī)，主要用于常用的通風(fēng)、通水管。因此，下料所要求的精度不高。本切管機(jī)主要切削大量的薄壁的金屬管。如果用手工切斷，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量差。因此，需要一臺(tái)，通用性好，耐用以及抗磨損的切管機(jī)。

切管機(jī)的主要參數(shù)為，滾子的轉(zhuǎn)速為70r/min,電動(dòng)機(jī)的額定功率為1.5千瓦，滿載轉(zhuǎn)速1410r/min，每天工作八小時(shí)，工作載荷變動(dòng)小。切管機(jī)的工作原理如下：動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)經(jīng)過三角帶輸出，渦輪減速箱，開始齒輪傳動(dòng)傳到一對(duì)磙子。從而帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)切削時(shí)的主運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，操作手輪，通過螺旋傳動(dòng)，將圓環(huán)刀片向下運(yùn)動(dòng)，并在不斷增加刀片對(duì)管子的壓力過程中，實(shí)現(xiàn)管子的切割工作。為了順利實(shí)現(xiàn)上面的運(yùn)動(dòng)，要對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)做出選擇，擬定傳動(dòng)方案，并且對(duì)于各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩以及各主要傳動(dòng)件的參數(shù)（包括帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)、齒輪模數(shù)的確定以及蝸桿蝸輪模數(shù)的確定和齒數(shù)的確定）進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算，對(duì)于各軸的最小直徑，各主要傳動(dòng)件的尺寸，包括（V帶輪，齒輪，蝸桿蝸輪），也要給出相應(yīng)的計(jì)算。接著，對(duì)各數(shù)值進(jìn)行校核。最后再由經(jīng)過計(jì)算的數(shù)值來繪制裝配圖，完成設(shè)計(jì)。由于產(chǎn)品較大，大致可以分為五個(gè)部分：刀頭架，滾子，機(jī)柜，電器和減速箱。而各部分時(shí)分開設(shè)計(jì)的，因此要注意考慮各部分的裝配關(guān)系。其中減速箱部分需要著重進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于這里結(jié)構(gòu)眾多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而整個(gè)箱體又時(shí)在整體焊接后需要進(jìn)行裝配密封的部件，所以需要詳細(xì)標(biāo)注。

切管機(jī)的運(yùn)用，主要是為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省人力，提高產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)然，保證經(jīng)濟(jì)性也是這次設(shè)計(jì)的重要考慮項(xiàng)目之一。

由于切管機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中早已廣泛應(yīng)用，在使用與制造方面，已有一定的經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)計(jì)中有關(guān)切管機(jī)的一些參數(shù)，都采用已有的規(guī)定。因水平有限，論文中不免有疏忽與錯(cuò)誤的地方，敬請(qǐng)批閱老師指正。

第四章繪制設(shè)計(jì)裝配圖及零件圖

參考文獻(xiàn)[1][2][9][10][11][12][14][15][16][17]

通過對(duì)切管機(jī)的減速箱體的各個(gè)零部件的計(jì)算，運(yùn)用所計(jì)算出的各個(gè)零部件的尺寸，進(jìn)行裝配圖的繪制。

結(jié)構(gòu)中所有潤滑為L-CPE/P渦輪蝸桿油，滾珠軸承脂（SY1514-82），7407號(hào)齒輪潤滑脂（SY4036-84）

所有密封方式為圈式密封，迷宮式密封槽密封。

根據(jù)裝配圖，拆畫零件圖，主要零件包括：齒輪，蝸桿軸，蝸輪軸。在切管機(jī)的各部分裝。

配圖繪制完成后，進(jìn)行整機(jī)的裝配，畫出總體裝配圖

結(jié)論

此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是金屬切管機(jī)的設(shè)計(jì)，在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中，充分回顧了在大學(xué)四年里所學(xué)習(xí)的機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、理論力學(xué)、工程制圖學(xué)等等的科目。從這一設(shè)計(jì)題目的綜合運(yùn)用中，更是把所學(xué)的這些知識(shí)有了一個(gè)大的融會(huì)與應(yīng)用，從而所學(xué)的知識(shí)也不再是死的，有了一個(gè)比較全面的復(fù)習(xí)。在設(shè)計(jì)與計(jì)算的過程中，也遇到了許多的困難與問題。通過查找資料，將這些問題解決的這種獨(dú)立的解決問題和思考的方法，是在這次設(shè)計(jì)中我得到的一個(gè)最大的收獲。當(dāng)然，從中也大致了解了一些產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方法，這也將是一次寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。相信在以后的工作中，將會(huì)有很大幫助。

致謝

在此，最要感謝的是指導(dǎo)我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的老師。他不厭其煩的指導(dǎo)和幫助，以及其本人嚴(yán)謹(jǐn)而認(rèn)真的工作研究態(tài)度，也給我留下了深刻的印象。最后，再次向在我的這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中幫助、指導(dǎo)我的各位老師與同學(xué)，表達(dá)最真誠的謝意。

同時(shí)感謝四年來老師們輔導(dǎo)員等關(guān)心愛護(hù)我們的人，這份畢業(yè)設(shè)計(jì)更是對(duì)你們過去四年來對(duì)我們的關(guān)心的總結(jié)和回報(bào)。

參考文獻(xiàn):

[1]濮良貴  機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版） 高等教育出版社2008.4

[2]王大康   機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2007.12

[3]王明華   旋管式切管機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐 《煤礦機(jī)械》第三十卷20期

[4]安虎平   切管機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案的研究  《煤礦技術(shù)》第28卷第2期

[5]徐文琴、 孫達(dá)英  新型切管機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐 《制造技術(shù)與機(jī)床》2009第二期

[6]李精毅   飛銑式切管機(jī)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 

[7]張震宇  大中直徑螺旋焊管切管機(jī)的試驗(yàn)研究 《成都大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)》1993-4

[8]賓煥男   半自動(dòng)車銑切管機(jī)  《金屬加工》 2009年2期

[9]洪鐘德   簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)   同濟(jì)大學(xué)出版社 2002.5

[10]西北工業(yè)大學(xué)工程制圖教研室  畫法幾何及機(jī)械制圖  陜西科學(xué)技術(shù)出版社

2005．8

[11]申永勝   機(jī)械原理教程  清華大學(xué)出版社  2005.12

[12]甘永立   幾何量公差與檢測  上?？茖W(xué)技術(shù)出版社  2008.1

[13]賓煥南   半自動(dòng)車銑切管機(jī)  《金屬加工》2009.11期

[14]金屬切削刀具    樂兌謙  機(jī)械工業(yè)出版社 1985

[15]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)    成大先  化學(xué)工業(yè)出版社  2004

[16]機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 張世昌 高等教育出版社 2007

[17]工程力學(xué)    畢秦勝  北京大學(xué)出版社  2007

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） （ 2007屆） 題 目 旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 學(xué) 生 校內(nèi)指導(dǎo)教師 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 二 ○ 一一 年 三 月 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 目 錄 引言 ··································································································· 4 第一章 旋管式切管機(jī)傳動(dòng)方案的選擇 ······················································ 6 動(dòng)方案 ·······································································································6 動(dòng)方案的選擇 ······························································································7 第二章旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算 ················································· 8 動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 ··············································································8 動(dòng)機(jī)的選擇 ·························································································9 動(dòng)機(jī)功率的選擇 ··················································································9 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 ··················································································9 動(dòng)機(jī)型號(hào)確定 ······················································································9 動(dòng)方案的擬定 ···················································································· 10 軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩 ······································································· 10 行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 ··············································································· 12 輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ················································································ 12 輪蝸桿的傳動(dòng)與計(jì)算 ·········································································· 14 輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ················································································ 17 傳動(dòng)軸尺寸的計(jì)算與校核 ············································································ 25 桿軸的計(jì)算與校核 ············································································· 25 輪軸的校核與計(jì)算 ············································································· 28 輪軸的校核與計(jì)算 ············································································· 31 第三章滾筒系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ························································ 35 3． 1 滾筒系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ························································································· 35 給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ···························································································· 35 第四章繪制設(shè)計(jì)裝配圖及零件圖 ··························································· 36 結(jié)論 ································································································· 37 致謝 ································································································· 38 參考文獻(xiàn) : ························································································· 39 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 摘 要 金屬 切管機(jī) 是一種 主要用于車輛，工業(yè)或建材生產(chǎn)中的下料工作 的機(jī)器 。工作對(duì)象 主要為各種型號(hào)各種材料的管材。 此次的 設(shè)計(jì)主要是針對(duì)車輛用金屬管材進(jìn)行加工的切管機(jī)，完成的工作主要是切管機(jī)中滾子，機(jī)體和減速箱部分的設(shè)計(jì)。包括傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算，其中有電動(dòng)機(jī)的選擇，傳動(dòng)方案的擬訂，各軸的轉(zhuǎn)速，功率和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算?？傮w結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其中有各軸尺寸的設(shè)計(jì)，各主要傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)。并且針對(duì)以上的設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行了詳細(xì)的校核。最后通過得到的數(shù)據(jù)，繪制了總體裝配圖，減速機(jī)和滾子部分的裝配圖。然后又針對(duì)各主要基本件，繪制了多張零件圖 。 此次 設(shè)計(jì)所完成的產(chǎn)品主要用于車用通風(fēng)，通水管。本產(chǎn) 品在生產(chǎn)中應(yīng)用可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 關(guān)鍵詞： 切管機(jī) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 方案 設(shè)計(jì)計(jì)算 is be in of of to be is of of of It of of of of do It of of we do is to of be at of be at of of of 蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 引言 鋼管主要用來輸送流體 (一般叫做輸送管、英文叫“ )和用作鍋爐等的熱交換器管 (叫做管子，英文叫“ )。 鋼管是一種多功能的經(jīng)濟(jì)斷面鋼材。它在國民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用愈來愈廣泛，需求量也越來越大。管材的需要量之所以急劇增長，是因?yàn)楣茏幽苡酶鞣N材料來制造。而且質(zhì)量和精度也高。 鋼管作為輸送管廣泛地用于輸送油、氣、水等各種流體，如石油及天然氣的鉆探開采與輸送、鍋爐的油水與蒸汽管道、一般的水煤氣管道?；げ块T一般用管道化方式生產(chǎn)與運(yùn)輸各種化工產(chǎn)品。所以鋼管被人們稱為工業(yè)的“血管”。 鋼管作為結(jié)構(gòu)管大量地用于機(jī)械制造業(yè)和建筑工業(yè) ，如用于制作房架、塔吊、鋼管柱、各種車輛的構(gòu)架等。在斷面面積相同的條見下，鋼管比圓鋼、方鋼等的抗彎能力大，剛性好，其單位體積的重量輕。因此，鋼管是一種抗彎能力較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)材料。 鋼管還作為中空的零件毛坯用于制造滾動(dòng)軸承、液壓支柱、液壓缸簡體、空心軸、花鍵套、螺母以及手表殼等，這既節(jié)約金屬又節(jié)省加工工時(shí)。 鋼管又是軍隊(duì)工業(yè)中的重要材料，如用于制造槍管、炮筒及其他武器。隨著航空、火箭、導(dǎo)彈、原子能與宇宙空間技術(shù)等的發(fā)展，精密、薄壁、高強(qiáng)度鋼管的需求量正迅速增長。 隨著鋼管的需求量的日益增大，鋼管的生產(chǎn)也顯得尤其的 重要，因此切管機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)就成了當(dāng)前所急需解決的課題。 下面是一般產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程，我將按下面的流程進(jìn)程切管機(jī)的設(shè)計(jì)： 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 此次設(shè)計(jì)的切管機(jī)，主要用于常用的通風(fēng)、通水管。因此，下料所要求的精度不高。本切管機(jī)主要切削大量的薄壁的金屬管。如果用手工切斷，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量差。因此，需要一臺(tái)，通用性好，耐用以及抗磨損的切管機(jī)。 切管機(jī)的主要參數(shù)為，滾子的轉(zhuǎn)速為 70r/動(dòng)機(jī)的額定功率為 瓦，滿載轉(zhuǎn)速1410r/天工作八小時(shí)，工作載荷變動(dòng)小。切管機(jī)的工作原理如下：動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)經(jīng)過三角帶輸出，渦輪減速箱，開始齒輪傳動(dòng)傳到一對(duì)磙子。從而帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)切削時(shí)的主運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，操作手輪，通過螺旋傳動(dòng)，將圓環(huán)刀片向下運(yùn)動(dòng)，并在不斷增加刀片對(duì)管子的壓力過程中，實(shí)現(xiàn)管子的切割工作。為了順利實(shí)現(xiàn)上面的運(yùn)動(dòng)，要對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)做出選擇，擬定傳動(dòng)方案，并且對(duì)于各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩以及各主要傳動(dòng)件的參數(shù)（包括帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)、齒輪模數(shù)的確定以及蝸桿蝸輪模數(shù)的確定和齒數(shù)的確定）進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算，對(duì)于各軸的最小直徑，各主要傳動(dòng)件的尺寸，包括（ V 帶輪，齒輪，蝸桿蝸輪），也要給出相應(yīng)的計(jì)算。接著，對(duì)各數(shù) 值進(jìn)行校核。最后再由經(jīng)過計(jì)算的數(shù)值來繪制裝配圖，完成設(shè)計(jì)。由于產(chǎn)品較大，大致可以分為五個(gè)部分：刀頭架，滾子，機(jī)柜，電器和減速箱。而各部分時(shí)分開設(shè)計(jì)的，因此要注意考慮各部分的裝配關(guān)系。其中減速箱部分需要著重進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于這里結(jié)構(gòu)眾多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而整個(gè)箱體又時(shí)在整體焊接后需要進(jìn)行裝配密封的部件，所以需要詳細(xì)標(biāo)注。 切管機(jī)的運(yùn)用，主要是為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省人力，提高產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)然，保證經(jīng)濟(jì)性也是這次設(shè)計(jì)的重要考慮項(xiàng)目之一。 由于切管機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中早已廣泛應(yīng)用，在使用與制造方面，已有一定的經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 計(jì)中有關(guān)切管 機(jī)的一些參數(shù)，都采用已有的規(guī)定。因水平有限，論文中不免有疏忽與錯(cuò)誤的地方，敬請(qǐng)批閱老師指正。 第一章 旋管式切管機(jī)傳動(dòng)方案的選擇 動(dòng)方案 本次設(shè)計(jì)共有三個(gè)方案供參考，方案如下： 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 動(dòng)方案的選擇 特性 類型 V 帶傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng) 主要特點(diǎn) 中心距變化范圍大，結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)平穩(wěn)，能緩沖，可起過載安全保險(xiǎn)的作用 外觀尺寸小，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，效率高，壽命長，設(shè)用的效率和速度范圍大 外廓尺寸小，傳動(dòng)比大且準(zhǔn)確，工作平穩(wěn)，可制成自鎖的傳動(dòng) 主要缺點(diǎn) 外廓尺寸大，軸上受力較大， 傳動(dòng)比不能嚴(yán)格保證，壽命低 要求制造精度高，不能緩沖，高速傳動(dòng)精度不夠時(shí)有噪音 效率低。中，高速傳動(dòng)裝置需價(jià)格較高的青銅材料，要求制造精度高，加工較麻煩 效率 V 帶 閉 式 式 鎖 率（ 小于等于 100 常在 30 以下 常在 50 以下 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 速度 V， m/s 小于 30 小于等于 18/36/100 小于 50 單級(jí)傳動(dòng)比 2于等于 50廓尺寸 較大 小 小 使用壽命 較短 長 中 機(jī)構(gòu)類型 主要性能特點(diǎn) 平面連桿機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，行程距離較大，連接處為面接觸，能承受較大載荷；設(shè)計(jì)時(shí)往往只能近似滿足所需的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 凸輪機(jī)構(gòu) 可滿足工作需要的任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，適用于各種自動(dòng)機(jī)械；但一般行程較短，凸輪制作復(fù)雜，凸輪和從動(dòng)桿接觸面易磨損，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)沖擊較大 螺旋機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)精度較高，工作平穩(wěn)，故多用于機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)及機(jī)械的調(diào)整裝置?？蓚鬟f較大的軸向力，且易實(shí)現(xiàn)反行自鎖，故常用于起重升降，但機(jī)械效率低，螺紋易磨損。若采用滾珠螺旋，情況大為改善 齒輪齒條機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適用于行程較大的地方；但運(yùn)動(dòng)精度及平穩(wěn)不如螺旋機(jī)構(gòu) 方案 c 的基本參數(shù)給出，傳動(dòng)比為 20，綜合各方面因素選擇方案 c。 參考文獻(xiàn) [2]、 [9]、 [15] 第二章旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算 動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 傳動(dòng)裝置用來將原動(dòng)機(jī)輸出的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，以一定的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩或推力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 切管機(jī)工藝方案如下： 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 動(dòng)機(jī)的選擇 一般機(jī)械裝置設(shè)計(jì)中，原動(dòng)機(jī)多選用電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)輸出連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，工作時(shí)經(jīng)傳動(dòng)裝置調(diào)整和轉(zhuǎn)矩，可滿足工作機(jī)的各種運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力要求。 動(dòng) 機(jī)功率的選擇 電動(dòng)機(jī)工作環(huán)境為連續(xù)工作，變化很少，并且載荷穩(wěn)定的場合。一般 此處： 經(jīng)給出 所以： 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 此處電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速已經(jīng)給出 n＝ 1410r/ 電動(dòng)機(jī)型號(hào)確定 經(jīng)查表，得同一功率的三相異步電動(dòng)機(jī)有以下三種型號(hào)、轉(zhuǎn)速的選擇： 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 2840r/90 1400r/100 940r/據(jù)要求，最終選定三相異步電動(dòng)機(jī)的 型號(hào)是： 考文獻(xiàn) [2][15] 動(dòng)方案的擬定 總的傳動(dòng)比ｉ的確定： 207014 00 ??? 滾總 綜合考慮各方面要求，確定傳動(dòng)方案如下： 初定傳動(dòng)比： 212?i 5023?i i 45 ?i 軸的轉(zhuǎn)速、功率和 轉(zhuǎn)矩 已知電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)如下： 400 0 滾 查表可知各級(jí)傳動(dòng)效率如下： ? ? ? ? （ 1）計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速如下： m 0021400121 ?? m 4502140023122312 ????? m i n/4003423123423 ??????? 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 m i n/400453423124534 ????????? （ 2）各軸功率計(jì)算如下： m ???? 帶? m ??????????? 滾蝸帶滾蝸 ????? m ????????????? 齒滾蝸帶滾齒 ?????? m 22234 ?????????????? 齒滾蝸帶滾齒 ?????? （ 3）各軸傳遞的轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下： ??扭電 1 ?????? 帶扭電扭 ? 3 5 4 2121 ??????? ?????????? 滾蝸帶扭電滾蝸扭扭 ????? 注：軸 3為設(shè)計(jì)上特別增加的惰輪（過渡齒輪），所以，軸 3 不承受轉(zhuǎn)矩，只承受彎矩。 5022/????????????????? 滾齒蝸帶扭扭 ???? 軸號(hào) 電動(dòng)機(jī)軸 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 傳動(dòng)比 2 50 [2][1][9] 輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 工況系數(shù) 查表得 K 計(jì)算功率 c ???? 1? 選擇帶的型號(hào) 查表得 小帶輪直徑 查表得 取 001 ? 大帶輪直徑 0 0100)1(112??????? ? 82 ? 大帶輪轉(zhuǎn)速 m 001981 4 0 0100)1(212???? ? 002 （ 2）計(jì)算帶長 求 1 492 1 981 002 12 ????? 求 ? 492 1001982 12 ?????? 初取中心距 50? 50? 帶長 2????????????? ? 由 得 250? （ 3）求中心距與包角 中心距 491250(4142222?????????????????? 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 小帶輪包角 ??????????????1 7 51 0 01 9 81 8 0601 8 0121 ?120 ??1741? (4)求帶的根數(shù) 帶速 ?? ????? ? 傳動(dòng)比 270014001??? 2?i 帶的根數(shù) 由查表得 由查表得 K 由查表得 93.0? 由查表得 ? 00??????? 以 2?z （ 5）求軸上載荷 張 緊力 00220?????????? 900 ?F 軸上載荷 3602174s ????? ? 60? (6)V 帶輪的尺寸計(jì)算 1）小帶輪 小帶輪直徑 001 ? 查表 得 6?? 2? ? 0? ??340? ?? 輪寬 52015)12(2)1( ???????? 5? 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 外徑 mm 07 ????? 頂頂071 ?頂 孔徑 此處的孔徑依據(jù)電機(jī)的輸出軸為準(zhǔn) 由查表 2?軸 2?孔 2）大帶輪 大帶輪直徑 982 ? 查表得 6?? 2? ? 0? ??380? ?? 外徑 mm 0 5 8222? ????? 頂頂02 ?頂 3）結(jié)構(gòu)選擇 選擇輻板式結(jié)構(gòu) 輪緣直徑 12(2205)(2??????? ?頂緣 69?緣 輪轂直徑 40~36 2~? 軸轂 ）（ d 板 孔圓周定位尺寸 ??? 轂緣 ??? 1 ? 016922 1???????? 轂緣孔 輪蝸 桿的傳動(dòng)與計(jì)算 參考文獻(xiàn) [1][2][9][11][15] 查表選?。何仐U采用 45鋼、表面硬度 >45 蝸輪的材料選用 型鑄造 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 (1)初選【 】的值 當(dāng)量摩擦系數(shù) 設(shè) s /7~/4? ； 03.0?v? 由查表取最大值 ?? 【 】 、 ??11? 、 21?z 、 ? （ 2）中心距的計(jì)算 蝸輪轉(zhuǎn)矩 ???????????? 7072452 使用系數(shù) 查表 得 K 轉(zhuǎn)速系數(shù) 8700()18( 8/18/12 ????? ??nZ ?彈性系數(shù) 根據(jù)蝸輪副材料查表 得 47? 壽命系數(shù) 0 0 02 5 0 0 02 5 0 0 0 66 ????接觸系數(shù) 由查表得 Z 接觸疲勞極限 由查表得 56? 接觸疲勞最小安全系數(shù)自定 S 中心距 3 23 2m i nm i ????????? （ 3）傳動(dòng)基本尺寸 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 蝸桿頭數(shù) 由查圖表得 ??11? 、 21?z 21?z 蝸輪齒數(shù) 10025012 ???? 1002 ?z 模數(shù) 100/170))?? 3?m 蝸桿分度圓直徑 341 7 [11 ???? 取 341?d 蝸輪分度圓直徑 3 0 01 0 0322 ???? 3002 ?d 蝸桿導(dǎo)程角 ????? 1034/32/t a ?? 蝸輪寬度 20)1334(32)12????????b 蝸桿圓周速度 0 0 060/(7 0 0 0 060/(111??????? v 相對(duì)滑動(dòng)速度 1c o s/o s/1? ???? vv ?v 當(dāng)量摩擦系數(shù) 經(jīng)查表 得 045.0?v? ?? （ 4）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 許用接觸應(yīng)力 m ????73][ ?? 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 最大接觸應(yīng)力 M P 51 7 07 0 7 2 4 7332???????? 05?? 應(yīng)為 10573 所以 合格 （ 5）齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由查表得 90? 彎曲疲勞最小安全系數(shù)自取 S 許用彎曲疲勞應(yīng)力 13 ][ m i nl i m ????? 35][ ?? 齒輪最大彎曲應(yīng)力 M P 73 0 01137 0 7 2 4 ???????? 57?? 應(yīng)為 57?? < 所以 合格 （ 6）蝸桿軸撓度驗(yàn)算 軸的慣性距 464/1??? ?? 451065.0 ? 允許蝸桿撓度 ????? ?? 蝸桿軸撓度 8/()(t a nt a 2 12?????? ??? 合格 輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 參考文獻(xiàn) [1][2][11][15][17] 第一對(duì)齒輪（齒輪 2為惰輪） 齒輪材料選擇 小齒輪材料： 40采用調(diào)制處理，硬度 241、取平均 260齒輪材料： 45鋼、 采用調(diào)制處理，硬度 229 取平均 240蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 （ 1） 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1） 初步計(jì)算 轉(zhuǎn)矩 1T ??????61 ? 7026071 齒寬系數(shù)d? 由查表得 4.0?d? 接觸疲勞極限 由查圖 得 101? 802? 初步計(jì)算得許用接觸應(yīng)力 ][H? 1?? ?? 10][ 1 ?? 2?? ?? 22][ 2 ?? 由查表得 85?初步計(jì)算小齒輪直徑 1d 2 6 0 7851][323211?????????????取 681 ? 初步齒寬 b 01 ??? ? 取 0? 2）校核計(jì)算 圓周速度 ??????? 精度等級(jí) 由查表得 選取八級(jí)精度 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 齒數(shù) z 與模數(shù) m 初取齒數(shù) 541?z ???? 87/ 11 ??? 取 3?m 則 623/1 8 7/11 ??? 621?z ???? 932?z 使用系數(shù) 由查表 得 K 動(dòng)載系數(shù) 由查表 得 12.1?齒間載荷分配系數(shù) ? 2 6 0 72211???? K 15075 ??o s)]931621([c o s)]11(1???????????a? ???? ?Z 由此 得 1 22 ??? ?? 齒向載荷分布系數(shù) ? 由查表得 8775(32321????????????? ?載荷系數(shù) K ??????? ?? 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 彈性系由查表 得 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由查表得 Z 接觸最小安全系數(shù) 由查表得 總工作時(shí)間 ht h ???? 800? 接觸壽命系數(shù) 由查表得 許用接觸應(yīng)力 ][1H? M P m i i ?? ??? 98][ 1 ?? 6 0][ m i i ??? z?? 690][ 2 ?H? 算 2 6 0 ?????????????? ? 因?yàn)樾∮?690 合格 計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度較為合適，齒輪尺寸無需調(diào)整。 （ 2）確定傳動(dòng)主要尺寸 實(shí)際分度圓直徑 d 1 8 662311 ???? 1681 ?d 7993322 ???? 492 ? 中心距 a 2022)9362(32)( 21?????? 02? 齒寬 b 01 ?? ? 0? （ 3）齒根彎 曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 重合度系數(shù) ?Y ???Y 齒間載荷分配系數(shù) ? 經(jīng)查表 1?? ?Y ? 1??江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 齒間載荷分布系數(shù) ? (74/ ??? 載荷系數(shù) K ????? ?? 齒形系數(shù) ? 由圖表得 ??應(yīng)力修正系數(shù) ? 由圖表得 ??彎曲疲勞極限 由圖表得 6001F? 4502F? 彎曲最小安全系數(shù) 圖表得 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由查表得 ??彎曲壽命系數(shù) 由查表得 1?許用彎曲應(yīng)力 0][m i i ??? 1 ?F? 0][m i i ??? 2 ?F? 彎曲壽命 由查表得 驗(yàn)算 ???????? ???? F? ][11 ? ? 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 6112212??????????? ? ][22 ? ? 第二對(duì)齒輪的計(jì)算 齒輪 2 為惰輪，即此處的大齒輪。材料為 45 鋼，調(diào)制處理，硬度為 229 平均取 240動(dòng)）。 齒輪 3 為小齒輪，材料選擇 40制處理，硬度值為 24186均取 260(1)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1)初步計(jì)算 轉(zhuǎn)矩 1T ????9 6 5 2 6 6331 ? 9652681 齒寬系數(shù)d? 由查表得 4.0?d? 接觸疲勞極限 由查圖得 101? 802? 初步齒寬 b 01 ??? ? 取 0? 2）校核計(jì)算 圓周速度 ??????? 精度等級(jí) 由查表得 選取八級(jí)精度 齒數(shù) z 與模數(shù) m 3?m 已知 931?z ?i 12 ???? z 使用系數(shù) 由查表得 K 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 動(dòng)載系數(shù) 由查表得 2.1?齒間載荷分配系數(shù) ?先求 1 91 2 7 99 6 5 2 6 82211???? K ??o s)]931121([c o s)]11(1???????????a? ???? ?Z 由此得 1 22 ??? ?? 齒向載荷分布系數(shù) ? 由查表得 79112(32321????????????? ?載荷系數(shù) K ??????? ?? 彈性系數(shù) 由查得 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由查表得 2?接觸最小安全系數(shù) 由查表得 總工作時(shí)間 ht h ???? 800? 接觸壽命系數(shù) 由查表得 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 許用接觸應(yīng)力 ][1H? M P m i i ?? ??? 1 49][ 1 ?? 8 0][ m i i ??? z?? 884][ 2 ?H? 驗(yàn)算 2791129 6 5 2 6 ?????????????? ? 因?yàn)樾∮?884 所以合格 計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度 較為合適，齒輪尺寸無需調(diào)整。 3）確定傳動(dòng)主要尺寸 實(shí)際分度圓直徑 d 2 7 993311 ???? 2791 ?d 612322 ???? 62 ? 中心距 a 1 5 82)9312(32)( 21?????? 58? 齒寬 b 1 1 22 7 ??? db d? 12? （ 2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 重合度系數(shù) ?Y ???Y 齒間載荷分配系數(shù) ? 經(jīng)查表 1?? ?Y ? 載荷系數(shù) K ????? ?? 齒形系數(shù) ? 由圖表得 ??應(yīng)力修正系數(shù) ? 由圖表得 ?江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 ?彎曲疲勞極限 由圖表得 6001F? 3502F? 彎曲最小安全系數(shù) 由圖表得 彎曲壽命系數(shù) 由查表得 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） （ 2007屆） 題 目 旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 學(xué) 生 校內(nèi)指導(dǎo)教師 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 二 ○ 一一 年 三 月 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 目 錄 引言 ··································································································· 4 第一章 旋管式切管機(jī)傳動(dòng)方案的選擇 ······················································ 6 動(dòng)方案 ·······································································································6 動(dòng)方案的選擇 ······························································································7 第二章旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算 ················································· 8 動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 ··············································································8 動(dòng)機(jī)的選擇 ·························································································9 動(dòng)機(jī)功率的選擇 ··················································································9 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 ··················································································9 動(dòng)機(jī)型號(hào)確定 ······················································································9 動(dòng)方案的擬定 ···················································································· 10 軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩 ······································································· 10 行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 ··············································································· 12 輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ················································································ 12 輪蝸桿的傳動(dòng)與計(jì)算 ·········································································· 14 輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ················································································ 17 傳動(dòng)軸尺寸的計(jì)算與校核 ············································································ 25 桿軸的計(jì)算與校核 ············································································· 25 輪軸的校核與計(jì)算 ············································································· 28 輪軸的校核與計(jì)算 ············································································· 31 第三章滾筒系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ························································ 35 3． 1 滾筒系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ························································································· 35 給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ···························································································· 35 第四章繪制設(shè)計(jì)裝配圖及零件圖 ··························································· 36 結(jié)論 ································································································· 37 致謝 ································································································· 38 參考文獻(xiàn) : ························································································· 39 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 摘 要 金屬 切管機(jī) 是一種 主要用于車輛，工業(yè)或建材生產(chǎn)中的下料工作 的機(jī)器 。工作對(duì)象 主要為各種型號(hào)各種材料的管材。 此次的 設(shè)計(jì)主要是針對(duì)車輛用金屬管材進(jìn)行加工的切管機(jī)，完成的工作主要是切管機(jī)中滾子，機(jī)體和減速箱部分的設(shè)計(jì)。包括傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算，其中有電動(dòng)機(jī)的選擇，傳動(dòng)方案的擬訂，各軸的轉(zhuǎn)速，功率和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算。總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其中有各軸尺寸的設(shè)計(jì)，各主要傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)。并且針對(duì)以上的設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行了詳細(xì)的校核。最后通過得到的數(shù)據(jù)，繪制了總體裝配圖，減速機(jī)和滾子部分的裝配圖。然后又針對(duì)各主要基本件，繪制了多張零件圖 。 此次 設(shè)計(jì)所完成的產(chǎn)品主要用于車用通風(fēng)，通水管。本產(chǎn) 品在生產(chǎn)中應(yīng)用可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 關(guān)鍵詞： 切管機(jī) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 方案 設(shè)計(jì)計(jì)算 is be in of of to be is of of of It of of of of do It of of we do is to of be at of be at of of of 蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 引言 鋼管主要用來輸送流體 (一般叫做輸送管、英文叫“ )和用作鍋爐等的熱交換器管 (叫做管子，英文叫“ )。 鋼管是一種多功能的經(jīng)濟(jì)斷面鋼材。它在國民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用愈來愈廣泛，需求量也越來越大。管材的需要量之所以急劇增長，是因?yàn)楣茏幽苡酶鞣N材料來制造。而且質(zhì)量和精度也高。 鋼管作為輸送管廣泛地用于輸送油、氣、水等各種流體，如石油及天然氣的鉆探開采與輸送、鍋爐的油水與蒸汽管道、一般的水煤氣管道。化工部門一般用管道化方式生產(chǎn)與運(yùn)輸各種化工產(chǎn)品。所以鋼管被人們稱為工業(yè)的“血管”。 鋼管作為結(jié)構(gòu)管大量地用于機(jī)械制造業(yè)和建筑工業(yè) ，如用于制作房架、塔吊、鋼管柱、各種車輛的構(gòu)架等。在斷面面積相同的條見下，鋼管比圓鋼、方鋼等的抗彎能力大，剛性好，其單位體積的重量輕。因此，鋼管是一種抗彎能力較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)材料。 鋼管還作為中空的零件毛坯用于制造滾動(dòng)軸承、液壓支柱、液壓缸簡體、空心軸、花鍵套、螺母以及手表殼等，這既節(jié)約金屬又節(jié)省加工工時(shí)。 鋼管又是軍隊(duì)工業(yè)中的重要材料，如用于制造槍管、炮筒及其他武器。隨著航空、火箭、導(dǎo)彈、原子能與宇宙空間技術(shù)等的發(fā)展，精密、薄壁、高強(qiáng)度鋼管的需求量正迅速增長。 隨著鋼管的需求量的日益增大，鋼管的生產(chǎn)也顯得尤其的 重要，因此切管機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)就成了當(dāng)前所急需解決的課題。 下面是一般產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程，我將按下面的流程進(jìn)程切管機(jī)的設(shè)計(jì)： 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 此次設(shè)計(jì)的切管機(jī)，主要用于常用的通風(fēng)、通水管。因此，下料所要求的精度不高。本切管機(jī)主要切削大量的薄壁的金屬管。如果用手工切斷，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量差。因此，需要一臺(tái)，通用性好，耐用以及抗磨損的切管機(jī)。 切管機(jī)的主要參數(shù)為，滾子的轉(zhuǎn)速為 70r/動(dòng)機(jī)的額定功率為 瓦，滿載轉(zhuǎn)速1410r/天工作八小時(shí)，工作載荷變動(dòng)小。切管機(jī)的工作原理如下：動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)經(jīng)過三角帶輸出，渦輪減速箱，開始齒輪傳動(dòng)傳到一對(duì)磙子。從而帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)切削時(shí)的主運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)，操作手輪，通過螺旋傳動(dòng)，將圓環(huán)刀片向下運(yùn)動(dòng)，并在不斷增加刀片對(duì)管子的壓力過程中，實(shí)現(xiàn)管子的切割工作。為了順利實(shí)現(xiàn)上面的運(yùn)動(dòng)，要對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)做出選擇，擬定傳動(dòng)方案，并且對(duì)于各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩以及各主要傳動(dòng)件的參數(shù)（包括帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)、齒輪模數(shù)的確定以及蝸桿蝸輪模數(shù)的確定和齒數(shù)的確定）進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算，對(duì)于各軸的最小直徑，各主要傳動(dòng)件的尺寸，包括（ V 帶輪，齒輪，蝸桿蝸輪），也要給出相應(yīng)的計(jì)算。接著，對(duì)各數(shù) 值進(jìn)行校核。最后再由經(jīng)過計(jì)算的數(shù)值來繪制裝配圖，完成設(shè)計(jì)。由于產(chǎn)品較大，大致可以分為五個(gè)部分：刀頭架，滾子，機(jī)柜，電器和減速箱。而各部分時(shí)分開設(shè)計(jì)的，因此要注意考慮各部分的裝配關(guān)系。其中減速箱部分需要著重進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于這里結(jié)構(gòu)眾多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而整個(gè)箱體又時(shí)在整體焊接后需要進(jìn)行裝配密封的部件，所以需要詳細(xì)標(biāo)注。 切管機(jī)的運(yùn)用，主要是為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省人力，提高產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)然，保證經(jīng)濟(jì)性也是這次設(shè)計(jì)的重要考慮項(xiàng)目之一。 由于切管機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中早已廣泛應(yīng)用，在使用與制造方面，已有一定的經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 計(jì)中有關(guān)切管 機(jī)的一些參數(shù)，都采用已有的規(guī)定。因水平有限，論文中不免有疏忽與錯(cuò)誤的地方，敬請(qǐng)批閱老師指正。 第一章 旋管式切管機(jī)傳動(dòng)方案的選擇 動(dòng)方案 本次設(shè)計(jì)共有三個(gè)方案供參考，方案如下： 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 動(dòng)方案的選擇 特性 類型 V 帶傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng) 主要特點(diǎn) 中心距變化范圍大，結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)平穩(wěn)，能緩沖，可起過載安全保險(xiǎn)的作用 外觀尺寸小，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，效率高，壽命長，設(shè)用的效率和速度范圍大 外廓尺寸小，傳動(dòng)比大且準(zhǔn)確，工作平穩(wěn)，可制成自鎖的傳動(dòng) 主要缺點(diǎn) 外廓尺寸大，軸上受力較大， 傳動(dòng)比不能嚴(yán)格保證，壽命低 要求制造精度高，不能緩沖，高速傳動(dòng)精度不夠時(shí)有噪音 效率低。中，高速傳動(dòng)裝置需價(jià)格較高的青銅材料，要求制造精度高，加工較麻煩 效率 V 帶 閉 式 式 鎖 率（ 小于等于 100 常在 30 以下 常在 50 以下 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 速度 V， m/s 小于 30 小于等于 18/36/100 小于 50 單級(jí)傳動(dòng)比 2于等于 50廓尺寸 較大 小 小 使用壽命 較短 長 中 機(jī)構(gòu)類型 主要性能特點(diǎn) 平面連桿機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，行程距離較大，連接處為面接觸，能承受較大載荷；設(shè)計(jì)時(shí)往往只能近似滿足所需的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 凸輪機(jī)構(gòu) 可滿足工作需要的任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，適用于各種自動(dòng)機(jī)械；但一般行程較短，凸輪制作復(fù)雜，凸輪和從動(dòng)桿接觸面易磨損，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)沖擊較大 螺旋機(jī)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)精度較高，工作平穩(wěn)，故多用于機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)及機(jī)械的調(diào)整裝置。可傳遞較大的軸向力，且易實(shí)現(xiàn)反行自鎖，故常用于起重升降，但機(jī)械效率低，螺紋易磨損。若采用滾珠螺旋，情況大為改善 齒輪齒條機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適用于行程較大的地方；但運(yùn)動(dòng)精度及平穩(wěn)不如螺旋機(jī)構(gòu) 方案 c 的基本參數(shù)給出，傳動(dòng)比為 20，綜合各方面因素選擇方案 c。 參考文獻(xiàn) [2]、 [9]、 [15] 第二章旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算 動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 傳動(dòng)裝置用來將原動(dòng)機(jī)輸出的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，以一定的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩或推力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 切管機(jī)工藝方案如下： 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 動(dòng)機(jī)的選擇 一般機(jī)械裝置設(shè)計(jì)中，原動(dòng)機(jī)多選用電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)輸出連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，工作時(shí)經(jīng)傳動(dòng)裝置調(diào)整和轉(zhuǎn)矩，可滿足工作機(jī)的各種運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力要求。 動(dòng) 機(jī)功率的選擇 電動(dòng)機(jī)工作環(huán)境為連續(xù)工作，變化很少，并且載荷穩(wěn)定的場合。一般 此處： 經(jīng)給出 所以： 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 此處電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速已經(jīng)給出 n＝ 1410r/ 電動(dòng)機(jī)型號(hào)確定 經(jīng)查表，得同一功率的三相異步電動(dòng)機(jī)有以下三種型號(hào)、轉(zhuǎn)速的選擇： 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 2840r/90 1400r/100 940r/據(jù)要求，最終選定三相異步電動(dòng)機(jī)的 型號(hào)是： 考文獻(xiàn) [2][15] 動(dòng)方案的擬定 總的傳動(dòng)比ｉ的確定： 207014 00 ??? 滾總 綜合考慮各方面要求，確定傳動(dòng)方案如下： 初定傳動(dòng)比： 212?i 5023?i i 45 ?i 軸的轉(zhuǎn)速、功率和 轉(zhuǎn)矩 已知電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)如下： 400 0 滾 查表可知各級(jí)傳動(dòng)效率如下： ? ? ? ? （ 1）計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速如下： m 0021400121 ?? m 4502140023122312 ????? m i n/4003423123423 ??????? 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 m i n/400453423124534 ????????? （ 2）各軸功率計(jì)算如下： m ???? 帶? m ??????????? 滾蝸帶滾蝸 ????? m ????????????? 齒滾蝸帶滾齒 ?????? m 22234 ?????????????? 齒滾蝸帶滾齒 ?????? （ 3）各軸傳遞的轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下： ??扭電 1 ?????? 帶扭電扭 ? 3 5 4 2121 ??????? ?????????? 滾蝸帶扭電滾蝸扭扭 ????? 注：軸 3為設(shè)計(jì)上特別增加的惰輪（過渡齒輪），所以，軸 3 不承受轉(zhuǎn)矩，只承受彎矩。 5022/????????????????? 滾齒蝸帶扭扭 ???? 軸號(hào) 電動(dòng)機(jī)軸 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 傳動(dòng)比 2 50 [2][1][9] 輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 工況系數(shù) 查表得 K 計(jì)算功率 c ???? 1? 選擇帶的型號(hào) 查表得 小帶輪直徑 查表得 取 001 ? 大帶輪直徑 0 0100)1(112??????? ? 82 ? 大帶輪轉(zhuǎn)速 m 001981 4 0 0100)1(212???? ? 002 （ 2）計(jì)算帶長 求 1 492 1 981 002 12 ????? 求 ? 492 1001982 12 ?????? 初取中心距 50? 50? 帶長 2????????????? ? 由 得 250? （ 3）求中心距與包角 中心距 491250(4142222?????????????????? 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 小帶輪包角 ??????????????1 7 51 0 01 9 81 8 0601 8 0121 ?120 ??1741? (4)求帶的根數(shù) 帶速 ?? ????? ? 傳動(dòng)比 270014001??? 2?i 帶的根數(shù) 由查表得 由查表得 K 由查表得 93.0? 由查表得 ? 00??????? 以 2?z （ 5）求軸上載荷 張 緊力 00220?????????? 900 ?F 軸上載荷 3602174s ????? ? 60? (6)V 帶輪的尺寸計(jì)算 1）小帶輪 小帶輪直徑 001 ? 查表 得 6?? 2? ? 0? ??340? ?? 輪寬 52015)12(2)1( ???????? 5? 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 外徑 mm 07 ????? 頂頂071 ?頂 孔徑 此處的孔徑依據(jù)電機(jī)的輸出軸為準(zhǔn) 由查表 2?軸 2?孔 2）大帶輪 大帶輪直徑 982 ? 查表得 6?? 2? ? 0? ??380? ?? 外徑 mm 0 5 8222? ????? 頂頂02 ?頂 3）結(jié)構(gòu)選擇 選擇輻板式結(jié)構(gòu) 輪緣直徑 12(2205)(2??????? ?頂緣 69?緣 輪轂直徑 40~36 2~? 軸轂 ）（ d 板 孔圓周定位尺寸 ??? 轂緣 ??? 1 ? 016922 1???????? 轂緣孔 輪蝸 桿的傳動(dòng)與計(jì)算 參考文獻(xiàn) [1][2][9][11][15] 查表選?。何仐U采用 45鋼、表面硬度 >45 蝸輪的材料選用 型鑄造 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 (1)初選【 】的值 當(dāng)量摩擦系數(shù) 設(shè) s /7~/4? ； 03.0?v? 由查表取最大值 ?? 【 】 、 ??11? 、 21?z 、 ? （ 2）中心距的計(jì)算 蝸輪轉(zhuǎn)矩 ???????????? 7072452 使用系數(shù) 查表 得 K 轉(zhuǎn)速系數(shù) 8700()18( 8/18/12 ????? ??nZ ?彈性系數(shù) 根據(jù)蝸輪副材料查表 得 47? 壽命系數(shù) 0 0 02 5 0 0 02 5 0 0 0 66 ????接觸系數(shù) 由查表得 Z 接觸疲勞極限 由查表得 56? 接觸疲勞最小安全系數(shù)自定 S 中心距 3 23 2m i nm i ????????? （ 3）傳動(dòng)基本尺寸 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 蝸桿頭數(shù) 由查圖表得 ??11? 、 21?z 21?z 蝸輪齒數(shù) 10025012 ???? 1002 ?z 模數(shù) 100/170))?? 3?m 蝸桿分度圓直徑 341 7 [11 ???? 取 341?d 蝸輪分度圓直徑 3 0 01 0 0322 ???? 3002 ?d 蝸桿導(dǎo)程角 ????? 1034/32/t a ?? 蝸輪寬度 20)1334(32)12????????b 蝸桿圓周速度 0 0 060/(7 0 0 0 060/(111??????? v 相對(duì)滑動(dòng)速度 1c o s/o s/1? ???? vv ?v 當(dāng)量摩擦系數(shù) 經(jīng)查表 得 045.0?v? ?? （ 4）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 許用接觸應(yīng)力 m ????73][ ?? 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 最大接觸應(yīng)力 M P 51 7 07 0 7 2 4 7332???????? 05?? 應(yīng)為 10573 所以 合格 （ 5）齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由查表得 90? 彎曲疲勞最小安全系數(shù)自取 S 許用彎曲疲勞應(yīng)力 13 ][ m i nl i m ????? 35][ ?? 齒輪最大彎曲應(yīng)力 M P 73 0 01137 0 7 2 4 ???????? 57?? 應(yīng)為 57?? < 所以 合格 （ 6）蝸桿軸撓度驗(yàn)算 軸的慣性距 464/1??? ?? 451065.0 ? 允許蝸桿撓度 ????? ?? 蝸桿軸撓度 8/()(t a nt a 2 12?????? ??? 合格 輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 參考文獻(xiàn) [1][2][11][15][17] 第一對(duì)齒輪（齒輪 2為惰輪） 齒輪材料選擇 小齒輪材料： 40采用調(diào)制處理，硬度 241、取平均 260齒輪材料： 45鋼、 采用調(diào)制處理，硬度 229 取平均 240蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 （ 1） 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1） 初步計(jì)算 轉(zhuǎn)矩 1T ??????61 ? 7026071 齒寬系數(shù)d? 由查表得 4.0?d? 接觸疲勞極限 由查圖 得 101? 802? 初步計(jì)算得許用接觸應(yīng)力 ][H? 1?? ?? 10][ 1 ?? 2?? ?? 22][ 2 ?? 由查表得 85?初步計(jì)算小齒輪直徑 1d 2 6 0 7851][323211?????????????取 681 ? 初步齒寬 b 01 ??? ? 取 0? 2）校核計(jì)算 圓周速度 ??????? 精度等級(jí) 由查表得 選取八級(jí)精度 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 齒數(shù) z 與模數(shù) m 初取齒數(shù) 541?z ???? 87/ 11 ??? 取 3?m 則 623/1 8 7/11 ??? 621?z ???? 932?z 使用系數(shù) 由查表 得 K 動(dòng)載系數(shù) 由查表 得 12.1?齒間載荷分配系數(shù) ? 2 6 0 72211???? K 15075 ??o s)]931621([c o s)]11(1???????????a? ???? ?Z 由此 得 1 22 ??? ?? 齒向載荷分布系數(shù) ? 由查表得 8775(32321????????????? ?載荷系數(shù) K ??????? ?? 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 彈性系由查表 得 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由查表得 Z 接觸最小安全系數(shù) 由查表得 總工作時(shí)間 ht h ???? 800? 接觸壽命系數(shù) 由查表得 許用接觸應(yīng)力 ][1H? M P m i i ?? ??? 98][ 1 ?? 6 0][ m i i ??? z?? 690][ 2 ?H? 算 2 6 0 ?????????????? ? 因?yàn)樾∮?690 合格 計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度較為合適，齒輪尺寸無需調(diào)整。 （ 2）確定傳動(dòng)主要尺寸 實(shí)際分度圓直徑 d 1 8 662311 ???? 1681 ?d 7993322 ???? 492 ? 中心距 a 2022)9362(32)( 21?????? 02? 齒寬 b 01 ?? ? 0? （ 3）齒根彎 曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 重合度系數(shù) ?Y ???Y 齒間載荷分配系數(shù) ? 經(jīng)查表 1?? ?Y ? 1??江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 齒間載荷分布系數(shù) ? (74/ ??? 載荷系數(shù) K ????? ?? 齒形系數(shù) ? 由圖表得 ??應(yīng)力修正系數(shù) ? 由圖表得 ??彎曲疲勞極限 由圖表得 6001F? 4502F? 彎曲最小安全系數(shù) 圖表得 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由查表得 ??彎曲壽命系數(shù) 由查表得 1?許用彎曲應(yīng)力 0][m i i ??? 1 ?F? 0][m i i ??? 2 ?F? 彎曲壽命 由查表得 驗(yàn)算 ???????? ???? F? ][11 ? ? 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 6112212??????????? ? ][22 ? ? 第二對(duì)齒輪的計(jì)算 齒輪 2 為惰輪，即此處的大齒輪。材料為 45 鋼，調(diào)制處理，硬度為 229 平均取 240動(dòng)）。 齒輪 3 為小齒輪，材料選擇 40制處理，硬度值為 24186均取 260(1)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1)初步計(jì)算 轉(zhuǎn)矩 1T ????9 6 5 2 6 6331 ? 9652681 齒寬系數(shù)d? 由查表得 4.0?d? 接觸疲勞極限 由查圖得 101? 802? 初步齒寬 b 01 ??? ? 取 0? 2）校核計(jì)算 圓周速度 ??????? 精度等級(jí) 由查表得 選取八級(jí)精度 齒數(shù) z 與模數(shù) m 3?m 已知 931?z ?i 12 ???? z 使用系數(shù) 由查表得 K 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 動(dòng)載系數(shù) 由查表得 2.1?齒間載荷分配系數(shù) ?先求 1 91 2 7 99 6 5 2 6 82211???? K ??o s)]931121([c o s)]11(1???????????a? ???? ?Z 由此得 1 22 ??? ?? 齒向載荷分布系數(shù) ? 由查表得 79112(32321????????????? ?載荷系數(shù) K ??????? ?? 彈性系數(shù) 由查得 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由查表得 2?接觸最小安全系數(shù) 由查表得 總工作時(shí)間 ht h ???? 800? 接觸壽命系數(shù) 由查表得 江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 許用接觸應(yīng)力 ][1H? M P m i i ?? ??? 1 49][ 1 ?? 8 0][ m i i ??? z?? 884][ 2 ?H? 驗(yàn)算 2791129 6 5 2 6 ?????????????? ? 因?yàn)樾∮?884 所以合格 計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度 較為合適，齒輪尺寸無需調(diào)整。 3）確定傳動(dòng)主要尺寸 實(shí)際分度圓直徑 d 2 7 993311 ???? 2791 ?d 612322 ???? 62 ? 中心距 a 1 5 82)9312(32)( 21?????? 58? 齒寬 b 1 1 22 7 ??? db d? 12? （ 2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 重合度系數(shù) ?Y ???Y 齒間載荷分配系數(shù) ? 經(jīng)查表 1?? ?Y ? 載荷系數(shù) K ????? ?? 齒形系數(shù) ? 由圖表得 ??應(yīng)力修正系數(shù) ? 由圖表得 ?江蘇大學(xué)京江學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 ?彎曲疲勞極限 由圖表得 6001F? 3502F? 彎曲最小安全系數(shù) 由圖表得 彎曲壽命系數(shù) 由查表得