自動切管機及送料機構設計

1、. -. . 可修編.1. - . 可修編.編號太湖學院畢業(yè)設計論文題目：自動切管機及送料機構設計信機系 機械工程及自動化專業(yè)學 號：0923267學生：贊指導教師：高漢華職稱：副教授 職稱： 2021年5月25日.1. - . 可修編.太湖學院本科畢業(yè)設計論文誠 信 承 諾 書本人重聲明：所呈交的畢業(yè)設計論文自動切管機及送料機構設計是本人在導師的指導下獨立進展研究所取得的成果，其容除了在畢業(yè)設計論文中特別加以標注引用，表示致的容外，本畢業(yè)設計論文不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械96 學 號：0923267 2021年 5 月 25日.1. - . 可修編.太湖

2、學院信 機系 機械工程及自動化專業(yè)畢 業(yè) 設 計論 文 任 務 書一、題目及專題：1、題目 自動切管機及送料機構設計2、專題二、課題來源及選題依據(jù) 課題來源于生產(chǎn)實際。 切管機在許多制造行業(yè)中占有舉足輕重的地位，他可以將傳統(tǒng)的手工作業(yè)轉(zhuǎn)變成批量生產(chǎn)，其生產(chǎn)效率可以大幅度提高，工人勞動強度顯著降低，更為重要的是產(chǎn)品質(zhì)量有了顯著的提高。因此在許多制造行業(yè)中切管機得到了廣泛的應用。 *機車車輛廠，每天都要切割大量5060 mm材料為Q235的金屬管，現(xiàn)需設計制造一臺切管機。 1.切管尺寸圍：5060 mm。 2.切管力：F=3500N。 3.切管時滾筒轉(zhuǎn)速：70r/min。 三、本設計論文或其他應到

3、達的要求： 1.通過該設計使學生熟悉機械設計的一般思路。 2.使學生掌握機械設計的方法和技巧。 3. 通過設計穩(wěn)固機械制圖、金屬材料、機械設計根底等課程的知識。 4.完成自動切管機方案設計、主要部件的參數(shù)計算。 5.完成標準件的選用。 6.完成零、部件圖8以上。 7.完成自動切管機總裝圖1。 8.撰寫畢業(yè)說明書一份。 計算正確完整，文字簡潔通順，書寫整齊清晰。 論文中所引用的公式和數(shù)據(jù)應注明出處。 論文字數(shù)不少于1.5萬字。 四、承受任務學生： 機械96班 贊五、開場及完成日期：自2021年11月12日 至2021年5月25日六、設計論文指導或參謀：指導教師簽名簽名簽名教研室主任學科組組長研究

4、所所長簽名系主任 簽名2021年11月12日. -.1. -摘 要自動切管機主要用于加工各種用途的管件，包括各種材料的金屬管件，本次設計的自動切管機及送料機構所加工的管件主要是直徑在 6070mm之間。本論文設計的自動切管機及送料機構，能自動切管和送料到達自動加工金屬管件的目的。完成的工作主要是自動切管機中圓錐齒輪減速器、切管機棍筒、機架及自動送料機構工作方案的設計。其中，切管機的工用原理是：電動機通過V帶傳動，圓錐齒輪減速箱、開式齒輪傳動到一對棍筒，然后帶動金屬管的旋轉(zhuǎn)，獲得切割時的主運動。同時，圓盤刀片向下移動，實現(xiàn)管子的切割工作。其中包括確定切管機設計方案的制定、傳動裝置的設計和計算包括

5、電動機的選擇、擬定傳動方案、各軸轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩的計算、傳動機構的設計與計算等。根據(jù)已有的經(jīng)歷公式，對上述各項進展了詳細的計算和強度校核之后，確定了各個零件之間的尺寸位置。最后繪制切管機裝配圖、部件圖以及局部零件圖。本設計所完成的切管機主要用于車間中對6070mm管件的切管加工，對提高生產(chǎn)效率，減輕工人的勞動強度有著積極的意義。關鍵詞：切管機；減速器；棍筒AbstractAutomatic cutting machine mainly being used in processing various functional tube parts ,primarily includes varie

6、ties materials metals tube parts . This time the designed automatic cutting machineand conveying mechanism essentially process the tube parts which diameter between 6070mm.The task of this time designed automatic cutting machineand conveying mechanism,automatic pipe cutting and feeding mechanism to

7、achieve automatic processing of metal pipe fitting objective. The main work is the automatic pipe cutting bevel gear machine reducer, pipe cutting machine roller, frame and the automatic feeding programme of work organization design.Among them, pipe cutting machine working principle is: the motor th

8、rough driving V, bevel gear reducer, gear transmission to a pair of roller, and then drive the metal tube rotary, obtain the main movement during cutting. At the same time, move down the disc blade, cutting the pipe. Including the determination of design and calculation formulation, transmission pip

9、e cutting machine design scheme (including the choice of motor, the proposed transmission scheme, the shaft speed, power and torque calculation of the transmission mechanism, design and calculation.).According to the already e*perienced-formula,the mutual dimension among each ponents being fi*ed .Fi

10、nally ,draw the assemble chart; ponents chart as well as portion spare parts chart.The designedof pipe cutting machine is mainly used for pipe processing of 60 70mm pipe cutting workshop, to improve production efficiency, is of positive significance to reduce the labor intensity of workers.Key words

11、:pipe cutting machine; reducer; drum sticks .1目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc356542638摘要 PAGEREF _Toc356542638 h IVHYPERLINK l _Toc356542639Abstract PAGEREF _Toc356542639 h VHYPERLINK l _Toc356542640目錄 PAGEREF _Toc356542640 h VIHYPERLINK l _Toc3565426411 緒論 PAGEREF _Toc356542641 h 1HYPERLINK l _To

12、c3565426421.1課題的意義、目的、研究圍 PAGEREF _Toc356542642 h 1HYPERLINK l _Toc3565426431.2國外的開展概況 PAGEREF _Toc356542643 h 1HYPERLINK l _Toc3565426441.3本課題應到達的要求 PAGEREF _Toc356542644 h 2HYPERLINK l _Toc3565426452 自動切管機設計方案的擬定 PAGEREF _Toc356542645 h 3HYPERLINK l _Toc3565426462.1 自動切管設計方案的分析 PAGEREF _Toc3565426

13、46 h 3HYPERLINK l _Toc3565426472.1.1 切管方案的擬定 PAGEREF _Toc356542647 h 3HYPERLINK l _Toc3565426482.1.2 切管方案的比較 PAGEREF _Toc356542648 h 4HYPERLINK l _Toc3565426492.2 切管方案確實定 PAGEREF _Toc356542649 h 4HYPERLINK l _Toc3565426503 自動切管機傳動裝置的設計 PAGEREF _Toc356542650 h 5HYPERLINK l _Toc3565426513.1 傳動裝置的分析 PA

14、GEREF _Toc356542651 h 5HYPERLINK l _Toc3565426523.1.1 棍筒傳動裝置方案的初步擬定 PAGEREF _Toc356542652 h 5HYPERLINK l _Toc356542653各傳動裝置方案的比較 PAGEREF _Toc356542653 h 6HYPERLINK l _Toc3565426543.2 棍筒傳動裝置方案確實定 PAGEREF _Toc356542654 h 6HYPERLINK l _Toc3565426554 切管機傳動裝置的計算 PAGEREF _Toc356542655 h 7HYPERLINK l _Toc3

15、565426564.1 電動機的選擇 PAGEREF _Toc356542656 h 7HYPERLINK l _Toc3565426574.1.1 電動機的類型和構造分析 PAGEREF _Toc356542657 h 7HYPERLINK l _Toc3565426584.1.2 選擇切管機電動機的功率 PAGEREF _Toc356542658 h 7HYPERLINK l _Toc3565426594.1.3 確定切管機電動機的轉(zhuǎn)速 PAGEREF _Toc356542659 h 8HYPERLINK l _Toc3565426604.2 計算總傳動比及分配各級的傳動比 PAGEREF

16、 _Toc356542660 h 8HYPERLINK l _Toc3565426614.3 運動參數(shù)及動力參數(shù)計算 PAGEREF _Toc356542661 h 9HYPERLINK l _Toc3565426624.3.1 各軸轉(zhuǎn)速計算 PAGEREF _Toc356542662 h 9HYPERLINK l _Toc3565426634.3.2 各軸輸入功率計算PAGEREF _Toc356542663 h 9HYPERLINK l _Toc3565426644.3.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩計算 PAGEREF _Toc356542664 h 9HYPERLINK l _Toc35654266

17、55 切管機傳動零件的設計計算 PAGEREF _Toc356542665 h 11HYPERLINK l _Toc3565426665.1 V帶輪傳動的設計計算 PAGEREF _Toc356542666 h 11HYPERLINK l _Toc3565426675.2 圓錐齒輪傳動的設計計算 PAGEREF _Toc356542667 h 13HYPERLINK l _Toc3565426685.3 圓柱齒輪傳動的設計計算 PAGEREF _Toc356542668 h 16HYPERLINK l _Toc3565426696 自動切管機軸的設計計算 PAGEREF _Toc3565426

18、69 h 19HYPERLINK l _Toc3565426706.1 主動軸設計計算 PAGEREF _Toc356542670 h 19HYPERLINK l _Toc3565426716.2 錐齒輪輸出軸設計計算 PAGEREF _Toc356542671 h 21HYPERLINK l _Toc3565426726.3 惰輪軸設計計算 PAGEREF _Toc356542672 h 24HYPERLINK l _Toc3565426736.4 棍筒軸設計計算 PAGEREF _Toc356542673 h 25HYPERLINK l _Toc3565426747 鍵聯(lián)接的選擇及計算 P

19、AGEREF _Toc356542674 h 26HYPERLINK l _Toc3565426757.1 電機與電動機帶輪聯(lián)接采用平鍵連接 PAGEREF _Toc356542675 h 26HYPERLINK l _Toc3565426767.2 主動軸與減速器機帶輪聯(lián)接采用平鍵連接 PAGEREF _Toc356542676 h 26HYPERLINK l _Toc3565426777.3 錐齒輪輸出軸與小圓柱齒輪聯(lián)接采用平鍵連接 PAGEREF _Toc356542677 h 26HYPERLINK l _Toc3565426787.4 錐齒輪輸出軸與大錐齒輪聯(lián)接采用平鍵連接 PAGE

20、REF _Toc356542678 h 27HYPERLINK l _Toc3565426797.5惰輪軸與惰輪聯(lián)接采用平鍵連接 PAGEREF _Toc356542679 h 27HYPERLINK l _Toc3565426807.6 棍筒輸出軸與大圓柱齒輪聯(lián)接采用平鍵連接 PAGEREF _Toc356542680 h 27HYPERLINK l _Toc3565426818 滾動軸承設計 PAGEREF _Toc356542681 h 28HYPERLINK l _Toc3565426828.1 主動軸的軸承設計計算 PAGEREF _Toc356542682 h 28HYPERLIN

21、K l _Toc3565426838.2 輸出軸的軸承設計計算 PAGEREF _Toc356542683 h 29HYPERLINK l _Toc3565426849 減速機箱體構造設計 PAGEREF _Toc356542684 h 31HYPERLINK l _Toc35654268510 密封及潤滑的設計 PAGEREF _Toc356542685 h 33HYPERLINK l _Toc35654268610.1 密封 PAGEREF _Toc356542686 h 33HYPERLINK l _Toc35654268710.2 潤滑 PAGEREF _Toc356542687 h

22、33HYPERLINK l _Toc35654268811 自動送料機構工作方案設計 PAGEREF _Toc356542688 h 34HYPERLINK l _Toc35654268911.1自動送料裝置的總體設計及工作原理 PAGEREF _Toc356542689 h 34HYPERLINK l _Toc35654269011.2主要組成局部的設計計算 PAGEREF _Toc356542690 h 34HYPERLINK l _Toc356542691驅(qū)動的設計和計算 PAGEREF _Toc356542691 h 34HYPERLINK l _Toc356542692軸向運動的傳動

23、機構設計和計算 PAGEREF _Toc356542692 h 35HYPERLINK l _Toc356542693夾具的設計和計算 PAGEREF _Toc356542693 h 35HYPERLINK l _Toc356542694控制系統(tǒng)的選擇 PAGEREF _Toc356542694 h 35HYPERLINK l _Toc35654269511.2.5 電動機的選擇 PAGEREF _Toc356542695 h 35HYPERLINK l _Toc356542696機架的設計 PAGEREF _Toc356542696 h 36HYPERLINK l _Toc356542697

24、其他局部的設計 PAGEREF _Toc356542697 h 36HYPERLINK l _Toc35654269812 結論與展望 PAGEREF _Toc356542698 h 37HYPERLINK l _Toc35654269912.1結論 PAGEREF _Toc356542699 h 37HYPERLINK l _Toc35654270012.2缺乏之處及未來展望 PAGEREF _Toc356542700 h 37HYPERLINK l _Toc35654270112.2.1 缺乏之處 PAGEREF _Toc356542701 h 37HYPERLINK l _Toc3565

25、4270212.2.2 未來展望 PAGEREF _Toc356542702 h 37HYPERLINK l _Toc356542703致 PAGEREF _Toc356542703 h 38HYPERLINK l _Toc356542704參考文獻 PAGEREF _Toc356542704 h 39HYPERLINK l _Toc356542705附錄 PAGEREF _Toc356542705 h 40HYPERLINK l _Toc356542706YEJ系列電磁制動三相異步電動機安裝及外形尺寸 PAGEREF _Toc356542706 h 40HYPERLINK l _Toc356

26、542707附錄二 PAGEREF _Toc356542707 h 40HYPERLINK l _Toc356542708YEJ系列電磁制動三相異步機技術數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc356542708 h 40HYPERLINK l _Toc356542709附錄三 PAGEREF _Toc356542709 h 41HYPERLINK l _Toc356542710常見機械傳動的主要特性 PAGEREF _Toc356542710 h 41. -.11 緒論機械制造業(yè)在國民經(jīng)濟中起著重要的作用的根底產(chǎn)業(yè)。隨著時代的開展，人們在想方設法改善自己的生存條件和生活水平，正是因為這一點，并推動機械

27、制造業(yè)生產(chǎn)的快速開展，人們在超前進到一個更高的精度，效率更高，本錢更低，更人性化的方向開展。數(shù)控技能床，加工中心，柔性制造系統(tǒng)，集成制造系統(tǒng)，虛擬制造，敏捷制造，和其他不斷出現(xiàn)的先進制造技術和在新的先進生產(chǎn)模式的新提高企業(yè)的生產(chǎn)能力和市場適應能力，產(chǎn)品性能大幅提高，機械制造行業(yè)呈現(xiàn)劇烈的國際競爭中高速開展的勢頭。1.1課題的意義、目的、研究圍傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，長期使用相對落后的手工切割金屬管操作，進展批量生產(chǎn)，不僅是勞動密集，生產(chǎn)效率不高，質(zhì)量差的產(chǎn)品，合格率，導致本錢高。隨著機械制造業(yè)的快速開展和人民的要求越來越高，產(chǎn)品，工廠，以提高生產(chǎn)效率，生產(chǎn)精度，降低生產(chǎn)本錢，因此自動切管機的需求已是

28、迫在眉睫。自動切管機在制造業(yè)中占有舉足輕重的地位，因為自動切管機可以被轉(zhuǎn)換成傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)，自動化生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率，勞動強度已大大降低，產(chǎn)品質(zhì)量已顯著改善，以滿足精度要求的產(chǎn)品。特別是在汽車制造業(yè)，石油，冶金和許多其他制造業(yè)，管道切割機具有自動送料機構已被廣泛使用。自動切管機切割機和送料機構的設計主要是設計用于金屬管道切割。其主要容是在切管機，切割機構和齒輪箱和其相關聯(lián)的局部的進給機構，其中主要包括傳輸?shù)脑O計和計算;整體構造的設計，檢查設計計算的研究設計和設計，并通過獲得的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的總裝配圖，然后繪制相關零件圖;最后切管機，自動送料機構組合，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的目的。1.2國外的開展概況

29、機械制造業(yè)的快速開展，傳統(tǒng)的手工工作已經(jīng)不能滿足今天的產(chǎn)品精度高，效率高，本錢低，開展，自動化在許多領域取得了很好的效果，自動化已經(jīng)深入人心。所以自動切管機誕生了。有許多切管機，車床主要管道切割機，鋸床型管道切割機，大型通風管道切割機，微型切割機，切管機微電腦，微電腦切帶機，微管切割機，微電腦切片機，微電腦帶機，微電腦切帶機，微剪彩機，微電腦松緊帶切割機，微電腦切膜機，粘扣帶圓角切割機，微型切割機，F(xiàn)FC軟電纜切割機，切片自動化配套設備。圖1.1 車床切斷金屬示意圖圖1. 2 弓鋸切割金屬示意圖圖1.3 砂輪片切割機車床切割機操作工件旋轉(zhuǎn)，翻不動，切割外表質(zhì)量，可以取得非常理想的狀態(tài)，但效率較

30、低，多芯片，不易折斷，特別是大型加工噪聲的切割材料，把壽命不長，切有限由床料的長度。高溫，在組織切口的變化。鋸切割機類工作工件不旋轉(zhuǎn)，噪音，大口徑管材切割，鋸片刀的直徑增大，面對中心切料歪斜，平行度低，加工外表質(zhì)量好，加工材料時，會喪失，尤其是在粗切，將有一小片的一側(cè)的前板坯料，影響下道工序的定位，以及從頭開場的手可能。輪切管機工作產(chǎn)生較大的火花，有很大的噪音，切割外表質(zhì)量差，加工時，材料喪失。1.3本課題應到達的要求通過自動切管機，送料機構設計，使鋼60-70mm的自動切管機，自動處理。喂奶后自動切管機，自動切管材料，切割完成上下料，自動送料，繼續(xù)切割循環(huán)工作。可以到達傳統(tǒng)的手工工作，投入批

31、量生產(chǎn)，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，大大提高生產(chǎn)效率，大大降低了勞動強度的目的。2 自動切管機設計方案的擬定2.1 自動切管設計方案的分析設計是一個工程，旨在校準的繁瑣，復雜的工作，可以組織的大方向，有序，高效的執(zhí)行。在最大程度上，減少抗工人，誤差和偏差的工作過程中，使所生產(chǎn)的產(chǎn)品，它應該是能夠?qū)崿F(xiàn)良好的任務，它應該到達實現(xiàn)的功能。2.1.1 切管方案的擬定根據(jù)傳統(tǒng)切割金屬管的方法和改進方法現(xiàn)擬定以下幾種方案：方案一：使用車床，通過切斷刀的進給運動來切斷金屬管；其工作原理圖如圖2.1所示：圖2.1 車床切斷刀切斷金屬管原理圖方案二：使用砂輪切割機，通過砂輪片的高速旋轉(zhuǎn)來切斷金屬管；其工作原理圖如圖2.2所

32、示：圖2.2 砂輪切割金屬管原理圖方案三：使用切管機，通過棍筒旋轉(zhuǎn)碾壓的方法來切斷金屬管；其工作原理圖如下：圖2.3 棍筒旋轉(zhuǎn)碾壓割斷金屬管原理圖2.1.2 切管方案的比較方案一程序需要切斷的金屬管的機器上，只占用一個共同的工具，同時夾緊需要一定的時間，則處理效率不高，夾緊過程中很容易變形，該金屬管的夾緊。低生產(chǎn)率和容易順壞管，但可用于直接輸送機的送料。方案二輪需要同時通過搖臂旋轉(zhuǎn)飼料切割金屬管，其構造簡單，使用方便，生產(chǎn)效率高，而且切割時砂輪磨損大，容易損壞。因此，這種解決方案是只適用于小批量的間歇生產(chǎn)，大規(guī)模生產(chǎn)不能滿足。方案三的金屬管，同時旋轉(zhuǎn)圓盤刀片不斷地向下移動，為了到達目的切割管道

33、，機器構造簡單，工作可靠，能滿足大量切管的目的。其構造簡單，也不需要加強，以方便自動處理管。2.2 切管方案確實定基于以上的分析和比較，生產(chǎn)的實際需求和設計要求，設計選擇方案三的設計。切割原理是由一電動機的輸入運動和力，通過減速齒輪機構驅(qū)動旋轉(zhuǎn)滾筒棒，用棒之間的缸和管道，管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的切削工具的主運動，并通過刀片的摩擦切割機制進給運動，到達切割金屬管。3 自動切管機傳動裝置的設計3.1 傳動裝置的分析發(fā)送裝置是運動和功率之間的數(shù)據(jù)傳輸遠程兼實現(xiàn)其他效果的移動設備，其功能如下：如圖1所示，能量分布;2，速度的變化;3，運動形式的改變。該驅(qū)動裝置是機器的主要組成局部。3.1.1 棍筒傳動裝置方案的初

34、步擬定根據(jù)設計要求現(xiàn)擬定以下幾種傳動方案：方案一：渦輪蝸桿-圓柱齒輪傳動，其示意圖如圖3.1所示：圖3.1 渦輪蝸桿-圓柱齒輪傳動方案二：二級圓柱齒輪傳動，其示意圖如圖3.2所示：圖3.2 二級圓柱齒輪傳動方案三：圓錐齒輪-圓柱齒輪傳動，其示意圖如圖3.3所示：圖3.3 圓錐齒輪-圓柱齒輪傳動3.1.2 各傳動裝置方案的比較方案一：該蠕蟲 - 圓柱齒輪，其構造緊湊，傳動比大，傳動平穩(wěn)，噪音低，但在長期連續(xù)運行的條件下，由于效率低蝸輪，功率損耗，適用于負載較小，間歇工作的情況下，往往需要更昂貴的耐磨材料，具有良好的耐磨性和良好的潤滑裝置，因而本錢較高。方案二：采用兩個圓柱齒輪傳動，其承載能力和調(diào)

35、速圍大，傳動比恒定，可靠，效率高，壽命長。但其制造和安裝精度高，吵鬧，和更高的本錢，而設計寬度尺寸較大。方案三：使用錐齒輪 - 圓柱齒輪傳動，其承載能力和調(diào)速圍大，傳動比恒定，可靠，效率高，壽命長。同時設計寬度更小的尺寸也是適合于長期連續(xù)運行。但是，其處理本錢也較高。3.2 棍筒傳動裝置方案確實定工作機，以滿足性能要求的傳輸方案，傳動機構可以是不同的類型，在不同的組合和排列順序的組合物。合理的解決方案，應確保運行可靠，構造簡單，體積小，易加工，本錢低，傳動效率高，使用維修設施。當使用方案往往是難以滿足這些要求，因此，確保重點的要求。上述比較分析傳輸方案的根底上，考慮合理的傳輸方案，所以這種設計

36、選擇方案三，用于傳輸?shù)囊蟆?是通過滑輪由電機帶動，然后通過錐齒輪的錐齒輪和惰輪驅(qū)動桿管進展傳輸，從而到達切割金屬管的目的。4 切管機傳動裝置的計算4.1 電動機的選擇選擇電機，您必須了解電機，每個電機的出廠銘牌，標用電機的主要技術參數(shù)。因此，合理選擇電動機，電動機將比較這些特點，在設計中應選擇電機類型，構造，動力和速度，并在目錄中找到它的類型和大小。4.1.1 電動機的類型和構造分析電動機交流電動機和直流電動機兩種。由于直流電動機需要直流電源的構造較復雜，價格較高，維護相對不便，因此不應該使用沒有特殊的要求。一般工業(yè)用三相交流電源，所以沒有特殊的要求，通常選擇三相交流電機。三相交流異步電動機

37、具有構造簡單，可靠，價格廉價，維修方便等，因此被廣泛使用。交流電機的異步和同步電機的類別。異步電動機鼠籠傷口兩個，其中一個普通的鼠籠式感應電機應用最。設計荷載的變化，由于其規(guī)模較小，所以使用三相籠型異步電動機，封閉構造，電壓為380V，因為有時需要快速停頓，頻繁啟動，所以使用YEJ系列。4.1.2 選擇切管機電動機的功率工作所需的電動機功率：計算公式：工作機工作所需的電源，是指主動側(cè)桿管工作機所需要的功率，kW;；電機工作機的主動側(cè)桿缸效率。工作機所需工作功率，由機器的工作阻力和機器的運動參數(shù)如：線速度、轉(zhuǎn)速和角速度計算求得。在本設計中，設計任務給定的管道切割機的工作參數(shù)，切削力：F=3500

38、N，棍筒轉(zhuǎn)速：n=70r/min，切管尺寸圍：5060mm。現(xiàn)初步選取棍筒直徑為D滾=80mm，兩棍筒中心距a=100mm，刀片直徑為D刀=80mm進展計算。根據(jù)公式：其中：F切割刀片工作機的工作阻力，N；v工作機刀片的速度，m/s；n棍筒的轉(zhuǎn)速，r/min；r工作機棍筒的半徑，mm；D滾工作機棍筒的直徑，mm。傳動裝置的總效率表示組成傳動的各個裝置局部運動副效率之乘積，即其中：、.分別為每一傳動副帶、齒輪、每對軸承的效率。傳動副的效率數(shù)值可按附錄一選取。查附錄一，取帶傳動效率，滾動軸承傳動效率，開式圓柱齒輪傳動效率，圓錐齒輪傳動效率。故總效率將以上數(shù)值代入公式，得：4.1.3 確定切管機電動

39、機的轉(zhuǎn)速棍筒的工作轉(zhuǎn)速為n=70r/min;按附錄一推薦的傳動比合理圍，取V帶傳動的傳動比，二級圓錐圓柱齒輪減速器傳動比，則總傳動比合理圍為，故電動機轉(zhuǎn)速的可選圍為：符合這一圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min，1000r/min，1500r/min和3000r/min。據(jù)的力量和速度，有三個附錄II適用電機型號，所以有4個齒輪傳動比的方案，如表4-1中所示。表4-1 傳動比方案方案電動機型號額定功率KW電動機轉(zhuǎn)速v(r/min)傳動裝置的傳動比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動比V帶傳動比減速器1YEJ90S-21.53000284040.573.511.592YEJ90L-41.515001400202.9

40、6.93YEJ100L-61.5100094013.432.65.16考慮到電機和傳動裝置的尺寸，重量，價格，和皮帶傳動，齒輪減速比，同時考慮到錐齒輪的大小，所以選擇方案三。因此，所選的電機模型YEJ100L-6，其主要性能如表4-1所示。表4-2 YEJ100L-6的主要性能型號額定功率滿 載 時轉(zhuǎn)速r/min電流 A效率 %功率因素YEJ100L-61.59404.077.50.746.02.02.0主要外形和安裝尺寸如表4-2所示。4.2 計算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比電940/7013.43；2、分配各級傳動比：根據(jù)附錄一，合理的V帶輪傳動比為24，二級圓錐圓柱齒輪傳動比為

41、56，故取V帶輪傳動比為2.64，則二級圓錐圓柱齒輪傳動比為u齒輪=ia/i=13.43/2.64=5.09(符合)。對于圓錐圓柱齒輪減速器，可取圓錐齒輪傳動比為i1=0.25i，并盡量使i13，最大允許到4，以使圓錐齒輪直徑最小。但同時考慮到圓柱齒輪的尺寸，綜合考慮兩種因素，決定取i1=3.9，則i2總=5.09/3.9=1.3，現(xiàn)擬定i2=3，i3=1/2.3。表4-3 YEJ100L-6的外形和安裝尺寸中心高H外形尺寸底角安裝尺寸地腳螺栓孔直徑軸伸尺寸裝鍵部位尺寸ABKDEFG100405282.52451601401228608244.3 運動參數(shù)及動力參數(shù)計算4.3.1 各軸轉(zhuǎn)速計算

42、軸 軸 惰輪 棍筒 4.3.2 各軸輸入功率計算軸 軸 惰輪的軸 棍筒的軸 4.3.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩計算電動機需要的軸輸出轉(zhuǎn)矩：軸 軸 惰輪軸為棍筒軸為5 切管機傳動零件的設計計算5.1 V帶輪傳動的設計計算1、確定計算功率需要為：初步擬定該切管機工作壽命是10年，兩班制的工作制度。根據(jù)參考文獻1表8-7可查得，其工作情況系數(shù)，2、選擇V帶：根據(jù)、，查參考文獻1圖8-11 選用A型V帶。確固定皮帶輪速度參考直徑和驗證：從參考文獻1表8-6和8-8，以基準的馬達皮帶輪直徑 帶速適宜。3、計算大輪的基準直徑：根據(jù)文獻1表8-8，圓潤。4，確定V形皮帶的中心距為基準長度：根據(jù) 初定中心距 從參考文獻

43、1表8-2與參考長度選舉。5，計算實際中心距離：6、電機滑輪包角：7、計算帶的根數(shù)：根據(jù) ，利用插值法，查參考文獻1表8-4a得 根據(jù) ，查參考文獻1表8-4b得 利用插值法，根據(jù)文獻1表8-5得 使用考文獻1表8-2得 故取根。8、計算V帶的初拉力的最小值：從參考文獻1表8-3可以查得 A型V帶長度是質(zhì)量9、計算壓軸力：10、V帶輪的尺寸計算：1) 電動機帶輪需要的尺寸的計算：從上面計算可以聽知，電動機帶輪為A型，其直徑為查表，得：bd=11.0，hamin=2.75，hfmin=8.7，e=150.3，fmin=9，=34輪轂寬度 B=(z-1)e+2f(2-1)15+2933mm，取B=

44、35mm輪轂外徑 da=dd+2ha=106+22.75=111.5mm輪轂孔徑 由電動機輸出軸尺寸決定，由表4-3，得d孔=28mm，鍵槽寬b=8mm。2) 減速器機帶輪的尺寸計算：由上面計算可知，減速器機帶輪為A型，其直徑為查參考文獻1表8-10，得：bd=11.0，hamin=2.75，hfmin=8.7，e=150.3，fmin=9，=38輪轂寬度 B=(z-1)e+2f(2-1)15+2933mm，取B=35mm輪轂外徑 da=dd+2ha=280+22.75=285.5mm3) 構造選擇：電動機帶輪：2.5 dddd1300mm采用腹板式構造。減速器機帶輪：dd2300mm，且D1

45、-d1100mm采用孔板式構造。5.2 圓錐齒輪傳動的設計計算1、選擇齒輪類型，精度等級，材料和牙齒;從參考文獻1表10-8理查德，通用減速機的精度水平是68，減速機的精度等級為7。從參考文獻1表10-1選擇小齒輪材料40Cr鋼淬火，硬度280HBS，大齒輪材料為45鋼淬火和回火，硬度240HBS。選小齒輪齒數(shù)z1 =21,大齒輪齒數(shù)z2 =齒z1 =3.921= 81.9，取z2 =82。則齒數(shù)比為。2、齒面接觸強度設計；試選載荷系數(shù)Kt=1.3取齒寬系數(shù)由參考文獻1表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)從文獻1圖10-21d的齒的外表硬度的小齒輪接觸疲勞強度極限調(diào)查，大齒輪的接觸面的疲勞強度極限

46、由參考文獻1式10-13可得應力的循環(huán)次數(shù)為：=603561(2810365)=1.247109=3.194108由參考文獻1圖10-19取接觸面的疲勞壽命系數(shù)為：k HN1=0.92，k HN2=0.95可計算失效概率是1%，平安系數(shù)S=11=0.92600=552Mpa2=0.95550=522.5MPa試計算小齒輪的分度圓直徑d1t根據(jù)=51.80mm模數(shù)m t=d1t/z1=51.80/21=2.47計算其載荷系數(shù)：根據(jù)，7級精度，由參考文獻1圖10-8查的動載系數(shù)k v=1.05，查參考文獻1表10-3，得齒間載荷分配系數(shù) 由參考文獻1表10-2查得使用系數(shù) 由參考文獻1表10-9查

47、得 故載荷系數(shù)按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓的直徑為： 計算模數(shù) m =d1/z1=55.22/21=2.63mm。3、齒根彎曲強度的設計由參考文獻1圖10-20c查得小齒輪彎曲疲勞強度的極限值，大齒輪的彎曲疲勞強度極限由參考文獻1圖10-18取彎曲疲的勞壽命系數(shù)k FN1=0.85，k FN2=0.88取其設計彎曲疲勞平安系數(shù)為S=1.41=0.85500/1.4=303.57Mpa2=0.88380/1.4=238.86Mpa節(jié)圓錐角：當量齒數(shù)：根據(jù)參考文獻1表10-5用插值法可以查得 Y Fa1=2.73，Y Sa1=1.57Y Fa2=2.06，Y Sa2=1.97可得 =2.09m

48、m另外考慮到小圓錐齒輪的尺寸不宜太小，因此取m =3mm。4、幾何計算：錐距離計算： R= =126.98mm節(jié)圓直徑： d1 = mz1 = 63 mm d2 = mz2 = 246 mm平均節(jié)圓直徑： d m1 = d1(1-0.5) = 52.6mm d m 2 = d2 (1-0.5) = 205.4mm齒寬： B=R=0.33126.98=41.9mm齒頂圓直徑： da1=m(z1+2cos1)=68.8mm da2=m(z2+2cos2)=247.49mm齒根圓直徑： df1=m(z1-2.4cos1)=56.02mm df2=m(z2-2.4cos2)=244.21mm5、受力分

49、析如圖5.1所示：圖5.1 錐齒輪受力分析示意圖Ft1=-Ft2=2T1/dm1=235.01/52.6=1.33kNFa1=-Fr2= Ft tansin1 =1.33=0.12kNFr1=-Fa2= Ft tancos1 =1.33=0.469kN6、構造設計：小圓錐減速器齒輪：齒根圓到鍵槽底部的距離e1.6mt時，齒輪與軸形成為一體。初步估計e1.6mt，所以把齒輪和軸做在一起。大圓錐齒輪：160mmda2= 247.49mm500mm采用腹板式構造的齒輪。其腹板寬度C(34)m=912mm，又常用齒輪的C值不應小于10mm，故取C=12mm。錐齒輪的邊緣上的腹板D0da-(1014)m

50、=205.79217.39，現(xiàn)取D0=210mm；圓錐齒輪腹板下緣D31.7 D4；(D4為軸徑)圓錐齒輪輪轂寬度l(11.2)D4；圓錐齒輪腹板孔中心圓D1 ( D0+D3)/2；圓錐齒輪腹板孔徑D2(0.250.35)( D0-D3)。5.3 圓柱齒輪傳動的設計計算1、選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)：由參考文獻1表10-8查得，通用減速器精度等級為68，取減速器精度等級為7。由參考文獻1表10-1選擇小齒輪材料為QT600-2，硬度為300HBS，大齒輪材料為QT600-2，硬度為300HBS。選小齒輪齒數(shù)z1 =17，大齒輪齒數(shù)z2 =齒z1 =1.317=22.1，取z2 =22。

51、則齒數(shù)比為。2、齒面接觸強度設計：試選載荷系數(shù)Kt=1.1取齒寬系數(shù)由參考文獻1表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)由參考文獻1圖10-21(a)按齒面硬度查的小齒輪接觸疲勞強度的極限，大齒輪的接觸疲勞強度極限由參考文獻1式10-13計算其應力循環(huán)的次數(shù)=6091.31(2810365)=3.199108=2.472108由參考文獻1圖10-19取接觸疲勞壽命的系數(shù)k HN1=0.96，k HN2=0.98取其失效的概率為1%，平安系數(shù)S=11=0.96700=672Mpa2=0.98700=686MPa試計算小齒輪分度圓直徑d1t根據(jù)： =51.96mm模數(shù)： m t=d1t/z1=51.96/

52、17=3.06mm齒高： h=2.25mt=2.253.06=6.87mm b/h=51.96/6.87=7.57計算其載荷系數(shù)根據(jù)，7級精度，由參考文獻1圖10-8查的動載荷系數(shù)k v=1.03，查參考文獻1表10-3，得齒間載荷分配系數(shù)由參考文獻1表10-2查得使用系數(shù) 由參考文獻1表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪為非對稱布置時 由b/h=7.57，查參考文獻1圖10-13得 故載荷系數(shù)按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 計算模數(shù) m =d1/z1=55.48/17=3.26mm3、齒根彎曲強度設計由參考文獻1圖10-20(a)查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限，大齒輪的彎曲疲勞強度極限

53、。由參考文獻1圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)k FN1=0.87，k FN2=0.89取彎曲疲勞平安系數(shù)S=1.41=0.87480/1.4=298.29Mpa2=0.89480/1.4=305.14Mpa由參考文獻1表10-5查得 Y Fa1=2.97，Y Sa1=1.52 Y Fa2=2.72，Y Sa2=1.57根據(jù) =2.61mm考慮到小圓錐齒輪的尺寸不宜太小，因此取m =2.75mm則小齒輪齒數(shù)為 z1=d1/m=55.48/2.7520大齒輪齒數(shù)為 z2=1.29420=25.88，取z2=264、幾何尺寸計算分度圓直徑 d1 = mz1 = 55 mm d2 = mz2 = 71

54、.5 mm齒寬 B=d1=155=55mm中心距 a=( d1+ d2)/2=63.25mm5、構造設計齒頂圓直徑da1160mm采用實心構造的齒輪。6 自動切管機軸的設計計算6.1 主動軸設計計算1、按扭矩強度條件計算由于小圓錐齒輪采用40Cr并調(diào)質(zhì)處理，故取軸材料為40Cr，采用調(diào)至處理，硬度為241HBS286HBS。根據(jù)由參考文獻1表15-3查的A0=126103，取A0=110，有一軸鍵軸徑增大5%7%綜合考慮并圓整，取d=18mm主動軸設計草圖如圖6.1所示圖6.1 主動軸設計圖根據(jù)布局軸顯示：從第一局部的最小直徑d1=20mm時，根據(jù)的輪轂L=1.52=3040毫米，使用L= B

55、=35毫米，取L1=32毫米;從有權采取第二直徑d2=25mm時，可根據(jù)軸承端蓋的裝配和拆卸，以及機柜厚度要求，軸承端蓋的左端和滑輪外表的距離為30mm，長度L2=第二左40毫米的從有權采取第三直徑D3 =30mm時，手動選擇30,206根據(jù)軸承的類型軸承，B =16毫米，取L3=14毫米從圓錐滾子定位軸肩的第四段，軸的直徑應不小于或等于安裝噠=36毫米，為便于拆卸，并小于它的最大直徑為46mm的直徑，所以他們選擇= d4上36毫米，L4=40毫米根據(jù)軸承從左邊對稱第五段直徑D5=30MM的原則，再考慮齒輪定位套筒長度L0=10mm時，L5=24毫米2，根據(jù)計算的彎曲和扭轉(zhuǎn)強度條件合成A軸計算

56、簡圖即力學模型，如圖6.2所示;圖6.2 主動軸力學模型解得：解得：解得：(2) 做出彎矩圖如圖6.3所示圖6.3主動軸彎矩圖 (3) 校核軸的強度由彎矩圖所示：左局部第五段是危險的，所以要檢查。軸脈動周期，所以他們選擇查參考文獻1表15-1太多，根據(jù) 得：其中 W=d3/32所以軸的尺寸是平安的。6.2 錐齒輪輸出軸設計計算1、按扭矩強度條件計算：由于碳鋼制造軸較廣泛，取材料為45鋼，采用調(diào)至處理，硬度為217HBS255HBS。根據(jù)由參考文獻1表15-3查的A0=126103，取A0=110，有一軸鍵軸徑增大5%7%綜合考慮并圓整，取d=28mm。主動軸設計草圖如圖6.4所示圖6.4 錐齒

57、輪輸出軸設計圖根據(jù)布局軸顯示： 從第一段的最小直徑d1 = 28毫米，根據(jù)圓柱齒輪的寬度B = 55毫米，L1 = 52毫米。 右起第二直徑d2 = 34毫米，根據(jù)軸承端蓋組裝和拆卸，以及箱體厚度要求，采取的軸承蓋的端部和左端面的距離為35mm的圓柱齒輪，右起第二個長度L2 =40毫米。 從有權采取D3 =第三直徑為40mm，手動選擇30,208根據(jù)軸承的類型軸承，B = 18毫米，L3 = 15MM 圓錐滾子定位軸肩的第四段，軸的直徑應不小于或等于安裝噠=47毫米，為便于拆卸，并小于它的最大直徑為60mm的直徑，并考慮到對稱情況，所以采取D4 =48毫米，采取L4 =92.5毫米。 徑的第五

58、段從右側(cè)直徑d5的= 45毫米，傘齒輪L =11.2= 4554毫米，以L5 = 48毫米 根據(jù)軸承對稱，第六段的原則，采取正確的直徑D6 = 40毫米，再考慮齒輪定位套管長度L = 25毫米，所以他們選擇L6 =39.5毫米。 2，根據(jù)條件的彎曲和扭轉(zhuǎn)強度合成計算為如下： A軸計算簡圖即力學模型，如圖6.5所示；圖6.5 錐齒輪輸出軸力學模型解得： 解得：解得： 做出彎矩圖如圖6.6所示圖6.6 錐齒輪輸出軸彎矩圖(2) 校核軸的強度由彎矩圖可知：左起第五段為危險截面，故對其進展校核。因軸受脈動循環(huán)，故取查參考文獻1表15-1得，根據(jù) 得，所以軸的尺寸是平安的6.3惰輪軸設計計算1、按軸增加

59、5至7根據(jù)條件計算扭矩強度由于碳鋼軸更寬，材料為45鋼，使用調(diào)整后的處理，硬度為217HBS255HBS。根據(jù)。由參考文獻1表15-3查的A0=126103，取A0=110，有一軸鍵軸增加5至7考慮和圓形，取D=40毫米。傳動軸的設計草圖，如圖6.5所示圖6.5 惰輪軸設計圖2、軸的布局從左至右第一款的最小直徑d1=40毫米，寬度根據(jù)惰B =55毫米，考慮到套和軸承安裝，L1=115毫米。左起第二直徑D2 =50毫米，根據(jù)軸承間距為120mm，第二從右邊的長度L2=105。從左至右采取第三直徑D3 =40毫米，根據(jù)軸承的類型軸承6008手動選擇，B =15毫米，取L3=13毫米。惰僅由轉(zhuǎn)矩的效

60、果，沒有彎矩M=0從左側(cè)的第一款，險段進展檢查。軸脈動周期，所以他們選擇查參考文獻1表15-1，根據(jù) 得，所以軸的尺寸是平安的。6.4棍筒軸設計計算1、按扭矩強度條件計算由于碳鋼制造軸較廣泛，取材料為45鋼，采用調(diào)至處理，硬度為217HBS255HBS。根據(jù)由參考文獻1表15-3查的A0=126103，取A0=110，有一軸鍵軸徑增大5%7%綜合考慮并圓整，取d=30mm主動軸設計草圖如圖6.6所示圖6.6 棍筒軸設計圖2、根布局顯示了軸從第一款的直徑取D1=30MM的，根據(jù)一個大型圓柱齒輪的寬度B =42毫米，考慮到安裝套管，取L =40毫米的。從左至右第一款最小直徑d2= 35毫米，手動選