大学本科毕业论文机械工程设计与自动化专业旋管式切管机论文.docx

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1、方程段11节1目录引言1I旋管式切管机传动方案的选择31.1 传动方案31.2 传动方案的选择42旋管式切管机传动安装设计与计算52.1 传动安装的总体设计与计算52.1.1 电动机的选择52.1.2 电动机功率的选择52.1.3 电动机转速的选择62.1.4 电动机型号确定62.1.5 传动方案的拟定62.1.6 各轴的转速、功率和转矩62.2 进行传动机构设计与计算82.2.1 带轮的设计与计算82.2.2 涡轮蜗杆的传动与计算102.2.3 齿轮的设计与计算133滚筒系统和进给系统的设计213.1 滚筒系统的设计213.2 进给系统的设计223.3 总体设计22结论23致谢23参考文献:

2、24旋管式切管机的设计083010101陈红浙江胜达机械厂消费设备开发部工程师章魏绍兴职业技术学院机电工程系指点教师：蔡晓蹑摘要：金属切管机是一种次要用于车辆，工业或建材消费中的下料工作的机器。工作对象次要为各种型号各种材料的管材。此次的设计次要是针对车辆用金属管材进行加工的切管机，完成的工作次要是切管机中滚子，机体和减速箱部分的设计。包括传动安装的设计和计算，其中有电动机的选择，传动方案的拟订，各轴的转速，功率和转矩的计算。此次设计所完成的产品次要用于车用通风，通水管。本产品在消费中运用可以进步产质量量和经济效益，降低劳动强度。关键词：切管机结构设计方案设计计算引言钢管次要用来保送流体和用作

3、锅炉等的热交换器管。钢管是一种多功能的经济断面钢材。它在国民经济各部门运用愈来愈广泛，需求量也越来越大。管材的需求量之所以急剧增长，是由于管子能用各种材料来制造。而且质量和精度也高。钢管作为保送管广泛地用于保送油、气、水等各种流体，如石油及自然气的钻探开采与保送、锅炉的油水与蒸汽管道、普通的水煤气管道。化工部门普通用管道化方式消费与运输各种化工产品。所以钢管被人们称为工业的“血管”。钢管作为结构管大量地用于机械制造业和建筑工业，如用于制造房架、塔吊、钢管柱、各种车辆的构架等。在断面面积相反的条见下，钢管比圆钢、方钢等的抗弯才能大，刚性好，其单位体积的分量轻。因此，钢管是一种抗弯才能较强的结构材

4、料。钢管还作为中空的零件毛坯用于制造滚动轴承、液压支柱、液压缸简体、空心轴、花键套、螺母以及手表壳等，这既节约金属又节省加工工时。钢管又是军队工业中的重要材料，如用于制造枪管、炮筒及其他武器。随着航空、火箭、导弹、原子能与宇宙空间技术等的发展，精密、薄壁、高强度钢管的需求量正迅速增长。随着钢管的需求量的日益增大，钢管的消费也显得尤其的重要，因此切管机的设计消费就成了当前所急需处理的课题。下面是普通产品的设计流程，我将按下面的流程进程切管机的设计：此次设计的切管机，次要用于常用的通风、通水管。因此，下料所要求的精度不高。本切管机次要切削大量的薄壁的金属管。假如用手工切断，劳动强度大，消费效率低，

5、产质量量差。因此，需求一台,通用性好，耐用以及抗磨损的切管机。切管机的次要参数为,滚子的转速为70rmin,电动机的额定功率为1.5千瓦,满载转速1410rmin,每天工作八小时，工作载荷变动小。切管机的工作原理如下：动力由电动机经过三角带输入，涡轮减速箱，开始齿轮传动传到一对碳子。从而带动工件的旋转。完成切削时的主运动。与此同时，操作手轮,经过螺旋传动，将圆环刀片向下运动，并在不断添加刀片对管子的压力过程中，完成管子的切割工作。为了顺利完成下面的运动，要对传动系统中的电动机做出选择，拟定传动方案，并且对于各轴的转速、功率和转矩以及各次要传动件的参数（包括带传动的设计、齿轮模数的确定以及蜗杆蜗

6、轮模数的确定和齿数的确定）进行设计与计算，对于各轴的最小直径，各次要传动件的尺寸，包括（V带轮，齿轮，蜗杆蜗轮），也要给出相应的计算。由于产品较大，大致可以分为五个部分：刀头架，滚子，机柜，电器和减速箱。而各部分时分开设计的，因此要留意考虑各部分的拆卸关系。其中减速箱部分需求着重进行设计，由于这里结构众多且结构复杂，而整个箱体又时在全体焊接后需求进行拆卸密封的部件，所以需求详细标注。切管机的运用，次要是为了降低劳动强度，节省人力，进步产质量量。当然，保证经济性也是这次设计的重要考虑项目之一。由于切管机在实践消费中早已广泛运用，在运用与制造方面，已有一定的经验，本次设计中有关切管机的一些参数，都

7、采用已有的规定。因程度有限，论文中不免有忽略与错误的地方，敬请批阅老师指正。1旋管式切管机传动方案的选择1.1 传动方案本次设计共有三个方案供参考，方案如下：图1-1方案一图1-2方案二图1-3方案三1.2 传动方案的选择表I-I方案特性比较特性类型V带传动齿轮传动蜗杆传动次要特点中心距变化范围大，结构简单.，传动颠簸，能缓冲，可起过载安全保险的作用外观尺寸小,传动比精确,效率高,寿命长,设用的效率和速度范围大外廓尺寸小，传动比大且精确，工作颠簸，可制成自锁的传动次要缺陷外廓尺寸大，轴上受力较大，传动比不能严厉保证，寿命低要求制造精度高,不能缓冲，高速传动精度不够时有乐音效率低。中，高速传动安

8、装需价格较高的青铜材料，要求制造精度高，加工较费事效率V带0.96开式加工齿轮0.92-0.96；闭式0.95-0.99开式0.70-0.75闭式0.7-0.94自锁04(h0.45功率（KM）小于等于100常在30以下常在50以下速度V,m/s小于30小于等于18/36/100小于50单级传动比2-42-4小于等于5-810-40外廓尺寸较大小小运用寿命较短长中表1-2机构类型比较机构类型次要功能特点立体连杆机构结构简单，制造方便，行程距离较大，连接处为面接触，能承受较大载荷；设计时往往只能近似满足所需的运动规律凸轮机构可满足工作需求的恣意运动规律，适用于各种自动机械；但普通行程较短，凸轮制

9、造复杂，凸轮和从动杆接触面易磨损，高速运转时冲击较大螺旋机构运动精度较高，工作颠簸，故多用于机床的进给机构及机械的调整安装。可传递较大的轴向力，且易完成反行自锁，故常用于起重升降，但机械效率低，螺纹易磨损。若采用滚珠螺旋，状况大为改善齿轮齿条机构结构简单，制造方便，适用于行程较大的地方：但运动精度及颠簸不如螺旋机构方案C的基本参数给出，传动比为20,综合各方面要素选择方案c。2旋管式切管机传动安装设计与计算2.1 传动安装的总体设计与计算传动安装用来将原动机输入的运动和动力，以一定的转速、转矩或推力传递给执行机构。切管机工艺方案如下：图2工艺方案2.1.1 电动机的选择普通机械安装设计中，原动

10、机多选用电动机.电动机输入连续转动，工作时经传动安装调整和转矩,可湎足工作机的各种运动和动力要求。2.1.2 电动机功率的选择电动机工作环境为连续工作，变化很少，并且载荷波动的场合。普通PmPr1O%此处：Pm曾经给出所以：Pm=I.5kw2.1.3 电动机转速的选择此处电动机的转速曾经给出n=1410rmin2.1.4 电动机型号确定经查表，得同一功率的三相异步电动机有以下三种型号、转速的选择：Y90S-22840rminY901-41400rminY1001-6940rmin根据要求，最终选定三相异步电动机的型号是：Y901-4参考文献2152.1.5 传动方案的拟定总的传动比i的确定：综

11、合考虑各方面要求，确定传动方案如下：初定传动比：2.1.6 各轴的转速、功率和转矩已知电动机的数据如下：查表可知各级传动效率如下：(1)计算各轴转速如下:（2）各轴功率计算如下:（3）各轴传递的转矩计算如下:注：轴3为设计上特别添加的惰轮（过渡齿轮），所以，轴3不承受转矩，只承受弯矩。表2-1轴号电动机轴IIIIIIIV传动比2501.51/7.5效率0.960.720.920.99转速r/min1400700149.370功率kw1.51.441.030.940.85转矩kg.cm104.5200.646852.9593.22.2 进行传动机构设计与计算参考文献2192.2.1 带轮的设计与

12、计算工况系数查表得计算功率查表得选择带的型号查表得小带轮直径大带轮宜径大带轮转速(2)计算带长求求初取中心距带长由V带基准长度图表，可得(3)求中心距与包角中心距小带轮包角(4)求带的根数带速传动比带的根数由查表得由查表得由查表得由查表得所以(5)求轴上载荷张紧力轴上载荷(6)V带轮的尺寸计算1)小带轮小带轮直径查表得mm轮宽外径孔径此处的孔径根据电机的输入轴为准由查表2)大带轮大带轮直径查表得mm外径3)结构选择选择辐板式结构轮缘直径轮毂直径m辐板孔圆周定位尺寸2.2.2涡轮蜗杆的传动与计算参考文献1291115查表选取：蜗杆采用45钢、表面硬度45HRC。蜗轮的材料选用ZCUSn1OP1、

13、砂型铸造(1)初选【】的值当量摩擦系数设；由查表取最大值(2)中心距的计算蜗轮转矩运用系数查表得转速系数弹性系数根据蜗轮副材料查表得寿命系数接触系数由查表得接触疲劳极限由查表得接触疲劳最小安全系数自定中心距（3）传动基本尺寸蜗杆头数由查图表得、蜗轮齿数模数蜗杆分度圆直径取蜗轮分度圆直径蜗杆导程角蜗轮宽度蜗杆圆周速度绝对滑动速度当量摩擦系数经查表得（4）齿面接触疲劳强度计算许用接触应力最大接触应力应为105MPa173MPa所以合格（5）齿轮弯曲疲劳强度验算齿根弯曲疲劳强度极限由查表得弯曲疲劳最小安全系数自取许用弯曲疲劳应力齿轮最大弯曲应力应为所以合格（6）蜗杆轴挠度验算轴的惯性距允许蜗杆挠度蜗

14、杆轴挠度合格2.2.3齿轮的设计与计算参考文献12111517第一对齿轮（齿轮2为情轮）齿轮材料选择小齿轮材料：40Gr、采用调制处理，硬度241HB-286HB大齿轮材料：45钢、采用调制处理，硬度229HB-286HB（1）齿面接触疲劳强度计算1）初步计算转矩齿宽系数由查表得接触疲劳极限由查图得初步计算得许用接触应力值由查表得初步计算小齿轮直径取初步齿宽b取2）校核计算圆周速度精度等级由查表得齿数Z与模数In初取齿数取则取均匀260HB取均匀240HB选取八级精度运用系数由查表得动载系数由查表得齿间载荷分配系数先求由此得齿向载荷分布系数由查表得载荷系数弹性系由查表得节点区域系数由查表得接触最小安全系数由查表得总工作工夫接触寿命系数由查表得许用接触应力MPa验算由于小于690IPa合格计算结果表明，接触疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无需调整。（2）确定传动次要尺寸