旋管式切管機(jī)

旋管式切管機(jī),旋管式切管機(jī) 目錄 引言 1 1旋管式切管機(jī)傳動(dòng)方案的選擇 3 1.1傳動(dòng)方案 3 1.2傳動(dòng)方案的選擇 4 2旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算 5 2.1傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 5 2.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇 5 2.1.2電動(dòng)機(jī)功率的選擇 5 2.1.3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 6 2.1.4電動(dòng)機(jī)型號(hào)確定 6 2.1.5傳動(dòng)方案的擬定 6 2.1.6各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩 6 2.2進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 8 2.2.1帶輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 8 2.2.2渦輪蝸桿的傳動(dòng)與計(jì)算 10 2.2.3齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 13 3滾筒系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 3.1滾筒系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 3.2進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22 3.3總體設(shè)計(jì) 22 結(jié)論 23 致謝 23 參考文獻(xiàn): 24 旋管式切管機(jī)的設(shè)計(jì) 083010101 陳紅 浙江勝達(dá)機(jī)械廠生產(chǎn)設(shè)備開發(fā)部 工程師 章魏 紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系 指導(dǎo)教師：蔡曉霞 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。 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 引言 鋼管主要用來(lái)輸送流體和用作鍋爐等的熱交換器管。 鋼管是一種多功能的經(jīng)濟(jì)斷面鋼材。它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛，需求量也越來(lái)越大。管材的需要量之所以急劇增長(zhǎng)，是因?yàn)楣茏幽苡酶鞣N材料來(lái)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(jiàn)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(jiǎn)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(zhǎng)。 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(guò)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(guò)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(guò)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。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。 1旋管式切管機(jī)傳動(dòng)方案的選擇 1.1傳動(dòng)方案 本次設(shè)計(jì)共有三個(gè)方案供參考，方案如下： 圖1-1 方案一 圖1-2 方案二 圖1-3 方案三 1.2傳動(dòng)方案的選擇 表1-1 方案特性比較 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(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，能緩沖，可起過(guò)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(zhǎng)，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0.96 開式加工齒輪0.92-0.96；閉式0.95-0.99 開式0.70-0.75 閉式0.7-0.94 自鎖0.40-0.45 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 單級(jí)傳動(dòng)比 2-4 2-4小于等于5-8 10-40 外廓尺寸 較大 小 小 使用壽命 較短 長(zhǎng) 中 表1-2 機(jī)構(gòu)類型比較 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(jiǎn)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(jiǎn)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。 2旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算 2.1傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 傳動(dòng)裝置用來(lái)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： 圖2-1 工藝方案 2.1.1電動(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。 2.1.2電動(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(chǎng)合。一般Pm＞Pr10% 此處：Pm已經(jīng)給出 所以：Pm＝1.5kw 2.1.3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/min 2.1.4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： Y90S-2 2840r/min Y90L-4 1400r/min Y100L-6 940r/min 根據(jù)要求，最終選定三相異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)是： Y90L-4 參考文獻(xiàn)[2][15] 2.1.5傳動(dòng)方案的擬定 總的傳動(dòng)比ｉ的確定： 綜合考慮各方面要求，確定傳動(dòng)方案如下： 初定傳動(dòng)比： 2.1.6各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩 已知電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)如下： 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： （2）各軸功率計(jì)算如下： （3）各軸傳遞的轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下： 注：軸3為設(shè)計(jì)上特別增加的惰輪（過(guò)渡齒輪），所以，軸3不承受轉(zhuǎn)矩，只承受彎矩。 表2-1 軸號(hào) 電動(dòng)機(jī)軸 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 傳動(dòng)比 2 50 1.5 1/7.5 效率 0.96 0.72 0.92 0.99 轉(zhuǎn)速r/min 1400 700 14 9.3 70 功率kw 1.5 1.44 1.03 0.94 0.85 轉(zhuǎn)矩kg.cm 104.5 200.64 6852.9 593.2 2.2進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 參考文獻(xiàn)[2][1][9] 2.2.1帶輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 工況系數(shù) 查表得 計(jì)算功率 選擇帶的型號(hào) 查表得 A型 小帶輪直徑 查表得 取 大帶輪直徑 大帶輪轉(zhuǎn)速 （2）計(jì)算帶長(zhǎng) 求 求 初取中心距 帶長(zhǎng) 由V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度圖表，可得 （3）求中心距與包角 中心距 小帶輪包角 > (4)求帶的根數(shù) 帶速 傳動(dòng)比 帶的根數(shù) 由查表得 由查表得 由查表得 由查表得 所以 （5）求軸上載荷 張緊力 軸上載荷 (6)V帶輪的尺寸計(jì)算 1）小帶輪 小帶輪直徑 查表 得 mm 輪寬 外徑 孔徑 此處的孔徑依據(jù)電機(jī)的輸出軸為準(zhǔn) 由查表 2）大帶輪 大帶輪直徑 查表得 mm 外徑 3）結(jié)構(gòu)選擇 選擇輻板式結(jié)構(gòu) 輪緣直徑 輪轂直徑 mm 輻板孔圓周定位尺寸 2.2.2渦輪蝸桿的傳動(dòng)與計(jì)算 參考文獻(xiàn)[1][2][9][11][15] 查表選取：蝸桿采用45鋼、表面硬度>45HRC。 蝸輪的材料選用ZCuSn10P1、砂型鑄造 (1) 初選【】的值 當(dāng)量摩擦系數(shù) 設(shè) ； 由查表取最大值 【】 、 、 、 （2）中心距的計(jì)算 蝸輪轉(zhuǎn)矩 使用系數(shù) 查表 得 轉(zhuǎn)速系數(shù) 彈性系數(shù) 根據(jù)蝸輪副材料查表 得 壽命系數(shù) 接觸系數(shù) 由查表得 接觸疲勞極限 由查表得 接觸疲勞最小安全系數(shù)自定 中心距 （3）傳動(dòng)基本尺寸 蝸桿頭數(shù) 由查圖表得 、 蝸輪齒數(shù) 模數(shù) 蝸桿分度圓直徑 取 蝸輪分度圓直徑 蝸桿導(dǎo)程角 蝸輪寬度 蝸桿圓周速度 相對(duì)滑動(dòng)速度 當(dāng)量摩擦系數(shù) 經(jīng)查表 得 （4）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 許用接觸應(yīng)力 最大接觸應(yīng)力 應(yīng)為105MPa<173MPa 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 彎曲疲勞最小安全系數(shù)自取 許用彎曲疲勞應(yīng)力 齒輪最大彎曲應(yīng)力 應(yīng)為< 所以 合格 （6）蝸桿軸撓度驗(yàn)算 軸的慣性距 允許蝸桿撓度 蝸桿軸撓度 合格 2.2.3齒輪的設(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：40Gr 、采用調(diào)制處理，硬度241HB-286HB 、取平均260HB 大齒輪材料：45鋼、 采用調(diào)制處理，硬度 229HB-286HB 、 取平均240HB （1） 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1） 初步計(jì)算 轉(zhuǎn)矩 齒寬系數(shù)由查表得 接觸疲勞極限由查圖 得 初步計(jì)算得許用接觸應(yīng)力 值 由查表得 初步計(jì)算小齒輪直徑 取 初步齒寬b 取 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 初取齒數(shù) 取 則 使用系數(shù) 由查表 得 動(dòng)載系數(shù) 由查表 得 齒間載荷分配系數(shù) 先求 由此 得 齒向載荷分布系數(shù) 由查表得 載荷系數(shù) 彈性系由查表得 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由查表得 接觸最小安全系數(shù) 由查表得 總工作時(shí)間 接觸壽命系數(shù) 由查表得 許用接觸應(yīng)力 MPa 驗(yàn)算 因?yàn)樾∮?90MPa 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(wú)需調(diào)整。 （2）確定傳動(dòng)主要尺寸 實(shí)際分度圓直徑 mm 中心距 齒寬 （3）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 重合度系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù) 經(jīng)查表 齒間載荷分布系數(shù) 載荷系數(shù) 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 彎曲最小安全系數(shù)由圖表得 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由查表得 彎曲壽命系數(shù) 由查表得 許用彎曲應(yīng)力 彎曲壽命 由查表得 驗(yàn)算 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229HB-286HB。 平均取 240HB（主動(dòng)）。 齒輪3 為小齒輪，材料選擇40Gr，調(diào)制處理，硬度值為241HB~286HB,平均取 260HB. (1)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1)初步計(jì)算 轉(zhuǎn)矩 齒寬系數(shù) 由查表得 接觸疲勞極限由查圖得 初步齒寬b 取 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 已知 使用系數(shù) 由查表得 動(dòng)載系數(shù) 由查表得 齒間載荷分配系數(shù) 先求 由此得 齒向載荷分布系數(shù) 由查表得 載荷系數(shù) 彈性系數(shù) 由查得 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由查表得 接觸最小安全系數(shù) 由查表得 總工作時(shí)間 接觸壽命系數(shù) 由查表得 許用接觸應(yīng)力 驗(yàn)算 因?yàn)樾∮?84MPa 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(wú)需調(diào)整。 3）確定傳動(dòng)主要尺寸 實(shí)際分度圓直徑 mm 中心距 齒寬 （2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 重合度系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù) 經(jīng)查表 載荷系數(shù) 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 彎曲最小安全系數(shù) 由圖表得 彎曲壽命系數(shù) 由查表得 許用彎曲應(yīng)力 彎曲壽命 由查表得 驗(yàn)算 根據(jù)以上計(jì)算，初步確定減速機(jī)為以下結(jié)構(gòu)： 圖2-2減速器效果圖 3滾筒系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1滾筒系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn)[1][9][11][15][5][14] 滾筒主要通過(guò)惰輪帶動(dòng)兩個(gè)連接在滾筒上的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)滾筒上的工件旋轉(zhuǎn)，滾筒的粗糙度設(shè)定為Ra25,采用T7碳素工具鋼，滾筒上設(shè)計(jì)有螺旋槽，主要是工作時(shí)可及時(shí)有效的排出加工廢料，保證工件與滾筒接觸良好。 圖3-1滾筒效果圖 3.2進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn)[1][9][11][14][15][4][6][8] 本設(shè)計(jì)主要采用了螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使刀片均勻進(jìn)給，其優(yōu)點(diǎn)是1摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高，具有傳動(dòng)可逆性2運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，工作壽命長(zhǎng)，不易發(fā)生故障。 采用滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)，螺紋為梯形螺紋，螺桿和螺母的材料為鋼對(duì)青銅，螺紋牙強(qiáng)度為鋼0.6Mpa,青銅30-40Mpa 。 滑動(dòng)螺旋副采用梯形螺紋，牙形角α=30°，螺紋副的大徑和小徑處有相等的徑向間隙。 刀具是由高速工具鋼為材料的圓盤刀片，配備一臺(tái)Y801-2三相異步電動(dòng)機(jī)。 3.3總體設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn)[1][2][9][10][11][12][14][15][16][17] 通過(guò)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)行總體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 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(guò)程中，充分回顧了在大學(xué)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(guò)程中，也遇到了許多的困難與問(wèn)題。通過(guò)查找資料，將這些問(wèn)題解決的這種獨(dú)立的解決問(wèn)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(chéng)的謝意。 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(jiǎn)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(cè) 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(lè)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 24 紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)開題報(bào)告 學(xué)號(hào) 083010101 姓名 陳紅 專業(yè)方向 機(jī)電一體化技術(shù) 課題名稱 旋管式切管機(jī)的設(shè)計(jì) 課題來(lái)源 科研 工程設(shè)計(jì) 生產(chǎn)工藝 其它 √ 完成課題起止時(shí)間 2011年9月-2012年4月 （全部5部分一共不少于1000字） 一.畢業(yè)論文選題依據(jù) 鋼管是一種多功能的經(jīng)濟(jì)斷面鋼材，它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛，需求量也越來(lái)越大，鋼管的加工也顯得尤其的重要，因此設(shè)計(jì)一臺(tái)通用性好、效率高、耐用以及抗磨損的切管機(jī)就成了當(dāng)前所急需解決的課題。 二.畢業(yè)論文選題目的和意義 選擇題目：旋管式切管機(jī)的設(shè)計(jì) 采用手工切斷鋼管的方法，不但工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低，而且產(chǎn)品質(zhì)量差，因此設(shè)計(jì)一臺(tái)通用性好、效率高、耐用以及抗磨損的切管機(jī)可以達(dá)到降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高效率、節(jié)省人力和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。 三.選題的發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望 目前我國(guó)機(jī)械工業(yè)鋼管使用量已達(dá)到數(shù)千噸以上，鋼管的切割量非常大，但就目前鋼管旋切技術(shù)過(guò)于陳舊落后，加工精度低，噪聲環(huán)境污染嚴(yán)重，和國(guó)外旋切技術(shù)相比還有很大差距，因此我國(guó)的旋管式切管機(jī)還有很大發(fā)展空間。對(duì)現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外鋼管旋切機(jī)的原理、特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，不斷改進(jìn)，縮小與國(guó)外先進(jìn)旋切技術(shù)的差距。 四.本課題要完成的主要內(nèi)容（300字左右） 此次的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)金屬管材進(jìn)行切斷的切管機(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)。 具體需要完成內(nèi)容是：對(duì)現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外鋼管旋切機(jī)的原理、特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，擬定多個(gè)傳動(dòng)方案，經(jīng)過(guò)分析論證，選出最合理的方案，然后對(duì)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，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。 五.畢業(yè)論文提綱 1旋管式切管機(jī)傳動(dòng)方案的選擇 2旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算 2.1傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 2.2進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3滾筒系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1滾筒系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.2進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.3總體設(shè)計(jì) 2 目錄 引言 1 1旋管式切管機(jī)傳動(dòng)方案的選擇 3 1.1傳動(dòng)方案 3 1.2傳動(dòng)方案的選擇 4 2旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算 5 2.1傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 5 2.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇 5 2.1.2電動(dòng)機(jī)功率的選擇 5 2.1.3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 6 2.1.4電動(dòng)機(jī)型號(hào)確定 6 2.1.5傳動(dòng)方案的擬定 6 2.1.6各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩 6 2.2進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 8 2.2.1帶輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 8 2.2.2渦輪蝸桿的傳動(dòng)與計(jì)算 10 2.2.3齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 13 3滾筒系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 3.1滾筒系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 3.2進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22 3.3總體設(shè)計(jì) 22 結(jié)論 23 致謝 23 參考文獻(xiàn): 24 旋管式切管機(jī)的設(shè)計(jì) 083010101 陳紅 浙江勝達(dá)機(jī)械廠生產(chǎn)設(shè)備開發(fā)部 工程師 章魏 紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系 指導(dǎo)教師：蔡曉霞 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。 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 引言 鋼管主要用來(lái)輸送流體和用作鍋爐等的熱交換器管。 鋼管是一種多功能的經(jīng)濟(jì)斷面鋼材。它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛，需求量也越來(lái)越大。管材的需要量之所以急劇增長(zhǎng)，是因?yàn)楣茏幽苡酶鞣N材料來(lái)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(jiàn)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(jiǎn)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(zhǎng)。 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(guò)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(guò)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(guò)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。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。 1旋管式切管機(jī)傳動(dòng)方案的選擇 1.1傳動(dòng)方案 本次設(shè)計(jì)共有三個(gè)方案供參考，方案如下： 圖1-1 方案一 圖1-2 方案二 圖1-3 方案三 1.2傳動(dòng)方案的選擇 表1-1 方案特性比較 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(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，能緩沖，可起過(guò)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(zhǎng)，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0.96 開式加工齒輪0.92-0.96；閉式0.95-0.99 開式0.70-0.75 閉式0.7-0.94 自鎖0.40-0.45 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 單級(jí)傳動(dòng)比 2-4 2-4小于等于5-8 10-40 外廓尺寸 較大 小 小 使用壽命 較短 長(zhǎng) 中 表1-2 機(jī)構(gòu)類型比較 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(jiǎn)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(jiǎn)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。 2旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算 2.1傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 傳動(dòng)裝置用來(lái)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： 圖2-1 工藝方案 2.1.1電動(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。 2.1.2電動(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(chǎng)合。一般Pm＞Pr10% 此處：Pm已經(jīng)給出 所以：Pm＝1.5kw 2.1.3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/min 2.1.4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： Y90S-2 2840r/min Y90L-4 1400r/min Y100L-6 940r/min 根據(jù)要求，最終選定三相異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)是： Y90L-4 參考文獻(xiàn)[2][15] 2.1.5傳動(dòng)方案的擬定 總的傳動(dòng)比ｉ的確定： 綜合考慮各方面要求，確定傳動(dòng)方案如下： 初定傳動(dòng)比： 2.1.6各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩 已知電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)如下： 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： （2）各軸功率計(jì)算如下： （3）各軸傳遞的轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下： 注：軸3為設(shè)計(jì)上特別增加的惰輪（過(guò)渡齒輪），所以，軸3不承受轉(zhuǎn)矩，只承受彎矩。 表2-1 軸號(hào) 電動(dòng)機(jī)軸 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 傳動(dòng)比 2 50 1.5 1/7.5 效率 0.96 0.72 0.92 0.99 轉(zhuǎn)速r/min 1400 700 14 9.3 70 功率kw 1.5 1.44 1.03 0.94 0.85 轉(zhuǎn)矩kg.cm 104.5 200.64 6852.9 593.2 2.2進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 參考文獻(xiàn)[2][1][9] 2.2.1帶輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 工況系數(shù) 查表得 計(jì)算功率 選擇帶的型號(hào) 查表得 A型 小帶輪直徑 查表得 取 大帶輪直徑 大帶輪轉(zhuǎn)速 （2）計(jì)算帶長(zhǎng) 求 求 初取中心距 帶長(zhǎng) 由V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度圖表，可得 （3）求中心距與包角 中心距 小帶輪包角 > (4)求帶的根數(shù) 帶速 傳動(dòng)比 帶的根數(shù) 由查表得 由查表得 由查表得 由查表得 所以 （5）求軸上載荷 張緊力 軸上載荷 (6)V帶輪的尺寸計(jì)算 1）小帶輪 小帶輪直徑 查表 得 mm 輪寬 外徑 孔徑 此處的孔徑依據(jù)電機(jī)的輸出軸為準(zhǔn) 由查表 2）大帶輪 大帶輪直徑 查表得 mm 外徑 3）結(jié)構(gòu)選擇 選擇輻板式結(jié)構(gòu) 輪緣直徑 輪轂直徑 mm 輻板孔圓周定位尺寸 2.2.2渦輪蝸桿的傳動(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>45HRC。 蝸輪的材料選用ZCuSn10P1、砂型鑄造 (1) 初選【】的值 當(dāng)量摩擦系數(shù) 設(shè) ； 由查表取最大值 【】 、 、 、 （2）中心距的計(jì)算 蝸輪轉(zhuǎn)矩 使用系數(shù) 查表 得 轉(zhuǎn)速系數(shù) 彈性系數(shù) 根據(jù)蝸輪副材料查表 得 壽命系數(shù) 接觸系數(shù) 由查表得 接觸疲勞極限 由查表得 接觸疲勞最小安全系數(shù)自定 中心距 （3）傳動(dòng)基本尺寸 蝸桿頭數(shù) 由查圖表得 、 蝸輪齒數(shù) 模數(shù) 蝸桿分度圓直徑 取 蝸輪分度圓直徑 蝸桿導(dǎo)程角 蝸輪寬度 蝸桿圓周速度 相對(duì)滑動(dòng)速度 當(dāng)量摩擦系數(shù) 經(jīng)查表 得 （4）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 許用接觸應(yīng)力 最大接觸應(yīng)力 應(yīng)為105MPa<173MPa 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 彎曲疲勞最小安全系數(shù)自取 許用彎曲疲勞應(yīng)力 齒輪最大彎曲應(yīng)力 應(yīng)為< 所以 合格 （6）蝸桿軸撓度驗(yàn)算 軸的慣性距 允許蝸桿撓度 蝸桿軸撓度 合格 2.2.3齒輪的設(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：40Gr 、采用調(diào)制處理，硬度241HB-286HB 、取平均260HB 大齒輪材料：45鋼、 采用調(diào)制處理，硬度 229HB-286HB 、 取平均240HB （1） 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1） 初步計(jì)算 轉(zhuǎn)矩 齒寬系數(shù)由查表得 接觸疲勞極限由查圖 得 初步計(jì)算得許用接觸應(yīng)力 值 由查表得 初步計(jì)算小齒輪直徑 取 初步齒寬b 取 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 初取齒數(shù) 取 則 使用系數(shù) 由查表 得 動(dòng)載系數(shù) 由查表 得 齒間載荷分配系數(shù) 先求 由此 得 齒向載荷分布系數(shù) 由查表得 載荷系數(shù) 彈性系由查表得 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由查表得 接觸最小安全系數(shù) 由查表得 總工作時(shí)間 接觸壽命系數(shù) 由查表得 許用接觸應(yīng)力 MPa 驗(yàn)算 因?yàn)樾∮?90MPa 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(wú)需調(diào)整。 （2）確定傳動(dòng)主要尺寸 實(shí)際分度圓直徑 mm 中心距 齒寬 （3）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 重合度系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù) 經(jīng)查表 齒間載荷分布系數(shù) 載荷系數(shù) 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 彎曲最小安全系數(shù)由圖表得 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由查表得 彎曲壽命系數(shù) 由查表得 許用彎曲應(yīng)力 彎曲壽命 由查表得 驗(yàn)算 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229HB-286HB。 平均取 240HB（主動(dòng)）。 齒輪3 為小齒輪，材料選擇40Gr，調(diào)制處理，硬度值為241HB~286HB,平均取 260HB. (1)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1)初步計(jì)算 轉(zhuǎn)矩 齒寬系數(shù) 由查表得 接觸疲勞極限由查圖得 初步齒寬b 取 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 已知 使用系數(shù) 由查表得 動(dòng)載系數(shù) 由查表得 齒間載荷分配系數(shù) 先求 由此得 齒向載荷分布系數(shù) 由查表得 載荷系數(shù) 彈性系數(shù) 由查得 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由查表得 接觸最小安全系數(shù) 由查表得 總工作時(shí)間 接觸壽命系數(shù) 由查表得 許用接觸應(yīng)力 驗(yàn)算 因?yàn)樾∮?84MPa 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(wú)需調(diào)整。 3）確定傳動(dòng)主要尺寸 實(shí)際分度圓直徑 mm 中心距 齒寬 （2）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 重合度系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù) 經(jīng)查表 載荷系數(shù) 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 彎曲最小安全系數(shù) 由圖表得 彎曲壽命系數(shù) 由查表得 許用彎曲應(yīng)力 彎曲壽命 由查表得 驗(yàn)算 根據(jù)以上計(jì)算，初步確定減速機(jī)為以下結(jié)構(gòu)： 圖2-2減速器效果圖 3滾筒系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1滾筒系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn)[1][9][11][15][5][14] 滾筒主要通過(guò)惰輪帶動(dòng)兩個(gè)連接在滾筒上的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)滾筒上的工件旋轉(zhuǎn)，滾筒的粗糙度設(shè)定為Ra25,采用T7碳素工具鋼，滾筒上設(shè)計(jì)有螺旋槽，主要是工作時(shí)可及時(shí)有效的排出加工廢料，保證工件與滾筒接觸良好。 圖3-1滾筒效果圖 3.2進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn)[1][9][11][14][15][4][6][8] 本設(shè)計(jì)主要采用了螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使刀片均勻進(jìn)給，其優(yōu)點(diǎn)是1摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高，具有傳動(dòng)可逆性2運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，工作壽命長(zhǎng)，不易發(fā)生故障。 采用滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)，螺紋為梯形螺紋，螺桿和螺母的材料為鋼對(duì)青銅，螺紋牙強(qiáng)度為鋼0.6Mpa,青銅30-40Mpa 。 滑動(dòng)螺旋副采用梯形螺紋，牙形角α=30°，螺紋副的大徑和小徑處有相等的徑向間隙。 刀具是由高速工具鋼為材料的圓盤刀片，配備一臺(tái)Y801-2三相異步電動(dòng)機(jī)。 3.3總體設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn)[1][2][9][10][11][12][14][15][16][17] 通過(guò)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)行總體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 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(guò)程中，充分回顧了在大學(xué)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(guò)程中，也遇到了許多的困難與問(wèn)題。通過(guò)查找資料，將這些問(wèn)題解決的這種獨(dú)立的解決問(wèn)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(chéng)的謝意。 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(jiǎn)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(cè) 上海科學(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(lè)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 24