電動液壓切管機(jī)設(shè)計(jì)【含13張CAD圖紙+PDF圖】

電動液壓切管機(jī)設(shè)計(jì)【含13張CAD圖紙+PDF圖】,含13張CAD圖紙+PDF圖,電動,液壓,切管機(jī),設(shè)計(jì),13,CAD,圖紙,PDF 電動液壓切管機(jī)設(shè)計(jì)電動液壓切管機(jī)設(shè)計(jì)答答 辯辯 人：劉庚人：劉庚 指導(dǎo)老師：林金龍指導(dǎo)老師：林金龍 班班 級：機(jī)制級：機(jī)制10104 4班班1.1.課題背景及意義課題背景及意義 2.2.電動切管機(jī)電動切管機(jī) 的工作原理的工作原理3.3.減速箱減速箱 的設(shè)計(jì)過程的設(shè)計(jì)過程4.4.液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程答辯內(nèi)容答辯內(nèi)容1.課題背景及意義l本次設(shè)計(jì)的電動液壓切管機(jī)為減輕工人的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率有著積極的意義。l通過本次鞏固畢業(yè)設(shè)計(jì)，提高了我的繪圖能力，加強(qiáng)了我的獨(dú)立分析問題的能力，了我的專業(yè)知識。2.1 切管機(jī)總體結(jié)構(gòu)：主要包括蝸輪蝸桿2級減速箱，滾筒，液壓缸，液壓馬達(dá)等。2.2.切管機(jī)的工作原理切管機(jī)的工作原理2.2.切管機(jī)的工作原理切管機(jī)的工作原理動力由電動機(jī)帶輪蝸桿蝸輪直齒輪中間惰輪滾子軸上小齒輪。由于滾子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而帶動工件管子的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)切削時的主運(yùn)動。與此同時，通過液壓馬達(dá)控制液壓缸活塞桿的運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)圓盤刀片向下進(jìn)給運(yùn)動，并在不斷增加刀片對管子的壓力過程中，實(shí)現(xiàn)的切割工作。3 3減速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)減速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2級減速系統(tǒng)傳動示意圖3.3.減速箱裝配圖減速箱裝配圖3.3.液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)切管機(jī)的液壓系統(tǒng)由動力部分、執(zhí)行部分、控制部分和輔助部分組成。切管機(jī)總裝圖切管機(jī)總裝圖總結(jié)總結(jié)l經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，有所收獲，同時也發(fā)現(xiàn)了經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，有所收獲，同時也發(fā)現(xiàn)了自己諸多不足之處。收獲之處：熟悉了自己諸多不足之處。收獲之處：熟悉了CADCAD的的基本操作，掌握了軸類基本操作，掌握了軸類.缸體類零件的設(shè)計(jì)過缸體類零件的設(shè)計(jì)過程，鞏固了課本理論。不足之處：基本知識掌程，鞏固了課本理論。不足之處：基本知識掌握還不牢，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S能力，專業(yè)知識系握還不牢，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S能力，專業(yè)知識系統(tǒng)性不強(qiáng)。統(tǒng)性不強(qiáng)。l在今后的工作中，我會更加努力，彌補(bǔ)不足。在今后的工作中，我會更加努力，彌補(bǔ)不足。thank you！thank you！電動液壓切管機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì) JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）題目： 電動液壓切管機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 工學(xué)院 姓 名： 劉庚 學(xué) 號： 20103169 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 年 級： 2010級 指導(dǎo)教師：林金龍 職 稱：講師 二0一四 年 五 月 摘要本次設(shè)計(jì)的電動液壓切管機(jī)主要是針對各種用途金屬管材進(jìn)行加工。本次設(shè)計(jì)的任務(wù)主要是對切管機(jī)中減速箱及有關(guān)零件進(jìn)行的設(shè)計(jì)。其中包括傳動裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算?？傮w結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及對設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行校核。并且通過得到的數(shù)據(jù)，繪制總體裝配圖，減速機(jī)裝配圖，減速箱焊接圖，液壓系統(tǒng)傳動圖等。然后又針對各主要基本件，繪制了多張零件圖本次設(shè)計(jì)的電動液壓切管機(jī)為減輕工人的勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率有著積極的意義。關(guān)鍵字：切管機(jī)；液壓缸；金屬管子 AbstractRoller machine is a new practical rolling groove of machinery and equipment, in particular for the processing of the tubes connecting the end of the trench roller slot machines .In the past, the general use of welded pipe connections , threads, flanges and other methods , such methods are generally prone to contamination or pollution of welding slag , or the need for secondary zinc, but also restricted the installation site , resulting in slow installation , Higher costs defect , so now there is also grooved mechanical pipe fittings to connect to overcome the above drawbacks connection , but the attendant was processing problems connecting pipe end of the trench. If a lathe , then not only slow, difficult, and it takes too big . Currently , it seems that no particular effective way .The purpose of this design is to provide a mechanical connection to the grooved pipe joints to process using the pipe connection terminal groove , good effect of special equipment.Roll slot machine works is based on the principle of a hydraulic transmission , using two rolling wheels constantly squeezed in the middle of its wall to form a trench ; characterized by the use of large -tonnage hydraulic pressure , adaptable , easy to replace punch and die quickly high production efficiency ; widely used in construction sites pipeline installation , complete with a variety of tubes for pressure pipeline connecting the tank .Key words: Roller machine；Hydraulic pressure；Tube 目 錄摘要11. 確定工藝方案22. 傳動裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算42.1 電動機(jī)的選擇42.1.1 類型的選擇42.1.2 轉(zhuǎn)速的選擇42.1.3 功率的選擇42.2 擬訂傳動方案52.3 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩82.4 進(jìn)行傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算92.4.1 帶傳動設(shè)計(jì)102.4.3 蝸輪蝸桿模數(shù)的確定112.4.4 齒數(shù)的確定122.5 進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，畫出總體方案圖133. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)153.1 初算各軸的最小直徑153.2 計(jì)算各主要傳動件的結(jié)構(gòu)尺寸163.3 繪制部件的裝配草圖203.4 繪制設(shè)計(jì)裝配圖253.5 繪制零件工作圖28第4章 液壓部分設(shè)計(jì)304.1 滾槽機(jī)液壓系統(tǒng)的概述304.1.1 滾槽機(jī)液壓系統(tǒng)的組成304.1.2 滾槽機(jī)的液壓執(zhí)行元件314.2 滾槽機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)324.2.1 液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算334.2.2 液壓泵的選取344.2.3輔助元件的確定354.3 液壓系統(tǒng)漏油和噪聲控制364.3.1 液壓系統(tǒng)漏油控制374.3.2 液壓系統(tǒng)噪聲控制375. 結(jié)論386. 致謝397.參考文獻(xiàn)4040 1. 確定工藝方案此次的設(shè)計(jì)任務(wù)為設(shè)計(jì)一簡單高效的電動液壓切管機(jī)，為此，對如下幾種設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較：方案一：用砂輪切斷金屬管：需要砂輪旋轉(zhuǎn)的切削運(yùn)動和搖臂向下的進(jìn)給運(yùn)動。此機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高，但是砂輪磨損較快費(fèi)用很高。方案二：用切斷刀切斷金屬管：如在車床上切斷，但是一般車床主軸不過幾十毫米，通不過直徑較大的金屬管，并且占有一臺普通機(jī)床，不太經(jīng)濟(jì)?；蛘哂脤Ｓ玫那泄軝C(jī)，其工作原理是工件夾緊不動，裝在旋轉(zhuǎn)刀架上的兩把切斷刀，既有主切削的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，又有進(jìn)給運(yùn)動，工作效率高，但是機(jī)床結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。方案三：用鋸弓鋸斷金屬管：需要鋸弓往復(fù)的切削運(yùn)動和滑枕擺動的進(jìn)給與讓刀運(yùn)動。機(jī)器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，鋸切運(yùn)動也不是連續(xù)的。當(dāng)金屬直徑相差較大時，鋸片還要調(diào)換，生產(chǎn)效率低。方案四：用液壓缸控制刀具碾壓運(yùn)動的金屬管的方法來切斷金屬管：其需要金屬管旋轉(zhuǎn)的切削運(yùn)動和圓盤向下的進(jìn)給運(yùn)動。這種方法是連續(xù)切削的，生產(chǎn)效率高，機(jī)器的結(jié)構(gòu)也不太復(fù)雜。但是會使管子的切口內(nèi)徑縮小，一般用于管子要求不高的場合。本次設(shè)計(jì)的要求為滾子轉(zhuǎn)速n=70r/min,圓盤刀片直徑a=80mm,加工管件的直徑為3/84，電機(jī)額定功率i為P=1.5Kw滿載轉(zhuǎn)速為N=1410r/min,每天工作10小時，載荷變動小。根據(jù)畢設(shè)要求和結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際。在本次設(shè)計(jì)中選用方案四。工藝方案確定后，并根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，加上其它一些必要的尺寸，得出工藝方案的原理圖如圖1-1圖圖1-1工藝方案原理圖方案四管機(jī)的工作原理：動力由電動機(jī)帶輪蝸桿蝸輪直齒輪中間惰輪滾子軸上小齒輪。由于滾子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而帶動工件的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)切削時的主運(yùn)動。與此同時，通過液壓馬達(dá)控制液壓缸的運(yùn)動，將圓盤刀片向下進(jìn)給運(yùn)動，并在不斷增加刀片對管子的壓力過程中，實(shí)現(xiàn)管子的切割工作。 2 傳動裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1 電動機(jī)的選擇要選擇電動機(jī)，必須了解電動機(jī)，出廠的每臺電動機(jī)都有銘牌，上面標(biāo)有電動機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。因此，要合理地選擇電動機(jī)，就要比較電動機(jī)的這些特性。在進(jìn)行簡單機(jī)械設(shè)計(jì)時，應(yīng)選擇好電動機(jī)的類型，轉(zhuǎn)速和功率。2.1.1 類型的選擇工業(yè)上一般用三相交流電源，所以選用三相交流異步電動機(jī)。三相交流異步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價格便宜，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，所以應(yīng)用廣泛。在選擇電動機(jī)的類型時，主要考慮的是：靜載荷或慣性載荷的大小，工作機(jī)械長期連續(xù)工作還是重復(fù)短時工作，工作環(huán)境是否多灰塵或水土飛濺等方面。在本次設(shè)計(jì)中由于其載荷變動較小，有灰塵故選擇籠式三相交流異步電機(jī)。2.1.2 轉(zhuǎn)速的選擇 異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速主要有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min幾種。當(dāng)工作機(jī)械的轉(zhuǎn)速較高時，選用同步轉(zhuǎn)速為3000r/min的電機(jī)比較合適。如果工作機(jī)械的轉(zhuǎn)速太低（即傳動裝置的總傳動比太大）將導(dǎo)致傳動裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較高。在本次設(shè)計(jì)中可選的轉(zhuǎn)速有1500r/min和750r/min。在一般機(jī)械中這兩種轉(zhuǎn)速的電機(jī)適應(yīng)性大，應(yīng)用比較普遍。2.1.3 功率的選擇選擇電動機(jī)的容量就是合理確定電動機(jī)的額定功率，電動機(jī)功率的選擇與電動機(jī)本身發(fā)熱、載荷大小、工作時間長短有關(guān)，但一般情況下電動機(jī)容量主要由運(yùn)行發(fā)熱條件決定。故根據(jù)電動機(jī)的額定功率大于所需功率10%來選擇電動機(jī)。綜上所述，本次設(shè)計(jì)的切管機(jī)電機(jī)額定功率為P=1.5Kw滿載轉(zhuǎn)速為N=1410r/min,每天工作10小時，載荷變動小用于多塵場合。選用Y90L-4型電動機(jī)，其額定功率P電=1.5Kw，滿載轉(zhuǎn)速n電=1400r/min，同步轉(zhuǎn)速1500r/min(4極)，最大轉(zhuǎn)矩為2.3Nm。電動機(jī)確定后，計(jì)算出切管機(jī)的傳動比為：i總=20 （2-1）2.2 擬訂傳動方案傳動方案的擬定，通常是指傳動機(jī)構(gòu)的選擇及其布置。這是彼此相聯(lián)系的兩個方面。其運(yùn)動形式大致分為；（1）傳遞回轉(zhuǎn)運(yùn)動的有：帶傳動，鏈傳動，齒輪傳動，蝸輪傳動等；（2）實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動或擺動的有：螺旋傳動，齒輪齒條傳動，凸輪機(jī)構(gòu)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等；（3）實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動的有棘輪機(jī)構(gòu)和槽輪機(jī)構(gòu)等；（4）實(shí)現(xiàn)特定運(yùn)動規(guī)律的有凸輪機(jī)構(gòu)和平面連桿機(jī)構(gòu)等。 傳動機(jī)構(gòu)的選擇就是根據(jù)機(jī)器工作機(jī)構(gòu)所要求的運(yùn)動規(guī)律，載荷的性質(zhì)以及機(jī)器的工作循環(huán)進(jìn)行的。然后在全面分析和比較各種傳動機(jī)構(gòu)特性的基礎(chǔ)上確定一種較好的傳動方案。機(jī)器通常由原動機(jī)、傳動裝置和工作機(jī)等三部分組成。傳動裝置位于原動機(jī)和工作機(jī)之間，用來傳遞運(yùn)動和動力，并可以改變轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的大小或改變運(yùn)動形式，以適應(yīng)工作機(jī)功能要求。傳動裝置的設(shè)計(jì)對整臺車的性能、尺寸、重量和成本都有很大影響，因此需要合理的擬定傳動方案。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，已知切管機(jī)的i總=20，若用蝸桿，一次降速原本可以達(dá)到，其方案如圖2-1。但是由于切割的管子最大直徑為4，如圖1-1故兩個滾筒的中心距不能小于108mm，因此帶動兩個滾筒的齒輪外徑不能大于滾筒的直徑（100mm）。若取蝸桿z1=2，蝸輪z2=40，m=4，則蝸輪分度圓直徑d2=160mm,比同一軸上的齒輪大，按圖2-2-1的布置，蝸輪將要和滾筒相撞，為此，應(yīng)該加大兩軸之間的中心距。這樣就要加上一個惰輪，才可以解決這個問題，如圖2-2-2。在本次設(shè)計(jì)中，取蝸輪齒數(shù)為z2=50,模數(shù)m=4。由于帶傳動具有緩沖和過載打滑的特性，故可將最為在電機(jī)之后的第一級傳動，此外開式齒輪傳動不宜放在高速級，因?yàn)樵谶@種條件下工作容易產(chǎn)生沖擊和噪音，故應(yīng)將齒輪傳動放在底速級。一個好的傳動方案，除了首先應(yīng)滿足機(jī)器的功能要求外，還應(yīng)當(dāng)工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低廉以及使用維護(hù)方便。經(jīng)比較各種傳動方案，在本次設(shè)計(jì)中確定采用帶傳動、蝸桿傳動、齒輪傳動等機(jī)構(gòu)組成的傳動方案。并初步畫出其傳動系統(tǒng)圖，如圖2-2-3。圖2-2-1蝸輪蝸桿傳動方案圖2-2-2蝸輪蝸桿加中間惰輪傳動方案圖在傳動方案確定后,根據(jù)i總=i1i2的關(guān)系分配傳動比.下面對個機(jī)構(gòu)的主要特性進(jìn)行比較,如表2-2-1:圖2-2-3帶傳動、蝸輪蝸桿、中間惰輪、齒輪方案圖 圖2-2-4液壓缸傳動原理圖表2-2-1幾種主要傳動機(jī)構(gòu)的特性比較特 性類 型帶傳動齒輪傳動蝸桿傳動主要優(yōu)點(diǎn)中心距變化范圍較大,結(jié)構(gòu)簡單,傳動平穩(wěn),能緩沖,起過載安全保護(hù)作用外廓尺寸小,傳動比準(zhǔn)確,效率高,壽命長,適用的功率和速度范圍大外廓尺寸小,傳動比大而準(zhǔn)確,工作平穩(wěn),可制成自鎖的傳動單級傳動比,i開口平型帶:24,最大值6,三角帶型: 24, 最大值7有張緊輪平型帶:35最大值8開式圓柱齒輪: 46,最大值15. 開式圓柱正齒輪: 34,最大值10. 閉式圓柱齒輪: 23,最大值6閉式: 1040,最大值100開式: 1560,最大值100外廓尺寸大中,小小成本低中高效率平型帶0.920.98三角帶0.90.96開式加工齒0.920.96閉式0.950.99開式0.50.7閉式0.70.94自鎖0.400.45考慮到傳動裝置的結(jié)構(gòu),尺寸,重量,工作條件和制造安裝等因素,必須對傳動比進(jìn)行合理的分配.根據(jù)公式T=9550(Nm)可知:當(dāng)傳動的功率P(Kw)一定時,轉(zhuǎn)速n(r/min)越高,轉(zhuǎn)矩T就越小.為此,在進(jìn)行傳動比的分配時遵循”降速要先少后多”.V帶傳動的傳動比不能過大，否則會使大帶輪半徑超過減速器的中心高，造成尺寸不協(xié)調(diào)，并給機(jī)座設(shè)計(jì)和安裝帶來困難，又因?yàn)辇X輪在降速傳動中,如果降速比較大,就會使被動齒輪直徑過大,而增加徑向尺寸,或者因小齒輪的齒數(shù)太少而產(chǎn)生根切現(xiàn)象.而其在升速傳動中,如果升速比過大,則容易引起強(qiáng)烈的震動和噪音,造成傳動不平穩(wěn),影響機(jī)器的工作性能.為此,各機(jī)構(gòu)的傳動比分配情況如下:i1=1.2;i2=50;i3=1.5;i4= （2-2） i總= i1i2 i3i4=1.2501.5=20 （2-3）注:傳動系統(tǒng)只大齒輪是個惰輪,它不改變傳動比只起加大中心距,改變滾筒旋轉(zhuǎn)方向的作用.2.3 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩由表一我們可知，取帶=0.96，蝸=0.72，齒=0.94，滾=0.99（一對滾動軸承的效率），根據(jù)公式： ， （2-5）可知各軸的轉(zhuǎn)速為： （2-6） （2-7） （2-8） （2-9） 各軸的功率為： （2-10） （2-11） （2-12） （2-13）各軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為： (Nm) （2-14） (Nm) （2-15） （2-16）第三軸，因?yàn)檠b的是過渡齒輪（惰輪），所以此軸不承受轉(zhuǎn)矩，只受彎矩，它是一根心軸。 （2-17）將以上各數(shù)據(jù)制成如表2-3-1所示的表格。表2-3-1各軸計(jì)算結(jié)果軸號電機(jī)軸傳動比i1.2501.51/4.5轉(zhuǎn)速n(r/min)1410116.723.315.570功率P(Kw)1.51.441.030.960.89轉(zhuǎn)矩T（Nm）10.2311.78420.02122.3 在計(jì)算傳動比的時候，當(dāng)帶輪直徑和齒輪模數(shù)確定后，實(shí)際傳動比就等于兩帶輪直徑之比，或者兩齒輪齒數(shù)之比，其結(jié)果可能出現(xiàn)與上表數(shù)據(jù)不一致。當(dāng)i5時，容許誤差不大于+ -2.5%；當(dāng)i5時，則不容許大于+ -4%。2.4 進(jìn)行傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.4.1 帶傳動設(shè)計(jì)帶傳動適用的場合：中心距變化范圍較大，結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，能緩沖，可起過載安全保險的作用。缺點(diǎn)是外廓尺寸大，軸上受力較大，傳動比不能嚴(yán)格保證，壽命低（約30005000小時）在本次設(shè)計(jì)中，取帶的工作情況系數(shù)K=1.1，則計(jì)算功率為：P計(jì)= KP電=1.11.5=1.65(Kw) （2-18）由P計(jì)和n1=1400r/min，可查知，選用A型三角帶。初步選定小帶輪直徑d1=100mm,大帶輪直徑d2=i1d1=1.2100=120mm,取其標(biāo)準(zhǔn)直徑d2=125mm驗(yàn)算帶輪： （2-19）小于25m/s，適合。初定中心距a0，按公式：0.7（d1+d2）a0160mm，可采用輻板式結(jié)構(gòu)的鍛造齒輪。輪緣內(nèi)徑d緣= d 頂2-10m=168-30=138mm輪轂外徑d轂=1.6d軸2=1.645=72mm(d軸2齒輪的孔徑，由表三可知d軸2=45mm)輻板厚度c=0.3B=0.330=9mm輻板孔圓周定位尺寸：d0=0.5(d緣+d轂) =0.5(138+72)=105mm （3-5）輻板孔直徑：d孔=0.25(d緣- d轂)=0.25(138-72)=16.5mm，取d孔=17mm。齒輪示意圖如圖3-2-1 圖3-2-1軸齒輪示意圖2）已知軸上齒輪z3=81，m=3，則：分度圓直徑d3=mz3=381=243mm齒頂圓直徑d頂3=m(z3+2)=3(81+2)=249mm齒根圓直徑d根3=m(z3-2.5)=3(81-2.5)=235.5mm齒寬B=30mm。由于d根3160mm，可采用輻板式結(jié)構(gòu)的鍛造齒輪。輪緣內(nèi)徑d緣= d頂3-10m=249-30=219mm輪轂外徑d轂=1.6d軸3=1.650=80mm(d軸3齒輪的孔徑，由表三可知d軸3=50mm)輻板厚度c=0.3B=0.330=9mm輻板孔圓周定位尺寸：d0=0.5(d緣+d轂) =0.5(219+80)=149.5mm （3-6）輻板孔直徑：d孔=0.25(d緣- d轂)=0.25(219-80)=34.75mm，取d孔=35mm。、軸的中心距： （3-7）軸上齒輪如圖3-2-2圖3-2-2軸齒輪示意圖3）已知軸上的齒輪z4=18,m=3則：分度圓直徑d4=mz4=318=54mm齒頂圓直徑d頂4=m(z4+2)=3(18+2)=60mm齒根圓直徑d根4=m(z4-2.5)=3(18-2.5)=46.5mm齒寬B=30mm。由于d根3 d1+2r r倒圓直徑，查閱手冊中非配合處的過度圓角半徑用凸肩定位時按此式計(jì)算，用套筒定位時另取帶輪的定位靠套筒，此處的d2是指套筒外徑d3安裝滾動軸承處的直徑dd3 d2dd3 d1無套筒的；套筒的d3必須符合軸承的標(biāo)準(zhǔn)由于采用205型軸承，d3=25mmd4裝在兩滾動軸承之間齒輪（蝸輪）處的直徑dd4 d3+2rr倒圓角半徑，查閱手冊確定如如軸d5一般軸肩和軸環(huán)的直徑dd5d4+2a a軸肩或軸環(huán)的高度，a=(0.070.1) d4如如軸，d4=55mm，a=3.855.5mm,取a=5mm,則d5=55+2*5=65mm因此處d4相當(dāng)于d3=25，a=0.1 d4則d5=25+2*2.5=30mmd6滾動軸承定位軸肩直徑查閱手冊軸承部分的D1值L7安裝旋轉(zhuǎn)零件的軸頭長度LL7=（1.21.6）ddd-軸頭直徑一般要求L7要比旋轉(zhuǎn)零件的輪轂寬度要短一些L8軸環(huán)長度L81.4a或L8（0.10.15）d如軸L81.4*5=7mm減速箱焊接圖如圖3-4-3圖3-4-3減速箱焊接圖3.5 繪制零件工作圖 機(jī)械零件有兩種：一類需要自行設(shè)計(jì)制作的，叫基本件；基本件必須根據(jù)設(shè)計(jì)裝配圖，全部拆畫，并對細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)中選取其中我滾筒工作圖和蝸桿工作圖作為零件圖拆畫： 滾筒零件圖如圖3-5-1圖3-5-1滾筒零件圖 蝸桿零件圖如圖3-5-2圖3-5-2蝸桿零件圖第4章 液壓部分設(shè)計(jì)4.1 切管機(jī)液壓系統(tǒng)的概述以受壓液體作為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞、轉(zhuǎn)換與控制餓傳動型式稱為液壓傳動。與機(jī)械傳動相比，液壓傳動具有功率-質(zhì)量比大、便于無級調(diào)速和過載保護(hù)、布局靈活方便等多種技術(shù)優(yōu)勢。作為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)傳動與控制的重要技術(shù)手段，液壓被廣泛的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等等。4.1.1 切管機(jī)液壓系統(tǒng)的組成切管機(jī)的液壓系統(tǒng)由動力部分、執(zhí)行部分、控制部分和輔助部分組成。各部分的功能作用有：動力部分：由手動液壓泵組成，將人體的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成液壓的壓力能，輸出高壓油。執(zhí)行部分：由液壓缸組成，主要是將液體的高壓能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，驅(qū)動工作元件，對外做功，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動?？刂撇糠郑河煽刂崎y體組成，控制調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中從泵到執(zhí)行元件的壓力、流量、方向等，保證各執(zhí)行元件的運(yùn)動線路與規(guī)律。輔助部分：包括油箱、管件、過濾器、熱交換器、儲能器及一些儀表等，用于輔助液壓元件的正常工作。4.1.2 切管機(jī)的液壓執(zhí)行元件一般的機(jī)械工程中，液壓系統(tǒng)的動力源采用電機(jī)帶動液壓泵來輸出高壓油，從而使各個液壓執(zhí)行元件正常工作。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)比較緊湊，需要的壓力也不是很大，這里我們采用機(jī)動液壓泵來供油。機(jī)動液壓泵作為一種簡單方便的液壓動力源被廣泛應(yīng)用在船舶工業(yè)、煤礦機(jī)械、石化、冶金、電力以及重型機(jī)械等多個領(lǐng)域。并以其體積小、重量輕、便于攜帶、安全性強(qiáng)等優(yōu)勢被廣大用戶接受?？紤]到負(fù)載要向下直線運(yùn)動并向上返回，采用單活塞桿雙作用液壓缸，其結(jié)構(gòu)基本上可以分為缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置和排氣裝置五個部分。在切管機(jī)的整體設(shè)計(jì)方案中，我們采用液壓泵來提供動力。因此，我們需要設(shè)計(jì)出一個合理、工作可靠、低成本高效率、易操作便維修的液壓系統(tǒng)來為整個切管機(jī)各個部分提供動力源，滿足各部件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)出一個比較合理的液壓系統(tǒng)對于整個切管機(jī)的工作異常重要。4.2 切管機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.2.1 液壓缸的設(shè)計(jì)與計(jì)算1. 液壓缸的內(nèi)徑和活塞桿的直徑計(jì)算 （4-2）式中，工作循環(huán)中最大的外負(fù)載液壓缸工作壓力可取為0.5Mpa液壓缸內(nèi)徑與活塞桿直徑的關(guān)系，考慮到快進(jìn)、快退速度相等，取為0.7。 液壓缸的機(jī)械效率，一般取=0.90.97。在本設(shè)計(jì)中取。在本設(shè)計(jì)中， （4-3）根據(jù)液壓缸內(nèi)徑尺寸系列，將液壓缸內(nèi)徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列2直徑D=63mm；活塞桿直徑d按求得d=44mm。2. 計(jì)算在各個工作階段液壓缸所需的流量 L/min （4-4） L/min （4-5） L/min （4-6）3. 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計(jì)算。工程機(jī)械的液壓缸，一般是用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算 （4-7）式中，液壓缸壁厚(m)； 液壓缸內(nèi)徑(m)； 試驗(yàn)壓力，取最大工作壓力的1.5倍（MPa）； 缸筒材料的許用應(yīng)力。無縫鋼管mm液壓缸壁厚算出后，可求出缸體的外徑 （4-8）按照工程機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)液壓缸外徑尺寸系列3，所以取外徑為80mm4. 液壓缸工作行程的確定液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程確定，參照液壓缸活塞行程參數(shù)系列選用工作行程為80mm。5. 缸蓋厚度的確定一般液壓缸多為平底缸蓋有空時， 式中， （4-9） t缸蓋有效厚度(m)； 缸蓋止口內(nèi)徑(m)； 缸蓋孔的直徑(m)。在本設(shè)計(jì)中有孔時6. 最小導(dǎo)向長度的確定 （5-0）活塞寬度B取，缸蓋滑動支承面的長度，隔套的長度， （5-1）7. 缸體長度的確定液壓缸剛體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長度還要考慮到兩短端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的2030倍。因此取缸體長度145mm。6. 活塞桿穩(wěn)定性的驗(yàn)算活塞桿的細(xì)長比l/k為 （5-2）柔性系數(shù)m取85，末端系數(shù)n取2所以，采用拉金公式計(jì)算4 （5-3）安全系數(shù)取n=2 則 （5-5）所以，活塞桿穩(wěn)定7. 液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缸體端部與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān)，這里選用法蘭連接，如圖所示：圖 4-1活塞和活塞桿采用卡鍵連接，如圖所示：圖 4-2活塞桿頭部直接與工作機(jī)械連接，根據(jù)負(fù)載連接的要求選用外螺紋連接結(jié)構(gòu)，如下圖所示： 圖 4-3選用導(dǎo)向套導(dǎo)向的導(dǎo)向部分結(jié)構(gòu)，密封圈選用O形圈的密封類型?；钊盎钊麠U處的密封圈，根據(jù)密封的部位、使用的壓力、溫度、運(yùn)動速度的范圍不同而選擇不同類型的密封圈，由于液壓缸的工作壓力為3MPa，速度范圍0.5m/s，因此選用缸體與缸蓋的密封形式選用O形圈的密封形式。活塞桿與缸蓋，活塞與缸體的密封選用Y形圈的密封形式。本設(shè)計(jì)中的液壓缸運(yùn)動慣性不大、速度也不高，因此選用圓柱形環(huán)狀間隙式節(jié)流緩沖裝置。4.2.2 液壓泵的選取柱塞泵是靠柱塞在缸體做往復(fù)運(yùn)動造成密封容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸油與壓油的液壓泵，與齒輪泵和葉片泵相比，柱塞有許多優(yōu)點(diǎn)：第一,加工方便，可得到較高的配合精度，密封性能好，在高壓下工作仍有較高的容積效率。第二，只需改變柱塞的工作行程就能改變流量，易于實(shí)現(xiàn)變量。第三，柱塞泵主要零件均受壓應(yīng)力，材料強(qiáng)度性能可得以充分利用。由于其結(jié)構(gòu)緊湊，效率高，流量調(diào)節(jié)方便，所以選用柱塞泵，并且選擇直軸式軸向柱塞泵。該泵的基本參數(shù)為：每轉(zhuǎn)排量，泵的額定壓力，電動機(jī)轉(zhuǎn)速，容積效率，總效率。與液壓泵匹配的電動機(jī)的選定首先分別算出快進(jìn)與工進(jìn)兩種不同工況的功率，去兩者較大值座位選擇電動機(jī)規(guī)格的依據(jù)。快進(jìn)時的外負(fù)載為2500N，進(jìn)油路的壓力損失定位0.3MPa， 快進(jìn)時所需電動機(jī)功率為 工進(jìn)時所需電動機(jī)功率為 查詢電動機(jī)產(chǎn)品樣本，選用Y90S-4型電動機(jī)，其額定功率為1.1kW，額定轉(zhuǎn)速為1400r/min。4.2.3輔助元件的確定工程中常用的液壓系統(tǒng)輔助元件有蓄能器、過濾器及一些液壓儀表等等。1. 蓄能器蓄能器在液壓系統(tǒng)中是用來儲存、釋放能量的裝置。其主要用途為：可作為輔助液壓源在短時間里提供一定數(shù)量的壓力油，滿足系統(tǒng)對速度、壓力的要求，如可以實(shí)現(xiàn)某支路液壓缸的增速、保壓、緩沖等。在設(shè)計(jì)液壓裝置中需要用到蓄能器。裝置出的蓄能主要是為了穩(wěn)定壓力，在液壓系統(tǒng)中由于油溫升高而使液體膨脹，產(chǎn)生高壓可使用蓄能器來吸收；當(dāng)容積的變化而使油量減少時，蓄能器也可以起到補(bǔ)償作用。2. 冷卻器當(dāng)液壓系統(tǒng)工作時，因液壓泵的容積損失和機(jī)械損失，控制元件管路的壓力損失和液體摩擦損失等消耗的能量，幾乎全部轉(zhuǎn)化成熱量，這樣會使得油液的粘度下降，造成元件內(nèi)泄漏、密封老化。嚴(yán)重時會影響液壓系統(tǒng)的正常工作，因此在設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)時，為減少熱量的產(chǎn)生，降低液壓系統(tǒng)的溫度，一方面增大油箱的散熱面積，另一方面就是增加冷卻器來冷卻油液。在液壓系統(tǒng)中，在回油的管路上面設(shè)計(jì)了一個冷卻器來降低油液的溫度。冷卻方式采用水冷列管式，這種冷卻方式冷卻水從管內(nèi)流過，油從列管間流過，中間折板使油折流，并采用雙程流動方式，強(qiáng)化冷卻效果。散熱效果好，散熱系數(shù)可達(dá)350580W/(m2C)。類型參照機(jī)械設(shè)計(jì)手冊采用LQ型列管式冷卻器，型號為2LQFW-A/1.0F。主要參數(shù)有：2為管稱數(shù)為；F為浮動頭結(jié)構(gòu)形式；W為臥式安裝方式；A為壓力等級，F(xiàn)為法蘭連接。3. 過濾器過濾器的使用主要是清除液壓系統(tǒng)工作介質(zhì)中的固體污染物，使工作介質(zhì)保持清潔，延長元器件的使用壽命、保證液壓元件工作性能可靠。選擇過濾器主要是看其過濾精度和過濾能力，過濾精度是指油液通過過濾器時，能夠穿過過濾芯的球形污染物的最大直徑。過濾能力也叫通油能力，指在一定壓力差下允許通過過濾器的最大流量。在液壓系統(tǒng)中用到的過濾器主要是在油泵的吸油口、系統(tǒng)的回油口和注油口處。在吸油處的過濾器主要是保護(hù)液壓泵，其精度類別采用粗過濾器，即能濾掉100m以上的顆粒。在回油口處的過濾器主要是用于降低油液污染度，其精度類別采用普通過濾器，能過濾掉10100m。注油口出的過濾器一般是防止注油時污染物進(jìn)入，精度類別也是采用粗過濾器，通常和空氣濾清器一起使用。 4.3 液壓系統(tǒng)漏油和噪聲控制4.3.1 液壓系統(tǒng)漏油控制液壓系統(tǒng)泄漏的原因是錯綜復(fù)雜的，主要是與振動、壓力差、制造誤差、裝配間隙等有關(guān)。泄漏工程上分為外泄漏和內(nèi)泄漏兩種。外泄漏是指油液從元器件或管道接口內(nèi)部向外泄漏；內(nèi)泄漏是指元器件內(nèi)部由于間隙、磨損等原因有少量油液從高壓腔流到低壓腔。外泄漏會造成油液浪費(fèi)，污染環(huán)境，嚴(yán)重時造成火災(zāi)危及人生安全。內(nèi)泄漏能引起系統(tǒng)壓力、流量不穩(wěn)定嚴(yán)重時會造成停產(chǎn)事故。為降低滾槽機(jī)液壓系統(tǒng)的泄漏，我們采取的