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題目： 自動切管機及送料機構(gòu)設計
信機 系 機械工程及自動化專業(yè)
學 號： 0923267
學生姓名： 劉 贊
指導教師： 高漢華 （職稱：副教授 ）
（職稱： ）
2013年5月25日
I
無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文）
誠 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 自動切管機及送料機構(gòu)設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內(nèi)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
作者姓名：
2013 年 5 月 25 日
無錫太湖學院
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(gòu)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。
某機車車輛廠，每天都要切割大量50～60 mm材料為Q235的金屬管，現(xiàn)需設計制造一臺切管機。
1.切管尺寸范圍：50～60 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）應達到的要求：
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. 通過設計鞏固機械制圖、金屬材料、機械設計基礎(chǔ)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張以上。
7.完成自動切管機總裝圖1張。
8.撰寫畢業(yè)說明書一份。
①計算正確完整，文字簡潔通順，書寫整齊清晰。
②論文中所引用的公式和數(shù)據(jù)應注明出處。
③論文字數(shù)不少于1.5萬字。
四、接受任務學生：
機械96 班 姓名 劉 贊
五、開始及完成日期：
自2012年11月12日 至2013年5月25日
六、設計（論文）指導（或顧問）：
指導教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學科組組長研究所所長〕 簽名
系主任 簽名
2012年11月12日
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(gòu)所加工的管件主要是直徑在 60～70mm之間。本論文設計的自動切管機及送料機構(gòu)，能自動切管和送料達到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(gòu)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(gòu)的設計與計算等）。根據(jù)已有的經(jīng)驗公式，對上述各項進行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、部件圖以及部分零件圖。
本設計所完成的切管機主要用于車間中對60～70mm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(guān)鍵詞：切管機；減速器；棍筒
Abstract
Automatic cutting machine mainly being used in processing various functional tube parts ,primarily includes varieties material`s metals tube parts . This time the designed automatic cutting machine and conveying mechanism essentially process the tube parts which diameter between 60~70mm.The task of this time designed automatic cutting machine and conveying mechanism , automatic pipe cutting and feeding mechanism to 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 through 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 pipe 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 experienced--formula,the mutual dimension among each components being fixed .Finally ,draw the assemble chart; components chart as well as portion spare parts chart.
The designed of 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: pipe cutting machine; reducer; drum sticks
目 錄
摘 要 IV
Abstract V
目 錄 VI
1 緒論 1
1.1課題的意義、目的、研究范圍 1
1.2國內(nèi)外的發(fā)展概況 1
1.3本課題應達到的要求 2
2 自動切管機設計方案的擬定 3
2.1 自動切管設計方案的分析 3
2.1.1 切管方案的擬定 3
2.1.2 切管方案的比較 4
2.2 切管方案的確定 4
3 自動切管機傳動裝置的設計 5
3.1 傳動裝置的分析 5
3.1.1 棍筒傳動裝置方案的初步擬定 5
3.1.2 各傳動裝置方案的比較 6
3.2 棍筒傳動裝置方案的確定 6
4 切管機傳動裝置的計算 7
4.1 電動機的選擇 7
4.1.1 電動機的類型和結(jié)構(gòu)分析 7
4.1.2 選擇切管機電動機的功率 7
4.1.3 確定切管機電動機的轉(zhuǎn)速 8
4.2 計算總傳動比及分配各級的傳動比 8
4.3 運動參數(shù)及動力參數(shù)計算 9
4.3.1 各軸轉(zhuǎn)速計算 9
4.3.2 各軸輸入功率計算 9
4.3.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩計算 9
5 切管機傳動零件的設計計算 11
5.1 V帶輪傳動的設計計算 11
5.2 圓錐齒輪傳動的設計計算 13
5.3 圓柱齒輪傳動的設計計算 16
6 自動切管機軸的設計計算 19
6.1 主動軸設計計算 19
6.2 錐齒輪輸出軸設計計算 21
6.3 惰輪軸設計計算 24
6.4 棍筒軸設計計算 25
7 鍵聯(lián)接的選擇及計算 26
7.1 電機與電動機帶輪聯(lián)接采用平鍵連接 26
7.2 主動軸與減速器機帶輪聯(lián)接采用平鍵連接 26
7.3 錐齒輪輸出軸與小圓柱齒輪聯(lián)接采用平鍵連接 26
7.4 錐齒輪輸出軸與大錐齒輪聯(lián)接采用平鍵連接 27
7.5惰輪軸與惰輪聯(lián)接采用平鍵連接 27
7.6 棍筒輸出軸與大圓柱齒輪聯(lián)接采用平鍵連接 27
8 滾動軸承設計 28
8.1 主動軸的軸承設計計算 28
8.2 輸出軸的軸承設計計算 29
9 減速機箱體結(jié)構(gòu)設計 31
10 密封及潤滑的設計 33
10.1 密封 33
10.2 潤滑 33
11 自動送料機構(gòu)工作方案設計 34
11.1自動送料裝置的總體設計及工作原理 34
11.2主要組成部分的設計計算 34
11.2.1驅(qū)動的設計和計算 34
11.2.2軸向運動的傳動機構(gòu)設計和計算 35
11.2.3夾具的設計和計算 35
11.2.4控制系統(tǒng)的選擇 35
11.2.5 電動機的選擇 35
11.2.6機架的設計 36
11.2.7其他部分的設計 36
12 結(jié)論與展望 37
12.1結(jié)論 37
12.2不足之處及未來展望 37
12.2.1 不足之處 37
12.2.2 未來展望 37
致 謝 38
參考文獻 39
附 錄 40
YEJ系列電磁制動三相異步電動機安裝及外形尺寸 40
附錄二 40
YEJ系列電磁制動三相異步機技術(shù)數(shù)據(jù) 40
附錄三 41
常見機械傳動的主要特性 41
I
1 緒論
機械制造業(yè)在國民經(jīng)濟中起著重要的作用的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。隨著時代的發(fā)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，并推動機械制造業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，人們在超前進到一個更高的精度，效率更高，成本更低，更人性化的方向發(fā)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(shù)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)激烈的國際競爭中高速發(fā)展的勢頭。
1.1課題的意義、目的、研究范圍
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，進行批量生產(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，導致成本高。隨著機械制造業(yè)的快速發(fā)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)成本，因此自動切管機的需求已是迫在眉睫。
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(gòu)已被廣泛使用。
自動切管機切割機和送料機構(gòu)的設計主要是設計用于金屬管道切割。其主要內(nèi)容是在切管機，切割機構(gòu)和齒輪箱和其相關(guān)聯(lián)的部分的進給機構(gòu)，其中主要包括傳輸?shù)脑O計和計算;整體結(jié)構(gòu)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(guān)零件圖;最后切管機，自動送料機構(gòu)組合，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的目的