旋管式切管機(jī)

旋管式切管機(jī),旋管式切管機(jī) 切管機(jī)的操作規(guī)程1.開機(jī)前的檢查 1.1 檢查鋸片/刀輪是否完好，有打缺、裂紋時(shí)應(yīng)即使更換/維修。 1.2檢查油壓系統(tǒng)連接管線有無破損漏油，更換相應(yīng)定位銷軸和導(dǎo)向套。 2.操作步驟 2.1 接通電源并啟動(dòng)電機(jī)。 2.2 將被切的不銹鋼管穿入換好的導(dǎo)向套內(nèi)，扳動(dòng)刀形手把帶動(dòng)膠管向鋸片內(nèi)推進(jìn)，則膠管被切斷，滑板復(fù)位時(shí)，靠?jī)筛椈衫卦弧Ｇ泄軝C(jī) 2.3 將切好的膠管其內(nèi)孔插入定位銷軸內(nèi)，鋸片旋轉(zhuǎn)時(shí)，使在準(zhǔn)備剝膠處割開一道縫，保證膠管剝膠時(shí)，產(chǎn)生良好的斷膠效果。 2.4 工作后，必須切斷電源。2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（金屬切管機(jī)的設(shè)計(jì)）專業(yè)名稱： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 作 者: 指導(dǎo)教師: 二零零九年六月金屬切管機(jī)的設(shè)計(jì)Mental pipe cutting machine畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：金屬切管機(jī)的設(shè)計(jì) 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容及要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、達(dá)到的指標(biāo)和應(yīng)做的實(shí)驗(yàn)等）設(shè)計(jì)一用于切割3/8英寸-4英寸的金屬管的機(jī)械設(shè)備。工作要求：運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力由電機(jī)經(jīng)皮帶傳動(dòng)、蝸輪減速器、開式齒輪傳動(dòng)傳到一對(duì)滾子，從而帶動(dòng)金屬管的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)切割時(shí)的主運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)，操縱手輪，通過螺旋傳動(dòng)，將圓盤刀片向下進(jìn)給移動(dòng)，并在不斷增加刀片對(duì)金屬管的壓力過程中，實(shí)現(xiàn)金屬管的切割工作。主要參數(shù)：滾子的轉(zhuǎn)速為70r/min,電機(jī)額定功率約為1.5kw ,滿載轉(zhuǎn)速約為1400 r/min。二、完成后應(yīng)交的作業(yè)（包括各種說明書、圖紙等）1、畢業(yè)論文 1份2、總裝配圖 1份3、主要零部件圖 若干份4、外文資料 1份三、完成日期及進(jìn)度自 2009 年 3 月 16 日起至 2009 年 6 月 14 日止進(jìn)度安排：3.163.22 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，調(diào)研、搜集資料；3.234.05 工藝方案設(shè)計(jì)（工藝方案原理圖）；4.064.26 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)（傳動(dòng)示意圖，總體方案圖）；4.276.07 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（裝配圖，零件圖）；6.086.14 編寫論文，準(zhǔn)備答辯；6.156.19 畢業(yè)答辯。四、同組設(shè)計(jì)者（若無則留空）： 五、主要參考資料（包括書刊名稱、出版年月等）:1、申永勝主編機(jī)械原理教程第1版北京：清華大學(xué)出版社，19992、邱宣懷主編機(jī)械設(shè)計(jì)第4版北京：高等教育出版社，19953、黃純穎主編機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)北京：高等教育出版社，20004、何珍秀主編機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，20015、徐灝主編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20016、孟憲源主編現(xiàn)代機(jī)構(gòu)手冊(cè)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994 系(教研室)主任： （簽章） 年 月 日 學(xué)院主管領(lǐng)導(dǎo)： （簽章） 年 月 日摘 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?？傮w結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其中有各軸尺寸的設(shè)計(jì)，各主要傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)。并且針對(duì)以上的設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行了詳細(xì)的校核。最后通過得到的數(shù)據(jù)，繪制了總體裝配圖，減速機(jī)和滾子部分的裝配圖。然后又針對(duì)各主要基本件，繪制了多張零件圖。 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AbstractMental pipe cutting machine is the one mainly be used in the production of cars, industry and some work of putting materials. The work need to be finished is the design of body of the machine and the roll of it. It includes the design and calculate of the slowing speed box,. The choose of the electromotor, the design of the gearing, the rev, the measure design of the main deliver parts. Than do the emandation work. After all ,get the data and drawing the engineering picture. It includes one final assembling picture, two assembling pictures of each parts, some small pictures of the important accessary.The design work we do this time is to the purpose of be used at the place of fanning pipe and draining pipe. This product also can be used at the situation of enhancing the efficiency of production. Make the working effection upon and low down the labor force.Key words: pipe cutting machine, design of structure,plan,design and calculation目 錄第一章 前言1第二章 切管機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算22.1電動(dòng)機(jī)的選擇32.1.1電動(dòng)機(jī)功率的選擇32.1.2電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇32.1.3電動(dòng)機(jī)類型的選擇32.2 傳動(dòng)方案的擬定32.3計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩42.4進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算52.4.1帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算52.4.2蝸桿蝸輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算82.4.3齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算10第三章 結(jié)構(gòu)計(jì)算183.1各傳動(dòng)軸尺寸的計(jì)算與校核183.1.1蝸桿軸的尺寸計(jì)算與校核183.1.2蝸輪軸的尺寸計(jì)算與校核193.1.3滾輪軸的尺寸計(jì)算與校核21第四章 繪制設(shè)計(jì)裝配圖與零件圖25第五章 結(jié)論26第六章 致謝27參考文獻(xiàn)28VIII第一章 前言此次設(shè)計(jì)的切管機(jī)，主要用于機(jī)車車輛上所用通風(fēng)、通水管。因此，下料所要求的精度不高。車輛廠平時(shí)需要切削大量的3/8和4/8英寸的金屬管。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，滾珠轉(zhuǎn)速70r/min,圓盤刀片的直徑為80mm,加工管件的直徑范圍為3/8-4/8英寸，電動(dòng)機(jī)的額定功率為1.5千瓦，滿載轉(zhuǎn)速1400r/min，每天工作十小時(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（三角帶輪，齒輪，蝸桿蝸輪），也要給出相應(yīng)的計(jì)算。接著，對(duì)各數(shù)值進(jìn)行校核。最后再由經(jīng)過計(jì)算的數(shù)值來繪制裝配圖，完成設(shè)計(jì)。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，保證性價(jià)比也是這次設(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。第二章 切管機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與動(dòng)力的選擇有關(guān)，在動(dòng)力選擇好之后就可以擬定傳動(dòng)方案，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)的計(jì)算。工藝方案原理圖如下：方案說明： 用碾壓的方法切斷金屬管，需要金屬旋轉(zhuǎn)的切削運(yùn)動(dòng)和圓盤刀片向下的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。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)不太復(fù)雜。但是這種傳動(dòng)方案的一大缺點(diǎn)是，在切削時(shí)的擠壓過程中，管子的內(nèi)徑會(huì)縮小。一般用于對(duì)管子要求不高的場(chǎng)合。2.1電動(dòng)機(jī)的選擇2.1.1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PmPr10%此處：Pm已經(jīng)給出所以：Pm1.5kw2.1.2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 n1400r/min2.1.3電動(dòng)機(jī)類型的選擇經(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/minY90L-4 1400r/minY100L-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-42.2 傳動(dòng)方案的擬定總的傳動(dòng)比的確定： 綜合考慮各方面要求，確定傳動(dòng)方案如下：初定傳動(dòng)比： 傳動(dòng)方案示意圖如下：2.3計(jì)算各軸的轉(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，所以，軸3不承受轉(zhuǎn)矩，只承受彎矩。2.4進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.4.1帶傳動(dòng)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 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 2.4.2蝸桿蝸輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算查表選取：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105MPa173MPa 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2.4.3齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 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-086HB 、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) 彈性系數(shù) 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 （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 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241HB286HB,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 第三章 結(jié)構(gòu)計(jì)算3.1各傳動(dòng)軸尺寸的計(jì)算與校核3.1.1蝸桿軸的尺寸計(jì)算與校核（1）估計(jì)軸的基本直徑。材料選用 45鋼、正火處理。 查表 得：硬度（HBS）17.217強(qiáng)度極限， 屈服極限， 彎曲疲勞極限查表 ?。?）初估直徑 應(yīng)為最小處開有鍵所以直徑增大 （3）軸的受力分析1.求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 2.蝸桿上圓周力 蝸桿上徑向 蝸桿上軸向力 畫出受力圖（b）3.計(jì)算支反力水平面反力 垂直面支反力 水平面（xy）受力圖 見圖（c）垂直面（xz）受力圖 見圖（e）4.畫軸的彎矩圖水平面彎矩圖 見圖（d） 圖垂直面彎矩圖 見圖（f） 圖合成彎矩圖 見圖（g） 5.畫軸的轉(zhuǎn)矩圖軸受轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)矩圖 見圖（h）6.許用應(yīng)力許用應(yīng)力值 查表 得 7.畫當(dāng)量彎矩圖當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 當(dāng)量彎矩 蝸輪中間截面處 右軸頸中間截面處 3.1.2蝸輪軸的尺寸計(jì)算與校核（1）估計(jì)軸的基本直徑。材料選用 45鋼、正火處理。 查表 得：硬度（HBS）170-217強(qiáng)度極限， 屈服極限， 彎曲疲勞極限查表 ?。?）初估直徑 應(yīng)為最小處開有鍵所以直徑增大 （3）軸的受力分析1.求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 2.蝸桿上圓周力 蝸桿上徑向 蝸桿上軸向力 畫出受力圖（b）3.計(jì)算支反力水平面反力 垂直面支反力 水平面（xy）受力圖 見圖（c）垂直面（xz）受力圖 見圖（e）4.畫軸的彎矩圖水平面彎矩圖 垂直面彎矩圖 合成彎矩圖 見圖（g） 5.畫軸的轉(zhuǎn)矩圖軸受轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)矩圖 見圖（h）6.許用應(yīng)力許用應(yīng)力值 查表 得 7.畫當(dāng)量彎矩圖當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 當(dāng)量彎矩 蝸輪中間截面處 3.1.3滾輪軸的尺寸計(jì)算與校核（1）估計(jì)軸的基本直徑。材料選用 45鋼、正火處理。 查表 得：硬度（HBS）170-217強(qiáng)度極限， 屈服極限， 彎曲疲勞極限查表 取（2）初估直徑 應(yīng)為最小處開有鍵所以直徑增大 （3）軸的受力分析1.求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 2.蝸桿上圓周力 蝸桿上徑向 蝸桿上軸向力 畫出受力圖（b）3.計(jì)算支反力水平面反力 垂直面支反力 水平面（xy）受力圖 見圖（c）垂直面（xz）受力圖 見圖（e）4.畫軸的彎矩圖水平面彎矩圖 合成彎矩圖 5.畫軸的轉(zhuǎn)矩圖軸受轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)矩圖 見圖（h）6.許用應(yīng)力許用應(yīng)力值 查表 得 7.畫當(dāng)量彎矩圖當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 當(dāng)量彎矩 第四章 繪制設(shè)計(jì)裝配圖及零件圖通過對(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)行裝配圖的繪制。根據(jù)裝配圖，拆畫零件圖，主要零件包括：齒輪，蝸桿軸，蝸輪軸。在切管機(jī)的各部分裝配圖繪制完成后，進(jìn)行整機(jī)的裝配，畫出總體裝配圖。第五章 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)的過程中，充分回顧了在大學(xué)四年里所學(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)算的過程中，也遇到了許多的困難與問題。通過查找資料，將這些問題解決的這種獨(dú)立的解決問題和思考的方法，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。第六章 致謝在此，最要感謝的是指導(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。第七章 參考文獻(xiàn)1 邱宣懷. 機(jī)械設(shè)計(jì)（第四版）. 高等教育出版社， 1997：233-237、317-3192 紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）. 高等教育出版社，2001：344-3763 黃純穎機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)高等教育出版社，2000：87-984 何珍秀機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001：324-3545 孫桓. 機(jī)械原理（第七版）. 高等教育出版社， 2006：217-233、345-4346 申永勝機(jī)械原理教程(第1版)清華大學(xué)出版社，1999：1-567 單輝祖. 材料力學(xué)（第二版）. 高等教育出版社， 2004：162-1788 徐祖茂. 機(jī)械工程圖學(xué). 上海交通大學(xué)出版社， 2005：1-109 張黎華. 新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 人民郵電出版社， 2008：239-60110 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 化學(xué)工業(yè)出版社， 2004：150-20011 龔溎義. 機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)圖冊(cè). 人民教育出版社， 1993：45-14912 徐灝機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社，2001：165-24313 孟憲源現(xiàn)代機(jī)構(gòu)手冊(cè)機(jī)械工業(yè)出版社，1994：122-25614 Steven R.Schmid. Manufacturing Engineering and TechnologyMachining.機(jī)械工業(yè)出版社. 2004：256-28028目錄引言11旋管式切管機(jī)傳動(dòng)方案的選擇31.1傳動(dòng)方案31.2傳動(dòng)方案的選擇42旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算52.1傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)與計(jì)算52.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇52.1.2電動(dòng)機(jī)功率的選擇52.1.3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇62.1.4電動(dòng)機(jī)型號(hào)確定62.1.5傳動(dòng)方案的擬定62.1.6各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩62.2進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算82.2.1帶輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算82.2.2渦輪蝸桿的傳動(dòng)與計(jì)算102.2.3齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算133滾筒系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)213.1滾筒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)213.2進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)223.3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)用愈來愈廣泛，需求量也越來越大。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。化工部門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2-42-4小于等于5-810-40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PmPr10%此處：Pm已經(jīng)給出所以：Pm1.5kw2.1.3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 n1410r/min2.1.4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/minY90L-4 1400r/minY100L-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)2152.1.5傳動(dòng)方案的擬定總的傳動(dòng)比的確定： 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)軸傳動(dòng)比2501.51/7.5效率0.960.720.920.99轉(zhuǎn)速r/min1400700149.370功率kw1.51.441.030.940.85轉(zhuǎn)矩kg.cm104.5200.646852.9593.22.2進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 參考文獻(xiàn)2192.2.1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)1291115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105MPa173MPa 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)12111517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241HB286HB,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)191115514滾筒主要通過惰輪帶動(dòng)兩個(gè)連接在滾筒上的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)來旋轉(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)19111415468本設(shè)計(jì)主要采用了螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法，通過轉(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 ?；瑒?dòng)螺旋副采用梯形螺紋，牙形角=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)12910111214151617通過對(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)算的過程中，也遇到了許多的困難與問題。通過查找資料，將這些問題解決的這種獨(dú)立的解決問題和思考的方法，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2008.42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 2007.123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)1993-48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 2002.510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2005811申永勝 機(jī)械原理教程 清華大學(xué)出版社 2005.1212甘永立 幾何量公差與檢測(cè) 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2008.113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 樂兌謙 機(jī)械工業(yè)出版社 198515機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 成大先 化學(xué)工業(yè)出版社 200416機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 張世昌 高等教育出版社 200717工程力學(xué) 畢秦勝 北京大學(xué)出版社 200724摘要：詳細(xì)介紹彎管成型生產(chǎn)線中關(guān)鍵機(jī)構(gòu)之一的無屑切管機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)思路。關(guān)鍵詞：銅管管料；無屑切管；同步齒形帶傳動(dòng)；偏心調(diào)節(jié)蒸發(fā)管、冷凝管都是電冰箱中的重要零件，通常它們都用10mm以下的銅管(亦有用鋁管的)彎制而成。在其彎管成型生產(chǎn)線中，切管是其中必不可少的一個(gè)步驟。為其正確配置一臺(tái)高效能的切管機(jī)，是保證整線生產(chǎn)能力和自動(dòng)化水平的關(guān)鍵所在。以下所介紹的無屑切管機(jī)是我們專為某冰箱生產(chǎn)廠彎管成型生產(chǎn)線而設(shè)計(jì)的。其特點(diǎn)是在機(jī)器指令下，一次可同時(shí)切斷四根管料，且切削形式獨(dú)特，切口光滑平整，無切屑、毛刺之憂，管料可省卻一道清洗工序，極具重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。1切削原理無屑切管具備的運(yùn)動(dòng)是：進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：切刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)沿工件徑向擠入運(yùn)動(dòng)；輔助運(yùn)動(dòng)：管料切口兩側(cè)夾鉗5和6(見圖1)對(duì)管料的把持運(yùn)動(dòng)(工件夾緊和放松)以及拖板4的軸向運(yùn)動(dòng)。拖板4起一個(gè)把銅管向兩邊拉直的作用，以免切斷銅管時(shí)縮口過大。圖1切削原理1 切刀1 銅管3 托輪4 拖板5 隨動(dòng)夾鉗6 固定夾鉗主運(yùn)動(dòng)：切刀繞工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)； 由圖1可見，在銅管切口處，還應(yīng)具有兩托輪3與切刀1一起均布在銅管2的圓周處，起支承徑向切削力作用。切刀作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，托輪亦作同步旋轉(zhuǎn)。切刀刀刃在銅管圓周高速旋轉(zhuǎn)，慢速切入進(jìn)給，不斷輾壓其管壁，最終導(dǎo)致管壁塑變斷裂。由于切刀為無齒圓盤狀，整個(gè)切削過程都不產(chǎn)生切屑，故稱之為無屑切削。2切管機(jī)的結(jié)構(gòu)組成及傳動(dòng)原理2.1切管機(jī)的結(jié)構(gòu)組成圖2中的展開圖，就是沿軸心線-的剖切面A-A(圖3)展開后繪制出來的1。由圖可見，銅管管料分別置于四條軸心線、上，且各切刀組件結(jié)構(gòu)完全一樣。因此具體分析切刀切削運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以取其中之一為例說明。圖2傳動(dòng)展開圖 圖3 B-B平面同步齒形帶傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 2.2主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)原理主運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)經(jīng)聯(lián)軸節(jié)傳至軸(見圖2)，在軸上裝有兩個(gè)大小相同的齒形帶輪2，分別為兩平面(B-B和C-C)同步齒形帶傳動(dòng)的主動(dòng)輪。運(yùn)動(dòng)由軸到軸心線、上的切刀組件分別由此兩平面同步齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同時(shí)傳遞。軸心線、上亦分別裝有兩個(gè)同軸線但不在同一平面的齒形帶輪。其中之一為B-B平面同步齒形帶傳動(dòng)之從動(dòng)輪，另一個(gè)為C-C平面同步齒形帶傳動(dòng)之從動(dòng)輪。B-B平面同步齒形帶傳動(dòng)如圖3所示，C-C平面同步齒形帶傳動(dòng)如圖4所示3。在每一平面帶傳動(dòng)中，、軸心線上的從動(dòng)輪均由同一條同步齒形帶傳遞運(yùn)動(dòng)，所以它們各自的運(yùn)動(dòng)是一致的，這就是該切管機(jī)一次可同時(shí)切斷四根管之緣故。圖4 C-C平面同步齒形帶傳動(dòng)簡(jiǎn)圖1 張緊帶輪2 油缸3 張緊帶輪 運(yùn)動(dòng)經(jīng)每條軸心線上的兩帶輪再分別傳給兩空心軸(參見圖5)，B-B平面上的從動(dòng)帶輪7通過平鍵6帶動(dòng)主軸5及固定在主軸上的托輪1旋轉(zhuǎn)，主軸5通過階梯銷4帶動(dòng)刀盤3及固定在刀盤上的切刀2旋轉(zhuǎn)。而C-C平面上的從動(dòng)帶輪8通過平鍵9帶動(dòng)空心軸10旋轉(zhuǎn)，軸10的右端為偏心軸臺(tái)階。由于本機(jī)所有的帶輪大小規(guī)格相同，所以由電機(jī)傳至兩空心軸5和10的轉(zhuǎn)速相同，n5=n10=n電機(jī)。這時(shí)軸5和軸10之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸10、軸5、刀盤3、切刀2及托輪1如一整體，一起對(duì)由空心軸10的過料孔徑到達(dá)切刀位置的銅管作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這就形成了切刀的旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)。圖5 切刀組件結(jié)構(gòu)圖1 托輪2 切刀3 刀盤4 階梯銷5 主軸6 平鍵7 帶輪8 帶輪9 平鍵10 空心軸 2.3進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的生成和傳動(dòng)原理2.3.1進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的生成銅管壁厚較薄，外徑10mm以下的常用銅管壁厚均2mm，因此切刀的最大進(jìn)給量fmax稍大于2mm/次即可。本例切刀進(jìn)給量f是可調(diào)的，最大進(jìn)給量fmax=3.2mm/次。鑒于本機(jī)所需求的切削進(jìn)給量較小之故，采用偏心調(diào)節(jié)切刀的徑向位置來達(dá)到進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的目的。圖5中的刀盤3活套在空心軸10右端的偏心軸臺(tái)階之上。當(dāng)兩者都圍繞銅管等速回轉(zhuǎn)時(shí)，兩者之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，如同一整體。但若給空心軸10輸入一附加運(yùn)動(dòng)，軸10與刀盤3之間就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。為了進(jìn)一步分析偏心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，將切削平面D-D(圖5)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成圖6所示的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)3。圖中O點(diǎn)相當(dāng)于偏心盤的回轉(zhuǎn)中心，O1點(diǎn)相當(dāng)于偏心盤的幾何中心，曲柄1的長(zhǎng)度l1即偏心距e，O2點(diǎn)相當(dāng)于刀盤上切刀中心位置的點(diǎn)。由于刀盤的內(nèi)孔活套在偏心盤的外圓上，所以切刀中心O2至偏心盤幾何中心O1距離始終恒定不變，相當(dāng)于圖6連桿2的長(zhǎng)度l2。滑動(dòng)3相當(dāng)于刀盤，滑塊沿水平方向的位移即刀盤的徑向位移f。圖6 偏心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 圖5的軸10與刀盤3之間產(chǎn)生的相對(duì)轉(zhuǎn)角即曲柄1繞支點(diǎn)O的轉(zhuǎn)角，由三角形O2O1O得：x=l2cos l1cos=l2cos ecos由于el2,0，可近似認(rèn)為cos=1，代入(1)式得：xl2 ecos當(dāng)曲柄自=0的位置轉(zhuǎn)至圖6所示的位置時(shí)，滑塊3的位移為：f=l2 l1-xl2 e-(l2 ecos)e(1-cos)由(2)式可見，f是可調(diào)的，它隨相對(duì)轉(zhuǎn)角的大小變化而變化。2.3.2進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)原理切刀切入的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由C-C剖面(圖2)的切斷進(jìn)給油缸驅(qū)動(dòng)，參見圖4，油缸2帶動(dòng)兩張緊皮帶輪1和3同步移動(dòng)，移動(dòng)量為s，移動(dòng)的結(jié)果是引起C-C剖面的同步齒形帶增加附加位移量2s4，軸心線、的從動(dòng)輪亦分別增加附加轉(zhuǎn)角，大小為： 式中：p同步齒形帶周節(jié)z帶輪齒數(shù)C-C剖面從動(dòng)輪的附加轉(zhuǎn)角亦即引起上述切入進(jìn)給運(yùn)動(dòng)所需的相對(duì)轉(zhuǎn)角，所以=,以(3)式代入(2)式得： 以本例零件規(guī)格參數(shù)e=1.6mm,p=12.7mm,z=18代入(4)式得：f=1.61-cos(3.15s)0=1.6-1.6cos(3.15s)0(mm/次)由上式可知，切入進(jìn)給量f的大小，取決于油缸工作行程s的大小?；蛘哒f，根據(jù)要加工銅管的壁厚大小，調(diào)整油缸工作行程s來決定切入進(jìn)給量f的數(shù)值。3結(jié)論綜上所述，四把切刀的旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)由圖2中的電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，切刀切入進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則由圖4中的切斷進(jìn)給油缸來驅(qū)動(dòng)。在生產(chǎn)過程中，電動(dòng)機(jī)一直帶動(dòng)四把切刀作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)，銅管源源不斷地由各切刀組件的過料孔而經(jīng)過切刀位置。給切管機(jī)一個(gè)機(jī)器指令，銅管停止前送，切斷進(jìn)給油缸伸縮一次，切刀就來回作一次徑向切入動(dòng)作?？梢姳緳C(jī)的動(dòng)作一氣呵成，效率高，完全符合生產(chǎn)線的節(jié)拍要求。實(shí)踐證明，該設(shè)計(jì)是成功的，并具良好的推廣應(yīng)用前景。這是我公司生產(chǎn)的切管機(jī)。JQG-230/365/460型數(shù)控切管機(jī)簡(jiǎn)介由我公司設(shè)計(jì)的JQG-365型數(shù)控切管機(jī)已研制成功，并順利通過天津鋼管公司的驗(yàn)收。該產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并獲國(guó)家發(fā)明專利，已列入2008年山東省技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目。本機(jī)床利用齒輪差動(dòng)進(jìn)給原理，實(shí)現(xiàn)刀具在高速旋轉(zhuǎn)的刀盤上縱向進(jìn)給，從而實(shí)現(xiàn)了鋼管夾持不動(dòng)，刀盤旋轉(zhuǎn)切削的新理念。有效解決了鋼管高速旋轉(zhuǎn)加工方式中存在的高能耗、機(jī)床抖動(dòng)、切削效率低、刀具壽命短、生產(chǎn)作業(yè)率低、鋼管端面質(zhì)量差、無法定尺等問題。本機(jī)床由Siemens數(shù)控系統(tǒng)控制，可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管送料、定尺、夾持、刀具進(jìn)給、松開、輸送成品、打印批號(hào)、尾料輸出等功能，并自動(dòng)循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)化加工，大幅度提高了工作效率，為企業(yè)提供了連續(xù)化大批量生產(chǎn)的解決方案。1、主要特點(diǎn) 節(jié)能效果好。使用刀具旋轉(zhuǎn)，管材不動(dòng)，節(jié)省了管材旋轉(zhuǎn)所需要的動(dòng)力。 效率高、運(yùn)行成本低。采用多刀同時(shí)加工的切削方式，加工效率高，刀具消耗少。 加工精度高、噪音小。 可靠性高、精度維持性好、維護(hù)方便 。 控制系統(tǒng)采用基于工業(yè)以太網(wǎng)運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)，自動(dòng)化程度高，控制功能強(qiáng)，完全實(shí)現(xiàn)鋼管切斷加工的生產(chǎn)自動(dòng)化。2、主要用途本機(jī)床特別適宜于石油套管、焊管、高壓鍋爐管、管線管、光套管等的高效、精密切斷加工，能夠滿足石油、冶金、軸承等行業(yè)大批量生產(chǎn)的場(chǎng)合。同時(shí)，可降低電能消耗，節(jié)約鋼材。3、主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目單位規(guī)格參數(shù)備注JQG-230JQG-365JQG-4601切管直徑范圍mm76.2-230139.7-365177.8-4602加工最大壁厚mm3045603加工鋼管長(zhǎng)度mm6000-150004主軸最高轉(zhuǎn)速rpm60-60050-40040-320無級(jí)變速5進(jìn)刀行程mm4050756主電機(jī)功率Kw3037457切管精度mm 0.058加工管端與管子軸線的垂直度mm0.15/1009加工端面粗糙度umRa6.34、主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 主軸箱采用厚板焊接結(jié)構(gòu)，并合理布置筋板；主軸采用合金鋼材料，經(jīng)熱處理并精密磨削加工；軸承采用進(jìn)口高精度圓錐滾子軸承，采用油潤(rùn)滑冷卻。 主電機(jī)通過皮帶帶動(dòng)傳動(dòng)軸，由一對(duì)斜齒輪驅(qū)動(dòng)主軸及刀盤旋轉(zhuǎn)；主電機(jī)采用變頻電機(jī)，可進(jìn)行無級(jí)調(diào)速。 進(jìn)刀機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)通過滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)軌采用滾動(dòng)導(dǎo)軌，滾珠絲杠經(jīng)過預(yù)拉伸，大大提高了抵抗熱變形能力，保證了進(jìn)給軸的剛性和精度，有效提高切管機(jī)床的加工精度。 喂料系統(tǒng)由伺服電機(jī)通過同步帶、滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)軌采用滾動(dòng)導(dǎo)軌。滾珠絲杠在裝配時(shí)進(jìn)行了預(yù)拉伸，大大提高了抵抗熱變形能力，喂料精度可達(dá)0.01mm。液壓夾持結(jié)構(gòu)由液壓油缸驅(qū)動(dòng)，用于鋼管的夾緊送料。為保證兩夾緊臂的運(yùn)動(dòng)同步，兩夾緊臂之間設(shè)有一對(duì)同步機(jī)構(gòu)。 液壓系統(tǒng)進(jìn)行了強(qiáng)制冷卻，以降低油溫，保證機(jī)床的正常運(yùn)行。 機(jī)床主要外購(gòu)件如軸承、液壓、潤(rùn)滑、照明、冷卻系統(tǒng)、傳動(dòng)皮帶、電氣元件、滾珠絲杠、滾動(dòng)導(dǎo)軌等均選用了國(guó)內(nèi)外的知名品牌。 配有剛性卡盤，其主要作用是自動(dòng)夾緊鋼管并定心。由液壓油缸驅(qū)動(dòng)同步連動(dòng)板，由同步連動(dòng)板帶動(dòng)兩套擺桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)剛性卡盤的自動(dòng)定心夾緊/松開動(dòng)作。 配有彈性卡盤，其主要作用是對(duì)鋼管進(jìn)行輔助夾緊。 配有鏈?zhǔn)脚判佳b置，將切削后的鐵屑送出切管機(jī)。 可選配多種功能部件，以組成接箍切斷生產(chǎn)線，適應(yīng)接箍自動(dòng)化生產(chǎn)的需求。 配有上料臺(tái)架，用于給切管機(jī)上料。根據(jù)鋼管規(guī)格不同，可自動(dòng)調(diào)整鋼管中心。 配有接箍料輸出裝置，將加工好的接箍料輸出。 配有壓印裝置，將接箍料打印廠標(biāo)、批號(hào)、材料標(biāo)號(hào)等。 配有尾料排出裝置，將最后的鋼管料頭排出到廢料箱。 可選配步進(jìn)移鋼機(jī)、機(jī)械定尺裝置、短管落料裝置等，以組成光管線、精整線，實(shí)現(xiàn)鋼管自動(dòng)定尺切斷及管端切斷。