電動液壓切管機設計,答 辯 人： 指導老師： 班 級：,1.課題背景及意義2.電動切管機 的工作原理3.減速箱 的設計過程4.液壓系統(tǒng)的設計過程,答辯內容,1.課題背景及意義,本次設計的電動液壓切管機為減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率有著積極的意義。通過本次鞏固畢業(yè)設計，提高了我的繪圖能力，加強了我的獨立分析問題的能力，了我的專業(yè)知識。,2.1 切管機總體結構：主要包括蝸輪蝸桿2級減速箱，滾筒，液壓缸，液壓馬達等。,2.切管機的工作原理,2.切管機的工作原理,動力由電動機→帶輪→蝸桿→蝸輪→直齒輪→中間惰輪→滾子軸上小齒輪。由于滾子的旋轉運動，從而帶動工件管子的旋轉，實現(xiàn)切削時的主運動。與此同時，通過液壓馬達控制液壓缸活塞桿的運動，從而實現(xiàn)圓盤刀片向下進給運動，并在不斷增加刀片對管子的壓力過程中，實現(xiàn)的切割工作。,,3減速系統(tǒng)的設計,,,2級減速系統(tǒng)傳動示意圖,3.減速箱裝配圖,3.液壓系統(tǒng)的設計,切管機的液壓系統(tǒng)由動力部分、執(zhí)行部分、控制部分和輔助部分組成。,切管機總裝圖,,,,,總結,經(jīng)過這次畢業(yè)設計，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CAD的基本操作，掌握了軸類.缸體類零件的設計過程，鞏固了課本理論。不足之處：基本知識掌握還不牢，缺乏嚴謹?shù)乃季S能力，專業(yè)知識系統(tǒng)性不強。 在今后的工作中，我會更加努力，彌補不足。,thank you！,thank you！, 摘要本次設計的電動液壓切管機主要是針對各種用途金屬管材進行加工。本次設計的任務主要是對切管機中減速箱及有關零件進行的設計。其中包括傳動裝置的設計和計算?？傮w結構的設計以及對設計計算進行校核。并且通過得到的數(shù)據(jù)，繪制總體裝配圖，減速機裝配圖，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計的電動液壓切管機為減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率有著積極的意義。關鍵字：切管機；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電動液壓切管機畢業(yè)設計1 目 錄摘要 .11. 確定工藝方案 .22. 傳動裝置的設計與計算 .42.1 電動機的選擇 42.1.1 類型的選擇 .42.1.2 轉速的選擇 .42.1.3 功率的選擇 .42.2 擬訂傳動方案 52.3 計算各軸的轉速、功率和轉矩 82.4 進行傳動機構的設計與計算 92.4.1 帶傳動設計 .102.4.3 蝸輪蝸桿模數(shù)的確定 .112.4.4 齒數(shù)的確定 .122.5 進行總體結構設計，畫出總體方案圖 133. 結構設計 153.1 初算各軸的最小直徑 153.2 計算各主要傳動件的結構尺寸 163.3 繪制部件的裝配草圖 203.4 繪制設計裝配圖 253.5 繪制零件工作圖 28第 4 章 液壓部分設計 304.1 滾槽機液壓系統(tǒng)的概述 .304.1.1 滾槽機液壓系統(tǒng)的組成 .304.1.2 滾槽機的液壓執(zhí)行元件 .314.2 滾槽機液壓系統(tǒng)的設計 .324.2.1 液壓缸的設計與計算 .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. 結論 386. 致謝 39電動液壓切管機畢業(yè)設計2 7.參考文獻 40電動液壓切管機畢業(yè)設計1 1. 確定工藝方案此次的設計任務為設計一簡單高效的電動液壓切管機，為此，對如下幾種設計方案進行比較：方案一：用砂輪切斷金屬管：需要砂輪旋轉的切削運動和搖臂向下的進給運動。此機構的結構簡單，生產(chǎn)效率高，但是砂輪磨損較快費用很高。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床，不太經(jīng)濟?；蛘哂脤Ｓ玫那泄軝C，其工作原理是工件夾緊不動，裝在旋轉刀架上的兩把切斷刀，既有主切削的旋轉運動，又有進給運動，工作效率高，但是機床結構比較復雜。方案三：用鋸弓鋸斷金屬管：需要鋸弓往復的切削運動和滑枕擺動的進給與讓刀運動。機器的結構比較復雜，鋸切運動也不是連續(xù)的。當金屬直徑相差較大時，鋸片還要調換，生產(chǎn)效率低。方案四：用液壓缸控制刀具碾壓運動的金屬管的方法來切斷金屬管：其需要金屬管旋轉的切削運動和圓盤向下的進給運動。這種方法是連續(xù)切削的，生產(chǎn)效率高，機器的結構也不太復雜。但是會使管子的切口內徑縮小，一般用于管子要求不高的場合。本次設計的要求為滾子轉速 n=70r/min,圓盤刀片直徑 a=80mm,加工管件的直徑為 3/8″～4″，電機額定功率 i 為 P=1.5Kw滿載轉速為 N=1410r/min,每天工作 10 小時，載荷變動小。根據(jù)畢設要求和結合生產(chǎn)實際。在本次設計中選用方案四。工藝方案確定后，并根據(jù)有關數(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 工藝方案原理圖電動液壓切管機畢業(yè)設計2 方案四管機的工作原理：動力由電動機→帶輪→蝸桿→蝸輪→直齒輪→中間惰輪→滾子軸上小齒輪。由于滾子的旋轉運動，從而帶動工件的旋轉，實現(xiàn)切削時的主運動。與此同時，通過液壓馬達控制液壓缸的運動，將圓盤刀片向下進給運動，并在不斷增加刀片對管子的壓力過程中，實現(xiàn)管子的切割工作。電動液壓切管機畢業(yè)設計3 2 傳動裝置的設計與計算2.1 電動機的選擇要選擇電動機，必須了解電動機，出廠的每臺電動機都有銘牌，上面標有電動機的主要技術參數(shù)。因此，要合理地選擇電動機，就要比較電動機的這些特性。在進行簡單機械設計時，應選擇好電動機的類型，轉速和功率。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。三相交流異步電機具有結構簡單，工作可靠，價格便宜，維護方便等優(yōu)點，所以應用廣泛。在選擇電動機的類型時，主要考慮的是：靜載荷或慣性載荷的大小，工作機械長期連續(xù)工作還是重復短時工作，工作環(huán)境是否多灰塵或水土飛濺等方面。在本次設計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。2.1.2 轉速的選擇 異步電機的轉速主要有 3000r/min、1500r/min、1000r/min 、750r/min 幾種。當工作機械的轉速較高時，選用同步轉速為 3000r/min 的電機比較合適。如果工作機械的轉速太低（即傳動裝置的總傳動比太大）將導致傳動裝置的結構復雜，價格較高。在本次設計中可選的轉速有 1500r/min 和 750r/min。在一般機械中這兩種轉速的電機適應性大，應用比較普遍。2.1.3 功率的選擇選擇電動機的容量就是合理確定電動機的額定功率，電動機功率的選擇與電動機本身發(fā)熱、載荷大小、工作時間長短有關，但一般情況下電動機容量主要由運行發(fā)熱條件決定。故根據(jù)電動機的額定功率大于所需功率 10%來選擇電動機。綜上所述，本次設計的切管機電機額定功率為 P=1.5Kw 滿載轉速為電動液壓切管機畢業(yè)設計4 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，其額定功率 P 電 =1.5Kw，滿載轉速 n 電 =1400r/min，同步轉速 1500r/min(4 極)，最大轉矩為 2.3N·m。電動機確定后，計算出切管機的傳動比為：i 總 = = =20 （2-1）n電工 14072.2 擬訂傳動方案傳動方案的擬定，通常是指傳動機構的選擇及其布置。這是彼此相聯(lián)系的兩個方面。其運動形式大致分為；（1）傳遞回轉運動的有：帶傳動，鏈傳動，齒輪傳動，蝸輪傳動等；（2）實現(xiàn)往復直線運動或擺動的有：螺旋傳動，齒輪齒條傳動，凸輪機構，曲柄滑塊機構等；（3）實現(xiàn)間歇運動的有棘輪機構和槽輪機構等；（4）實現(xiàn)特定運動規(guī)律的有凸輪機構和平面連桿機構等。傳動機構的選擇就是根據(jù)機器工作機構所要求的運動規(guī)律，載荷的性質以及機器的工作循環(huán)進行的。然后在全面分析和比較各種傳動機構特性的基礎上確定一種較好的傳動方案。機器通常由原動機、傳動裝置和工作機等三部分組成。傳動裝置位于原動機和工作機之間，用來傳遞運動和動力，并可以改變轉速、轉矩的大小或改變運動形式，以適應工作機功能要求。傳動裝置的設計對整臺車的性能、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)設計中，已知切管機的 i 總=20，若用蝸桿，一次降速原本可以達到， 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。在本次設計中，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，故可將最為在電機之后的第一級傳動，此外開式齒輪傳動不宜放在高速級，因為在這種條件下工作容易產(chǎn)生沖擊和噪音，故應將齒電動液壓切管機畢業(yè)設計5 輪傳動放在底速級。一個好的傳動方案，除了首先應滿足機器的功能要求外，還應當工作可靠、結構簡單、尺寸緊湊、成本低廉以及使用維護方便。經(jīng)比較各種傳動方案，在本次設計中確定采用帶傳動、蝸桿傳動、齒輪傳動等機構組成的傳動方案。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 =i1·i2……的關系分配傳動比.下面對個機構的主要特性進行比較,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 電動液壓切管機畢業(yè)設計6 圖 2-2-4 液壓缸傳動原理圖表 2-2-1 幾種主要傳動機構的特性比較類 型特 性帶傳動 齒輪傳動 蝸桿傳動主要優(yōu)點中心距變化范圍較大,結構簡單,傳動平穩(wěn),能緩沖,起過載安全保護作用外廓尺寸小,傳動比準確,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:2～4,最大值≤6,三角帶型: 2～4, 最大值≤7 有張緊輪平型帶:3～5最大值≤8開式圓柱齒輪: 4～6,最大值≤15. 開式圓柱正齒輪: 3～4,最大值≤10. 閉式圓柱齒輪: 2～3,最大值≤6閉式: 10～40,最大值≤100開式: 15～60,最大值≤100電動液壓切管機畢業(yè)設計7 外廓尺寸 大 中,小 小成本 低 中 高效率 ?平型帶 0.92～0.98三角帶 0.9～0.96開式加工齒0.92～0.96閉式 0.95～0.99開式 0.5～0.7 閉式0.7～0.94 自鎖0.40～0.45考慮到傳動裝置的結構,尺寸,重量,工作條件和制造安裝等因素,必須對傳動比進行合理的分配.根據(jù)公式 T=9550 (N·m)可知:當傳動的功率 P(Kw)一定時,轉速 n(r/min)越Pn高,轉矩 T 就越小.為此,在進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，并給機座設計和安裝帶來困難，又因為齒輪在降速傳動中,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,則容易引起強烈的震動和噪音,造成傳動不平穩(wěn),影響機器的工作性能.為此,各機構的傳動比分配情況如下:i1=1.2;i2=50;i3=1.5;i4= （2-2）1.5i 總 = i1i2 i3i4=1.2 50 1.5 =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 ,改變滾筒旋轉方向的作用.2.3 計算各軸的轉速、功率和轉矩由表一我們可知，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）1212Nin?及 .,n95012iTPT?可知各軸的轉速為：（2-6）min/152.401rinI?電電動液壓切管機畢業(yè)設計8 （2-7）min/5.230.142. rinI ????電（2-8）3123 1./i·iiⅡⅢ 電（2-9）4123407/in.5./4.5nn rii?????電ⅢⅣ各軸的功率為：（2-10）·P?Ⅰ 電 帶 =.096.（ Kw）（2-11）·???Ⅱ Ⅰ 蝸 滾 電 帶 蝸 滾 1.5.72=1.03（ ）（2-12）···?2Ⅲ Ⅱ 齒 滾 電 帶 蝸 齒 滾=.096.4.96（ Kw）（2-13）23···P????Ⅳ 齒 滾 電 帶 蝸 滾 齒Ⅲ1.5.70.=8（ ）各軸傳遞的轉矩為：(Nm) （2-14）1.5=950=0.23n4PT電電 電(Nm) （2-15）1.96.78Ii???電 帶（2-16）212=0.3.50.=420.()Ti Nm??電 蝸 電 帶 蝸 滾 滾第三軸，因為裝的是過渡齒輪（惰輪） ，所以此軸不承受轉矩，只受彎矩，它是一根心軸。（2-17）12342323··0.51.096.740.91/4Ti?????Ⅳ 電 帶 蝸 滾 齒 =（ Nm）將以上各數(shù)據(jù)制成如表 2-3-1 所示的表格。表 2-3-1 各軸計算結果電動液壓切管機畢業(yè)設計9 軸號 電機軸 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ傳動比 i 1.2 50 1.5 1/4.5轉速n(r/min)1410 116.7 23.3 15.5 70功率 P(Kw) 1.5 1.44 1.03 0.96 0.89轉矩T（N·m ）10.23 11.78 420.02 122.3在計算傳動比的時候，當帶輪直徑和齒輪模數(shù)確定后，實際傳動比就等于兩帶輪直徑之比，或者兩齒輪齒數(shù)之比，其結果可能出現(xiàn)與上表數(shù)據(jù)不一致。當 i160mm，可采用輻板式結構的鍛造齒輪。輪緣內徑 d 緣 = d' 頂 2-10m=168-30=138mm輪轂外徑 d 轂 =1.6d 軸 2=1.6 45=72mm(d 軸 2——齒輪的孔徑，由表三可知?電動液壓切管機畢業(yè)設計18 d 軸 2=45mm)輻板厚度 c=0.3B=0.3 30=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 3-2-1Ⅱ軸齒輪示意圖2）已知Ⅲ軸上齒輪 z3=81，m=3，則：分度圓直徑 d3=mz3=3 81=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，可采用輻板式結構的鍛造齒輪。輪緣內徑 d 緣 = d 頂 3-10m=249-30=219mm輪轂外徑 d 轂 =1.6d 軸 3=1.6 50=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=0.3 30=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。電動液壓切管機畢業(yè)設計19 Ⅱ、Ⅲ軸的中心距：（3-7）'231()(548)20.5amzm?????Ⅱ 、 Ⅲ =Ⅲ軸上齒輪如圖 3-2-2圖 3-2-2Ⅲ軸齒輪示意圖3）已知Ⅳ軸上的齒輪 z4=18,m=3 則：分度圓直徑 d4=mz4=3 18=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dd3 d2無套筒的；由于采用 205 型軸電動液壓切管機畢業(yè)設計27 處的直徑 dd3 d1套筒的 d3 必須符合軸承的標準承，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Ⅱ 軸d5一般軸肩和軸環(huán)的直徑dd5≈d4+2a a—軸肩或軸環(huán)的高度，a=(0.07~0.1) d4如如Ⅱ軸，d4=55mm，a=3.85~5.5mm,取 a=5mm,則d5=55+2*5=65mm因此處 d4 相當于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安裝旋轉零件的軸頭長度LL7=（1.2~1.6 ）ddd---軸頭直徑一般要求 L7 要比旋轉零件的輪轂寬度要短一些L8軸環(huán)長度L8≈1.4a 或L8≈（ 0.1~0.15）d如Ⅱ軸L8≈1.4*5=7mm電動液壓切管機畢業(yè)設計28 ④減速箱焊接圖如圖 3-4-3圖 3-4-3 減速箱焊接圖3.5 繪制零件工作圖機械零件有兩種：一類需要自行設計制作的，叫基本件；基本件必須根據(jù)設計裝配圖，全部拆畫，并對細部結構進行設計。在本次設計中選取其中我滾筒工作圖和蝸桿工作圖作為零件圖拆畫：① 滾筒零件圖如圖 3-5-1電動液壓切管機設計,答 辯 人： 指導老師： 班 級：,1.課題背景及意義2.電動切管機 的工作原理3.減速箱 的設計過程4.液壓系統(tǒng)的設計過程,答辯內容,1.課題背景及意義,本次設計的電動液壓切管機為減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率有著積極的意義。通過本次鞏固畢業(yè)設計，提高了我的繪圖能力，加強了我的獨立分析問題的能力，了我的專業(yè)知識。,2.1 切管機總體結構：主要包括蝸輪蝸桿2級減速箱，滾筒，液壓缸，液壓馬達等。,2.切管機的工作原理,2.切管機的工作原理,動力由電動機→帶輪→蝸桿→蝸輪→直齒輪→中間惰輪→滾子軸上小齒輪。由于滾子的旋轉運動，從而帶動工件管子的旋轉，實現(xiàn)切削時的主運動。與此同時，通過液壓馬達控制液壓缸活塞桿的運動，從而實現(xiàn)圓盤刀片向下進給運動，并在不斷增加刀片對管子的壓力過程中，實現(xiàn)的切割工作。,,3減速系統(tǒng)的設計,,,2級減速系統(tǒng)傳動示意圖,3.減速箱裝配圖,3.液壓系統(tǒng)的設計,切管機的液壓系統(tǒng)由動力部分、執(zhí)行部分、控制部分和輔助部分組成。,切管機總裝圖,,,,,總結,經(jīng)過這次畢業(yè)設計，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CAD的基本操作，掌握了軸類.缸體類零件的設計過程，鞏固了課本理論。不足之處：基本知識掌握還不牢，缺乏嚴謹?shù)乃季S能力，專業(yè)知識系統(tǒng)性不強。 在今后的工作中，我會更加努力，彌補不足。,thank you！,thank you！, 摘要本次設計的電動液壓切管機主要是針對各種用途金屬管材進行加工。本次設計的任務主要是對切管機中減速箱及有關零件進行的設計。其中包括傳動裝置的設計和計算?？傮w結構的設計以及對設計計算進行校核。并且通過得到的數(shù)據(jù)，繪制總體裝配圖，減速機裝配圖，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計的電動液壓切管機為減輕工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率有著積極的意義。關鍵字：切管機；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電動液壓切管機畢業(yè)設計1 目 錄摘要 .11. 確定工藝方案 .22. 傳動裝置的設計與計算 .42.1 電動機的選擇 42.1.1 類型的選擇 .42.1.2 轉速的選擇 .42.1.3 功率的選擇 .42.2 擬訂傳動方案 52.3 計算各軸的轉速、功率和轉矩 82.4 進行傳動機構的設計與計算 92.4.1 帶傳動設計 .102.4.3 蝸輪蝸桿模數(shù)的確定 .112.4.4 齒數(shù)的確定 .122.5 進行總體結構設計，畫出總體方案圖 133. 結構設計 153.1 初算各軸的最小直徑 153.2 計算各主要傳動件的結構尺寸 163.3 繪制部件的裝配草圖 203.4 繪制設計裝配圖 253.5 繪制零件工作圖 28第 4 章 液壓部分設計 304.1 滾槽機液壓系統(tǒng)的概述 .304.1.1 滾槽機液壓系統(tǒng)的組成 .304.1.2 滾槽機的液壓執(zhí)行元件 .314.2 滾槽機液壓系統(tǒng)的設計 .324.2.1 液壓缸的設計與計算 .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. 結論 386. 致謝 39電動液壓切管機畢業(yè)設計2 7.參考文獻 40電動液壓切管機畢業(yè)設計1 1. 確定工藝方案此次的設計任務為設計一簡單高效的電動液壓切管機，為此，對如下幾種設計方案進行比較：方案一：用砂輪切斷金屬管：需要砂輪旋轉的切削運動和搖臂向下的進給運動。此機構的結構簡單，生產(chǎn)效率高，但是砂輪磨損較快費用很高。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床，不太經(jīng)濟?；蛘哂脤Ｓ玫那泄軝C，其工作原理是工件夾緊不動，裝在旋轉刀架上的兩把切斷刀，既有主切削的旋轉運動，又有進給運動，工作效率高，但是機床結構比較復雜。方案三：用鋸弓鋸斷金屬管：需要鋸弓往復的切削運動和滑枕擺動的進給與讓刀運動。機器的結構比較復雜，鋸切運動也不是連續(xù)的。當金屬直徑相差較大時，鋸片還要調換，生產(chǎn)效率低。方案四：用液壓缸控制刀具碾壓運動的金屬管的方法來切斷金屬管：其需要金屬管旋轉的切削運動和圓盤向下的進給運動。這種方法是連續(xù)切削的，生產(chǎn)效率高，機器的結構也不太復雜。但是會使管子的切口內徑縮小，一般用于管子要求不高的場合。本次設計的要求為滾子轉速 n=70r/min,圓盤刀片直徑 a=80mm,加工管件的直徑為 3/8″～4″，電機額定功率 i 為 P=1.5Kw滿載轉速為 N=1410r/min,每天工作 10 小時，載荷變動小。根據(jù)畢設要求和結合生產(chǎn)實際。在本次設計中選用方案四。工藝方案確定后，并根據(jù)有關數(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 工藝方案原理圖電動液壓切管機畢業(yè)設計2 方案四管機的工作原理：動力由電動機→帶輪→蝸桿→蝸輪→直齒輪→中間惰輪→滾子軸上小齒輪。由于滾子的旋轉運動，從而帶動工件的旋轉，實現(xiàn)切削時的主運動。與此同時，通過液壓馬達控制液壓缸的運動，將圓盤刀片向下進給運動，并在不斷增加刀片對管子的壓力過程中，實現(xiàn)管子的切割工作。電動液壓切管機畢業(yè)設計3 2 傳動裝置的設計與計算2.1 電動機的選擇要選擇電動機，必須了解電動機，出廠的每臺電動機都有銘牌，上面標有電動機的主要技術參數(shù)。因此，要合理地選擇電動機，就要比較電動機的這些特性。在進行簡單機械設計時，應選擇好電動機的類型，轉速和功率。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。三相交流異步電機具有結構簡單，工作可靠，價格便宜，維護方便等優(yōu)點，所以應用廣泛。在選擇電動機的類型時，主要考慮的是：靜載荷或慣性載荷的大小，工作機械長期連續(xù)工作還是重復短時工作，工作環(huán)境是否多灰塵或水土飛濺等方面。在本次設計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。2.1.2 轉速的選擇 異步電機的轉速主要有 3000r/min、1500r/min、1000r/min 、750r/min 幾種。當工作機械的轉速較高時，選用同步轉速為 3000r/min 的電機比較合適。如果工作機械的轉速太低（即傳動裝置的總傳動比太大）將導致傳動裝置的結構復雜，價格較高。在本次設計中可選的轉速有 1500r/min 和 750r/min。在一般機械中這兩種轉速的電機適應性大，應用比較普遍。2.1.3 功率的選擇選擇電動機的容量就是合理確定電動機的額定功率，電動機功率的選擇與電動機本身發(fā)熱、載荷大小、工作時間長短有關，但一般情況下電動機容量主要由運行發(fā)熱條件決定。故根據(jù)電動機的額定功率大于所需功率 10%來選擇電動機。綜上所述，本次設計的切管機電機額定功率為 P=1.5Kw 滿載轉速為電動液壓切管機畢業(yè)設計4 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，其額定功率 P 電 =1.5Kw，滿載轉速 n 電 =1400r/min，同步轉速 1500r/min(4 極)，最大轉矩為 2.3N·m。電動機確定后，計算出切管機的傳動比為：i 總 = = =20 （2-1）n電工 14072.2 擬訂傳動方案傳動方案的擬定，通常是指傳動機構的選擇及其布置。這是彼此相聯(lián)系的兩個方面。其運動形式大致分為；（1）傳遞回轉運動的有：帶傳動，鏈傳動，齒輪傳動，蝸輪傳動等；（2）實現(xiàn)往復直線運動或擺動的有：螺旋傳動，齒輪齒條傳動，凸輪機構，曲柄滑塊機構等；（3）實現(xiàn)間歇運動的有棘輪機構和槽輪機構等；（4）實現(xiàn)特定運動規(guī)律的有凸輪機構和平面連桿機構等。傳動機構的選擇就是根據(jù)機器工作機構所要求的運動規(guī)律，載荷的性質以及機器的工作循環(huán)進行的。然后在全面分析和比較各種傳動機構特性的基礎上確定一種較好的傳動方案。機器通常由原動機、傳動裝置和工作機等三部分組成。傳動裝置位于原動機和工作機之間，用來傳遞運動和動力，并可以改變轉速、轉矩的大小或改變運動形式，以適應工作機功能要求。傳動裝置的設計對整臺車的性能、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)設計中，已知切管機的 i 總=20，若用蝸桿，一次降速原本可以達到， 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。在本次設計中，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，故可將最為在電機之后的第一級傳動，此外開式齒輪傳動不宜放在高速級，因為在這種條件下工作容易產(chǎn)生沖擊和噪音，故應將齒電動液壓切管機畢業(yè)設計5 輪傳動放在底速級。一個好的傳動方案，除了首先應滿足機器的功能要求外，還應當工作可靠、結構簡單、尺寸緊湊、成本低廉以及使用維護方便。經(jīng)比較各種傳動方案，在本次設計中確定采用帶傳動、蝸桿傳動、齒輪傳動等機構組成的傳動方案。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 =i1·i2……的關系分配傳動比.下面對個機構的主要特性進行比較,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 電動液壓切管機畢業(yè)設計6 圖 2-2-4 液壓缸傳動原理圖表 2-2-1 幾種主要傳動機構的特性比較類 型特 性帶傳動 齒輪傳動 蝸桿傳動主要優(yōu)點中心距變化范圍較大,結構簡單,傳動平穩(wěn),能緩沖,起過載安全保護作用外廓尺寸小,傳動比準確,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:2～4,最大值≤6,三角帶型: 2～4, 最大值≤7 有張緊輪平型帶:3～5最大值≤8開式圓柱齒輪: 4～6,最大值≤15. 開式圓柱正齒輪: 3～4,最大值≤10. 閉式圓柱齒輪: 2～3,最大值≤6閉式: 10～40,最大值≤100開式: 15～60,最大值≤100電動液壓切管機畢業(yè)設計7 外廓尺寸 大 中,小 小成本 低 中 高效率 ?平型帶 0.92～0.98三角帶 0.9～0.96開式加工齒0.92～0.96閉式 0.95～0.99開式 0.5～0.7 閉式0.7～0.94 自鎖0.40～0.45考慮到傳動裝置的結構,尺寸,重量,工作條件和制造安裝等因素,必須對傳動比進行合理的分配.根據(jù)公式 T=9550 (N·m)可知:當傳動的功率 P(Kw)一定時,轉速 n(r/min)越Pn高,轉矩 T 就越小.為此,在進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，并給機座設計和安裝帶來困難，又因為齒輪在降速傳動中,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,則容易引起強烈的震動和噪音,造成傳動不平穩(wěn),影響機器的工作性能.為此,各機構的傳動比分配情況如下:i1=1.2;i2=50;i3=1.5;i4= （2-2）1.5i 總 = i1i2 i3i4=1.2 50 1.5 =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 ,改變滾筒旋轉方向的作用.2.3 計算各軸的轉速、功率和轉矩由表一我們可知，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）1212Nin?及 .,n95012iTPT?可知各軸的轉速為：（2-6）min/152.401rinI?電電動液壓切管機畢業(yè)設計8 （2-7）min/5.230.142. rinI ????電（2-8）3123 1./i·iiⅡⅢ 電（2-9）4123407/in.5./4.5nn rii?????電ⅢⅣ各軸的功率為：（2-10）·P?Ⅰ 電 帶 =.096.（ Kw）（2-11）·???Ⅱ Ⅰ 蝸 滾 電 帶 蝸 滾 1.5.72=1.03（ ）（2-12）···?2Ⅲ Ⅱ 齒 滾 電 帶 蝸 齒 滾=.096.4.96（ Kw）（2-13）23···P????Ⅳ 齒 滾 電 帶 蝸 滾 齒Ⅲ1.5.70.=8（ ）各軸傳遞的轉矩為：(Nm) （2-14）1.5=950=0.23n4PT電電 電(Nm) （2-15）1.96.78Ii???電 帶（2-16）212=0.3.50.=420.()Ti Nm??電 蝸 電 帶 蝸 滾 滾第三軸，因為裝的是過渡齒輪（惰輪） ，所以此軸不承受轉矩，只受彎矩，它是一根心軸。（2-17）12342323··0.51.096.740.91/4Ti?????Ⅳ 電 帶 蝸 滾 齒 =（ Nm）將以上各數(shù)據(jù)制成如表 2-3-1 所示的表格。表 2-3-1 各軸計算結果電動液壓切管機畢業(yè)設計9 軸號 電機軸 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ傳動比 i 1.2 50 1.5 1/4.5轉速n(r/min)1410 116.7 23.3 15.5 70功率 P(Kw) 1.5 1.44 1.03 0.96 0.89轉矩T（N·m ）10.23 11.78 420.02 122.3在計算傳動比的時候，當帶輪直徑和齒輪模數(shù)確定后，實際傳動比就等于兩帶輪直徑之比，或者兩齒輪齒數(shù)之比，其結果可能出現(xiàn)與上表數(shù)據(jù)不一致。當 i160mm，可采用輻板式結構的鍛造齒輪。輪緣內徑 d 緣 = d' 頂 2-10m=168-30=138mm輪轂外徑 d 轂 =1.6d 軸 2=1.6 45=72mm(d 軸 2——齒輪的孔徑，由表三可知?電動液壓切管機畢業(yè)設計18 d 軸 2=45mm)輻板厚度 c=0.3B=0.3 30=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 3-2-1Ⅱ軸齒輪示意圖2）已知Ⅲ軸上齒輪 z3=81，m=3，則：分度圓直徑 d3=mz3=3 81=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，可采用輻板式結構的鍛造齒輪。輪緣內徑 d 緣 = d 頂 3-10m=249-30=219mm輪轂外徑 d 轂 =1.6d 軸 3=1.6 50=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=0.3 30=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。電動液壓切管機畢業(yè)設計19 Ⅱ、Ⅲ軸的中心距：（3-7）'231()(548)20.5amzm?????Ⅱ 、 Ⅲ =Ⅲ軸上齒輪如圖 3-2-2圖 3-2-2Ⅲ軸齒輪示意圖3）已知Ⅳ軸上的齒輪 z4=18,m=3 則：分度圓直徑 d4=mz4=3 18=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dd3 d2無套筒的；由于采用 205 型軸電動液壓切管機畢業(yè)設計27 處的直徑 dd3 d1套筒的 d3 必須符合軸承的標準承，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Ⅱ 軸d5一般軸肩和軸環(huán)的直徑dd5≈d4+2a a—軸肩或軸環(huán)的高度，a=(0.07~0.1) d4如如Ⅱ軸，d4=55mm，a=3.85~5.5mm,取 a=5mm,則d5=55+2*5=65mm因此處 d4 相當于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安裝旋轉零件的軸頭長度LL7=（1.2~1.6 ）ddd---軸頭直徑一般要求 L7 要比旋轉零件的輪轂寬度要短一些L8軸環(huán)長度L8≈1.4a 或L8≈（ 0.1~0.15）d如Ⅱ軸L8≈1.4*5=7mm電動液壓切管機畢業(yè)設計28 ④減速箱焊接圖如圖 3-4-3圖 3-4-3 減速箱焊接圖3.5 繪制零件工作圖機械零件有兩種：一類需要自行設計制作的，叫基本件；基本件必須根據(jù)設計裝配圖，全部拆畫，并對細部結構進行設計。在本次設計中選取其中我滾筒工作圖和蝸桿工作圖作為零件圖拆畫：① 滾筒零件圖如圖 3-5-1