人人文库网 > 图纸下载 > 毕业设计 > 自动切管机及送料机构设计【14张图纸】【优秀】

自动切管机及送料机构设计说明书.doc

自动切管机及送料机构设计【14张图纸】【优秀】

资源目录

自动切管机及送料机构设计【14张图纸】【优秀】.rar

自动切管机及送料机构设计说明书.doc---(点击预览)

自动切管机及送料机构设计开题报告.doc---(点击预览)

相关资料.doc

自动切管机及送料机构设计开题报告.doc

自动切管机及送料机构设计说明书.doc

10棍筒装配图A2.dwg

11减速器机盖A1.dwg

12机架A1.dwg

13减速器机座A0.dwg

14自动切管机装配图A0.dwg

1棍筒圆柱齿轮A4.dwg

2013周次进度计划检查落实表.htm

2前端盖A4.dwg

摘要

　　　自动切管机主要用于加工各种用途的管件，包括各种材料的金属管件，本次设计的自动切管机及送料机构所加工的管件主要是直径在 60～70mm之间。本论文设计的自动切管机及送料机构，能自动切管和送料达到自动加工金属管件的目的。完成的工作主要是自动切管机中圆锥齿轮减速器、切管机棍筒、机架及自动送料机构工作方案的设计。其中，切管机的工用原理是：电动机通过V带传动，圆锥齿轮减速箱、开式齿轮传动到一对棍筒，然后带动金属管的旋转，获得切割时的主运动。同时，圆盘刀片向下移动，实现管子的切割工作。其中包括确定切管机设计方案的制定、传动装置的设计和计算（包括电动机的选择、拟定传动方案、各轴转速、功率和转矩的计算、传动机构的设计与计算等）。根据已有的经验公式，对上述各项进行了详细的计算和强度校核之后，确定了各个零件之间的尺寸位置。最后绘制切管机装配图、部件图以及部分零件图。

本设计所完成的切管机主要用于车间中对60～70mm管件的切管加工，对提高生产效率，减轻工人的劳动强度有着积极的意义。

关键词：切管机；减速器；棍筒

　　　摘要IV

　　　AbstractV

　　　目录VI

　　　1 绪论1

　　　1.1课题的意义、目的、研究范围1

　　　1.2国内外的发展概况1

　　　1.3本课题应达到的要求2

　　　2 自动切管机设计方案的拟定3

　　　2.1 自动切管设计方案的分析3

　　　2.1.1 切管方案的拟定3

　　　2.1.2 切管方案的比较4

　　　2.2 切管方案的确定4

　　　3 自动切管机传动装置的设计5

　　　3.1 传动装置的分析5

　　　3.1.1 棍筒传动装置方案的初步拟定5

　　　3.1.2 各传动装置方案的比较6

　　　3.2 棍筒传动装置方案的确定6

　　　4 切管机传动装置的计算7

　　　4.1 电动机的选择7

　　　4.1.1 电动机的类型和结构分析7

　　　4.1.2 选择切管机电动机的功率7

　　　4.1.3 确定切管机电动机的转速8

　　　4.2 计算总传动比及分配各级的传动比8

　　　4.3 运动参数及动力参数计算9

　　　4.3.1 各轴转速计算9

　　　4.3.2 各轴输入功率计算9

　　　4.3.3 各轴输入转矩计算9

　　　5 切管机传动零件的设计计算11

　　　5.1 V带轮传动的设计计算11

　　　5.2 圆锥齿轮传动的设计计算13

　　　5.3 圆柱齿轮传动的设计计算16

　　　6 自动切管机轴的设计计算19

　　　6.1 主动轴设计计算19

　　　6.2 锥齿轮输出轴设计计算21

　　　6.3 惰轮轴设计计算24

　　　6.4 棍筒轴设计计算25

　　　7 键联接的选择及计算26

　　　7.1 电机与电动机带轮联接采用平键连接26

　　　7.2 主动轴与减速器机带轮联接采用平键连接26

　　　7.3 锥齿轮输出轴与小圆柱齿轮联接采用平键连接26

　　　7.4 锥齿轮输出轴与大锥齿轮联接采用平键连接27

　　　7.5惰轮轴与惰轮联接采用平键连接27

　　　7.6 棍筒输出轴与大圆柱齿轮联接采用平键连接27

　　　8 滚动轴承设计28

　　　8.1 主动轴的轴承设计计算28

　　　8.2 输出轴的轴承设计计算29

　　　9 减速机箱体结构设计31

　　　10 密封及润滑的设计33

　　　10.1 密封33

　　　10.2 润滑33

　　　11 自动送料机构工作方案设计34

　　　11.1自动送料装置的总体设计及工作原理34

　　　11.2主要组成部分的设计计算34

　　　11.2.1驱动的设计和计算34

　　　11.2.2轴向运动的传动机构设计和计算35

　　　11.2.3夹具的设计和计算35

　　　11.2.4控制系统的选择35

　　　11.2.5 电动机的选择35

　　　11.2.6机架的设计36

　　　11.2.7其他部分的设计36

　　　12 结论与展望37

　　　12.1结论37

　　　12.2不足之处及未来展望37

　　　12.2.1 不足之处37

　　　12.2.2 未来展望37

　　　致谢38

　　　参考文献39

　　　附录40

　　　YEJ系列电磁制动三相异步电动机安装及外形尺寸40

　　　附录二40

　　　YEJ系列电磁制动三相异步机技术数据40

　　　附录三41

　　　常见机械传动的主要特性41

　　　　1 绪论

　　　机械制造业在国民经济中起着重要的作用的基础产业。随着时代的发展，人们在想方设法改善自己的生存条件和生活水平，正是因为这一点，并推动机械制造业生产的快速发展，人们在超前进到一个更高的精度，效率更高，成本更低，更人性化的方向发展。数控技能床，加工中心，柔性制造系统，集成制造系统，虚拟制造，敏捷制造，和其他不断出现的先进制造技术和在新的先进生产模式的新提高企业的生产能力和市场适应能力，产品性能大幅提高，机械制造行业呈现激烈的国际竞争中高速发展的势头。

1.1课题的意义、目的、研究范围

　　　传统的工业生产中，长期使用相对落后的手工切割金属管操作，进行批量生产，不仅是劳动密集，生产效率不高，质量差的产品，合格率，导致成本高。随着机械制造业的快速发展和人民的要求越来越高，产品，工厂，以提高生产效率，生产精度，降低生产成本，因此自动切管机的需求已是迫在眉睫。

　　　自动切管机在制造业中占有举足轻重的地位，因为自动切管机可以被转换成传统的手工生产，自动化生产，大大提高了生产效率，劳动强度已大大降低，产品质量已显着改善，以满足精度要求的产品。特别是在汽车制造业，石油，冶金和许多其他制造业，管道切割机具有自动送料机构已被广泛使用。

　　　自动切管机切割机和送料机构的设计主要是设计用于金属管道切割。其主要内容是在切管机，切割机构和齿轮箱和其相关联的部分的进给机构，其中主要包括传输的设计和计算;整体结构的设计，检查设计计算的研究设计和设计，并通过获得的数据，系统的总装配图，然后绘制相关零件图;最后切管机，自动送料机构组合，实现自动化生产的目的。　　　车床切割机操作工件旋转，翻不动，切割表面质量，可以取得非常理想的状态，但效率较低，多芯片，不易折断，特别是大型加工噪声的切割材料，把寿命不长，切有限由床料的长度。高温，在组织切口的变化。锯切割机类工作工件不旋转，噪音，大口径管材切割，锯片刀的直径增大，面对中心切料歪斜，平行度低，加工表面质量好，加工材料时，会丢失，尤其是在粗切，将有一小片的一侧的前板坯料，影响下道工序的定位，以及从头开始的手可能。轮切管机工作产生较大的火花，有很大的噪音，切割表面质量差，加工时，材料丢失。

1.3本课题应达到的要求

　　　通过自动切管机，送料机构设计，使钢60-70mm的自动切管机，自动处理。喂奶后自动切管机，自动切管材料，切割完成上下料，自动送料，继续切割循环工作。可以达到传统的手工工作，投入批量生产，实现自动化生产，大大提高生产效率，大大降低了劳动强度的目的。

2 自动切管机设计方案的拟定

2.1 自动切管设计方案的分析

　　　设计是一个项目，旨在校准的繁琐，复杂的工作，可以组织的大方向，有序，高效的执行。在最大程度上，减少抗工人，误差和偏差的工作过程中，使所生产的产品，它应该是能够实现良好的任务，它应该达到实现的功能。

2.1.1 切管方案的拟定

　　　根据传统切割金属管的方法和改进方法现拟定以下几种方案：

　　　方案一：

　　　使用车床，通过切断刀的进给运动来切断金属管；

QQ截图20131202230222.gif

自动切管机及送料机构设计.gif

内容简介：: 无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：1、题目自动切管机及送料机构设计 2、专题二、课题来源及选题依据课题来源于生产实际。切管机在许多制造行业中占有举足轻重的地位，他可以将传统的手工作业转变成批量生产，其生产效率可以大幅度提高，工人劳动强度显著降低，更为重要的是产品质量有了显著的提高。因此在许多制造行业中切管机得到了广泛的应用。某机车车辆厂，每天都要切割大量5060 mm材料为Q235的金属管，现需设计制造一台切管机。 1.切管尺寸范围：5060 mm。 2.切管力：F=3500N。 3.切管时滚筒转速：70r/min。三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 1.通过该设计使学生熟悉机械设计的一般思路。 2.使学生掌握机械设计的方法和技巧。 3. 通过设计巩固机械制图、金属材料、机械设计基础等课程的知识。 4.完成自动切管机方案设计、主要部件的参数计算。 5.完成标准件的选用。 6.完成零、部件图8张以上。 7.完成自动切管机总装图1张。 8.撰写毕业说明书一份。计算正确完整，文字简洁通顺，书写整齐清晰。论文中所引用的公式和数据应注明出处。论文字数不少于1.5万字。四、接受任务学生：机械96 班姓名刘赞五、开始及完成日期：自2012年11月12日至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任学科组组长研究所所长签名系主任签名2012年11月12日编号无锡太湖学院毕业设计（论文）相关资料题目：自动切管机及送料机构设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923267学生姓名：刘赞指导教师：高汉华（职称：副教授）（职称：）2013年5月25日目录一、毕业设计（论文）开题报告二、毕业设计（论文）外文资料翻译及原文三、学生“毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表”四、实习鉴定表无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目：自动切管机及送料机构设计信机系机械工程及自动化专业学号：学生姓名：指导教师：（职称：副教授）（职称：科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）（1）课题科学意义众所周知，机械制造技术的先进与否直接与生产成本，产品的加工的精度，生产工作劳动的效率有着直接关系。机械产品的生产技术快速发展，人们对机械产品的加工要求也越来越高，主要体现在精度，效率，经济等方面。本次设计的要求就是设计自动化、高效、加工精度比较高、加工速度快的自动切管机，适合大批量生产加工管件的工厂和需要短期内加工大量管件的情况使用。自动切管机在生产中应用可以提高产品质量和经济效益，同时也可以降低劳动强度，提高生产效率。（2）国内外研究概况、水平和发展趋势现如今，日本在纸管机、卷筒纸分切机、切管机、纸管机设备的更新换代遥遥领先，在这个领域占领市场大量份额，同时赚取了大量外汇。在欧共体中，意大利的包装机械装备和生产线更新换代的步伐远远比其它成员国来得快。在东南亚几个快速发展的国家也继日本后，在生产线的制造方面和包装机械装备有非常快的发展。自动化的切管机在这些国家中也有一定的发展。伴随着制造业的快速发展，自动化机器的需求也越来越大，中国作为一个全球制造业中心大国，需要先进的生产技术，研发先进的、自动化的切管机意义重大。（2）应用前景自动切管机的用途很广泛。在钢管家具、运动器材、箱包行业、汽车摩托车、自行车、童车、空调配管、门业、不锈钢管、石油化管、文体用品、卫浴设备、工艺品。五金行业、制管等行业都需要大量的切管作业。中国恰恰是这些产品的主要生产国家，使用自动化切管机需求是相当大的。另外，塑料管、橡胶管、复合管、铜管、铝管等各种软硬材料的管道加工也需要多种切管机。研究内容熟悉机械设计的发展历程，特别是近十几年来自动化机器及电器控制在制造业的广泛应用；熟练掌握机械设计原理和方法；熟练掌握机械制图在机械设计中的应用；掌握注自动切管机上各个部分的作用；对于机械设计，能够掌握其中各个机构及零件的设计原则以及合理分析各因素对设计的影响。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析在毕业实习调研以及查阅有关资料的基础上，结合零件的外形及加工要求，经反复对各方案对比分析，采用以自动切管机与送料机构配合的方式，实现自动加工管件。设计自动切管机中圆锥齿轮减速器、切管机棍筒、机架及自动送料机构的工作方案。两者结合实现自动切割管件的工作。研究计划及预期成果研究计划：2012年11月12日-2012年12月2日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。2012年12月3日-2012年12月23日：填写毕业实习报告。2012年12月24日-2012年12月30日：在老师指导下制定设计方案。2012年12月31日-2013年3月24日：在老师指导下进行设计计算及结构设计。2013年3月25日-2013年3月31日：在老师指导下绘制零件图。2013年4月22日-2013年4月28日：编写设计说明书。2013年4月29日-2013年5月5日：在老师指导下修改设计内容及设计说明书。2013年5月6日-2011年5月15日：在老师指导下修改设计内容及设计说明书，按学校要求进行编排打印材料。预计成果：完成自动切管机的设计和送料机构的设计方案。特色或创新之处适用于本厂的某生产线的优化设计，力求在不影响加工的前提下最大限度的减少成本，提高产品生产加工速度，并降低工人的劳动强度和生产成本。自动切管的同时，使用压轧式切割，不产生切削。已具备的条件和尚需解决的问题所学的机械理论设计、制图及加工工艺知识。对机构的与机器设计更多理解，综合所学的各方面机械理论设计、方法及工艺装备，提高开发和创新机械产品的能力。指导教师意见指导教师签名：年月日教研室（学科组、研究所）意见教研室主任签名：年月日系意见主管领导签名：年月日编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：自动切管机及送料机构设计信机系机械工程及自动化专业学号：学生姓名：指导教师：（职称：副教授）（职称：）2013年5月25日I无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）自动切管机及送料机构设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械96 学号： 0923267 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日摘要自动切管机主要用于加工各种用途的管件，包括各种材料的金属管件，本次设计的自动切管机及送料机构所加工的管件主要是直径在 6070mm之间。本论文设计的自动切管机及送料机构，能自动切管和送料达到自动加工金属管件的目的。完成的工作主要是自动切管机中圆锥齿轮减速器、切管机棍筒、机架及自动送料机构工作方案的设计。其中，切管机的工用原理是：电动机通过V带传动，圆锥齿轮减速箱、开式齿轮传动到一对棍筒，然后带动金属管的旋转，获得切割时的主运动。同时，圆盘刀片向下移动，实现管子的切割工作。其中包括确定切管机设计方案的制定、传动装置的设计和计算（包括电动机的选择、拟定传动方案、各轴转速、功率和转矩的计算、传动机构的设计与计算等）。根据已有的经验公式，对上述各项进行了详细的计算和强度校核之后，确定了各个零件之间的尺寸位置。最后绘制切管机装配图、部件图以及部分零件图。本设计所完成的切管机主要用于车间中对6070mm管件的切管加工，对提高生产效率，减轻工人的劳动强度有着积极的意义。关键词：切管机；减速器；棍筒AbstractAutomatic cutting machine mainly being used in processing various functional tube parts ,primarily includes varieties materials metals tube parts . This time the designed automatic cutting machine and conveying mechanism essentially process the tube parts which diameter between 6070mm.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 目录摘要IVAbstractV目录VI1 绪论11.1课题的意义、目的、研究范围11.2国内外的发展概况11.3本课题应达到的要求22 自动切管机设计方案的拟定32.1 自动切管设计方案的分析32.1.1 切管方案的拟定32.1.2 切管方案的比较42.2 切管方案的确定43 自动切管机传动装置的设计53.1 传动装置的分析53.1.1 棍筒传动装置方案的初步拟定53.1.2 各传动装置方案的比较63.2 棍筒传动装置方案的确定64 切管机传动装置的计算74.1 电动机的选择74.1.1 电动机的类型和结构分析74.1.2 选择切管机电动机的功率74.1.3 确定切管机电动机的转速84.2 计算总传动比及分配各级的传动比84.3 运动参数及动力参数计算94.3.1 各轴转速计算94.3.2 各轴输入功率计算94.3.3 各轴输入转矩计算95 切管机传动零件的设计计算115.1 V带轮传动的设计计算115.2 圆锥齿轮传动的设计计算135.3 圆柱齿轮传动的设计计算166 自动切管机轴的设计计算196.1 主动轴设计计算196.2 锥齿轮输出轴设计计算216.3 惰轮轴设计计算246.4 棍筒轴设计计算257 键联接的选择及计算267.1 电机与电动机带轮联接采用平键连接267.2 主动轴与减速器机带轮联接采用平键连接267.3 锥齿轮输出轴与小圆柱齿轮联接采用平键连接267.4 锥齿轮输出轴与大锥齿轮联接采用平键连接277.5惰轮轴与惰轮联接采用平键连接277.6 棍筒输出轴与大圆柱齿轮联接采用平键连接278 滚动轴承设计288.1 主动轴的轴承设计计算288.2 输出轴的轴承设计计算299 减速机箱体结构设计3110 密封及润滑的设计3310.1 密封3310.2 润滑3311 自动送料机构工作方案设计3411.1自动送料装置的总体设计及工作原理3411.2主要组成部分的设计计算3411.2.1驱动的设计和计算3411.2.2轴向运动的传动机构设计和计算3511.2.3夹具的设计和计算3511.2.4控制系统的选择3511.2.5 电动机的选择3511.2.6机架的设计3611.2.7其他部分的设计3612 结论与展望3712.1结论3712.2不足之处及未来展望3712.2.1 不足之处3712.2.2 未来展望37致谢38参考文献39附录40YEJ系列电磁制动三相异步电动机安装及外形尺寸40附录二40YEJ系列电磁制动三相异步机技术数据40附录三41常见机械传动的主要特性4141自动切管机及送料机构设计1 绪论机械制造业在国民经济中起着重要的作用的基础产业。随着时代的发展，人们在想方设法改善自己的生存条件和生活水平，正是因为这一点，并推动机械制造业生产的快速发展，人们在超前进到一个更高的精度，效率更高，成本更低，更人性化的方向发展。数控技能床，加工中心，柔性制造系统，集成制造系统，虚拟制造，敏捷制造，和其他不断出现的先进制造技术和在新的先进生产模式的新提高企业的生产能力和市场适应能力，产品性能大幅提高，机械制造行业呈现激烈的国际竞争中高速发展的势头。1.1课题的意义、目的、研究范围传统的工业生产中，长期使用相对落后的手工切割金属管操作，进行批量生产，不仅是劳动密集，生产效率不高，质量差的产品，合格率，导致成本高。随着机械制造业的快速发展和人民的要求越来越高，产品，工厂，以提高生产效率，生产精度，降低生产成本，因此自动切管机的需求已是迫在眉睫。自动切管机在制造业中占有举足轻重的地位，因为自动切管机可以被转换成传统的手工生产，自动化生产，大大提高了生产效率，劳动强度已大大降低，产品质量已显着改善，以满足精度要求的产品。特别是在汽车制造业，石油，冶金和许多其他制造业，管道切割机具有自动送料机构已被广泛使用。自动切管机切割机和送料机构的设计主要是设计用于金属管道切割。其主要内容是在切管机，切割机构和齿轮箱和其相关联的部分的进给机构，其中主要包括传输的设计和计算;整体结构的设计，检查设计计算的研究设计和设计，并通过获得的数据，系统的总装配图，然后绘制相关零件图;最后切管机，自动送料机构组合，实现自动化生产的目的。1.2国内外的发展概况机械制造业的快速发展，传统的手工工作已经不能满足今天的产品精度高，效率高，成本低，发展，自动化在许多领域取得了很好的效果，自动化已经深入人心。所以自动切管机诞生了。有许多切管机，车床主要管道切割机，锯床型管道切割机，大型通风管道切割机，微型切割机，切管机微电脑，微电脑切带机，微管切割机，微电脑切片机，微电脑带机，微电脑切带机，微剪彩机，微电脑松紧带切割机，微电脑切膜机，粘扣带圆角切割机，微型切割机，FFC软电缆切割机，切片自动化配套设备。图1.1 车床切断金属示意图图1. 2 弓锯切割金属示意图图1.3 砂轮片切割机车床切割机操作工件旋转，翻不动，切割表面质量，可以取得非常理想的状态，但效率较低，多芯片，不易折断，特别是大型加工噪声的切割材料，把寿命不长，切有限由床料的长度。高温，在组织切口的变化。锯切割机类工作工件不旋转，噪音，大口径管材切割，锯片刀的直径增大，面对中心切料歪斜，平行度低，加工表面质量好，加工材料时，会丢失，尤其是在粗切，将有一小片的一侧的前板坯料，影响下道工序的定位，以及从头开始的手可能。轮切管机工作产生较大的火花，有很大的噪音，切割表面质量差，加工时，材料丢失。1.3本课题应达到的要求通过自动切管机，送料机构设计，使钢60-70mm的自动切管机，自动处理。喂奶后自动切管机，自动切管材料，切割完成上下料，自动送料，继续切割循环工作。可以达到传统的手工工作，投入批量生产，实现自动化生产，大大提高生产效率，大大降低了劳动强度的目的。2 自动切管机设计方案的拟定2.1 自动切管设计方案的分析设计是一个项目，旨在校准的繁琐，复杂的工作，可以组织的大方向，有序，高效的执行。在最大程度上，减少抗工人，误差和偏差的工作过程中，使所生产的产品，它应该是能够实现良好的任务，它应该达到实现的功能。2.1.1 切管方案的拟定根据传统切割金属管的方法和改进方法现拟定以下几种方案：方案一：使用车床，通过切断刀的进给运动来切断金属管；其工作原理图如图2.1所示：图2.1 车床切断刀切断金属管原理图方案二：使用砂轮切割机，通过砂轮片的高速旋转来切断金属管；其工作原理图如图2.2所示：图2.2 砂轮切割金属管原理图方案三：使用切管机，通过棍筒旋转碾压的方法来切断金属管；其工作原理图如下：图2.3 棍筒旋转碾压割断金属管原理图2.1.2 切管方案的比较方案一程序需要切断的金属管的机器上，只占用一个共同的工具，同时夹紧需要一定的时间，则处理效率不高，夹紧过程中很容易变形，该金属管的夹紧。低生产率和容易顺坏管，但可用于直接输送机的送料。方案二轮需要同时通过摇臂旋转饲料切割金属管，其结构简单，使用方便，生产效率高，而且切割时砂轮磨损大，容易损坏。因此，这种解决方案是只适用于小批量的间歇生产，大规模生产不能满足。方案三的金属管，同时旋转圆盘刀片不断地向下移动，为了达到目的切割管道，机器结构简单，工作可靠，能满足大量切管的目的。其结构简单，也不需要加强，以方便自动处理管。2.2 切管方案的确定基于以上的分析和比较，生产的实际需求和设计要求，设计选择方案三的设计。切割原理是由一电动机的输入运动和力，通过减速齿轮机构驱动旋转滚筒棒，用棒之间的缸和管道，管旋转驱动的切削工具的主运动，并通过刀片的摩擦切割机制进给运动，达到切割金属管。3 自动切管机传动装置的设计3.1 传动装置的分析发送装置是运动和功率之间的数据传输远程兼实现其他效果的移动设备，其功能如下：如图1所示，能量分布;2，速度的变化;3，运动形式的改变。该驱动装置是机器的主要组成部分。3.1.1 棍筒传动装置方案的初步拟定根据设计要求现拟定以下几种传动方案：方案一：涡轮蜗杆-圆柱齿轮传动，其示意图如图3.1所示：图3.1 涡轮蜗杆-圆柱齿轮传动方案二：二级圆柱齿轮传动，其示意图如图3.2所示：图3.2 二级圆柱齿轮传动方案三：圆锥齿轮-圆柱齿轮传动，其示意图如图3.3所示：图3.3 圆锥齿轮-圆柱齿轮传动3.1.2 各传动装置方案的比较方案一：该蠕虫 - 圆柱齿轮，其结构紧凑，传动比大，传动平稳，噪音低，但在长期连续运行的条件下，由于效率低蜗轮，功率损耗，适用于负载较小，间歇工作的情况下，往往需要更昂贵的耐磨材料，具有良好的耐磨性和良好的润滑装置，因而成本较高。方案二：采用两个圆柱齿轮传动，其承载能力和调速范围大，传动比恒定，可靠，效率高，寿命长。但其制造和安装精度高，吵闹，和更高的成本，而设计宽度尺寸较大。方案三：使用锥齿轮 - 圆柱齿轮传动，其承载能力和调速范围大，传动比恒定，可靠，效率高，寿命长。同时设计宽度更小的尺寸也是适合于长期连续运行。但是，其处理成本也较高。3.2 棍筒传动装置方案的确定工作机，以满足性能要求的传输方案，传动机构可以是不同的类型，在不同的组合和排列顺序的组合物。合理的解决方案，应确保运行可靠，结构简单，体积小，易加工，成本低，传动效率高，使用维修设施。当使用计划往往是难以满足这些要求，因此，确保重点的要求。上述比较分析传输方案的基础上，考虑合理的传输方案，所以这种设计选择方案三，用于传输的要求。是通过滑轮由电机带动，然后通过锥齿轮的锥齿轮和惰轮驱动杆管进行传输，从而达到切割金属管的目的。4 切管机传动装置的计算4.1 电动机的选择选择电机，您必须了解电机，每个电机的出厂铭牌，标用电机的主要技术参数。因此，合理选择电动机，电动机将比较这些特点，在设计中应选择电机类型，结构，动力和速度，并在目录中找到它的类型和大小。4.1.1 电动机的类型和结构分析电动机交流电动机和直流电动机两种。由于直流电动机需要直流电源的结构较复杂，价格较高，维护相对不便，因此不应该使用没有特殊的要求。一般工业用三相交流电源，所以没有特殊的要求，通常选择三相交流电机。三相交流异步电动机具有结构简单，可靠，价格便宜，维修方便等，因此被广泛使用。交流电机的异步和同步电机的类别。异步电动机鼠笼伤口两个，其中一个普通的鼠笼式感应电机应用最。设计荷载的变化，由于其规模较小，所以使用三相笼型异步电动机，封闭结构，电压为380V，因为有时需要快速停止，频繁启动，所以使用YEJ系列。4.1.2 选择切管机电动机的功率工作所需的电动机功率：计算公式：工作机工作所需的电源，是指主动侧杆管工作机所需要的功率，kW;；电机工作机的主动侧杆缸效率。工作机所需工作功率，由机器的工作阻力和机器的运动参数（如：线速度、转速和角速度）计算求得。在本设计中，设计任务给定的管道切割机的工作参数，切削力：F=3500N，棍筒转速：n=70r/min，切管尺寸范围：5060mm。现初步选取棍筒直径为D滚=80mm，两棍筒中心距a=100mm，刀片直径为D刀=80mm进行计算。根据公式：其中：F切割刀片工作机的工作阻力，N；v工作机刀片的速度，m/s；n棍筒的转速，r/min；r工作机棍筒的半径，mm；D滚工作机棍筒的直径，mm。传动装置的总效率表示组成传动的各个装置部分运动副效率之乘积，即其中：、.分别为每一传动副（带、齿轮）、每对轴承的效率。传动副的效率数值可按附录一选取。查附录一，取带传动效率，滚动轴承传动效率，开式圆柱齿轮传动效率，圆锥齿轮传动效率。故总效率将以上数值代入公式，得：4.1.3 确定切管机电动机的转速棍筒的工作转速为n=70r/min;按附录一推荐的传动比合理范围，取V带传动的传动比，二级圆锥圆柱齿轮减速器传动比，则总传动比合理范围为，故电动机转速的可选范围为：符合这一范围的同步转速有750r/min，1000r/min，1500r/min和3000r/min。据的力量和速度，有三个附录II适用电机型号，所以有4个齿轮传动比的方案，如表4-1中所示。表4-1 传动比方案方案电动机型号额定功率KW电动机转速v(r/min)传动装置的传动比同步转速满载转速总传动比V带传动比减速器1YEJ90S-21.53000284040.573.511.592YEJ90L-41.515001400202.96.93YEJ100L-61.5100094013.432.65.16考虑到电机和传动装置的尺寸，重量，价格，和皮带传动，齿轮减速比，同时考虑到锥齿轮的大小，所以选择方案三。因此，所选的电机模型YEJ100L-6，其主要性能如表4-1所示。表4-2 YEJ100L-6的主要性能型号额定功率满载时转速r/min电流 A效率 %功率因素YEJ100L-61.59404.077.50.746.02.02.0主要外形和安装尺寸如表4-2所示。4.2 计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比电940/7013.43；2、分配各级传动比：根据附录一，合理的V带轮传动比为24，二级圆锥圆柱齿轮传动比为56，故取V带轮传动比为2.64，则二级圆锥圆柱齿轮传动比为u齿轮=ia/i=13.43/2.64=5.09(符合)。对于圆锥圆柱齿轮减速器，可取圆锥齿轮传动比为i1=0.25i，并尽量使i13，最大允许到4，以使圆锥齿轮直径最小。但同时考虑到圆柱齿轮的尺寸，综合考虑两种因素，决定取i1=3.9，则i2总=5.09/3.9=1.3，现拟定i2=3，i3=1/2.3。表4-3 YEJ100L-6的外形和安装尺寸中心高H外形尺寸底角安装尺寸地脚螺栓孔直径轴伸尺寸装键部位尺寸ABKDEFG100405282.52451601401228608244.3 运动参数及动力参数计算4.3.1 各轴转速计算轴轴惰轮棍筒 4.3.2 各轴输入功率计算轴轴惰轮的轴棍筒的轴 4.3.3 各轴输入转矩计算电动机需要的轴输出转矩：轴轴惰轮轴为棍筒轴为 5 切管机传动零件的设计计算5.1 V带轮传动的设计计算1、确定计算功率需要为：初步拟定该切管机工作寿命是10年，两班制的工作制度。根据参考文献1表8-7可查得，其工作情况系数，2、选择V带：根据、，查参考文献1图8-11 选用A型V带。确固定皮带轮速度参考直径和验证：从参考文献1表8-6和8-8，以基准的马达皮带轮直径带速合适。3、计算大轮的基准直径：根据文献1表8-8，圆润。4，确定V形皮带的中心距为基准长度：根据初定中心距从参考文献1表8-2与参考长度选举。5，计算实际中心距离：6、电机滑轮包角：7、计算带的根数：根据，利用插值法，查参考文献1表8-4a得根据，查参考文献1表8-4b得利用插值法，根据文献1表8-5得使用考文献1表8-2得故取根。8、计算V带的初拉力的最小值：从参考文献1表8-3可以查得 A型V带长度是质量9、计算压轴力：10、V带轮的尺寸计算：1) 电动机带轮需要的尺寸的计算：从上面计算可以听知，电动机带轮为A型，其直径为查表，得：bd=11.0，hamin=2.75，hfmin=8.7，e=150.3，fmin=9，=34轮毂宽度 B=(z-1)e+2f(2-1)15+2933mm，取B=35mm轮毂外径 da=dd+2ha=106+22.75=111.5mm轮毂孔径由电动机输出轴尺寸决定，由表4-3，得d孔=28mm，键槽宽b=8mm。2) 减速器机带轮的尺寸计算：由上面计算可知，减速器机带轮为A型，其直径为查参考文献1表8-10，得：bd=11.0，hamin=2.75，hfmin=8.7，e=150.3，fmin=9，=38轮毂宽度 B=(z-1)e+2f(2-1)15+2933mm，取B=35mm轮毂外径 da=dd+2ha=280+22.75=285.5mm3) 结构选择：电动机带轮：2.5 dddd1300mm采用腹板式结构。减速器机带轮：dd2300mm，且D1-d1100mm采用孔板式结构。5.2 圆锥齿轮传动的设计计算1、选择齿轮类型，精度等级，材料和牙齿;从参考文献1表10-8理查德，通用减速机的精度水平是68，减速机的精度等级为7。从参考文献1表10-1选择小齿轮材料40Cr钢（淬火），硬度280HBS，大齿轮材料为45钢（淬火和回火），硬度240HBS。选小齿轮齿数z1 =21,大齿轮齿数z2 =齿z1 =3.921= 81.9，取z2 =82。则齿数比为。2、齿面接触强度设计；试选载荷系数Kt=1.3取齿宽系数由参考文献1表10-6查的材料的弹性影响系数从文献1图10-21d的齿的表面硬度的小齿轮接触疲劳强度极限调查，大齿轮的接触面的疲劳强度极限由参考文献1式10-13可得应力的循环次数为：=603561(2810365)=1.247109=3.194108由参考文献1图10-19取接触面的疲劳寿命系数为：k HN1=0.92，k HN2=0.95可计算失效概率是1%，安全系数S=11=0.92600=552Mpa2=0.95550=522.5MPa试计算小齿轮的分度圆直径d1t根据=51.80mm模数m t=d1t/z1=51.80/21=2.47计算其载荷系数：根据，7级精度，由参考文献1图10-8查的动载系数 k v=1.05，查参考文献1表10-3，得齿间载荷分配系数由参考文献1表10-2查得使用系数由参考文献1表10-9查得故载荷系数按实际载荷系数校正所算得的分度圆的直径为：计算模数 m =d1/z1=55.22/21=2.63mm。3、齿根弯曲强度的设计由参考文献1图 10-20c查得小齿轮弯曲疲劳强度的极限值，大齿轮的弯曲疲劳强度极限由参考文献1图10-18取弯曲疲的劳寿命系数k FN1=0.85，k FN2=0.88取其设计弯曲疲劳安全系数为S=1.41=0.85500/1.4=303.57Mpa2=0.88380/1.4=238.86Mpa节圆锥角：当量齿数：根据参考文献1表10-5用插值法可以查得 Y Fa1=2.73，Y Sa1=1.57 Y Fa2=2.06，Y Sa2=1.97可得 =2.09mm另外考虑到小圆锥齿轮的尺寸不宜太小，因此取m =3mm。4、几何计算：锥距离计算： R= =126.98mm节圆直径： d1 = mz1 = 63 mm d2 = mz2 = 246 mm平均节圆直径： d m1 = d1(1-0.5) = 52.6mm d m 2 = d2 (1-0.5) = 205.4mm齿宽： B=R=0.33126.98=41.9mm齿顶圆直径： da1=m(z1+2cos1)=68.8mm da2=m(z2+2cos2)=247.49mm齿根圆直径： df1=m(z1-2.4cos1)=56.02mm df2=m(z2-2.4cos2)=244.21mm5、受力分析如图5.1所示：图5.1 锥齿轮受力分析示意图Ft1=-Ft2=2T1/dm1=235.01/52.6=1.33kNFa1=-Fr2= Ft tansin1 =1.33=0.12kNFr1=-Fa2= Ft tancos1 =1.33=0.469kN6、结构设计：小圆锥减速器齿轮：齿根圆到键槽底部的距离e1.6mt时，齿轮与轴形成为一体。初步估计e1.6mt，所以把齿轮和轴做在一起。大圆锥齿轮：160mmda2= 247.49mm500mm采用腹板式结构的齿轮。其腹板宽度C(34)m=912mm，又常用齿轮的C值不应小于10mm，故取C=12mm。锥齿轮的边缘上的腹板D0da-(1014)m=205.79217.39，现取D0=210mm；圆锥齿轮腹板下缘D31.7 D4；(D4为轴径)圆锥齿轮轮毂宽度l(11.2)D4；圆锥齿轮腹板孔中心圆D1 ( D0+D3)/2；圆锥齿轮腹板孔径D2(0.250.35)( D0-D3)。5.3 圆柱齿轮传动的设计计算1、选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数：由参考文献1表10-8查得，通用减速器精度等级为68，取减速器精度等级为7。由参考文献1表10-1选择小齿轮材料为QT600-2，硬度为300HBS，大齿轮材料为QT600-2，硬度为300HBS。选小齿轮齿数z1 =17，大齿轮齿数z2 =齿z1 =1.317=22.1，取z2 =22。则齿数比为。2、齿面接触强度设计：试选载荷系数Kt=1.1取齿宽系数由参考文献1表10-6查的材料的弹性影响系数由参考文献1图10-21(a)按齿面硬度查的小齿轮接触疲劳强度的极限，大齿轮的接触疲劳强度极限由参考文献1式10-13计算其应力循环的次数=6091.31(2810365)=3.199108=2.472108由参考文献1图10-19取接触疲劳寿命的系数k HN1=0.96，k HN2=0.98取其失效的概率为1%，安全系数S=11=0.96700=672Mpa2=0.98700=686MPa试计算小齿轮分度圆直径d1t根据： =51.96mm模数： m t=d1t/z1=51.96/17=3.06mm齿高： h=2.25mt=2.253.06=6.87mm b/h=51.96/6.87=7.57计算其载荷系数根据，7级精度，由参考文献1图10-8查的动载荷系数k v=1.03，查参考文献1表10-3，得齿间载荷分配系数由参考文献1表10-2查得使用系数由参考文献1表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮为非对称布置时由b/h=7.57，查参考文献1图10-13得故载荷系数按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径计算模数 m =d1/z1=55.48/17=3.26mm3、齿根弯曲强度设计由参考文献1图10-20(a)查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限。由参考文献1图10-18取弯曲疲劳寿命系数k FN1=0.87，k FN2=0.89取弯曲疲劳安全系数S=1.41=0.87480/1.4=298.29Mpa2=0.89480/1.4=305.14Mpa由参考文献1表10-5查得 Y Fa1=2.97，Y Sa1=1.52 Y Fa2=2.72，Y Sa2=1.57根据 =2.61mm考虑到小圆锥齿轮的尺寸不宜太小，因此取m =2.75mm则小齿轮齿数为 z1=d1/m=55.48/2.7520大齿轮齿数为 z2=1.29420=25.88，取z2=264、几何尺寸计算分度圆直径 d1 = mz1 = 55 mm d2 = mz2 = 71.5 mm齿宽 B=d1=155=55mm中心距 a=( d1+ d2)/2=63.25mm5、结构设计齿顶圆直径da1160mm采用实心结构的齿轮。6 自动切管机轴的设计计算6.1 主动轴设计计算1、按扭矩强度条件计算由于小圆锥齿轮采用40Cr并调质处理，故取轴材料为40Cr，采用调至处理，硬度为241HBS286HBS。根据由参考文献1表15-3查的A0=126103，取A0=110，有一轴键轴径增大5%7%综合考虑并圆整，取d=18mm主动轴设计草图如图6.1所示图6.1 主动轴设计图根据布局轴显示：从第一部分的最小直径d1=20mm时，根据的轮毂L=（1.52）=3040毫米，使用L= B=35毫米，取L1=32毫米;从有权采取第二直径d2=25mm时，可根据轴承端盖的装配和拆卸，以及机柜厚度要求，轴承端盖的左端和滑轮表面的距离为30mm，长度L2=第二左40毫米的从有权采取第三直径D3 =30mm时，手动选择30,206根据轴承的类型轴承，B =16毫米，取L3=14毫米从圆锥滚子定位轴肩的第四段，轴的直径应不小于或等于安装哒=36毫米，为便于拆卸，并小于它的最大直径为46mm的内直径，所以他们选择= d4上36毫米，L4=40毫米根据轴承从左边对称第五段直径D5=30MM的原则，再考虑齿轮定位套筒长度L0=10mm时，L5=24毫米2，根据计算的弯曲和扭转强度条件合成（A）轴计算简图（即力学模型），如图6.2所示;图6.2 主动轴力学模型解得：解得：解得：(2) 做出弯矩图如图6.3所示图6.3 主动轴弯矩图 (3) 校核轴的强度由弯矩图所示：左部分第五段是危险的，所以要检查。轴脉动周期，所以他们选择查参考文献1表15-1太多，根据得：其中 W=d3/32所以轴的尺寸是安全的。6.2 锥齿轮输出轴设计计算1、按扭矩强度条件计算：由于碳钢制造轴较广泛，取材料为45钢，采用调至处理，硬度为217HBS255HBS。根据由参考文献1表15-3查的A0=126103，取A0=110，有一轴键轴径增大5%7%综合考虑并圆整，取d=28mm。主动轴设计草图如图6.4所示图6.4 锥齿轮输出轴设计图根据布局轴显示：从第一段的最小直径d1 = 28毫米，根据圆柱齿轮的宽度B = 55毫米，L1 = 52毫米。右起第二直径d2 = 34毫米，根据轴承端盖组装和拆卸，以及箱体厚度要求，采取的内轴承盖的端部和左端面的距离为35mm的圆柱齿轮，右起第二个长度L2 =40毫米。从有权采取D3 =第三直径为40mm，手动选择30,208根据轴承的类型轴承，B = 18毫米，L3 = 15MM 圆锥滚子定位轴肩的第四段，轴的直径应不小于或等于安装哒=47毫米，为便于拆卸，并小于它的最大直径为60mm的内直径，并考虑到对称情况，所以采取D4 =48毫米，采取L4 =92.5毫米。径的第五段从右侧直径d5的= 45毫米，伞齿轮L =（11.2）= 4554毫米，以L5 = 48毫米根据轴承对称，第六段的原则，采取正确的直径D6 = 40毫米，再考虑齿轮定位套管长度L = 25毫米，所以他们选择L6 =39.5毫米。 2，根据条件的弯曲和扭转强度合成计算为如下：（A）轴计算简图（即力学模型），如图6.5所示；图6.5 锥齿轮输出轴力学模型解得：解得：解得：做出弯矩图如图6.6所示图6.6 锥齿轮输出轴弯矩图(2) 校核轴的强度由弯矩图可知：左起第五段为危险截面，故对其进行校核。因轴受脉动循环，故取查参考文献1表15-1得，根据得，所以轴的尺寸是安全的6.3 惰轮轴设计计算1、按轴增加5至7根据条件计算扭矩强度由于碳钢轴更宽，材料为45钢，使用调整后的处理，硬度为217HBS255HBS。根据。由参考文献1表15-3查的A0=126103，取A0=110，有一轴键轴增加5至7考虑和圆形，取D=40毫米。传动轴的设计草图，如图6.5所示图6.5 惰轮轴设计图2、轴的布局从左至右第一款的最小直径d1=40毫米，宽度根据惰B =55毫米，考虑到套和轴承安装，L1=115毫米。左起第二直径D2 =50毫米，根据轴承间距为120mm，第二从右边的长度L2=105。从左至右采取第三直径D3 =40毫米，根据轴承的类型轴承6008手动选择，B =15毫米，取L3=13毫米。惰仅由转矩的效果，没有弯矩M=0从左侧的第一款，险段进行检查。轴脉动周期，所以他们选择查参考文献1表15-1，根据得，所以轴的尺寸是安全的。6.4 棍筒轴设计计算1、按扭矩强度条件计算由于碳钢制造轴较广泛，取材料为45钢，采用调至处理，硬度为217HBS255HBS。根据由参考文献1表15-3查的A0=126103，取A0=110，有一轴键轴径增大5%7%综合考虑并圆整，取d=30mm主动轴设计草图如图6.6所示图6.6 棍筒轴设计图2、根布局显示了轴从第一款的直径取D1=30MM的，根据一个大型圆柱齿轮的宽度B =42毫米，考虑到安装套管，取L =40毫米的。从左至右第一款最小直径d2= 35毫米，手动选择根据轴承的类型轴承207，B=18MM，服用左旋= 16MM。从左侧的第一款，险段进行检查。轴脉动周期，所以他们选择查参考文献1表15-1得，根据得，所以轴的尺寸是安全的。7 键联接的选择及计算7.1 电机与电动机带轮联接采用平键连接1、选择键连接的类型和尺寸电机轴径 d1=28mm，L1=60mm查参考文献1表6-1得，选用A型平键 845 GB/T 1096-20032、校核键连接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由参考文献1表6-2查得许用挤压应=100120Mpa，取其平均值，=110Mpa，键的工作长度l=L-b=37mm，键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=3.5mm，传递的转矩T=13.82根据得，7.63Mpa (合适)。7.2 主动轴与减速器机带轮联接采用平键连接1、选择键连接的类型和尺寸：轴径 d1=20mm，L1=32mm查参考文献1表6-1得，选用A型平键 622 GB/T 1096-2003。2、校核键连接的强度：键、轴和轮毂的材料都是钢，由参考文献1表6-2查得许用挤压应力=100120Mpa，取其平均值，=110Mpa，键的工作长度l=L-b=16mm，键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=3mm，传递的转矩T=31.05根据得，64.69Mpa (合适)7.3 锥齿轮输出轴与小圆柱齿轮联接采用平键连接1、选择键连接的类型和尺寸：轴径 d1=28mm，L1=52mm查参考文献1表6-1得，选用A型平键 840 GB/T 1096-20032、检查粘结强度的连接：键，轴与齿轮材料为钢，参考文献1表6-2查得许用挤压应力=100120Mpa，取其平均值，=110Mpa，键的工作长度l=L-b=32mm，键与齿轮键槽的接触高度k=0.5h=3.5mm，传递的转矩T=127.15根据得，81.09Mpa (合适)7.4 锥齿轮输出轴与大锥齿轮联接采用平键连接1、选择键连接的类型和尺寸轴径 d5=45mm，L1=48mm查参考文献1表6-1得，选用A型平键 1436 GB/T 1096-20032、校核键连接的强度键、轴和齿轮的材料都是钢，由参考文献1表6-2查得许用挤压应力=100120Mpa，取其平均值，=110Mpa，键的工作长度l=L-b=34mm，键与齿轮键槽的接触高度k=0.5h=4.5mm，传递的转矩T=127.15根据得，36.94Mpa (合适)7.5惰轮轴与惰轮联接采用平键连接1、选择键连接的类型和尺寸轴径 d1=40mm，B=55mm查参考文献1表6-1得，选用B型平键 1245 GB/T 1096-20032、校核键连接的强度键、轴和齿轮的材料都是钢，由参考文献1表6-2查得许用挤压应力=100120Mpa，取其平均值，=110Mpa，键的工作长度l=45mm，键与齿轮键槽的接触高度k=0.5h=4mm，传递的转矩T=355.13根据得，98.65Mpa (合适)7.6 棍筒输出轴与大圆柱齿轮联接采用平键连接1、选择键连接的类型和尺寸轴径 d2=30mm，B=55mm选用A型平键 845 GB/T 1096-20032、校核键连接的强度键齿轮、和轴的材料都是钢，由参考文献1表6-2查得许用挤压应力=100120Mpa，取其平均值，=110Mpa，键的工作长度l=L-b=37mm，键与齿轮键槽的接触高度k=0.5h=3.5mm，传递的转矩T=143.75N.m根据得，74.01Mpa (合适)。8 滚动轴承设计8.1 主动轴的轴承设计计算1、求两轴承受的径向载荷，如图8.1所示：图8.1 主动轴轴承受力示意图由受力分析可知：则 2、计算轴承当量动载荷轴承预计寿命Lh=1610365=58400 h因轴承在工作条件下受到Fr径向作用和轴向力作用，查参考文献2得，30206轴承的判断系数e=0.37，基本额定载荷C=43.2kN，系数Y=1.6。由参考文献1表13-7得， Fd=Fr/(2Y)对于滚子轴承 Fd1=Fr1/(2Y)=2990/(21.6)=934.4NFd2=Fr2/(2Y)=2050/(21.6)=640.6N Fd2 Fd1+Fae 轴承2压紧，轴承1放松 Fa1= Fd1 =934.4NFa2= Fd1+ Fae =1054.4N Fa1/ Fr1=934.4/2990=0.313 e根据参考文献1表13-5得，径向动载荷系数X1=1，X2=0.4，轴向动载荷系数Y1=0，Y2= Y=1.6查参考文献1表13-6得，取中等冲击或中等惯性冲击，fp=1.5查参考文献1表13-4得，取ft=1则：P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1)=1.5(12990+0815.6)=4485NP2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)=1.5(0.42050+1.61054.4)=3760.56N P1P258400h故所选轴承满足寿命要求。8.2 输出轴的轴承设计计算1、求两轴承受的径向载荷，如图8.2所示：图8.2 锥齿轮输出轴轴承受力示意图由受力分析可知：则： 2、计算轴承当量动载荷：轴承预计寿命Lh=1610365=58400 h因轴承在工作条件下受到Fr径向作用和轴向力作用，查参考文献2表12.21得，30208轴承的判断系数e=0.37，基本额定载荷C=63kN，系数Y=1.6由参考文献1表13-7得， Fd=Fr/(2Y)对于滚子轴承 Fd1=Fr1/(2Y)=2690/(21.6)=840.6NFd2=Fr2/(2Y)=5820/(21.6)=1818.8N Fd1 Fd2+Fae 轴承1压紧，轴承2放松 Fa1= Fd2+ Fae =1818.8+469=2287.8NFa2= Fd2=1818.8N Fa1/ Fr1=2287.8/2690=0.8505 eFa2/ Fr2=1818.8/5820=0.3125 e根据参考文献1表13-5得，径向动载荷系数X1=1，X2=1，轴向动载荷系数Y1 =0，Y2=0查参考文献1表13-6得，取中等冲击或中等惯性冲击，fp=1.5查参考文献1表13-4得，取ft=1则 P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1)=1.5(12690+02287.8)=4035N P2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)=1.5(15820+01818.8)=8730N P1 58400 h故所选轴承满足寿命要求。9 减速机箱体结构设计1、窥视孔窥视孔盖可以看到在上部的驱动齿轮减速在窥视孔打开，以检查齿面接触模式和间隙，了解齿轮啮合。因此，润滑油被注射进入体内。窥孔上的盖，以防止污染物进入体内和润滑油飞溅。 2，调整垫片从多芯片薄软金属垫片，用于调整轴承的游隙。部分焊盘也调整传动部件的轴向位置的作用。 3，放油螺塞减速机底部有排水孔排放废油，油脂在使用前插头插入。 4，呼吸档位操作，由于摩擦生热，从而使人体的温度，压力的增加，导致油从该间隙向外泄漏。因此，翻盖的顶部或窥视孔安装通气帽，让身体热起来气体逸出自由达到身体内外压力相等，提高机体缝隙的密封性能。 5，油标准油标用来检查油位，以确保正常量的油。 6，启盖螺丝经常涂盖和底座结合紧密，不易分离后，与地表水联合玻璃或密封的组合。为了便于服用盖，法兰盖往往从一到两盖的螺钉，启盖，该螺钉可以从最上方的可动盖拧开。也可以被安装在轴承盖盖螺丝启，为了消除端盖。环轴向调节的需要，例如启把两个盖螺丝，便于调节。如图7所示，定位销为了确保精密轴承孔安装定位销孔的位置之前，远远无聊安装后盖子和底座采用高强度螺栓。如果车身结构是对称的，在销孔的位置不应被对称地布置。 8，第一环头螺钉，吊环和挂钩封面上第一环头螺钉或铸铁环或钩盖处理或删除。如图9所示，密封装置在延伸必须安装在轴与盖之间的间隙的密封件，以防止漏油和污染物进入体内。减速箱结构尺寸选择，如表9-1所示：表9-1 减速机箱体结构尺寸名称符号及尺寸名称符号及尺寸机座壁厚df、d1、d2至外机壁距离机盖壁厚df、d2至凸缘边缘距离机座凸缘厚度轴承旁凸台半径机盖凸缘厚度凸台高度h根据低速级轴承外径确定，以便于扳手操作为准机座底凸缘厚度续表9-1地脚螺钉直径外机壁至轴承座端面距离地脚螺钉数目齿轮端面与内机壁距离轴承旁联接螺栓直径机盖、机座肋厚，机盖与机座联接螺栓直径轴承端盖外径，联接螺栓d2的间距轴承端盖凸缘厚度轴承端盖螺钉直径轴承旁联接螺栓距离窥视孔盖螺钉直径定位销直径10 密封及润滑的设计10.1 密封由于使用低速电动机，在室温下，电动马达可用于常用毛毡密封。毛毡密封圈，毛毡环与套管内填充堵塞泄漏间隙达到密封的目的。毛毡具有天然的弹性，是松孔海绵，储存润滑油和挡尘。轴旋转时，毯子和可反复刮了自己的无油自润滑。10.2 润滑1，齿轮，由于驱动构件的圆周速度V 12米/秒，使用浸油润滑，所以身体需要有足够的油润滑和冷却。同时，为了避免沉淀物抛出搅拌油，油的顶部的底表面上的齿不小于3050mm的距离H。对于单级变速箱，浸油齿全高的深度，你可以设置所需的石油量。对于单级传动，每1kW的油需要V0=0.350.7dm3。2，滚动轴承，由于传动部件的速度是不高，而且往往难以供给，所以使用润滑脂润滑。不仅密封简单，容易流失，并且可以形成完全独立的膜的滑动面。11 自动送料机构工作方案设计11.1自动切管机送料装置的总体设计及工作原理如图11.1所示，该装置主要由步进电机、机架、可移动的气动夹具、PLC控制系统、滚珠丝杠传动副、固定气动夹具等装置组成。在管件切割前，先依靠定位板将该管件放入夹具上进行加紧。在确定管件固定好后，用控制按钮启动机器进行全部的切割管件工作。切管中，先启动气动夹具将管件夹好，再由步进电动机启动联轴器使得丝杆进行转动，达到固定的在螺母上的移动夹具的轴向进行的运动。并且由控制系统控制步进电机进行转动，实现管的精确切割，误差精度为0.1mm。然后，把管件放置在夹具后，由该切管机自动送料装置的工作原理如图11.2所示。先用PLC控制系统对夹具的夹紧、步进电机转反转和放松进行控制。然后自动送料装置的工作过程中每一个环节，都要相应的输入、输出信号，最后完成整个工作的过程。其中S1表示管件的切割长度。11.2主要的组成部分的设计计算11.2.1驱动装置的设计和计算驱动方法的多样，可选择直线电动机驱动、用往复磁铁驱动、电动机的机械放式驱动、气动、液压驱动等。切管机的自动送料装置驱动有两部分：一是夹具的夹紧和放松运动驱动；二是管件送料轴向运动的驱动。因为夹具的夹紧、放松驱动则采用气动方式，管件轴的向运动需要停靠多个位置和要较高的求精度，选用直线步进的电机进行驱动。图11.1 送料机构示意图步进电机正传丝杆螺母传动移动夹具带动管件前进S1固定夹具加紧移动夹具加紧管件移动夹具后退S1步进电机反转移动夹具松开进行切割图11.2自动切管机工作原理图11.2.2轴向运动的传动机构设计和计算该设计的主要是针对汽车制造使用的管材，管材的长度为60-70mm，最大的切断长度是2000，精度要求为0.1mm。因此其送料装置的轴向传动方式采用滚珠丝杆的方法传动。根据计算与校核来确定螺母、导轨、丝杆具体参数。11.2.3夹具的设计和计算夹紧装置是适用于各种大小，形状的管形材料，以确定所需的夹紧力，夹紧面的对象的几何形状，选定的原理机械夹具保持机构。进给装置包括一个可移动的夹紧和其他固定。由于夹具。操作中，活动夹具的往复轴向运动的，为了实现饲养过程。所以，当其中一个夹紧夹具，另一个夹具释放。图11.3显示夹具是针对不同的大小，形状专门设计的气动夹具。图11.3显示管夹结构，这种结构非常简单，夹紧原理清晰，简单的制造工艺和制造成本低，应用广泛的尺寸范围，夹紧数量，适合中小锁模力工程。同时，对于支持辊筒，使其被释放时，可以实现装置和设备的固定件的底部轴向相对移动。 11.2.4控制系统的选择自动送料装置的控制分为两部分：一是步进电机的控制；二是气缸的控制。在工作过程中需设置多点停靠和反复启动、停止，选择PLC控制系统可以满足工作要求。控制系统中还包括继电器、行程开关等电器元件。11.2.5 电动机的选择采用高性能的稀土永磁材料，功率密度高，过载能力强，正弦波电流驱动电机的惯性，低速性能好，特别适用于机床进给驱动，F级绝缘的材料部分，延长了电机的使用寿命。采用全封闭式结构，外形美观，结构紧凑。电磁优化设计，电磁噪声低，运行平稳，效率高。采用高性能的稀土永磁材料，低速性能好，过载能力强。高速，高精度光电编码器，具有较高的准确度和速度和位置控制的高性能驱动单元。防护等级IP65级别，以确保可靠的电机- 15 40环境温度和粉尘，油雾的环境。采用高精度轴承和转子高精度动平衡技术，确保电机运行稳定可靠，在最高转速范围，噪声低，振动小。高转矩惯性比，快速反应能力。F级绝缘结构，具有使用寿命长的运动的一部分，高的性能价格比。图11.3夹具装夹图11.2.6机架的设计机架设计，有两个：首先，表支撑架的设计，两个移动管支架设计。其作用是支持支架工作台自动管道切割设备表，载重台及管件的基础上，考虑到易于操作的工作人员，移动管件。支撑支架的作用，在一个表中的一部分的管，以防止管的弯曲变形影响的切割精度。通过台尺寸及额定负载的要求，并根据与普通钢材料手册，焊接，选择一个普通钢模型。确定材料矩形钢表支持框架，移动管支架角度。11.2.7其他部分的设计除了自动送料装置的轴向驱动的设计和夹紧装置设计的，但还需要管的尺寸，形状等因素的定位装置，导轨，滑块和器具，如一个合理的选择和设计的辅助支撑装置，同时还需要为气动元件，如气源时，系统压力，各种阀和气缸等进行合理选择。12 结论与展望12.1结论此次毕业设计的题目是自动切管机及送料机构设计，在整个设计和论文撰写过程中充分回顾了大学四年所学习的机械原理、理论力学、机械设计、工程材料、材料力学、机械制图、CAD应用等科目。在这次设计中充分的将这些科目融合、应用和渗透，此次设计也是对所学科目的全面复习。同时，在这次设计中，也遇到了许多的困难与问题。通过查找资料和老师的指导，将这些问题一一的解决。这种独立解决问题和思考的方法是此次设计中的重要收获。另外，通过这次设计也对产品设计的方法有了更深一层的了解，相信在以后的工作中，将会有很大的帮助。12.2不足之处及未来展望12.2.1 不足之处此次毕业设计主要包括切管机的传动装置的设计和计算，在此次设计中不仅使我越来越认识到自己知识的匮乏，同时也使我认识到自己经验的缺乏。在此次设计中，虽然我尽可能的搜集资料，竭尽所能的运用自己所学的知识来进行论文的写作和切管机的设计，但是此次设计论文仍然存在许多不足之处，切管机的功能和性能还有待提高和完善，还请老师们多批评指正。让我在以后的学习和工作中有更大的突破。此次自动切管机的设计是为了减少工人工作的劳动强度，但是就保证所切管道的精度，自动切管机的制造成本，工作用电量等很多方面存在不足之处。在当代控制技术成熟的今天，高精度、高效节能在制造业已经很重要，此次切管机的设计应尽可能的向这方面发展，因此此次切管机的设计需进一步提高和完善，以便更好的为我们服务。12.2.2 未来展望机械制造业是一个传统的领域已经发展了很多年，积累了很多科学理论和实践经验，在很多方面有成熟的科学体系，并且随着社会的发展，人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求越加强烈。因此，作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。针对以上自动切管机的不足之处，结合前人积累的理论和实践经验，我们可以对自动切管机进行一系列的改进：1、采用棍筒式结构进行管料的自动切割；2、采用恒功率的切割方式，保证工件的受力更加均匀；3、采用压轧式切割，没有切削，噪音小；4、采用PLC进行切割控制，从而达到更高精度要求。致谢从论文选题到收集资料，之后写稿，计算，画图纸，反反复复改稿，经历了很多时间，现在终于完稿了，酸甜苦辣的心情难于言表。我要感谢，非常感谢我的毕业设计的导师，高汉华老师。在毕业设计中，高老师花了大量的时间提出了很多的设计问题，并给予了很多的建议，让我知道了在做设计时应多方面考虑问题。并且，高老师随和热情、治学严谨|、工作认真负责。从选题到论文修改润色、图纸改错，高老师给我深刻而细致的指导，帮我开拓了思路，解决了很多问题。在此，谨向高老师致以真诚的谢意和崇高的敬意。我深深感谢在大学四年中教授我知识的老师们，你们辛苦了。这些老师无私的的付出，让我学到很多知识，在你们的课堂上，我受益匪浅，学习到了不少对我论文有很大帮助的知识和思路。在四年的学习和生活期间，无锡太湖学院机电系各位老师的无私帮助，在此深表感谢!另外，也要感谢我的父母!感谢父母在我成长和学业上诸多的付出，他们付出了无数的汗水才让我有机会走到大学毕业。最后，很感谢阅读我这篇毕业设计的人们。感谢您们抽出宝贵的时间来阅读这篇毕业设计。参考文献1 璞良贵，纪名刚.机械设计M.第七版.北京：高等教育出版社，2001.2 孙桓，陈作模.机械原理M.第六版.北京：高等教育出版社，2002.3 纪名刚.机械设计M.高等教育出版社，20014 吴宗泽.机械设计使用手册M.北京:化学工业出版社,2000.5 于惠力等.机械零部件设计禁忌J.北京:机械工业出版社,2006.6 周永强，高等学校毕业设计指导M，北京：中国建材工业出版社，2002.7 乐兑谦，金属切削刀具M.北京:机械工业出版社，2005.8 孙恒、陈作模、葛文杰，机械原理(第七版) M，高等教育出版社，2008.9 詹启贤，自动机械设计M.北京;中国轻工业出版社,1994.10 吕仲文，机械创新设计M.北京：机械工业出版社。2004.11 黄雨华，董遇泰，现代机械设计理论及方法M.沈阳：东北大学出版社，2001.12 刘杰，机电一体化设计M.北京：冶金工业出版社，2003.13 Ye Zhonghe, Lan Zhaohui. Mechanisms and Machine TheoryJ. Higher Education Press, 2001.7.14 Ze chonghe, Sors l.fatigue design of machine componentsJ.oxford:pergramon press.1971.15 Pilz Safety Technology Manual 1:Safety Relays,Two-hand RelaysJ.Safe Monitoring Relays16 Takagi T

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。