碾压式切管机设计

第 1 页 共 29 页 摘 要 碾压式切管机的设计是一项技术革新项目。切管机主要用于车辆，工业或建材生产中的批量下料工作，用于切割 48/3 的金属管。它的特点是工作平稳、连续、效率高、劳动强度低、能保证尺寸精确度的要求，适应于在各种环境下的连续工作。 碾压式切管机的工用原理是：由电动机经 V 带传动，蜗轮减速箱、开式齿轮传动到一对滚子，从而带动（金属管）的旋转，实现切割时的主运动。与此同时，操纵手轮，通过螺旋传动，将圆盘刀片向下移动进给，并在不断增加刀片对管子的压力过程中，实现管子的切 割工作。 原始数据：滚子的转速为 1n =70 转 /分，驱动电动机的型号选择 额定功率为 电N =满载转速 电n =1410转 /分 ，切管直径 4 本次设计 ， 主要是针对车辆用金属管材进行加工的切割机 ,完成的工作主要是切管机中 的 滚子 ,机体和减速箱部分的设计 其中有电动机的选择 ,传动方案 的拟定 ,各轴的转速 ,功率和转矩的计算 其中有各轴尺寸的设计 ,各主要传动件的结构尺寸的设计 最后通过得到的数据 ,绘制了总体装配图 ,减速机和滚子部分的装配图 绘制了多张零件图 。 为了确定最佳方案 ,采取了多种方案进行 了认真分析、研究和比较 。 关键词： 切管机 ；设计计算 ； 结构设计；批量下料；方案 第 2 页 共 29 页 is a is or of to in by by to a on in of 70 1.5 1410 4 is on of is of of of of a of in a In to on 3 页 共 29 页 目 录 第一章 方案的选择与论证 .电动机的选择 .拟定传动方案 .总体结构设计 .二章 传动装置的设计与计算 .传动比分配 .计算各轴的转速，功率和转矩 . 各轴的转速 . 各轴的功率 . 各轴传递的转矩 .三章 进行传动机构的设计与计算 .带传动设计 .齿轮传动设计 .四章 结构设计 .初算各轴的最小直径 .计算各主要传动件的结构尺寸 .初定轴承跨距 . 五 章 设计总结 .考文献 . 谢 . 录 . 4 页 共 29 页 第一章 方案的选择与论证 几种方案优缺点的比较如下表： 第 5 页 共 29 页 经过方案的比较和实际的调查，了解它们之间各自的优 、 缺点后，经过认真研究分析，认为第四种方案为最佳方案，最后确定采用第四种方案来进行设计 。 动机的选择 率的选择 电动机功率的选择与电动机本身发热、载荷大小、工作时间长短，有着密切的关系。在这里采用的是实际测量满载电流法和经验数据估算法（ 千瓦）来进行选择的。 （实测量电动机满载电流数（ A） （经验数据（ 千瓦） =所需功率。 下面是从一台设备的 电动机的 三相电源线上用钳型电流表实际测量的满载电 流为 台电动机的额定功率 千瓦，额定转速 430转 /分。 则实际所需功率是： ）（ 测满载电流实际功率 ( 即： 千瓦实 p 经上述估算后，得出设备所需实际功率为 电千瓦，满载转速 1410分。故而选择 电动机为该设备的原动机。碾压式切管机总传动比的计算： 20701 4 1 0 20类型的选择 我国三相交流异步电动机的品种规格较多，（特别是鼠笼式感应电动机）具有结构简 单、工作可靠、价钱便宜、易购和维护方便等特点，在各行各业中得到了更广泛的应用。特别是在中小型的设备，工作机速度无特殊要求，而又长期带动稳定或变动载荷的设备中应得更多。因此本设备工作机的状况是；要求适用各种环境中的连续工作。故而选择 速的选择 我国三相交流异步电动机中，在同一功率的基础上，根据极数的不同各种参数都存第 6 页 共 29 页 在着差异。特别在转速每分钟转速有 3000、 1500、 1000、 750等几种。（由原始数据得知，设备满载转速在 1410 转 /分，工作机滚子的转速为 70 转 /分）。 因此选择电动机的满载转速是在 1500 转 /分以下。在这种转速范围内的电动机不仅结构简单，供应普遍，而且制造成本低，故而初选电动机转速在 1500转 /分为最佳。 表 1 三相异步电动机的主要技术参数 型 号 定 连续 功 率 接法 /Y 温 度 65 重量 30公斤 转 速 1410转 /分 频率 50 率 电 流 电 压 220/380伏 功率因数 动电流 缘等级 E 起动转矩 大转矩 2 0 转子飞轮矩 定传动方案 传动方案的拟定，是传动机构的选择及布置间彼此联系的两个方面。为了有较利用较佳传动方案，查得了几种传动机构如下进行比较。 表 1种主要传动机构的特性比较 特 性 类 型 带 传 动 链 传 动 齿轮传动 蜗轮传动 主要 优点 中心距变化范围较大，结构简单，传动平稳，能缓冲，可起过载安全保险作用。 中心距变化范围较大，平均传动比准确，比带传动过载能力大。 外廓尺寸小，传动比准确，效率高，寿命长，适用的功率和速度范围大。 外廓尺寸小，传动比大并且准确，工作平稳，可制作成自锁的传动。 第 7 页 共 29 页 续表 1要 缺点 外廓尺寸大，轴上受力较大，传动比不能严格保证，寿命低。（约3000 5000小时） 瞬时传动比不准确，不能用于精密分度机构，在冲击振动负荷下寿命低。 要求制造精度高，不有缓冲，高速传动精度不够时有噪声。 效率 低，中、高速传动装置需用价贵的青铜材料制造精度高，加工比较麻烦 效率 平型带 角 带 式 闭式 式加工齿 式 式 率 千瓦 平型带常在 30以下； 0 75之间 常在 100以下 常在 30以下 常在 50以下 单级传动比， i 开口平型带：推荐值2 4；最大值 6；有 张紧轮平型带；推荐值3 5；最大值 8；三角带；推荐值 2 4；最大值 7 推荐值 2 4 开式圆柱齿轮；推荐值 4 6；最大值15；闭式圆柱正齿轮；推荐值 2 3；最大值 6 闭式；推荐值 10 40；最大值 100； 开式；推荐值 15 60；最大值 100 外廓尺寸 大 大 中、小 小 成本 低 中 中 高 速度 v,米/秒 平型带 30（常用 525） 40（常用 12 15） 最低速 d3 无套筒的；有套筒的，必须符合轴承的标准 由于采用 6205轴承， 5 毫米。 4d 装在两滚动轴承之间齿轮（蜗轮）处的直径 d4r,r 倒圆半径 ,按设计定 . 轴 , 7755 5直径 a,a (0.1)a 轴肩或轴环高度 . 轴 5毫米 ,a= 取 a=5,则 5+2 5=65毫米 . 因此处 5,a=5+2 0毫米 . 6径 查阅手册资料轴承部分的 7长度 1.6)d d 轴头直径 . 88 (d 轴 5=7毫米。 表 3 减速箱各零件间相互位置尺寸 代号 名 称 推 荐 尺 寸 说 明 轮宽度 由结构设设计决定， B=30 B 带轮宽度 由结构设计决定， B=35 b 轴承宽度 根据轴颈直径，按中或轻窄 系列决定 查手册确定 杆轴承选 6205 则 b=15。， 箱壳壁厚 2 3) 8， 取 =8 第 26 页 共 29 页 续表 3 旋转零件顶圆至箱壳内 壁距离。 = =10 1 蜗轮齿顶圆至轴承座边 缘的径向距离。 1=10 12 取 1=10 杆中心至轴承中心的 距离。 已知 a=93,故 4。 4 的支承间跨距。 由设计决定 外旋转零件的中面至 支承点的距离。 52 21 3= 602351512 0215 动轴承端面至箱壳内 壁的距离。 当用箱壳内的油润滑轴承时 ， 5， 当用脂润滑轴承，并有挡油环时 10 15。 取 承端面至端盖螺钉头 顶面的距离。 据端盖的结构和固紧轴承的方 法确定。暂取 0。 外旋转零件端面至端盖螺钉头顶面的距离。 5 20。 取 5。 第 27 页 共 29 页 第五章 设计 心得 这次毕业设计，是在老师的的帮助和指导下完成的。本次设计主要是针对用金属管材进行切割加工的切管机。工作的对象主要为各种型号、各种材料管材的下料。完成的工作主 要是切管机中滚子，机体，减速箱的设计。包括传动装置的设计和计算，其中有电动机的选择，传动方案的拟定，各轴的转速，功率和转矩的计算。总体结构设计，其中有各轴尺寸的设计，各主要传动件结构尺寸的设计。并且针对以上的设计计算进行了详细的校核。最后通过得到的数据，绘制了总体装配图，减速机，滚子等部分的装配图等。然后又针对各主要基本件，绘制多张零件图。在整个设计过程中碰到了不小的困难，经查阅一些相关资料和老师的指导，同时也得到了同学的支持，从而获得了很大的帮助和启发，解决了自己平时一下难以理解的问题。 经过本次毕业设计 深深体会到理论知识和实践工作是有一定的差异，并不是一学就会的那种天真幼稚的想法。但是，通过这次毕业设计，能够使自己把所学的理论知识与实践动手能力有机的结合起来应用，我感觉到自己开始慢慢成熟起来，从中获益非浅，使自己的动手能力和系统的理论知识得到了一个提升。这为我毕业后，走上社会参加社会工作实践打下了一个坚实的基础。 经过本次毕业设计使自己深刻认识到，先进的机械设计制造技术，是有能力加速社会进步，提升技术竟争力的重要环节之一。同时也是提高社会生产力和工作效率，改善工作环境，减轻劳动强度，降低成本，提升产品质量 ，增加经济效益，提高竟争力的重要途径。也是建设一个和谐、进步、人性化社会的基础之一。 经过本次毕业设计，使自己深深感觉到知识的重要和知识的欠缺，体会到独立完成工作的艰辛。毕业后，我会在实践工作中，不断继续加强理论知识的学习和实践动手能力的培养。从中不断提升自己的理论知识和实践工作能力，力争在最短的时间内把自己锻炼成为能出色独立完成工作的有用人材。 . 第 28 页 共 29 页 参考文献 1璞良，纪名刚主编。机械设计。第七版。北京：高等教育出版社， 42 2刘江南，郭克希主骗。赵又红，曾立平，莫爱贵 副主编。机械设计基础。长沙：湖南大学出版社 ,139 3桂义，罗圣国，李平林，张立乃，黄少颜编。机械设计课程设计指导书。第二版，北京 :高等教育出版社 ,98 4成大先主编，机械设计手册。北京 :化学工业出版社 179 5孙桓，陈作模，主编，机械原理。第六版，北京：高等教育出版社， 47 6薛源顺主编，机床夹具设计。北京：第一版，机械工业出版社， 240 7高为国主编，尹付成，母福生副主编，机械工程 材料基础。长沙：中南大学出版，82 第 29 页 共 29 页 致 谢 尊敬的各位老师：首先请接受我最真诚的谢意。感谢您们几年来对我耐心、细致的关怀、帮助和教育，使我增添了更多的知识，丰富了我的心灵，用知识充实了我的头脑。更难能可贵的是，教会了我如何做人，使我懂得了在逆境中探索，在曲折坎坷的人生道路上如何奋进，懂得人生价值和奋斗目标。感谢老师几年来对我的艰辛培育。把我从一个千真幼稚的中学生培育成为一个对社会有用的人。这是一笔难得的、巨大的、知识和经验财富。请求各位老师以后能一如继往地给予我最大的帮助、 关怀和支持。 这次毕业设计，是在老师的帮助和指导下完成的。在整个毕业设计过程中，碰到了一些困难，自己经过查阅相关资料，同时得到了老师很大的指导和帮助。使难题一一得到解决。从而使自己的这次毕业设计，能够顺利的完成。这次毕业设计，也是捡验我几年来所学知识的大阅兵，同时也是一个把理论知识与实践有机结合应用的良好机会，是我几年来学习的交流与汇报。使自己的理