本次设计的电动液压切管机主要是针对各种用途金属管材进行加工。本次设计的任务主要是对切管机中减速箱及有关零件进行的设计。其中包括传动装置的设计和计算。总体结构的设计以及对设计计算进行校核。并且通过得到的数据，绘制总体装配图，减速机装配图，减速箱焊接图，液压系统传动图等。然后又针对各主要基本件，绘制了多张零件图

　　　本次设计的电动液压切管机为减轻工人的劳动强度，提高生产效率有着积极的意义。

关键字：切管机；液压缸；金属管子

Abstract

　　　Roller 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　　

摘要1

1. 确定工艺方案2

2. 传动装置的设计与计算4

2.1 电动机的选择4

2.1.1 类型的选择4

2.1.2 转速的选择4

2.1.3 功率的选择4

2.2 拟订传动方案5

2.3 计算各轴的转速、功率和转矩8

2.4 进行传动机构的设计与计算9

2.4.1 带传动设计10

2.4.3 蜗轮蜗杆模数的确定11

2.4.4 齿数的确定12

2.5 进行总体结构设计，画出总体方案图13

3. 结构设计15

3.1 初算各轴的最小直径15

3.2 计算各主要传动件的结构尺寸16

3.3 绘制部件的装配草图20

3.4 绘制设计装配图25

3.5 绘制零件工作图28

第4章液压部分设计30

4.1 滚槽机液压系统的概述30

4.1.1 滚槽机液压系统的组成30

4.1.2 滚槽机的液压执行元件31

4.2 滚槽机液压系统的设计32

4.2.1 液压缸的设计与计算33

4.2.2 液压泵的选取34

4.2.3辅助元件的确定35

4.3 液压系统漏油和噪声控制36

4.3.1 液压系统漏油控制37

4.3.2 液压系统噪声控制37

5. 结论38

6. 致谢39

7.参考文献40

　　此次的设计任务为设计一简单高效的电动液压切管机，为此，对如下几种设计方案进行比较：

　　方案一：用砂轮切断金属管：需要砂轮旋转的切削运动和摇臂向下的进给运动。此机构的结构简单，生产效率高，但是砂轮磨损较快费用很高。

　　　方案二：用切断刀切断金属管：如在车床上切断，但是一般车床主轴不过几十毫米，通不过直径较大的金属管，并且占有一台普通机床，不太经济。或者用专用的切管机，其工作原理是工件夹紧不动，装在旋转刀架上的两把切断刀，既有主切削的旋转运动，又有进给运动，工作效率高，但是机床结构比较复杂。

　　方案三：用锯弓锯断金属管：需要锯弓往复的切削运动和滑枕摆动的进给与让刀运动。机器的结构比较复杂，锯切运动也不是连续的。当金属直径相差较大时，锯片还要调换，生产效率低。

　　　方案四：用液压缸控制刀具碾压运动的金属管的方法来切断金属管：其需要金属管旋转的切削运动和圆盘向下的进给运动。这种方法是连续切削的，生产效率高，机器的结构也不太复杂。但是会使管子的切口内径缩小，一般用于管子要求不高的场合。

　　本次设计的要求为滚子转速n=70r/min,圆盘刀片直径a=80mm,加工管件的直径为3/8″～4″，电机额定功率i为P=1.5Kw满载转速为N=1410r/min,每天工作10小时，载荷变动小。根据毕设要求和结合生产实际。

在本次设计中选用方案四。

工艺方案确定后，并根据有关数据，

加上其它一些必要的尺寸，

得出工艺方案的原理图如图1-1

方案四管机的工作原理：动力由电动机→带轮→蜗杆→蜗轮→直齿轮→中间惰轮→滚子轴上小齿轮。由于滚子的旋转运动，从而带动工件的旋转，实现切削时的主运动。与此同时，通过液压马达控制液压缸的运动，将圆盘刀片向下进给运动，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。2.1 电动机的选择

　　　要选择电动机，必须了解电动机，出厂的每台电动机都有铭牌，上面标有电动机的主要技术参数。因此，要合理地选择电动机，就要比较电动机的这些特性。在进行简单机械设计时，应选择好电动机的类型，转速和功率。

2.1.1 类型的选择

　　　工业上一般用三相交流电源，所以选用三相交流异步电动机。三相交流异步电机具有结构简单，工作可靠，价格便宜，维护方便等优点，所以应用广泛。在选择电动机的类型时，主要考虑的是：静载荷或惯性载荷的大小，工作机械长期连续工作还是重复短时工作，工作环境是否多灰尘或水土飞溅等方面。在本次设计中由于其载荷变动较小，有灰尘故选择笼式三相交流异步电机。

2.1.2 转速的选择

异步电机的转速主要有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min几种。当工作机械的转速较高时，选用同步转速为3000r/min的电机比较合适。如果工作机械的转速太低（即传动装置的总传动比太大）将导致传动装置的结构复杂，价格较高。在本次设计中可选的转速有1500r/min和750r/min。在一般机械中这两种转速的电机适应性大，应用比较普遍。

2.1.3 功率的选择

选择电动机的容量就是合理确定电动机的额定功率，电动机功率的选择与电动机本身发热、载荷大小、工作时间长短有关，但一般情况下电动机容量主要由运行发热条件决定。故根据电动机的额定功率大于所需功率10%来选择电动机。

综上所述，本次设计的切管机电机额定功率为P=1.5Kw满载转速为　　　传动方案的拟定，通常是指传动机构的选择及其布置。这是彼此相联系的两个方面。其运动形式大致分为；

（1）传递回转运动的有：带传动，链传动，齿轮传动，蜗轮传动等；

　　（2）实现往复直线运动或摆动的有：螺旋传动，齿轮齿条传动，凸轮机构，曲柄滑块机构等；

　　（3）实现间歇运动的有棘轮机构和槽轮机构等；

　　（4）实现特定运动规律的有凸轮机构和平面连杆机构等。

传动机构的选择就是根据机器工作机构所要求的运动规律，载荷的性质以及机器的工作循环进行的。然后在全面分析和比较各种传动机构特性的基础上确定一种较好的传动方案。

　　　机器通常由原动机、传动装置和工作机等三部分组成。传动装置位于原动机和工作机之间，用来传递运动和动力，并可以改变转速、转矩的大小或改变运动形式，以适应工作机功能要求。传动装置的设计对整台车的性能、尺寸、重量和成本都有很大影响，因此需要合理的拟定传动方案。在本次毕业设计中，已知切管机的i总=20，若用蜗杆，一次降速原本可以达到，其方案如图2-1。但是由于切割的管子最大直径为4″，如图1-1故两个滚筒的中心距不能小于108mm，因此带动两个滚筒的齿轮外径不能大于滚筒的直径（?100mm）。若取蜗杆z1=2，蜗轮z2=40，m=4，则蜗轮分度圆直径d2=160mm,比同一轴上的齿轮大，按图2-2-1的布置，蜗轮将要和滚筒相撞，为此，应该加大两轴之间的中心距。这样就要加上一个惰轮，才可以解决这个问题，如图2-2-2。在本次设计中，取蜗轮齿数为z2=50,模数m=4。由于带传动具有缓冲和过载打滑的特性，故可将最为在电机之后的第一级传动，此外开式齿轮传动不宜放在高速级，因为在这种条件下工作容易产生冲击和噪音，故应将齿轮传动放在底速级。一个好的传动方案，除了首先应满足机器的功能要求外，还应当工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、成本低廉以及使用维护方便。经比较各种传动方案，在本次设计中确定采用带传动、蜗杆传动、齿轮传动等机构组成的传动方案。并初步画出其传动系统图，如图2-2-3。 4.3 液压系统漏油和噪声控制

4.3.1 液压系统漏油控制

　　　液压系统泄漏的原因是错综复杂的，主要是与振动、压力差、制造误差、装配间隙等有关。泄漏工程上分为外泄漏和内泄漏两种。外泄漏是指油液从元器件或管道接口内部向外泄漏；内泄漏是指元器件内部由于间隙、磨损等原因有少量油液从高压腔流到低压腔。外泄漏会造成油液浪费，污染环境，严重时造成火灾危及人生安全。内泄漏能引起系统压力、流量不稳定严重时会造成停产事故。

　　　为降低滚槽机液压系统的泄漏，我们采取的措施有：

　　　（1）减少了油路管接头的数量，采用控制阀集成的方式防止系统漏油；

　　　（2）在换向时为减小液压冲击和机械振动，尽量延长换向时间；

　　　（3）定期检查、定期维修、及时处理，防止泄漏的发生。

4.3.2 液压系统噪声控制

　　　液压系统产生的噪声对系统本身的工作性能影响较大，噪声的产生往往是由于振动，当振动较大时，会使液压系统造成较严重的压力振摆，致使液压系统无法正常工作。

　　　液压系统产生噪声的因素很多，如冲击噪声、压力脉冲噪声、气穴噪声、液压元件噪声等等。在这些因素中，液压泵的噪声最大，液压泵的输出功率越大，转速越高或泵内空气量吸入越多，噪声就越大。

为降低液压系统的噪声，可以设计出：

　　　（1）选用的是底噪声的液压泵；

　　　（2）采用上置式油箱，改善吸油阻力；

　　　（3）减少液压冲击，设置了蓄能器；

　　　（4）采用了液压泵的立式安装，将液压泵侵入到油液中

5. 结论

通过对相关资料的查阅和对切管机的设计计算，并且对切管机进行了初步的设计。在设计过程中，主要的工作有如下几点：

①．对传动方案的选择和对机构的设计计算,其中包括选择合适的传动方案和对减速箱部分各个零件的设计计算以及校核。

②．设计计算结束后，在已有数据的基础之上，画出了总体装配图的轮廓，通过对各个参数的进一步确定，最后终于得到了总体装配图。

③．对几个主要的零部件进行了绘制,其中包括滚子零件的工作图，蜗杆的零件图等。

　　　从这一设计题目的综合运用中，更是把所学的这些知识有了一个大的融会与应用，从而所学的知识也不再是死的，有了一个比较全面的复习。在设计与计算的过程中，也遇到了许多的困难与问题。通过查找资料，将这些问题解决的这种独立的解决问题和思考的方法，是在这次设计中我得到的一个最大的收获。当然，从中也大致了解了一些产品设计的基本方法，这也将是一次宝贵的实践经验。相信在以后的工作中，将会有很大帮助。

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Ye Zhonghe, Lan Zhaohui. Mechanisms and Machine Theory. Higher Education Press, 2001.7

电动液压切管机装配图.gif

滚筒零件图.gif

滚筒装配图.gif

机架.gif

减速箱装配图.gif

设计图纸13张.gif

蜗杆.gif

液压缸.gif

液压系统传动原理图.gif

内容简介：: 电动液压切管机设计答辩人指导老师班级机制104班 1 课题背景及意义2 电动切管机的工作原理3 减速箱的设计过程4 液压系统的设计过程答辩内容 1 课题背景及意义本次设计的电动液压切管机为减轻工人的劳动强度提高生产效率有着积极的意义通过本次巩固毕业设计提高了我的绘图能力加强了我的独立分析问题的能力了我的专业知识 2 1切管机总体结构主要包括蜗轮蜗杆2级减速箱滚筒液压缸液压马达等 2 切管机的工作原理 2 切管机的工作原理动力由电动机带轮蜗杆蜗轮直齿轮中间惰轮滚子轴上小齿轮由于滚子的旋转运动从而带动工件管子的旋转实现切削时的主运动与此同时通过液压马达控制液压缸活塞杆的运动从而实现圆盘刀片向下进给运动并在不断增加刀片对管子的压力过程中实现的切割工作 3减速系统的设计 2级减速系统传动示意图 3 减速箱装配图 3 液压系统的设计切管机的液压系统由动力部分执行部分控制部分和辅助部分组成切管机总装图总结经过这次毕业设计有所收获同时也发现了自己诸多不足之处收获之处熟悉了CAD的基本操作掌握了轴类缸体类零件的设计过程巩固了课本理论不足之处基本知识掌握还不牢缺乏严谨的思维能力专业知识系统性不强在今后的工作中我会更加努力弥补不足 thankyou thankyou 电动液压切管机毕业设计 JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY本科毕业论文（设计）题目：电动液压切管机设计学院：工学院姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化年级：指导教师：职称：讲师二0一四年五月摘要本次设计的电动液压切管机主要是针对各种用途金属管材进行加工。本次设计的任务主要是对切管机中减速箱及有关零件进行的设计。其中包括传动装置的设计和计算。总体结构的设计以及对设计计算进行校核。并且通过得到的数据，绘制总体装配图，减速机装配图，减速箱焊接图，液压系统传动图等。然后又针对各主要基本件，绘制了多张零件图本次设计的电动液压切管机为减轻工人的劳动强度，提高生产效率有着积极的意义。关键字：切管机；液压缸；金属管子 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 目录摘要11. 确定工艺方案22. 传动装置的设计与计算42.1 电动机的选择42.1.1 类型的选择42.1.2 转速的选择42.1.3 功率的选择42.2 拟订传动方案52.3 计算各轴的转速、功率和转矩82.4 进行传动机构的设计与计算92.4.1 带传动设计102.4.3 蜗轮蜗杆模数的确定112.4.4 齿数的确定122.5 进行总体结构设计，画出总体方案图133. 结构设计153.1 初算各轴的最小直径153.2 计算各主要传动件的结构尺寸163.3 绘制部件的装配草图203.4 绘制设计装配图253.5 绘制零件工作图28第4章液压部分设计304.1 滚槽机液压系统的概述304.1.1 滚槽机液压系统的组成304.1.2 滚槽机的液压执行元件314.2 滚槽机液压系统的设计324.2.1 液压缸的设计与计算334.2.2 液压泵的选取344.2.3辅助元件的确定354.3 液压系统漏油和噪声控制364.3.1 液压系统漏油控制374.3.2 液压系统噪声控制375. 结论386. 致谢397.参考文献4025 1. 确定工艺方案此次的设计任务为设计一简单高效的电动液压切管机，为此，对如下几种设计方案进行比较：方案一：用砂轮切断金属管：需要砂轮旋转的切削运动和摇臂向下的进给运动。此机构的结构简单，生产效率高，但是砂轮磨损较快费用很高。方案二：用切断刀切断金属管：如在车床上切断，但是一般车床主轴不过几十毫米，通不过直径较大的金属管，并且占有一台普通机床，不太经济。或者用专用的切管机，其工作原理是工件夹紧不动，装在旋转刀架上的两把切断刀，既有主切削的旋转运动，又有进给运动，工作效率高，但是机床结构比较复杂。方案三：用锯弓锯断金属管：需要锯弓往复的切削运动和滑枕摆动的进给与让刀运动。机器的结构比较复杂，锯切运动也不是连续的。当金属直径相差较大时，锯片还要调换，生产效率低。方案四：用液压缸控制刀具碾压运动的金属管的方法来切断金属管：其需要金属管旋转的切削运动和圆盘向下的进给运动。这种方法是连续切削的，生产效率高，机器的结构也不太复杂。但是会使管子的切口内径缩小，一般用于管子要求不高的场合。本次设计的要求为滚子转速n=70r/min,圆盘刀片直径a=80mm,加工管件的直径为3/84，电机额定功率i为P=1.5Kw满载转速为N=1410r/min,每天工作10小时，载荷变动小。根据毕设要求和结合生产实际。在本次设计中选用方案四。工艺方案确定后，并根据有关数据，加上其它一些必要的尺寸，得出工艺方案的原理图如图1-1图图1-1工艺方案原理图方案四管机的工作原理：动力由电动机带轮蜗杆蜗轮直齿轮中间惰轮滚子轴上小齿轮。由于滚子的旋转运动，从而带动工件的旋转，实现切削时的主运动。与此同时，通过液压马达控制液压缸的运动，将圆盘刀片向下进给运动，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。 2 传动装置的设计与计算2.1 电动机的选择要选择电动机，必须了解电动机，出厂的每台电动机都有铭牌，上面标有电动机的主要技术参数。因此，要合理地选择电动机，就要比较电动机的这些特性。在进行简单机械设计时，应选择好电动机的类型，转速和功率。2.1.1 类型的选择工业上一般用三相交流电源，所以选用三相交流异步电动机。三相交流异步电机具有结构简单，工作可靠，价格便宜，维护方便等优点，所以应用广泛。在选择电动机的类型时，主要考虑的是：静载荷或惯性载荷的大小，工作机械长期连续工作还是重复短时工作，工作环境是否多灰尘或水土飞溅等方面。在本次设计中由于其载荷变动较小，有灰尘故选择笼式三相交流异步电机。2.1.2 转速的选择异步电机的转速主要有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min几种。当工作机械的转速较高时，选用同步转速为3000r/min的电机比较合适。如果工作机械的转速太低（即传动装置的总传动比太大）将导致传动装置的结构复杂，价格较高。在本次设计中可选的转速有1500r/min和750r/min。在一般机械中这两种转速的电机适应性大，应用比较普遍。2.1.3 功率的选择选择电动机的容量就是合理确定电动机的额定功率，电动机功率的选择与电动机本身发热、载荷大小、工作时间长短有关，但一般情况下电动机容量主要由运行发热条件决定。故根据电动机的额定功率大于所需功率10%来选择电动机。综上所述，本次设计的切管机电机额定功率为P=1.5Kw满载转速为N=1410r/min,每天工作10小时，载荷变动小用于多尘场合。选用Y90L-4型电动机，其额定功率P电=1.5Kw，满载转速n电=1400r/min，同步转速1500r/min(4极)，最大转矩为2.3Nm。电动机确定后，计算出切管机的传动比为：i总=20 （2-1）2.2 拟订传动方案传动方案的拟定，通常是指传动机构的选择及其布置。这是彼此相联系的两个方面。其运动形式大致分为；（1）传递回转运动的有：带传动，链传动，齿轮传动，蜗轮传动等；（2）实现往复直线运动或摆动的有：螺旋传动，齿轮齿条传动，凸轮机构，曲柄滑块机构等；（3）实现间歇运动的有棘轮机构和槽轮机构等；（4）实现特定运动规律的有凸轮机构和平面连杆机构等。传动机构的选择就是根据机器工作机构所要求的运动规律，载荷的性质以及机器的工作循环进行的。然后在全面分析和比较各种传动机构特性的基础上确定一种较好的传动方案。机器通常由原动机、传动装置和工作机等三部分组成。传动装置位于原动机和工作机之间，用来传递运动和动力，并可以改变转速、转矩的大小或改变运动形式，以适应工作机功能要求。传动装置的设计对整台车的性能、尺寸、重量和成本都有很大影响，因此需要合理的拟定传动方案。在本次毕业设计中，已知切管机的i总=20，若用蜗杆，一次降速原本可以达到，其方案如图2-1。但是由于切割的管子最大直径为4，如图1-1故两个滚筒的中心距不能小于108mm，因此带动两个滚筒的齿轮外径不能大于滚筒的直径（100mm）。若取蜗杆z1=2，蜗轮z2=40，m=4，则蜗轮分度圆直径d2=160mm,比同一轴上的齿轮大，按图2-2-1的布置，蜗轮将要和滚筒相撞，为此，应该加大两轴之间的中心距。这样就要加上一个惰轮，才可以解决这个问题，如图2-2-2。在本次设计中，取蜗轮齿数为z2=50,模数m=4。由于带传动具有缓冲和过载打滑的特性，故可将最为在电机之后的第一级传动，此外开式齿轮传动不宜放在高速级，因为在这种条件下工作容易产生冲击和噪音，故应将齿轮传动放在底速级。一个好的传动方案，除了首先应满足机器的功能要求外，还应当工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、成本低廉以及使用维护方便。经比较各种传动方案，在本次设计中确定采用带传动、蜗杆传动、齿轮传动等机构组成的传动方案。并初步画出其传动系统图，如图2-2-3。图2-2-1蜗轮蜗杆传动方案图2-2-2蜗轮蜗杆加中间惰轮传动方案图在传动方案确定后,根据i总=i1i2的关系分配传动比.下面对个机构的主要特性进行比较,如表2-2-1:图2-2-3带传动、蜗轮蜗杆、中间惰轮、齿轮方案图图2-2-4液压缸传动原理图表2-2-1几种主要传动机构的特性比较特性类型带传动齿轮传动蜗杆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,起过载安全保护作用外廓尺寸小,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,传动比大而准确,工作平稳,可制成自锁的传动单级传动比,i开口平型带:24,最大值6,三角带型: 24, 最大值7有张紧轮平型带:35最大值8开式圆柱齿轮: 46,最大值15. 开式圆柱正齿轮: 34,最大值10. 闭式圆柱齿轮: 23,最大值6闭式: 1040,最大值100开式: 1560,最大值100外廓尺寸大中,小小成本低中高效率平型带0.920.98三角带0.90.96开式加工齿0.920.96闭式0.950.99开式0.50.7闭式0.70.94自锁0.400.45考虑到传动装置的结构,尺寸,重量,工作条件和制造安装等因素,必须对传动比进行合理的分配.根据公式T=9550(Nm)可知:当传动的功率P(Kw)一定时,转速n(r/min)越高,转矩T就越小.为此,在进行传动比的分配时遵循”降速要先少后多”.V带传动的传动比不能过大，否则会使大带轮半径超过减速器的中心高，造成尺寸不协调，并给机座设计和安装带来困难，又因为齿轮在降速传动中,如果降速比较大,就会使被动齿轮直径过大,而增加径向尺寸,或者因小齿轮的齿数太少而产生根切现象.而其在升速传动中,如果升速比过大,则容易引起强烈的震动和噪音,造成传动不平稳,影响机器的工作性能.为此,各机构的传动比分配情况如下:i1=1.2;i2=50;i3=1.5;i4= （2-2） i总= i1i2 i3i4=1.2501.5=20 （2-3）注:传动系统只大齿轮是个惰轮,它不改变传动比只起加大中心距,改变滚筒旋转方向的作用.2.3 计算各轴的转速、功率和转矩由表一我们可知，取带=0.96，蜗=0.72，齿=0.94，滚=0.99（一对滚动轴承的效率），根据公式：，（2-5）可知各轴的转速为：（2-6）（2-7）（2-8）（2-9）各轴的功率为：（2-10）（2-11）（2-12）（2-13）各轴传递的转矩为： (Nm) （2-14） (Nm) （2-15）（2-16）第三轴，因为装的是过渡齿轮（惰轮），所以此轴不承受转矩，只受弯矩，它是一根心轴。（2-17）将以上各数据制成如表2-3-1所示的表格。表2-3-1各轴计算结果轴号电机轴传动比i1.2501.51/4.5转速n(r/min)1410116.723.315.570功率P(Kw)1.51.441.030.960.89转矩T（Nm）10.2311.78420.02122.3 在计算传动比的时候，当带轮直径和齿轮模数确定后，实际传动比就等于两带轮直径之比，或者两齿轮齿数之比，其结果可能出现与上表数据不一致。当i5时，容许误差不大于+ -2.5%；当i5时，则不容许大于+ -4%。2.4 进行传动机构的设计与计算2.4.1 带传动设计带传动适用的场合：中心距变化范围较大，结构简单，传动平稳，能缓冲，可起过载安全保险的作用。缺点是外廓尺寸大，轴上受力较大，传动比不能严格保证，寿命低（约30005000小时）在本次设计中，取带的工作情况系数K=1.1，则计算功率为：P计= KP电=1.11.5=1.65(Kw) （2-18）由P计和n1=1400r/min，可查知，选用A型三角带。初步选定小带轮直径d1=100mm,大带轮直径d2=i1d1=1.2100=120mm,取其标准直径d2=125mm验算带轮：（2-19）小于25m/s，适合。初定中心距a0，按公式：0.7（d1+d2）a0160mm，可采用辐板式结构的锻造齿轮。轮缘内径d缘= d 顶2-10m=168-30=138mm轮毂外径d毂=1.6d轴2=1.645=72mm(d轴2齿轮的孔径，由表三可知d轴2=45mm)辐板厚度c=0.3B=0.330=9mm辐板孔圆周定位尺寸：d0=0.5(d缘+d毂) =0.5(138+72)=105mm （3-5）辐板孔直径：d孔=0.25(d缘- d毂)=0.25(138-72)=16.5mm，取d孔=17mm。齿轮示意图如图3-2-1 图3-2-1轴齿轮示意图2）已知轴上齿轮z3=81，m=3，则：分度圆直径d3=mz3=381=243mm齿顶圆直径d顶3=m(z3+2)=3(81+2)=249mm齿根圆直径d根3=m(z3-2.5)=3(81-2.5)=235.5mm齿宽B=30mm。由于d根3160mm，可采用辐板式结构的锻造齿轮。轮缘内径d缘= d顶3-10m=249-30=219mm轮毂外径d毂=1.6d轴3=1.650=80mm(d轴3齿轮的孔径，由表三可知d轴3=50mm)辐板厚度c=0.3B=0.330=9mm辐板孔圆周定位尺寸：d0=0.5(d缘+d毂) =0.5(219+80)=149.5mm （3-6）辐板孔直径：d孔=0.25(d缘- d毂)=0.25(219-80)=34.75mm，取d孔=35mm。、轴的中心距：（3-7）轴上齿轮如图3-2-2图3-2-2轴齿轮示意图3）已知轴上的齿轮z4=18,m=3则：分度圆直径d4=mz4=318=54mm齿顶圆直径d顶4=m(z4+2)=3(18+2)=60mm齿根圆直径d根4=m(z4-2.5)=3(18-2.5)=46.5mm齿宽B=30mm。由于d根3 d1+2r r倒圆直径，查阅手册中非配合处的过度圆角半径用凸肩定位时按此式计算，用套筒定位时另取带轮的定位靠套筒，此处的d2是指套筒外径d3安装滚动轴承处的直径dd3 d2dd3 d1无套筒的；套筒的d3必须符合轴承的标准由于采用205型轴承，d3=25mmd4装在两滚动轴承之间齿轮（蜗轮）处的直径dd4 d3+2rr倒圆角半径，查阅手册确定如如轴d5一般轴肩和轴环的直径dd5d4+2a a轴肩或轴环的高度，a=(0.070.1) d4如如轴，d4=55mm，a=3.855.5mm,取a=5mm,则d5=55+2*5=65mm因此处d4相当于d3=25，a=0.1 d4则d5=25+2*2.5=30mmd6滚动轴承定位轴肩直径查阅手册轴承部分的D1值L7安装旋转零件的轴头长度LL7=（1.21.6）ddd-轴头直径一般要求L7要比旋转零件的轮毂宽度要短一些L8轴环长度L81.4a或L8（0.10.15）d如轴L81.4*5=7mm减速箱焊接图如图3-4-3图3-4-3减速箱焊接图3.5 绘制零件工作图机械零件有两种：一类需要自行设计制作的，叫基本件；基本件必须根据设计装配图，全部拆画，并对细部结构进行设计。在本次设计中选取其中我滚筒工作图和蜗杆工作图作为零件图拆画：滚筒零件图如图3-5-1图3-5-1滚筒零件图蜗杆零件图如图3-5-2图3-5-2蜗杆零件图第4章液压部分设计4.1 切管机液压系统的概述以受压液体作为工作介质进行能量传递、转换与控制饿传动型式称为液压传动。与机械传动相比，液压传动具有功率-质量比大、便于无级调速和过载保护、布局灵活方便等多种技术优势。作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段，液压被广泛的应用于农业、制造业等等。4.1.1 切管机液压系统的组成切管机的液压系统由动力部分、执行部分、控制部分和辅助部分组成。各部分的功能作用有：动力部分：由手动液压泵组成，将人体的机械能转变成液压的压力能，输出高压油。执行部分：由液压缸组成，主要是将液体的高压能转变成机械能，驱动工作元件，对外做功，实现往复直线运动。控制部分：由控制阀体组成，控制调节液压系统中从泵到执行元件的压力、流量、方向等，保证各执行元件的运动线路与规律。辅助部分：包括油箱、管件、过滤器、热交换器、储能器及一些仪表等，用于辅助液压元件的正常工作。4.1.2 切管机的液压执行元件一般的机械工程中，液压系统的动力源采用电机带动液压泵来输出高压油，从而使各个液压执行元件正常工作。因为结构比较紧凑，需要的压力也不是很大，这里我们采用机动液压泵来供油。机动液压泵作为一种简单方便的液压动力源被广泛应用在船舶工业、煤矿机械、石化、冶金、电力以及重型机械等多个领域。并以其体积小、重量轻、便于携带、安全性强等优势被广大用户接受。考虑到负载要向下直线运动并向上返回，采用单活塞杆双作用液压缸，其结构基本上可以分为缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置和排气装置五个部分。在切管机的整体设计方案中，我们采用液压泵来提供动力。因此，我们需要设计出一个合理、工作可靠、低成本高效率、易操作便维修的液压系统来为整个切管机各个部分提供动力源，满足各部件的正常运转。设计出一个比较合理的液压系统对于整个切管机的工作异常重要。4.2 切管机液压系统的设计4.2.1 液压缸的设计与计算1. 液压缸的内径和活塞杆的直径计算（4-2）式中，工作循环中最大的外负载液压缸工作压力可取为0.5Mpa液压缸内径与活塞杆直径的关系，考虑到快进、快退速度相等，取为0.7。液压缸的机械效率，一般取=0.90.97。在本设计中取。在本设计中，（4-3）根据液压缸内径尺寸系列，将液压缸内径圆整为标准系列2直径D=63mm；活塞杆直径d按求得d=44mm。2. 计算在各个工作阶段液压缸所需的流量 L/min （4-4） L/min （4-5） L/min （4-6）3. 液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。工程机械的液压缸，一般是用无缝钢管材料，大多属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算（4-7）式中，液压缸壁厚(m)；液压缸内径(m)；试验压力，取最大工作压力的1.5倍（MPa）；缸筒材料的许用应力。无缝钢管mm液压缸壁厚算出后，可求出缸体的外径（4-8）按照工程机械标准液压缸外径尺寸系列3，所以取外径为80mm4. 液压缸工作行程的确定液压缸工作行程长度，可根据执行机构实际工作的最大行程确定，参照液压缸活塞行程参数系列选用工作行程为80mm。5. 缸盖厚度的确定一般液压缸多为平底缸盖有空时，式中，（4-9） t缸盖有效厚度(m)；缸盖止口内径(m)；缸盖孔的直径(m)。在本设计中有孔时6. 最小导向长度的确定（5-0）活塞宽度B取，缸盖滑动支承面的长度，隔套的长度，（5-1）7. 缸体长度的确定液压缸刚体内部长度应等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两短端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于内径的2030倍。因此取缸体长度145mm。6. 活塞杆稳定性的验算活塞杆的细长比l/k为（5-2）柔性系数m取85，末端系数n取2所以，采用拉金公式计算4 （5-3）安全系数取n=2 则（5-5）所以，活塞杆稳定7. 液压缸的结构设计缸体端部与缸盖的连接形式与工作压力、缸体材料以及工作条件有关，这里选用法兰连接，如图所示：图 4-1活塞和活塞杆采用卡键连接，如图所示：图 4-2活塞杆头部直接与工作机械连接，根据负载连接的要求选用外螺纹连接结构，如下图所示：图 4-3选用导向套导向的导向部分结构，密封圈选用O形圈的密封类型。活塞及活塞杆处的密封圈，根据密封的部位、使用的压力、温度、运动速度的范围不同而选择不同类型的密封圈，由于液压缸的工作压力为3MPa，速度范围0.5m/s，因此选用缸体与缸盖的密封形式选用O形圈的密封形式。活塞杆与缸盖，活塞与缸体的密封选用Y形圈的密封形式。本设计中的液压缸运动惯性不大、速度也不高，因此选用圆柱形环状间隙式节流缓冲装置。4.2.2 液压泵的选取柱塞泵是靠柱塞在缸体做往复运动造成密封容积的变化来实现吸油与压油的液压泵，与齿轮泵和叶片泵相比，柱塞有许多优点：第一,加工方便，可得到较高的配合精度，密封性能好，在高压下工作仍有较高的容积效率。第二，只需改变柱塞的工作行程就能改变流量，易于实现变量。第三，柱塞泵主要零件均受压应力，材料强度性能可得以充分利用。由于其结构紧凑，效率高，流量调节方便，所以选用柱塞泵，并且选择直轴式轴向柱塞泵。该泵的基本参数为：每转排量，泵的额定压力，电动机转速，容积效率，总效率。与液压泵匹配的电动机的选定首先分别算出快进与工进两种不同工况的功率，去两者较大值座位选择电动机规格的依据。快进时的外负载为2500N，进油路的压力损失定位0.3MPa，快进时所需电动机功率为工进时所需电动机功率为查询电动机产品样本，选用Y90S-4型电动机，其额定功率为1.1kW，额定转速为1400r/min。4.2.3辅助元件的确定工程中常用的液压系统辅助元件有蓄能器、过滤器及一些液压仪表等等。1. 蓄能器蓄能器在液压系统中是用来储存、释放能量的装置。其主要用途为：可作为辅助液压源在短时间里提供一定数量的压力油，满足系统对速度、压力的要求，如可以实现某支路液压缸的增速、保压、缓冲等。在设计液压装置中需要用到蓄能器。装置出的蓄能主要是为了稳定压力，在液压系统中由于油温升高而使液体膨胀，产生高压可使用蓄能器来吸收；当容积的变化而使油量减少时，蓄能器也可以起到补偿作用。2. 冷却器当液压系统工作时，因液压泵的容积损失和机械损失，控制元件管路的压力损失和液体摩擦损失等消耗的能量，几乎全部转化成热量，这样会使得油液的粘度下降，造成元件内泄漏、密封老化。严重时会影响液压系统的正常工作，因此在设计液压系统时，为减少热量的产生，降低液压系统的温度，一方面增大油箱的散热面积，另一方面就是增加冷却器来冷却油液。在液压系统中，在回油的管路上面设计了一个冷却器来降低油液的温度。冷却方式采用水冷列管式，这种冷却方式冷却水从管内流过，油从列管间流过，中间折板使油折流，并采用双程流动方式，强化冷却效果。散热效果好，散热系数可达350580W/(m2C)。类型参照机械设计手册采用LQ型列管式冷却器，型号为2LQFW-A/1.0F。主要参数有：2为管称数为；F为浮动头结构形式；W为卧式安装方式；A为压力等级，F为法兰连接。3. 过滤器过滤器的使用主要是清除液压系统工作介质中的固体污染物，使工作介质保持清洁，延长元器件的使用寿命、保证液压元件工作性能可靠。选择过滤器主要是看其过滤精度和过滤能力，过滤精度是指油液通过过滤器时，能够穿过过滤芯的球形污染物的最大直径。过滤能力也叫通油能力，指在一定压力差下允许通过过滤器的最大流量。在液压系统中用到的过滤器主要是在油泵的吸油口、系统的回油口和注油口处。在吸油处的过滤器主要是保护液压泵，其精度类别采用粗过滤器，即能滤掉100m以上的颗粒。在回油口处的过滤器主要是用于降低油液污染度，其精度类别采用普通过滤器，能过滤掉10100m。注油口出的过滤器一般是防止注油时污染物进入，精度类别也是采用粗过滤器，通常和空气滤清器一起使用。 4.3 液压系统漏油和噪声控制4.3.1 液压系统漏油控制液压系统泄漏的原因是错综复杂的，主要是与振动、压力差、制造误差、装配间隙等有关。泄漏工程上分为外泄漏和内泄漏两种。外泄漏是指油液从元器件或管道接口内部向外泄漏；内泄漏是指元器件内部由于间隙、磨损等原因有少量油液从高压腔流到低压腔。外泄漏会造成油液浪费，污染环境，严重时造成火灾危及人生安全。内泄漏能引起系统压力、流量不稳定严重时会造成停产事故。为降低滚槽机液压系统的泄漏，我们采取的措施有：（1）减少了油路管接头的数量，采用控制阀集成的方式防止系统漏油；（2）在换向时为减小液压冲击和机械振动，尽量延长换向时间；（3）定期检查、定期维修、及时处理，防止泄漏的发生。4.3.2 液压系统噪声控制液压系统产生的噪声对系统本身的工作性能影响较大，噪声的产生往往是由于振动，当振动较大时，会使液压系统造成较严重的压力振摆，致使液压系统无法正常工作。液压系统产生噪声的因素很多，如冲击噪声、压力脉冲噪声、气穴噪声、液压元件噪声等等。在这些因素中，液压泵的噪声最大，液压泵的输出功率越大，转速越高或泵内空气量吸入越多，噪

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