机械毕业设计（论文）-碾压式切管机设计【全套图纸】.doc

1 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 用于切割的金属管 它的特点是工作平稳 连续 效率高 4 8 3 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 70 转 分 驱动电动机的型号选择 JO2 22 4 其额定功 1 n 率为 1 5 千瓦 满载转速 1410 转 分 切管直径 D 为 3 8 电 N 电 n 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 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 总体结构的设计 其中有各轴尺寸 的设计 各主要传动件的结构尺寸的设计 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 减速机和滚子部分的装配图 然后又针对各主 要基本件 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 全套图纸 加全套图纸 加 153893706 2 ABSTRACT Rolling type pipe cutters design is a technical innovation projects Pipe cutters is mainly used for vehicles industrial or building materials production batch of material work suitable for cutting metal pipe Its characteristic is smooth continuous high efficiency low labor strength ensuring the dimension accuracy requirement adapted to various environment in the work continuously Rolling type pipe cutters work by motor with principle is by v belts transmission worm gear reducer gear to open a roller thus promote tube rotation realize the main movement during cutting Meanwhile manipulate the handwheel through screw transmission will move down the disc blade feeding and increasing the pressure on the pipe blades realize the pipe in the process of cutting jobs Raw data roller speed for 70 R P M motor model selection JO2 22 4 its rated power for 1 5 kw carrying speed 1410 R P M cut tube diameter D for 3 8 4 This design is mainly for vehicles with metal pipes carry on the processing of cutting machine completed work mainly is the pipe cutters the body and the roller gear box part of the design Includes transmission device the design and calculating including motor driving scheme worked the choice of the shaft speed torque and power calculation Overall structure design including the design of each shaft dimension the main transmission parts And the design of structure size for above a detailed design calculation of dynamicrigidity Finally through the data from the general assembly mapped the speed reducer and roller part the assembly drawing Then in each major basic pieces painted a detail drawings In order to determine the optimal scheme took various schemes carried on the earnest analysis research and comparison 3 KeyKey wordswords Pipe cutters Design calculation Structure design Batch next makings scheme 目目 录录 1 方案的选择与论证 4 1 1 电动机的选择 5 1 2 拟定传动方案 6 1 3 总体结构设计 10 2 传动装置的设计与计算 11 2 1 传动比分配 11 2 2 计算各轴的转速 功率和转矩 11 2 2 1 各轴的转速 11 2 2 2 各轴的功率 12 2 2 3 各轴传递的转矩 12 3 进行传动机构的设计与计算 14 3 1 带传动设计 14 3 2 齿轮传动设计 15 4 结构设计 18 4 1 初算各轴的最小直径 18 4 2 计算各主要传动件的结构尺寸 19 4 3 初定轴承跨距 22 5 设计总结 27 参考文献 28 致 谢 29 附 录 30 实习报告 30 实习日记 33 4 1 方案的选择与论证 几种方案优缺点的比较如下表 5 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 1 1 电动机的选择 1 1 11 1 1 功率的选择功率的选择 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 2 5 安约等 1 千瓦 来进行选 择的 实测量电动机满载电流数 A 经验数据 2 5 安约等于 1 千瓦 所需功率 下面是从一台设备的 JO2 32 4 型电动机的 三相电源线上用钳型电流表实际测量的满载 电 流为 3 5 安 这台电动机的额定功率为 3 千瓦 额定转速为 1430 转 分 N电 n电 则实际所需功率是 A 千瓦安约经验数据 实测满载电流 实际功率 15 2 即 1 1 千瓦 实 4 1 5 2 5 3 p 经上述估算后 得出设备所需实际功率为千瓦 满载转速转 分 5 1 N电 1410 n电 故而选择 JO2 22 4 型电动机为该设备的原动机 碾压式切管机总传动比的计算 1 2 20 70 1410 n n i 工 电 总 20 i总 1 1 21 1 2 类型的选择类型的选择 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 JO2 系列小型异步电动机为宜 1 1 31 1 3 转速的选择转速的选择 6 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 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 表表 1 21 2 三相异步电动机的主要技术参数三相异步电动机的主要技术参数 型 号 JO2 22 4 额定连续 功 率1 5 千瓦接法 Y 温 度 65 重量30 公斤 转 速1410 转 分频率 50HZ 效 率80 5 电 流6 05 3 49 安 电 压220 380 伏功率因数 0 81 起动电流 7 0 绝缘等级 E 起动转矩 1 8 最大转矩2 0 转子飞轮矩 0 0216 1 21 2 拟定传动方案拟定传动方案 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 表表 1 31 3 几种主要传动机构的特性比较几种主要传动机构的特性比较 类 型 特 性 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 7 续表续表 1 31 3 主要 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 0 92 0 98 三 角 带 0 9 0 96 开式 0 90 0 93 闭式 0 95 0 97 开式加工齿 0 92 0 96 闭式 0 95 0 99 开式 0 5 0 7 闭式 0 7 0 94 单头 0 70 0 75 双头 0 75 0 82 自锁 0 40 0 45 功率 千瓦 平型带常在 30 以下 v 带常在 40 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 5 25 40 常用 12 15 最低速d2 d3 d1 无套筒的 有套筒的 必须符合轴承的标准 由于采用 6205 轴承 d3 25 毫米 4 d 装在两滚动轴承之 间齿轮 蜗轮 处 的直径 d4 d3 2r r 倒圆 半径 按设计定 轴 7 7 55 r H 5 d 一秀般轴肩和轴环 的直径 d5 d4 2a a 0 07 0 1 d4 a 轴肩或轴环高 度 轴 d4 55 毫米 a 3 85 5 5 毫米 取 a 5 则 d5 55 2 5 65 毫米 因此处 d4相当于 d3 25 a 0 1d3则 d5 25 2 2 5 30 毫米 6 d 滚动轴承定位轴肩 直径 查阅手册资料轴承部分的 D1值 7 d 安装旋转零件的轴 头长度 L7 1 2 1 6 d d 轴头直径 L7要比旋转零件轮毂宽度要短一些 8 d轴环长度 L8 1 4a 或 L8 0 1 0 15 d 轴 L8 1 4 5 7 毫米 表 3 3 减速箱各零件间相互位置尺寸 代号名 称推 荐 尺 寸说 明 B1 齿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 b 值 蜗杆轴承选 6205 则 b 15 27 箱壳壁厚 0 04a 2 3 8 a 为蜗轮传动中心距 取 8 续表 3 3 旋转零件顶圆至箱壳内 壁距离 1 2 10 1 蜗轮齿顶圆至轴承座边 缘的径向距离 1 10 12取 1 10 L1 蜗杆中心至轴承中心的 距离 L1 0 8a a 为蜗杆传动中心 距 已知 a 93 故 L1 74 4 L2 轴的支承间跨距 由设计决定 L3 箱外旋转零件的中面至 支承点的距离 L3 L6 5 2 L b 2 1 Bb 或 暂取 L3 60 2 35 15120 2 15 L4 滚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 L1 5 当用脂润滑轴承 并有挡油 环时 L1 10 15 取 L4 5 L5 轴承端面至端盖螺钉头 顶面的距离 根据端盖的结构和固紧轴承的方 法确定 暂取 L5 20 L6 箱外旋转零件端面至端 盖螺钉头顶面的距离 L6 15 20 取 L6 15 28 5 设计心得 这次毕业设计 是在任芝兰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 29 参考文献 1 璞良 纪名刚主编 机械设计 M 第七版 北京 高等教育出版社 2001 37 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 M 长沙 湖南大学出版社 2007 134 139 3 龚桂义主编 龚桂义 罗圣国 李平林 张立乃 黄少颜编 机械设计课程设计指 导书 M 第二版 北京 高等教育出版社 2007 5 98 4 成大先主编 机械设计手册 M 北京 化学工业出版社 2004 123 179 5 孙桓 陈作模 主编 机械原理 M 第六版 北京 高等教育出版社 2002 15 47 6 薛源顺主编 机床夹具设计 M 北京 第一版 机械工业出版社 2006 9 240 7 高为国主编 尹付成 母福生副主编 机械工程材料基础 M 长沙 中南大学出版 2004 19 82 30 致 谢 毕业设计是对大学生三年所学知识和能力的一次综合应用与检测 是每一个 合格大学生所必须经历的过程 是一个重要的实践性教学环节 同时也是对大学期间所 学专业知识的一次广而深的复习 这次毕业设计 不仅培养了我正确的设计思想和严谨的设计思维 同时也让我掌握 了工程设计的一般程序和方法 使我综合运用知识的能力得到了很好的锻炼和提高 在 本次设计过程中我参阅了大量的技术资料和设计手册 因此 本次设计不仅加深了自己 对所学专业知识的理解和认识 也拓宽了自己的知识面 此外 在本次设计的绘图过程 中 使用了 AutoCAD 等二维设计软件 这些都不同程度地使我学到了更多的知识 绘 图能力也得到了进一步的提高 在本次的设计过程中 任芝兰老师给了我耐心的指导 并在设计中及时地为我解决 疑难 让我在本次设计中知识和能力得到了一个质的飞跃 这对我的将来都将产生深远 的影响 并且 在设计过程中还得到了其他老师和各组同学的悉心指导和热忱帮助 在 此一并表示感谢 由于本人知识和能力水平有限 实际经验不足 因此在设计中难免存 在或多或少的不足 敬请各位老师批评 指正 本人将不胜感激 再次对任芝兰老师的 悉心指导表示深深的感谢 31 附 录 实习报告 读了三年的大学 然而大多数人对本专业的认识还是寥寥无几 在测控技术与仪器 周围缠绕不定 在大二期末学院曾为我们组织了一个星期的见习 但由于当时所学知识 涉及本专业知识不多 所看到的东西与本专业根本就很难联系起来 在很多同学心里面 对于本专业一直很茫然 这是第一次学校组织我们一起去桂林进行生产实习 在这个山青水秀的城市里 却 有着想桂林橡胶厂 桂林变压器厂等与机械密切有关的大厂子 在这短短的十来天里 我们参观了十来个工厂 在每个工厂我们都认真的观察了一个产品从原材料制成成品的 全过程 比如说干式变压器产品特点 1 安全 难燃防火 无污染 可直接安装在负荷中心 2 免维护 安装简便 综合运行成本低 3 防潮性能好 可在 100 湿度下正常运行 停运后不经预干燥即可投入运行 4 损耗低 局部放电量低 噪音小 散热能力强 强迫风冷条件下可以 150 额定负载 运行 5 配备有完善的温度保护控制系统 为变压器安全运行提供可靠保障 6 可靠性高 据对已经投入运行的 20000 多台产品的运行研究 产品的可靠性指标达 到国际先进水平 包括材料 热处理 工艺 夹具等 密切联系我们书本上所学的知识 每遇到一处 新的设备或者新的加工方法的时候 同学们都会围上去 大家一起探讨 不懂的就问旁 边的操作师傅 从他那里 我们学到了很多有使用价值的经验 32 二 实习取得的经验及收获 理论与实际的相结合 让我们大开眼界 也是对以前所学知识的一个初审吧 这次 生产实习对于我们以后学习 找工作也真是受益菲浅 在短短的两个星期中让我们初步 让理性回到感性的重新认识 也让我们初步的认识这个社会 对于以后做人所应把握的 方向也有所启发 短短两个星期的生产实习很快就结束了 在两个星期前 桂林对于我来说还是一个 陌生的地方 但两个星期后的今天 桂林对于我来说已经是一个熟悉的地方 这里的街 道 春晖路 祥和路 步行街 南国路等等 还在脑海缠绵 是那么的熟悉 或许已经 成了习惯 习惯在那黄昏的时候 行走在这条条本来陌生的道路中 如今成了熟悉的地 方 突然想起鲁迅先生的一句话 这里本来没有路 只是走的人多了 也便成了路 生 活的路呢 生活的路也是人走出来的 每个人一生总要去很多陌生的地方 然后熟悉 而接着又要启程去另一个陌生的地方 在不久就要踏上人生另一旅程的时候 有时不免会感到有些茫然 感到无助 但生 活的路谁都无法预设 只能一步一步摸索 但只要方向正确 不要走入歧途 走哪条路 都走向光明 又想起鲁迅先生的一句 要用笑脸去迎接悲惨的厄运 百倍的勇气去面对一切的不 幸 每个人在通往成功的大道上都会遇到各种这样或那样的不快事 有时或许会是一场 不幸 有的人或许会一蹶不振 但我觉得 生活总有许多的跌跌落落 每个人都应该用 笑脸去面对 或许事实很难做到 但不管怎么样 人不可以走出自己 永远坚信自己的 方向 把握自己的前途 桂林是美丽的地方 作为初涉社会的开端 这里总有许多回忆和联想 面对残酷的 现实社会 每个人都无法选择逃避 除了勇敢面对 我们也无从选择 33 马上就要毕业了 工作在即 我到底朝哪方面发展 现在心里也有了个底 人生在 一次次的选择 虽然我曾经有过选择失误 但我从不后悔 因为那已是过去 我后悔又 有何用呢 下学期我将分到计算机测控方向去 这又是一个新的开始 在大学的最后一 年 我依旧会好好的把握自己 我相信我会成功 即使现在很多人用另一种眼光看我 但我走自己路 我不喜欢那世俗的眼光去挫伤我那前进的步履 走向明天 我依然走我自己的路 三 存在的不足及建议 由于实习的时间较短 去的人数较多 参观的工厂也比较多 所以在保持纪律的时 候 参观某些零件加工的过程的时间不够 了解不是很明白 心中仍然存在一些疑虑 另外就是没有能亲自动手去操作一下机床 使自己能有一些实际经验 所以我建议 以 后实习的时候建议分组 每小组认真的编制作出一套可行的加工路线或方案 最主要的 是自己能动手动脑 把我们所学的知识跟课本上所学的紧密联系起来 达到理论联系实 际的效果 34 实习日记 2012 年 2 月 3 日 星期五 晴 和我们一起应聘的同学带着期待的心情来到浙江宁波勋辉电器有限公司报到 我们 在公司人事部主管王鹏的接送下来到宁波北仑区工业园 宁波勋辉电器有限公司创建于1985年 是一家集模具设计 制造 铝 锌 镁合金 零件压铸 镁合金周边设备制造 精密机械加工 表面处理为一体的专业制造公司 为 汽车 电动工具 燃气用具 纺织机械等行业提供各类精密压铸模具 压铸及精密机械 加工零部件 是国际著名公司 BOSCH SIEMENS CONTINENTAL TRW PANASONIC TTI BEHR Borgwarner DONALDSON 的指定配套供应商 勋辉公司座落在宁波市北仑区内 毗邻宁波舟山港 紧靠同三高速公路入口 公司 占地75000平方米 厂房建筑面积45000余平方米 拥有各型国际著名品牌压铸设备20余 台 高速 高精度加工中心 数控车床近200台 高精度电加工机床 表面处理设备 其他精密专用设备200余台 公司拥有4台高精度 大型三坐标测量机 光谱摄制仪和其 它各类精密计量检测设备 公司通过了 ISO9001 2008和 ISO TS 16949 2009质量体系及 ISO14001 2004环 境体系认证 并以其为基础 建立