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简易管子除锈机设计【优秀含9张CAD图纸+Word全套机械毕业设计】

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简易 管子 除锈 设计 优秀 优良 cad 图纸 word 全套 机械 毕业设计
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简易管子除锈机设计（有cad图）.doc

摘? 要

这篇毕业设计主要阐述的是管道除锈机的设计，管子除锈是管子使用前的一项重要工序，尤其是在钢管使用后非常有必要对管道进行除锈。这对钢管的使用寿命有着很重要的意义。

本设计方案是：该机主要由机架、电动机、变速传动机构、主轴、钢丝刷、圆盘机构等组成。除锈由电机带动，通过普通圆柱蜗轮蜗杆减速器来减速。蜗杆传动是用来传递空间互相垂直的两项错轴之间的运动和动力的一种机械传动形式。由于蜗轮蜗杆传动可以实现自锁，传动比大，噪音小的原因，所以选择蜗轮蜗杆传动。

现有的除锈机，其体积大，不宜搬动，而且把管道固定在机床上后，需要人力用砂纸打磨，一般总共需要3-4个人来工作。耗费人力不说，并且工作环境非常恶劣。

本设计是在机械动力头的基础上，增加适当的零件，实现金属管子机械化除锈工作，达到成本较低、结构合理、劳动强度低、效率高的目的。

本设计需要明确设计任务，由相关的任务书和工具书确定设计的传动方案为机械传动。由以知条件，可计算出工作力和工作速度。选电机，拟定两级减速的各个传动比，确定各级减速的输入输出功率、转速、转矩。其次，查找主要技术参数，明确设计原则，由相关的公式进行轴及各类零件的强度，稳定性及寿命的校核计算；进行机架的设计，包括床身，加紧装置形式的明确和对其强度，刚度，稳定性的校核计算。最后，全面分析设计结果是否符合设计要求，完善各个细节。???????????    

关键词：除锈机  普通圆柱蜗轮蜗杆减速器 圆柱齿轮减速器 夹紧机构  螺杆


Abstract

???? This graduation project is a pipeline of major rust on the machine design, the tube removing is an important process of the tube before using, especially in the steel pipe is used it is necessary to rust pipes. This pipe has a life of significance.

     This designed plan is consisted mainly by the rack, electric motors, variable speed transmission, spindle, steel wire brush, disc component institutions. Rust by the motor driven by ordinary cylindrical worm gear reducer to slow down. Worm-drive space is used to pass each other the wrong vertical axis between the two campaigns and a dynamic form of mechanical transmission. As the worm drive can achieve self-locking, the transmission ratio, and noise reasons, so I chose to drive worm.

     Removing the existing machine, its size should not be moving, and the pipe is fixed in the machine tool, the need for human polished with sandpaper, generally a total of 3-4 individuals to work. Labor-to say the least, and very bad work environment.

    This design is the first in the mechanical power on the basis of the increase in the appropriate parts, the realization of mechanization rust metal pipe work, low cost, reasonable structure, low labor intensity, high efficiency purposes.

     The design needs a clear designed mandate, and the mandate of the relevant books and reference books to determine the design for the mechanical drive transmission. Known by the conditions, we can calculate of the speed and force. Motor selection and preparation of all two reducer transmission ratio can determine the speed at all levels of input and output power, speed and torque. Second, find the main technical parameters, a clear design principles, by the axis of the formula and various parts of the strength, stability and the check calculation of life expectancy; for rack design, including the bed, stepping up device and the form of a clear its strength, stiffness, stability, the calculation of the check. Finally, comprehensively analyze the results of the design with the design requirements and perfect in all details.


Key words:  Rusting machine   Ordinary cylindrical worm gear reducer    Cylindrical gear reducer    Clamp    Screw


目录

第1章 概述··········································································1

第2章 总体设计····································································5

2.1 概述·············································································5

2.2 总的设计原则··································································5

2.3 设计任务·······································································5

2.4 设计目的 ······································································6

 2.5 设计方案的选择·······························································6

2.6 主要参数的确定·····························································9

第3章 螺旋机构的设计计算··················································12

 3.1耐磨性计算··································································12

 3.2验算自锁·····································································15

3.3校核强度····································································15

3.4螺杆的稳定性计算························································19

3.5轴承的选择·································································19


第4章 蜗轮蜗杆的设计计算··················································21

 4.1蜗轮蜗杆的类型,特点····················································21

 4.2设计前分析·································································22

4.3设计计算·······································································23

4.4联轴器的选择··································································27

第5章 带传动的设计计算·····················································28


第6章 主轴传动部分的设计计算··········································· 33

第7章 轴的选择及校核·························································41

第8章 传动减速装置的润滑·················································47

第9章 机架的设计与分析·····················································51

9.1 机架的分类································································51

9.2 机架的设计准则··························································51

9.3 机架设计的一般要求 ··················································53

9.4机架设计步骤·······························································53

9.5机架机构的选择···························································54

9.6机架常用的材料···························································55

第10章 其他机构的选择·······················································56

10.1导轨的选择 ······························································56

10.2 夹紧机构的选择·························································50


毕业设计小节······································································59  

参考文献 ··········································································60


内容简介：
河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 1 设计项目 计算与说明 结果 1 1 金属管子的应用 第 1章 概述 1.1 金属管子的应用 随着国民经济的发展 ,钢材的应用越来越广泛 ,涉及到各个方面，各个行业。 钢管是一种中空的长条钢材，大量用作输送流体的管道，如石油、天燃气、水、煤气、蒸气等，另外，在搞弯、抗扭强度相同时，重量较轻，所以也广泛用于制造机械零件和工程结构。也常用 作生产各种常规武器、枪管、炮弹等。 钢管的分类：钢管分无缝钢管和焊接钢管（有缝管）两大类。按断面形状又可分为圆管和异形管，广泛应用的是圆形钢管，但也有一些方形、矩形、半圆形、六角形、等边三角形、八角形等异形钢管。 无缝钢管：无缝钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管，然后经热轧、冷轧或冷拨制成。无缝钢管的规格用外径 *壁厚毫米数表示。无缝钢管分热轧和冷轧（拨）无缝钢管两类。热轧无缝钢管分一般钢管，低、中压锅炉钢管，高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、地质钢管和其它钢管等。冷轧（拨）无缝钢管除分一般 钢 管、低中压锅炉钢管、高压锅炉钢管、合金钢管、不锈钢管、石油裂化管、其它钢管外，还包括碳素薄壁钢管、合金薄壁钢管、不锈薄壁钢管、异型钢管。 低中压锅炉用无缝钢管：用于制造各种低中压锅炉、过热蒸汽管、沸水管、水冷壁管及机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管等。用优质碳素结 构钢热轧或冷轧（拨）无缝钢管。主要用 10、 20号钢制造，除保证化学成分和机械性能外要做水压试验，卷边、扩nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 2 设计项目 计算与说明 结果 1 2 金属管子除锈口、压扁等试验。热轧以热轧状态交货、冷轧 （拨）以热处理状态交货。 高压锅炉钢管：主要用来制造高压及其以上压力的蒸汽 锅炉管道等用的优质碳素结构钢、合金结构钢和不锈耐热钢无缝钢管、这些锅炉管经 常 处于高温和高 压下工作、管子在高温烟气和水蒸汽的作用下还会发生氧化和腐蚀，因此要求钢管有高的持久强度、高的抗氧化性能，并具有良好的组织稳定性，采用钢号有：优质 碳素结构钢钢号有 20G、 20MnG、 25MnG；合金结构钢钢号15MoG、 20MoG、 12CrMoG、 15CrMoG、 12Cr2MoG、 12CrMoVG、12Cr3MoVSiTiB 等；有锈耐热钢常用 1Cr18Ni9、1Cr18Ni11Nb 高压锅炉管除保证化学成分和机械性能外 ，要逐 根做水压试验，要作扩口、压扁试验。钢管以热处理状态交货。此外，对成品钢管显微组织、晶粒度、脱碳层也有一定要求 在机械制造业的实际生产中，经常会用到一些金属管子，而管子生锈便成了不可避免的问题，生锈的管子会使在生产中面临很多问题，比如管子的焊接、安装，甚至会影响到设备的工作，使得其工作效率降低，增大能耗，影响产品生产质量，甚至带来生产安全隐患。所以在管子使用之前对其表面进行除锈工作是很有必要的。 管子除锈是管子使用前的一项重要工序，尤其是在钢管使用后非常有必要对管道进行除锈。这对钢管的使用寿命有着很重要 的意义。 1 2金属管子除锈机的作用及原理 nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 3 设计项目 计算与说明 结果 机的作用及原理 1.3 传统管子除锈机的特点 金属管子除锈机的作用 : 在机械制造业的实际生产中，经常会用到一些金属管子，而管子生锈便成了不可避免的问题，生锈的管子会使在生产中面临很多问题，比如管子的焊接、安装，甚至会影响到设备的工作，使得其工作效率降低，增大能耗，影响产品生产质量，甚至带来生产安全隐患。所以在管子使用之前对其表面进行除锈工作是很有必要的。此时一台简易而又高效的管子除锈机便可解决这个问题。 常见的金属管子除锈方法及其特点：（ 1）摩擦除锈及本次设计所采用的方法，成本低，操作简单，除锈效果因设备不 同而差异较大，噪音和粉尘问题突出。（ 2）喷丸除锈，可以有效的清除金属表面的氧化皮，锈蚀，旧漆膜等杂质。（ 3）化学除锈， 化学清洗虽然能使表面达到一定的清洁度和粗糙度， 但其对环境的污染问题较为严重，影响工人健康。 管子除锈机的基本结构和除锈原理：简易管子除锈机一般由 机械动力头、机身、传动机构、工作装置等组成。除锈原理也较为简单，将管子固定在机身，通过动力机构带动其旋转，工作装置利用摩擦的原理即可对管子完成快速而简易的除锈。 1 3传统管子除锈机的特点 传统的除锈机，其体积大，不宜搬动，难以适应维修现场流动性大的 需要。工作时震动大，噪音大，效率低，而且成本高，难以满足实际需要 nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 4 设计项目 计算与说明 结果 1 4 本设计成果的特点 。 图 1-1 传统管道除锈机 1 4本设计成果的特点 本设计中的简易管子除锈机的最大特点是成本低，体积小，结构简单，易操作，噪音小，工作稳定，效率高。主轴传动采用结构较为简单的皮带传动，可以大大减小本机体积。工作装置的进给采用丝杠传动，可以提高工作稳定性实现自动进给。丝杠传动原动力来自电机加皮带，结构简单，工作可靠。 整机重量较轻，操作、搬运所需人力少，除锈速度快，功效大大提高，运行平稳、可靠，节能，能自动调节钢丝刷对管道的压力，减小了除 锈机对管道的机械磨损，提高了除锈的质量。 nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 5 设计项目 计算与说明 结果 第二章 总体设计 2 1 概述 2 2 总的设计原则 第二章 总体设计 2.1 概述 总体设计是机械设计中极为关键的环节，它是对所设计的机械的总的设想，总体设计的成败，关系到整部机械的经济技术指标，直接决定了机械设计的成败。 总体设计指导机构设计和部件设计的进行，一般由主任工程师（或总工程师）主持进行。在接受设计任务以后，应进行深入细致的调查研究，收集国内外同类机械的有关资料，了解当前国内外除锈机的使用、生产、设计和科研情况，并进行分析和比较，制定总的设计原则，设计原则应当保证所设计机型符号有关的方针、政策 ，在满足使用要求的基础上，力求结构合理、技术先进、经济性好、质量轻、体积小、易操作、寿命长。 2.2 总的设计原则： 1.遵守“三化”：零件标准化、产品系列化、部件通用化。 2.采用“四新”：新技术、新结构、新材料、新工艺。 3.满足“三好”：好制造、好使用、好维修。 制定总则之后，便可以编制设计任务书，在调研的基础上，运用所学知识，从优选择总体方案，以确保设计的成功。制定总则之后，便可以编制设计任务书，在调研的基础上，运用所学知识，从优选择总体方案，以确保设计的成功。 2.3 设计任务 nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 6 设计项目 计算与说明 结果 2 3 设计任务 2 4 设计目的 2 5 设计方案选择 本毕业设计课 题任务的内容： 管子除锈机 是 用于金属管子除锈的专用设备。主要由机械动力头、机身、传动机构、工作装置等组成。 本设计是在 机械动力头的基础上， 增加适当的零件，实现 金属管子机械化除锈工作 ， 达到成本较低、结构合理、劳动强度低、效率高的目的。 2.4 设计目的 1培养学生综合应用所学理论知识和技能，分析和解决机械工程实际问题的能力，熟悉生产技术工作的一般程序和方法。 2培养学生懂得工程技术工作所必须的全局观念、生产观念和经济观念，树立正确的设计思想和严肃认真的工作作风。 3培养学生调查研究，查阅技术言文献、资 料、手册，进行工程计算、图样绘制及编写技术文件的能力。 2.5 设计方案选择 管子除锈机为机械加工的一种机器，除锈的目的是对已经使用后的钢管进行抛光，使其工作时不影响其性能，并能延长钢管的使用寿命。管子除锈机机为机械加工的一种机器，所除锈钢管最大直径为 25mm。长度 6m。丝杠进给速度为： 1m/s 1总体设计方案 ： 本设计方案是：该机主要由机架、电动机、变速传动机构、主轴、钢丝刷、进刀机构、管子夹紧机构等组成。其结构简图为 nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 7 设计项目 计算与说明 结果 其结构为； 1-皮带传动 2-丝杠 3-导轨 4-涡轮涡杆减速器 5-电机 6-末端加紧机构 7-钢丝刷 8-三爪卡盘 其工作过程：三爪卡盘（ 8）将金属管子夹紧，再使用末端夹紧机构（ 6）将管子夹紧固定，开动电机，动力经三爪卡盘传递给金属管子，管子转动起来，电动机（ 5）通过皮带将动力传递给涡轮涡杆减速器（ 4），涡轮涡杆减速器再将动力传递给丝杠（ 2），钢丝刷（ 7）由于丝杠的转动而实现左右移动。钢丝刷是圆周布置的，可以对金属管子进行均匀的除锈。 2各部分特点； 图中两处使用皮带传动，皮带传动可用于两轴中间距较大的传动，还 具有缓和冲击，吸收震动，噪音小，成本低，保养维修较方便，可过载保护等。但其传动比不准确，抗热性差，易衰老等。夹紧机构分为两部分，管子前端利用三爪卡盘夹紧，可自动定心，夹紧可靠，管子末端加紧nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 8 设计项目 计算与说明 结果 采用活顶尖，其结构简单，也可以实现自动定心，使用非常方便。钢丝刷的运动轨迹靠导轨来实现，导轨是金属或其他材料制成的槽或脊，可承受，固定，引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置。导轨表面上的纵向槽用于导引，固定机器部件，可实现直线往复运动，拥有比直线轴承更高的额定负载，同时可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的 实现运动。钢丝刷的左右移动依靠涡轮涡杆减速器带动丝杠来实现： 蜗轮蜗杆传动 蜗杆传动是由蜗杆、蜗轮组成的用以传递空间交错轴间的运动和动力的一种机械传动，通常交错角为 90度。 与齿轮传动相比较，蜗杆传动具有以下的特点： 单级传动比大，结构紧凑。在动力传动中，单级传动比 i一般为 8 80；只传递运动时（如在某些分度机构m=8 nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 9 设计项目 计算与说明 结果 2.6 主要参数的确定 和仪表中），单级传动比 i可达到 1000。 因为蜗杆齿是连续不断的螺旋齿，它和蜗轮轮齿的啮合过程是连续的，而且 同时啮合的齿对数较多，故传动平稳，噪音小。 当蜗杆的导程角 r小于齿面间的当量摩擦角 时，蜗杆传动可以实现自锁。 因为蜗杆与蜗轮齿面间相对滑动速度较大，摩擦损失较大，所以传动效率比较低，当蜗杆主动时，传递效率 一般为 0.7 0.9，而自锁蜗杆传动的效率 0.5。 蜗轮常用贵重的减摩材料（如青铜）来制造，成本较高。 2.6 主要参数的确定 除锈钢管直径范围； 15mm 25mm 除 锈钢管最长长度； 6m 工作装置进给速度； 1m/min 主轴转速； 200r/min 确定动力装置所需功率，选择电机： 电动机的选用原则 （ 1）与工作现场的能源条件相适应。 室内工作或者近距离移动式的产品，应选用二次电动机。野外工作或者远距离移动式的产品应选用一次动力机（柴油机、汽油机、汽轮机等） （ 2）与工作终端机机械特性相匹配 主要是指由动力机 -传动装置 -工作机构组成的系统在运行时实现以下三个目标；动力机和工作机处于最佳工. nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 10 设计项目 计算与说明 结果 况，动力机和工作机的工作地点稳定，动力机和传动装置符合工作机的起动、制动、调速等方面的 要求。 （ 3）适应产品的工作制度 （ 4）工作可靠、操作与维修简便 （ 5）费用低廉，动力机满足产品工作现场的特殊要求，如防蚀、防水等。 粗磨管子表面的横进给量 ; 0 . 30 . 0 412Bdf K Kt vf 金属机械加工工艺人员手册 (上海科学技术出版社 ) 其 d 工作外径 mm v 工作转速 r/min 12KK 修正系数，可以选 2.25和 1.3 0 . 30 . 30 . 0 4 0 . 0 4 2 5 2 . 2 5 1 . 3 0 . 0 0 0 1 0 2 412 2 0 0 1 5Bdf K Kt vf 工作装置所需功率： 0 . 7 0 . 7121 . 4 4 ( ) 1 . 4 4 ( 2 0 0 1 5 . 1 0 2 4 )w B tP v f f K K o o o o =0.63KW 传动中涉及带传动，蜗轮蜗杆传动，丝杠传动，考虑到轴承等的传动效率，依据机械设计课程设计中的表 12-8可确定传动效率为 0.3 电动机输出功率： 00 . 6 3 1 . 80 . 3 5wPP k w 根据机械设实用手册 (化学工业出版社 )表10-4-1 选择电机型号为 ;Y100L1-4,功率为 2.2KW 转速 :1430r/min wP=0.63kw 0P=1.8kw nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 11 设计项目 计算与说明 结果 根据公式1000www wFVP 机械设实用手册 (化学工业出版社 ) 可得；wF= 1000 0 . 6 3 1 0 0 0 0 . 5 3151wwwP Nv wF=315N nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 12 设计项目 计算与说明 结果 第三章 螺旋传动机构的设计计算 3.1 耐磨性计算 第三章 螺旋传动机构的设计计算 螺旋传动利用螺杆和螺母组成的螺旋副来实现传动要求主要用来把回转运动变为直线运动，同时传递动力。 螺旋传动具有以下特点：在主动件上作用一较小力矩时，可使从动件得到很大的轴向力；螺杆旋一周，螺母只移动一个导程，可以得到大的减速比；传动均匀准确，可以得到较高的传动精度；传动易于实现反向自锁；传动平稳，结构简单。 3.1 耐磨性计算 新编 机械设计师手册（机械工业出版社）中查得 螺杆选用材料： 40号 钢 螺母 ： 铸铁 滑动螺旋传动采用矩形螺纹 3.1.1. 螺杆中径计算： HPd2d1 螺母螺杆hF/nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 13 设计项目 计算与说明 结果 F 轴向载荷 A 螺纹的承压面积（指螺纹工作面表面投影 到垂直于轴向力的平面上的面积） d1 螺纹小径（单位为 mm） d2 螺纹中径（单位为 mm） d3 螺纹大径（单位为 mm） h 螺纹工作高度（单位为 mm） P 螺纹螺距（单位为 mm） H 螺母高度（单位为 mm） Z 螺纹工作圈数 = H/P 滑动螺旋传动的失效形式多为螺纹牙磨损，因此，螺杆直径和螺母高度通常由耐磨性计算确定。传力较大时，应当检验螺杆危险截面的强度和螺牙的强度要求自锁时，应校和螺纹副自锁条件。要求运动精确时，还要校和螺杆刚度，此时，螺杆直径往往由刚度确定。对于长径比很大的受压螺杆，应校和其稳定性。考虑到螺感受力情况复杂并有刚度和稳定性问题，计算其螺纹部分的强度和刚度时截面积和惯性矩可按螺纹小径计算。 新编机械设计师手册（机械工业出版社）中查得 设计公式：2 Fd p 对于整体式螺母取 0.8 nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 14 设计项目 计算与说明 结果 2dH （设计按经验参考取值 1.2） 查表 5-12机械设计（西北工业大学） P取值 13MPa 3150 . 8 0 . 8 3 . 621 . 2 1 3 mmFd P 考虑到使用中可能会出现丝杠不稳定现象，所以因加大直径， 取 d2=38mm 由机械设计手册（化学工业出版社）查得： d1=31mm; d3=44mm 螺距 P=12mm 3.1.2.螺母高度 ： 新编机械设计师手册（机械工业出版社）中查得2 1 . 2 3 8 4 4 . 6H d m m 取 45mm 3.1.3.旋合圈数 ： 新编机械设计师手册（机械工业出版社）中查得 45 3 . 7 5 1 212Hz p 合格 3.1.4.螺纹的工作高度： 新编机械设计师手册（机械工业出版社）中查得 0 . 5 0 . 5 1 2 6h p m m 3.1.3.工作强度： 2315 0 . 1 2 3 . 1 4 3 8 6 3 . 7 5Fp M P a pd h z 成功 2d =38mm d1=31mm; d3=44mm P=12mm H=45mm Z=3.75 h=6mm P=0.12Mpa nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 15 设计项目 计算与说明 结果 3.2 验算自锁 3.3 校核强度 3.2 验算自锁 由于系单头螺纹 ,导程 S=P=1.5mm,故螺纹升角为 ; 0212a r c a r c 5 . 7 43 . 1 4 3 8St g t gd 0 . 1 2a r c a r c 7 . 0 8c o s 1 5c o s2ft g t ga VMIN=5 m/s（ 一般 V 不得低于 5 m/s） 5.7 轴间距设计计算 1 2 1 200 . 7 ( ) 2 ( )d d d dd d a d d 取 a0=420mm。 所需基准长度： 12122000()2 ( )24ddd d dddL a d da 23 . 1 4 ( 1 3 2 8 0 )( 8 0 1 3 2 ) 2 4 2 0 1 1 7 4 . 4 42 4 4 2 0 mm Pd=2.2kw i=1.68 1 80dd mm1dd=133.06nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 30 设计项目 计算与说明 结果 5.5 减速机的实际转速 5.6 带速 5.7 轴间距设计计算 查表 4.1-6 选取基准长度dL=1250 。 实际轴间距： 00 1 2 5 0 1 1 7 4 . 4 44 2 0 4 5 7 . 7 822ddLLa a m m 安装时所需最小轴间距： )0 0 9.02(m in dd Lbaa 4 5 7 . 7 8 ( 2 1 1 0 . 0 0 9 1 2 5 0 ) 4 2 4 . 5 3 mm bd 基准宽度，查表 4.1-6 取 bd=11。 安装时所需最大轴间距：（张紧或补偿伸长） m a x 0 . 0 2 4 5 7 . 7 8 0 . 0 2 1 2 5 0 4 8 2 . 7 8 m mda a L 5.8小带轮包角 ： 211 1 3 2 8 01 8 0 5 7 . 3 1 8 0 5 7 . 3 1 7 3 . 4 94 5 7 . 7 8dddd a 5.9 单根 V带的额定功率： 根据1dd=80 和 n1=1430r/min 由表 4.1-12b 查得 A型带 P1=0.8KW。 P1： 考虑传动比的影响，额定功率的增量 P1 由表4.1-12b 查得 P1=0.12KW。 5.10 确定 V带的根数 : Ld KKPP PZ)( 11 式中 K 考虑包角不同时的影响系数，简称包角系数 LK 考虑带的长度不同时的影响系数，简称长mm 2n=858r/min V=5.98m/s a0=420mm 0dL=1174.44mm dL=1250 a=457.78mm nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 31 设计项目 计算与说明 结果 5.8 小带轮包角 5.9 单根V 带的额定功率 度数 1P 单根 V 带的基本额定功率 1P 计入传动比的影响时，单根 V 带额定功率的增量（因 P0 是按 =180即 dd1=dd2 的条件计算的，而当传动比越大时，从动轮直径就比主动轮大，带绕上从动轮的弯曲应力就比绕上主动轮时的小，故其传动能力即有所提高） 查表 4.1-10 查得K=0.99 查表 4.1-11 查得 LK =0.93 2 . 2 2 . 5 9( 0 . 8 0 . 1 2 ) 0 . 9 9 0 . 9 3Z 取 Z=3 根。 5.11 单根 V 带的预紧力 20 2 . 55 0 0 ( 1 ) dvPF m vKZ 由表 4.1-13查得 m=0.11,所以 : 20 2 . 5 35 0 0 ( 1 ) 0 . 1 1 ( 5 . 9 8 ) 9 9 . 5 80 . 9 9 4 5 . 9 8FN 由于新带容易松弛，所以对非自动张紧的带传动，安装新带时的预紧力应为上述预紧力的 1.5 倍。 5.12 带轮的结构尺寸 设计带轮时，应使其结 构工艺性好，质量分布均匀，重量轻，并避免由于铸造产生过大的内应力。 V25m/s 时尚需进行动平衡。本设计中 V=5.98m/s，无须进行动平衡。 带轮材料常采用灰铸铁、钢、铝合金、或工程塑料等。其中灰铸铁应用最广，当 V VMIN=5 m/s（ 一般 V 不得低于 5 m/s） 6.7 轴间距设计计算 1 2 1 200 . 7 ( ) 2 ( )d d d dd d a d d 取 a0=1000mm。 所需基 准长度： 12122000()2 ( )24ddd d dddL a d da 23 . 1 4 ( 5 6 0 8 0 )( 8 0 5 6 0 ) 2 1 0 0 0 3 1 0 7 . 6 52 4 5 6 0 mm 查表 4.1-6 选取基准长度dL=3150 。 实际轴间距： nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 35 设计项目 计算与说明 结果 6.5 减速机的实际转速 6.6 带速 6.7 轴间距设计计算 00 3 1 5 0 3 1 0 7 . 6 51 0 0 0 1 0 2 1 . 1 722ddLLa a m m 安装时所需最小轴间距： )0 0 9.02(m in dd Lbaa 1 0 2 1 . 1 7 ( 2 1 1 0 . 0 0 9 3 1 5 0 ) 9 7 0 . 8 2 mm bd 基准宽度，查表 4.1-6 取 bd=11。 安装时所需最大轴间距：（张紧或补偿伸长） m a x 0 . 0 2 1 0 2 1 . 1 7 0 . 0 2 3 1 5 0 1 0 8 4 . 1 7 m mda a L 6.8小带轮包角： 211 5 6 0 8 01 8 0 5 7 . 3 1 8 0 5 7 . 3 1 5 3 . 11 0 2 1 . 1 7dddd a 6.9 单根 V带的额定功率： 根据1dd=80 和 n1=1430r/min 由表 4.1-12b 查得 A型带 P1=0.8KW。 P1： 考虑传动比的影响，额定功率的增量 P1 由表4.1-12b 查得 P1=0.15KW。 6.10 确定 V带的根数 : Ld KKPP PZ)( 11 式中 K 考虑包角不同时的影响系数，简称包角系数 LK 考虑带的长度不同时的影响系数，简称长度数 1P 单根 V 带的基本额定功率 1P 计入传动比的影响时，单根 V 带额定功nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 36 设计项目 计算与说明 结果 6.8 小带轮包角 6.9 单根V 带的额定功率 6.10 确定 V 带的根数 率的增量（因 P0 是按 =180即 dd1=dd2 的条件计算的，而当传动比越大时，从动轮直径就比主动轮大，带绕上从动轮的弯曲应力就比绕 上主动轮时的小，故其传动能力即有所提高） 查表 4.1-10 查得K=0.93 查表 4.1-11 查得 LK =1.13 3 2 . 9 7( 0 . 8 1 0 . 1 5 ) 0 . 9 3 1 . 1 3Z 取 Z=3 根。 6.11 单根 V 带的预紧力 20 2 . 55 0 0 ( 1 ) dvPF m vKZ 由表 4.1-13查得 m=0.11,所以 : 20 2 . 5 35 0 0 ( 1 ) 0 . 1 1 ( 5 . 9 8 ) 1 0 9 . 7 90 . 9 3 4 5 . 9 8FN 由于新带容易松弛，所以对非自动张紧的带传动，安装新带时的预紧力 应为上述预紧力的 1.5 倍。 6.12 带轮的结构尺寸 设计带轮时，应使其结构工艺性好，质量分布均匀，重量轻，并避免由于铸造产生过大的内应力。 V25m/s 时尚需进行动平衡。本设计中 V=5.98m/s，无须进行动平衡。 带轮材料常采用灰铸铁、钢、铝合金、或工程塑料等。其中灰铸铁应用最广，当 V25m/s 时用 HT150或 HT200，本设计中采用 HT200。 带轮由轮缘、轮辐和轮毂三部分组成。轮辐部分有实心、辐板（或孔板）和椭圆形轮辐等三种形式。查表 4.1-14得 轮缘尺寸 nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 37 设计项目 计算与说明 结果 6.11 单根 V 带的预紧力 6.12 带轮的结构尺寸 表 4-1 型号 A 基准宽度db11 基准线上槽深minah2.75 基准线下槽深minfh8.7 槽间距 e 15 0.3 槽边距 minf 9 最小轮缘厚度 min 6 带轮宽 B 48 小带轮外径ad85.5 大带轮外径bd565.5 轮槽角 34 偏差 30 根据带轮的基准直径参照表 4.1-17，决定小带轮、大带轮采用实心轮辐。根据电动机尺寸和主轴尺寸确定小带轮内径为 28 mm，大带轮内径为 30mm。 带轮轮槽工作表面粗糙度为 Ra 3.2 m，轮缘和轴孔端面为 Ra 6.3 - 12.5 m。轮槽棱边要到圆或到钝。 A型 带带轮轮槽间距的累计误差 0.6，两槽的基准直径差0.4。（摘自 GB/T 13575.1-92） 6.13 主传动轴的设计计算 6.13.1 按转矩初步估算轴径 选择轴的材料为 45钢 ,经调质处理 ,由表 7.1-1 查得材料机械性能数据为 ; 16 3 7 , 3 5 3 , 2 6 8bsM p a M p a M p a 51 1 5 5 , 2 . 1 5 1 0M p a E M p a nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 38 设计项目 计算与说明 结果 6.13 主传动轴的设计计算 根据表 7.1-7 公式初步计算轴径 ,由于材料是 45 钢 ,由表 7.1-8选取 A=118,则 : 3 3m i n 41 3 9 . 5( 1 )pd A m mnv,选 60mm 外径 0 . 6 3 3d m m0d6.13.2 轴的结构设计 轴的结构简图 ; 根据轴的受力 ,选取 30211 型圆锥滚子滚动轴承 ,为了便于轴承的装配 ,选 60mm1d,256 8 , 3 3d m m d m m, 1 8 0 , 2 1 5 0 , 3 8 0L m m L m m L m m 轴承代号 32912 尺寸（） d 60 D 85 T 17 B 16 C 14 rsmin 1 基本额定负荷（ KN） 最小负荷系数 Cr 28.8 C0r 31.5 极限转速 脂润滑 4000 油润滑 5000 6.13.3 轴的受力分析 ; nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 39 设计项目 计算与说明 结果 轴传递的转矩1 39 5 5 0 0 0 0 9 5 0 0 0 0 1 4 3 . 2 5 .200pT N mn 轴的左端要承受皮带的压力 878.3N,右端要承受三爪卡盘的自重 ,两处轴承要承受水平向上的支反力 .而轴的轴向只承受一个 315N 轴向力 ,以及一个扭矩大小为625N.m m 由于 L1 段轴受力最大 ,承受主要扭矩 ,所以其为危险截面 ,其他部分受力较小 .所以按弯扭合成应力校核轴的强度 : 2213()caMTW 机械设计师（高等教育出版社） ca 轴的计算应力 ,Mpa M 轴所受的弯矩 , .Nmm T 轴所受扭矩 , .Nmm W 轴的抗弯截面系数 , 2mm 23 3( ) ( 6 0 3 3 ) 1 9 6 8 . 33 2 3 2DdW m m 22 2213() 6 2 5 ( 0 . 6 1 4 3 2 5 0 ) 4 3 . 6 71 9 6 8 . 3caMTW 前面已经选定轴的材料为 45 钢 ,调质处理 ,由表 15-1查得 ; 1 60Mpa ,故安全 6.13.4 轴承寿命计算 轴上左端轴承受力较大 ,其受到的轴向力为aF=315N,经力矩平衡粗略计算其受到的径向力为rF=533N.依据 机械设计使用手册 (化学工业出版社 ) 查表 6-1-54得 :e=0.38,Y=1.6 nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 40 设计项目 计算与说明 结果 315 0 . 5 9533arF eF ,查表 6-1-20,X=0.67,Y=1.6 当量动载荷 : ,载荷平稳 ,查表 6-1-19得pf=1 ( ) 1 ( 0 . 6 7 5 3 3 1 . 6 3 1 5 ) 9 5 5 . 6p r ap f X F Y F N 基本额定动载荷 : 103 660 4 3 7 5 . 610 hnLC P N 轴承寿命 : 103106631 0 1 0 4 3 7 5 . 6( ) ( ) 1 3 2 8 3 . 76 0 6 0 2 0 0 9 5 5 . 6h ClhnP 使用条件为每天 8h 工作的机械，但经常不是满负荷使用，如电机，一般齿轮装置、压碎机、起重机和一般机械中轴承使用寿命为 10000 25000小时。 符合本设计的要求，所以满足工作条件。 e=0.38 Y=1.6 X=0.67 nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 41 设计项目 计算与说明 结果 第七章 第七章 轴的选择和校核 概述 轴是组成机械的一个重要零件 ,它支撑着其他转动件回转并传递转矩 ,同时它又通过轴承和机架连结 ,所有轴上零件都围绕轴心线做回转运动 ,形成了一个以轴为基准的组合体 -轴 系部件 .所以 ,在轴的设计中 ,不能只考虑轴本身 ,还必须和轴系零 ,部件的整个结构密切联系起来 . 设计轴时应考虑多方面因素和要求 ,其中主要问题是轴的选材 ,结构 ,强度和刚度 ,对于高速轴还应考虑震动稳定性问题 轴按受载情况可以分为 :转轴 ,心轴传动轴 ,按结构形状可以分为 ;光轴和阶梯轴 ,实心轴和空心轴 常用的轴的设计程序是 ; 1,根据机械传动方案的整体布局 ,拟订轴上零件的布置和装配方案 , 2,选择轴的合适材料 3,初步估算轴的直径 , 4,进行轴系零 ,部件的结构设计 5,进行强度计算 6,进行刚度计算 7,校核键的联接强度 8,验算轴承 9,根据计算结果修改设计 10,绘制轴的零件工作图 对于一些不太重要的轴 ,上述程序中的某些内容可以省略 . 根据 新编机械设计师手册（机械工业出版社） 7.1蜗轮轴的设计计算 7.1.2 按转矩初步估算轴径 选择轴的材料为 45钢 ,经调质处理 ,由表 7.1-1 查得材料机械性能数据为 ; pf=1 P=955.6N C=4375.6N hl=13283.7h nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 42 设计项目 计算与说明 结果 轴的选择和校核 7.1 蜗轮轴的设计计算 16 3 7 , 3 5 3 , 2 6 8bsM p a M p a M p a 51 1 5 5 , 2 . 1 5 1 0M p a E M p a 根据表 7.1-7 公式初步计算轴径 ,由于材料是 45 钢 ,由表 7.1-8选取 A=118,则 : 蜗轮轴上的功率为 : 23P P 2 . 2 0 . 7 0 . 9 5 1. 3 8 k w 蜗轮轴转速为 :n =83.33r / mim 蜗轮轴上转矩为 : 3 p 1 . 3 8T 9 5 5 0 0 0 0 9 5 5 0 0 0 0 1 5 8 1 5 4 . 3 N . m mn 8 3 . 3 3 33m i n 1 . 3 81 1 8 3 0 . 1 58 3 . 3 3pd A m mn ,选 35mm 7.1.3 轴的结构设计 轴的结构简图 ; 根据轴的受力 ,选取 30208 型圆锥滚子滚动轴承 ,为了便于轴承的装配 ,选 40mm1d,2 44d mm,3d 40mm1 2 1 . 7 5 , 2 1 0 , 3 3 8L m m L m m L m m 5L 195m mnts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 43 设计项目 计算与说明 结果 轴承代号 32908 尺寸（） d 40 D 62 T 15 B 15 C 12 rsmin 0.6 基本额定负荷（ KN） 最小负荷系数 Cr 17.8 C0r 15.8 极限转速 脂润滑 5600 油润滑 7000 7.1.4 轴的受力分析 ; 轴传递的转矩 3 p 1 . 3 8T 9 5 5 0 0 0 0 9 5 5 0 0 0 0 1 5 8 1 5 4 . 3 N . m mn 8 3 . 3 3 轴所承受的轴向力 a 2 T 2 1 5 8 1 5 4 . 3F 6 3 2 6 . 2 Nd 5 0 轴所受圆周力 : 2t 2T 2 1 5 8 1 5 4 . 3F 1 5 4 2 . 9 Nd 2 0 5 轴所受颈向力 0rtF F t a n 1 5 4 2 . 9 t a n 2 0 5 6 1. 6 N 7.1.5 确定危险截面 ,求出受力大小 ,做弯矩图 A=118 3P=1.38kw mind=35mm nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 44 设计项目 计算与说明 结果 载荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F NH1F 6 1 0.7 NNH2F 9 3 2.1 NNV1F 1 5 6 5.6 NNV2F 1 0 0 4 N弯矩 M HM 2 7 0 3 0 . 9 N . m mv1M 4 5 4 0 2 N . m mv2M 1 9 0 7 6 N . m m总弯矩 52839N.mm 33083N.mm 扭矩 T 158154.3N 7.1.6 按弯扭合 成应力校核轴的强度 rF=561.6N nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 45 设计项目 计算与说明 结果 由于轴上有蜗轮 ,承受主要扭矩 ,所以其为危险截面 ,其他部分受力较小 .所以按弯扭合成应力校核轴的强度 : 2213()caMTW 机械设计师（高等教育出版社） ca 轴的计算应力 ,Mpa M 轴所受的弯矩 , .Nmm T 轴所受扭矩 , .Nmm W 轴的抗弯截面系数 , 2mm 3 3 30 . 1 d 0 . 1 4 4 8 5 1 8 . 4W m m 22 2213() 5 2 8 3 9 ( 0 . 6 1 5 8 1 5 4 . 3 ) 1 2 . 7 5 M p a8 5 1 8 . 4caMTW 前面已经选定轴的材料为 45 钢 ,调质处理 ,由表 15-1查得 ; 1 60Mpa ,故安全 7.1.7 轴承寿命计算 轴 上 左端 轴承受 力 较大 ,其 受 到的 轴 向力 为aF=6326.2N,经力矩平衡粗略计算其受到的 径向力为rF=405.6N.依据 机械设计使用手册 (化学工业出版社 ) 查表 6-1-54得 :e=0.28,Y=2.1 6 3 2 6 . 2 1 5 . 54 0 5 . 6arF eF ,查表 6-1-20,X=0.67,Y=2.1 当量动载荷 : ,载荷平稳 ,查表 6-1-19得pf=1 nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 46 设计项目 计算与说明 结果 ( ) 1 ( 0 . 6 7 4 0 5 . 6 2 . 1 6 3 2 6 . 2 ) 1 3 5 5 6 . 7p r ap f X F Y F N 基本额定动载荷 : 103 660 4636210 hnLC P N轴承寿命 : 103106631 0 1 0 4 6 3 6 2( ) ( ) 1 2 0 4 7 . 66 0 6 0 8 3 . 3 3 1 3 5 5 6 . 7h ClhnP 使用条件为每天 8h 工作的机械，但经常不是满负荷使用，如电机，一般齿轮装置、压碎机、起重机和一般机械中轴承使用寿命为 10000 25000小时。 符合本设计的要求，所以满足工作条件。 7.1.8 键的选择与校核 此实心轴上共需要两个键 , 根据机械设计课程设计表 14-24,选择为 A型键 ,分别标记为 :1 4 2 5 G B /T 1 0 9 6 1 0 4 0 G B /T 1 0 9 6 ca=12.75Mpa e=0.28, Y=2.1 X=0.67 pf=1 P=13556.7N nts河北建筑工程学院 毕业设计计算书 指导教师：孙有亮 设计 题目 ： 简易管子除锈机设计 设计人： 田敬东 47 设计项目 计算与说明 结果 第 8 章 第 8 章 传动、减速装置的润滑 减速器中的蜗轮、蜗杆等传动件以及轴承在工作时都需要良好的润滑。 1）齿轮和蜗杆传动的润滑 除少数低速（ v 0.5m/s）小型减速器采用脂润滑外，绝大多数减速器的齿轮都采用油润滑。 对于圆周速度 v 12m/s 的齿轮传动可采用浸油润滑。即将齿轮浸入油中，当齿轮回转时粘在其上的油液被带到啮合区进行润滑，同时油池的油被甩到上箱壁，有助散热。 为避免浸油润滑的搅油功耗太大及保证轮齿啮合区的充分润滑，传动件浸入油中的深度不宜太深或 太浅，一般浸油的深度以浸油齿轮的一个齿高为适度，速度高的还可浅些（约为
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本文标题：简易管子除锈机设计【优秀含9张CAD图纸+Word全套机械毕业设计】
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