買文檔送CAD圖紙，湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通專科生結(jié)業(yè)設(shè)計切管機(jī)設(shè)計THEDESIGNOFPIPECUTTER中學(xué)生姓名：學(xué)號：年級專業(yè)及指導(dǎo)老師及學(xué)院：四川·長沙遞交日期：山東農(nóng)業(yè)學(xué)院全日制普通專科生結(jié)業(yè)設(shè)計誠信聲明本人誠懇申明：所呈交的專科結(jié)業(yè)設(shè)計是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。除文中早已標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體早已發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個人和集體在文中均作了明晰的說明并表示了歉意。本人完全意識到本申明的法律結(jié)果由本人承當(dāng)。結(jié)業(yè)設(shè)計作者簽名：年月日目錄摘要…………………………………………………………………………………1關(guān)鍵詞………………………………………………………………………………11序言………………………………………………………………………………22工藝方案的制定…………………………………………………………………23傳動裝置的設(shè)計與估算…………………………………………………………33.1原動機(jī)的選擇…………………………………………………………………33.1.1切管機(jī)類型的選擇…………………………………………………………33.1.2切管機(jī)怠速的選擇…………………………………………………………33.1.3切管機(jī)功率的選擇…………………………………………………………33.1.4切管機(jī)的傳動比……………………………………………………………43.2傳動方案額制定………………………………………………………………43.3各軸的怠速、功率和扭矩的估算……………………………………………63.4傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計與估算………………………………………………………83.4.1帶傳動設(shè)計…………………………………………………………………83.4.2蝸桿模數(shù)的確定……………………………………………………………93.4.3鏈輪齒輪模數(shù)的確定………………………………………………………103.4.4齒數(shù)的確定…………………………………………………………………103.5結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計………………………………………………………………114結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………………………………………114.1各軸的最小半徑的初算………………………………………………………114.1.1半徑初算……………………………………………………………………124.1.2軸的校核……………………………………………………………………124.2各主要傳動件結(jié)構(gòu)規(guī)格的估算………………………………………………204.2.1三角帶輪…………………………………………………………………204.2.2鏈輪、蝸桿………………………………………………………………214.2.3蝸桿………………………………………………………………………224.3裝配示意圖的勾畫…………………………………………………………234.3.1減速箱……………………………………………………………………234.3.2軸裝配的工藝設(shè)計………………………………………………………234.4滾筒系統(tǒng)與進(jìn)給系統(tǒng)………………………………………………………274.4.1滾筒系統(tǒng)的設(shè)計…………………………………………………………274.4.2進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計…………………………………………………………275推論……………………………………………………………………………28參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………28致謝………………………………………………………………………………29切管機(jī)設(shè)計學(xué)生：劉海濤指導(dǎo)老師：熊瑛(湖北農(nóng)業(yè)學(xué)院工大學(xué)，南京410128)摘要：本次的設(shè)計是汽車用金屬管件進(jìn)行加工的切管機(jī)，完成的工作主要是切管機(jī)中滾子，機(jī)體和減速箱部份的設(shè)計。

包括傳動裝置的設(shè)計和估算，其中有電動機(jī)的選擇，傳動方案的擬訂，各軸的怠速，功率和扭矩的估算。總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，其中有各軸規(guī)格的設(shè)計，各主要傳動件的結(jié)構(gòu)規(guī)格的設(shè)計。而且針對以上的設(shè)計估算進(jìn)行了詳盡的校核。最后通過得到的數(shù)據(jù)，勾畫了總體裝配圖，減速機(jī)和滾子部份的裝配圖。之后又針對各主要基本件，勾畫了多張零件圖。關(guān)鍵詞：切管機(jī)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；方案；設(shè)計估算；TheDesignofPipeCuttterStudent:LuHaitaoTutor:XiongYing(CollegeofEngineering,HunanAgriculturalUniversity,Changsha410128,China)Abstract：needtobefinishedisthedesignofbodyofthemachineandtherollofit.Itincludesthedesignandcalculateoftheslowingspeedbox,.Thechooseoftheelectromotor,thedesignofthegearing,therev,themeasuredesignofthemaindeliverparts.Thandotheemandationwork.Afterall,getthedataanddrawingtheengineeringpicture.Itincludesonefinalassemblingpicture,twoassemblingpicturesofeachparts,somesmallpicturesoftheimportantaccessary.Keywords:pipecuttingmachine,designofstructure,plan,designandcalculation1序言鐵管主要拿來輸送流體(通常稱作輸送管、英文叫“pipe”)和用作爐窯等的熱交換器管(稱作管子，英語叫“tube”)。

鐵管是一種多功能的經(jīng)濟(jì)斷面鋼材。它在國民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用愈來愈廣泛，需求量也越來越大。型材的須要量之所以隨之下降，是由于管子能用各類材料來制造。并且質(zhì)量和精度也高。鐵管作為輸送管廣泛地用于輸送油、氣、水等各類流體，如石油及天然氣的勘探開采與輸送、鍋爐的油水與蒸氣管路、一般的水燃?xì)夤苈贰；げ块T通常用管線化形式生產(chǎn)與運輸各類化工產(chǎn)品。所以鐵管被人們稱為工業(yè)的“血管”。隨著鐵管的需求量的日漸減小，鐵管的生產(chǎn)也變得尤其的重要，因而切管機(jī)的設(shè)計生產(chǎn)就成了當(dāng)前所急需解決的課題。這次設(shè)計的切管機(jī)，主要用于常用的通風(fēng)、通水管。因而，下料所要求的精度不高。本切管機(jī)主要銑削大量的薄壁的金屬管。假如用手工切斷，勞動硬度大，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量差。因而，須要一臺，通用性好，耐用以及抗銹蝕的切管機(jī)。切管機(jī)的運用，主要是為了增加勞動硬度，節(jié)約人力，提升產(chǎn)品質(zhì)量。其實，保證經(jīng)濟(jì)性也是此次設(shè)計的重要考慮項目之一。因為切管機(jī)在實際生產(chǎn)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用，在使用與制造方面，已有一定的經(jīng)驗，本次設(shè)計中有關(guān)切管機(jī)的一些參數(shù)，都采用已有的規(guī)定。因水平有限，論文中不免有疏漏與錯誤的地方，敬請批改老師見諒。2工藝方案的制訂本次設(shè)計任務(wù)為設(shè)計一簡單高效的切管機(jī)，因此，對如下幾種設(shè)計方案[1]進(jìn)行比較：方案一：用鋸弓鋸斷金屬管：須要鋸弓往復(fù)的磨削運動和滑枕擺動的進(jìn)給與讓刀運動。

機(jī)器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，鋸切運動也不是連續(xù)的。當(dāng)金屬半徑相差較大時，鋸條還要調(diào)換，生產(chǎn)效率低。方案二：用切斷刀切斷金屬管：如在機(jī)床上切斷，并且通常機(jī)床主軸不過幾十毫米，通不過半徑較大的金屬管，但是占有一臺普通銑床，不太經(jīng)濟(jì)。或則用專用的切管機(jī)切管機(jī)，其工作原理是錐面夾緊不動，裝在旋轉(zhuǎn)刀架上的兩把切斷刀，既有主銑削的旋轉(zhuǎn)運動，又有進(jìn)給運動，工作效率高，而且磨床結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。方案三：用磨片切斷金屬管：須要磨片旋轉(zhuǎn)的磨削運動和搖臂向上的進(jìn)給運動。此機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高，而且磨片銹蝕較快費用很高。方案四：用碾壓的方式切斷金屬管：其須要金屬管旋轉(zhuǎn)的磨削運動和圓盤向上的進(jìn)給運動。這些方式是連續(xù)銑削的，生產(chǎn)效率高，機(jī)器的結(jié)構(gòu)也不太復(fù)雜。并且會使管子的切口管徑縮小，通常用于管子要求不高的場合。綜合考慮，在本次設(shè)計中選用方案四。方案四切管機(jī)的工作原理：動力由原動機(jī)通過傳動裝置傳遞給滾子。因為滾子的旋轉(zhuǎn)運動，進(jìn)而推動型腔的旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)銑削時的主運動。與此同時，操作手輪，通過螺旋傳動，將圓盤刀片向上進(jìn)給聯(lián)通，并在不斷降低刀片對管子的壓力過程中，實現(xiàn)管子的切割工作。3傳動裝置的設(shè)計與估算3.1原動機(jī)的選擇通常機(jī)械裝置設(shè)計中，原動機(jī)多選用電動機(jī)。

電動機(jī)輸出連續(xù)轉(zhuǎn)動，工作時經(jīng)傳動裝置調(diào)整和扭矩，可滿足工作機(jī)的各類運動和動力要求。要選擇電動機(jī)，必須了解電動機(jī)，出廠的每臺電動機(jī)都有標(biāo)牌，里面標(biāo)有電動機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。因而，要合理地選擇電動機(jī)，就要比較電動機(jī)的這種特點。在進(jìn)行簡單機(jī)械設(shè)計時，應(yīng)選擇好電動機(jī)的類型，怠速和功率。3.1.1電動機(jī)類型的選擇工業(yè)上通常用單相交流電源，所以選用單相交流異步電動機(jī)。單相交流異步馬達(dá)具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價錢實惠，維護(hù)便捷等優(yōu)點，所以應(yīng)用廣泛。在選擇電動機(jī)的類型時，主要考慮的是：靜荷載或慣性荷載的大小，工作機(jī)械常年連續(xù)工作還是重復(fù)短時工作，工作環(huán)境是否多塵土或水土噴濺等方面。在本次設(shè)計中因為其荷載變動較小，有塵土故選擇籠式單相交流異步馬達(dá)。3.1.2電動機(jī)怠速的選擇異步馬達(dá)的怠速主要有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min3000r/min的馬達(dá)比較合適。假如工作機(jī)械的怠速太低（即傳動裝置的總傳動比太大）將造成傳動裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價錢較高。在本次設(shè)計中可選的怠速有1500r/min和750r/min。在通常機(jī)械中這兩種怠速的馬達(dá)適應(yīng)性大，應(yīng)用比較普遍。

3.1.3電動機(jī)功率的選擇選擇電動機(jī)的容量就是合理確定電動機(jī)的額定功率，電動機(jī)功率的選擇與電動機(jī)本身發(fā)熱、載荷大小、工作時間長短有關(guān)，但通常情況下電動機(jī)容量主要由運行發(fā)熱條件決定。故依照電動機(jī)的額定功率小于所需功率10%來選擇電動機(jī)。綜上所述，本次設(shè)計的切管機(jī)的馬達(dá)額定功率為P=1.5Kw滿載怠速為N=1410r/min,每天工作10小時，荷載變動小用于多塵場合。選用Y90L-4[2]型電動機(jī)，其額定功率電為1.5Kw，滿載怠速n電=1400r/min，同步怠速1500r/min(4極)，最大扭矩為2.3N·m，質(zhì)量為27kg。3.1.4切管機(jī)傳動比考慮到制件的旋轉(zhuǎn)速率和刀片硬度，初定滾筒怠速為70r/min。因而電動機(jī)確定后，估算出切管機(jī)的傳動比為：i總===20在傳動方案確定后,按照i總=i1·i2……的關(guān)系分配傳動比.3.2傳動方案的擬訂傳動方案的制定，一般是指傳動機(jī)構(gòu)的選擇及其布置。這是彼此相聯(lián)系的兩個方面。其運動方式大致分為以下幾個方面。（1）傳遞回轉(zhuǎn)運動的有：帶傳動，鏈傳動，蝸桿傳動，鏈輪傳動[3]等；表1幾種主要傳動機(jī)構(gòu)的特點比較Table1Maindrivemechanismcomparison主要特點帶傳動蝸桿傳動齒輪傳動主要優(yōu)點中心距變化范圍較大,結(jié)構(gòu)簡單,傳動平穩(wěn),能緩沖,起過載安全保護(hù)作用外廓規(guī)格小,傳動比確切,效率高,壽命長,適用的功率和速率范圍大外廓規(guī)格小,傳動比大而確切,工作平穩(wěn),可制成自鎖的傳動單級傳動比,i開口平型帶:2～4,最大值≤6,三角帶型:2～4,最大值≤7有張緊輪平型帶:3～5最大值≤8開式圓錐蝸桿:4～6,最大值≤15.開式圓錐正蝸桿:3～4,最大值≤10.閉式圓錐蝸桿:2～3,最大值≤6閉式:10～40,最大值≤100開式:15～60,最大值≤100外廓規(guī)格大中,小小成本低中高效率平型帶0.92～0.98三角帶0.9～0.96開式加工齒0.92～0.96閉式0.95～0.99開式0.5～0.7閉式0.7～0.94自鎖0.40～0.45（2）實現(xiàn)往復(fù)直線運動或擺動的有：螺旋傳動，蝸桿蝸桿傳動，曲軸機(jī)構(gòu)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等；（3）實現(xiàn)間歇運動的有棘輪機(jī)構(gòu)和槽輪機(jī)構(gòu)等；（4）實現(xiàn)特定運動規(guī)律的有曲軸機(jī)構(gòu)和平面曲軸機(jī)構(gòu)等。

傳動機(jī)構(gòu)的選擇就是按照機(jī)器工作機(jī)構(gòu)所要求的運動規(guī)律，荷載的性質(zhì)以及機(jī)器的工作循環(huán)進(jìn)行的。之后在全面剖析和比較各類傳動機(jī)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上確定一種較好的傳動方案。機(jī)器一般由原動機(jī)、傳動裝置和工作機(jī)等三部份組成。傳動裝置坐落原動機(jī)和工作機(jī)之間，拿來傳遞運動和動力，并可以改變怠速、轉(zhuǎn)矩的大小或改變運動方式，以適應(yīng)工作機(jī)功能要求。傳動裝置的設(shè)計對整臺車的性能、尺寸、重量和成本都有很大影響，因而須要合理的制定傳動方案。在本次結(jié)業(yè)設(shè)計中，已知切管機(jī)的i總=20，若用齒輪，一次降速原先可以達(dá)到，而且因為切割的管子最大半徑為80mm，故兩個滾筒的中心距不能大于80mm，因而推動兩個滾筒的蝸桿直徑不能小于滾筒的半徑（?70mm）。若取齒輪z1=2，鏈輪z2=40，m=4，則鏈輪分度圓半徑d2=160mm,比同一軸上的蝸桿大，按此布置，鏈輪即將和滾筒翻車，因此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)兩軸之間的中心距。這樣就要加上一個惰輪，才可以解決這個問題，如圖1。在本次設(shè)計中，取鏈輪齒數(shù)為z2=50,模數(shù)m=4。因為帶傳動具有緩沖和過載抱死的特點，故可將其作為馬達(dá)以后的第一級傳動，再者開式蝸桿傳動不宜置于高速級，由于在這些條件下工作容易形成沖擊和噪聲，故應(yīng)將蝸桿傳動置于低速級。

一個好的傳動方案切管機(jī)，不僅首先應(yīng)滿足機(jī)器的功能要求外，還應(yīng)該工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、成本低廉以及使用維護(hù)便捷。經(jīng)比較各類傳動方案，在本次設(shè)計中確定采用帶傳動、蝸桿傳動、齒輪傳動等機(jī)構(gòu)組成的傳動方案。并初步畫出其傳動系統(tǒng)圖，如圖2。考慮到傳動裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、重量、工作條件和制造安裝等誘因，必須對傳動比進(jìn)行合理的分配.依據(jù)公式T=9550(N·m)[3]可知:當(dāng)傳動的功率P(Kw)一定時,怠速n(r/min)越高，力矩T就越小。因此,在進(jìn)行傳動比的分配時遵守”降速要先少后多”。V圖1鏈輪齒輪加中間惰輪傳動方案圖Fig.1Wormgearplusintermediateidlergeardiagram帶傳動的傳動比不能過大，否則會使大帶輪直徑超過減速器的中心高，導(dǎo)致規(guī)格不協(xié)調(diào)，并給機(jī)座設(shè)計和安裝帶來困難，又由于蝸桿在降速傳動中,倘若降速比較大,都會使被動蝸桿半徑過大,而降低徑向規(guī)格,或則因小蝸桿的齒數(shù)太少而形成根切現(xiàn)象.而其在升速傳動中,倘若升速比過大,則容易造成強(qiáng)烈的振動和噪聲,導(dǎo)致傳動不平穩(wěn),影響機(jī)器的工作性能.因此,各機(jī)構(gòu)的傳動比分配情況如下:i1=1.2；i2=50；i3=1.5；i4=（1）i總=i1i2i3i4=1.2501.5=20（2）注:傳動系統(tǒng)只大蝸桿是個惰輪,它不改變傳動比只起加強(qiáng)中心距,改變滾筒旋轉(zhuǎn)方向的作用.3.3各軸怠速、功率和扭矩的估算已知電動機(jī)的數(shù)據(jù)如下：查表[2]可知各級傳動效率如下：圖2帶傳動、蝸輪齒輪、中間惰輪、齒輪方案圖Fig.2Beltdrive,thewormgear,intermediateidlergeardiagram（1）估算各軸怠速如下：（2）各軸功率估算如下：（3）各軸傳遞的力矩估算如下：注：軸3為設(shè)計上非常降低的惰輪（過渡蝸桿），所以，軸3不承受力矩，只承受剪力。

表2數(shù)據(jù)匯總Table2summarizationofdate軸號電動機(jī)軸ⅠⅡⅢⅣ傳動比1.2501.51/4.5效率0.960.720.940.99怠速r/min1410116.723.315.570功率kw1.51.441.030.960.89力矩kg.cm104.5-120.44290.51238.53.4傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計與估算3.4.1帶傳動設(shè)計帶傳動適用的場合：中心距變化范圍較大，結(jié)構(gòu)簡單，傳動平穩(wěn)，能緩沖，可起過載安全保險的作用。缺點是外廓規(guī)格大，軸上受力較大，傳動比不能嚴(yán)格保證，壽命低（約3000~5000小時）（1）在本次設(shè)計中，，取帶的工作情況系數(shù)KⅠ=1.1[2]，則估算功率為：P計=KⅠ·P電=1.11.5=1.65(Kw)（3）（2）由P計和n1=1400r/min，可查知，選用A型三角帶。（3）初步選取小帶輪半徑d1=100mm,大帶輪半徑d2=i1·d1=1.2100=120mm,取其標(biāo)準(zhǔn)半徑d2=125mm驗算帶速：（4）由于5m/sd1+2rr—倒圓半徑，查閱指南中非配合處的過度圓角直徑用凸肩定位時按此式估算，用套筒定位時另取帶輪的定位靠套筒，此處的d2是指套筒直徑d3安裝滾動軸承處的半徑dd3>d2dd3>d1無套筒的；套筒的d3必須符合軸承的標(biāo)準(zhǔn)因為采用205型軸承，d3=25mmd4裝在兩滾動軸承之間蝸桿（鏈輪）處的半徑dd4>d3+2rr—倒圓角直徑，查閱指南確定如如Ⅱ軸d5通常軸肩和軸環(huán)的半徑dd5≈d4+2aa—軸肩或軸環(huán)的高度，a=(0.07~0.1)d4如如Ⅱ軸，d4=55mm，a=3.85~5.5mm,取a=5mm,則d5=55+2*5=65mm因而處d4相當(dāng)于d3=25，a=0.1d4則d5=25+2*2.5=30mmd6滾動軸承定位軸肩外徑查閱指南軸承部份的D1值L7安裝旋轉(zhuǎn)零件的襯套寬度LL7=（1.2~1.6）ddd---襯套半徑通常要求L7要比旋轉(zhuǎn)零件的輪胎厚度要短一些L8軸環(huán)寬度L8≈1.4a或L8≈（0.1~0.15）d如Ⅱ軸L8≈1.4*5=7mm4.2主要傳動件結(jié)構(gòu)規(guī)格的估算4.2.1三角帶輪已知選用A型三角膠水，小三角帶輪估算半徑為d小=100mm;查表可知：h