買文檔送CAD圖紙，湖南農業大學全日制普通專科生結業設計切管機設計THEDESIGNOFPIPECUTTER中學生姓名：學號：年級專業及指導老師及學院：四川·長沙遞交日期：山東農業學院全日制普通專科生結業設計誠信聲明本人誠懇申明：所呈交的專科結業設計是本人在指導老師的指導下，進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產權爭議。除文中早已標明引用的內容外，本論文不含任何其他個人或集體早已發表或撰寫過的作品成果。對本文的研究作出重要貢獻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果由本人承當。結業設計作者簽名：年月日目錄摘要…………………………………………………………………………………1關鍵詞………………………………………………………………………………11序言………………………………………………………………………………22工藝方案的制定…………………………………………………………………23傳動裝置的設計與估算…………………………………………………………33.1原動機的選擇…………………………………………………………………33.1.1切管機類型的選擇…………………………………………………………33.1.2切管機怠速的選擇…………………………………………………………33.1.3切管機功率的選擇…………………………………………………………33.1.4切管機的傳動比……………………………………………………………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傳動機構的設計與估算………………………………………………………83.4.1帶傳動設計…………………………………………………………………83.4.2蝸桿模數的確定……………………………………………………………93.4.3鏈輪齒輪模數的確定………………………………………………………103.4.4齒數的確定…………………………………………………………………103.5結構的總體設計………………………………………………………………114結構設計…………………………………………………………………………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各主要傳動件結構規格的估算………………………………………………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軸裝配的工藝設計………………………………………………………234.4滾筒系統與進給系統………………………………………………………274.4.1滾筒系統的設計…………………………………………………………274.4.2進給系統的設計…………………………………………………………275推論……………………………………………………………………………28參考文獻…………………………………………………………………………28致謝………………………………………………………………………………29切管機設計學生：劉海濤指導老師：熊瑛(湖北農業學院工大學，南京410128)摘要：本次的設計是汽車用金屬管件進行加工的切管機，完成的工作主要是切管機中滾子，機體和減速箱部份的設計。

包括傳動裝置的設計和估算，其中有電動機的選擇，傳動方案的擬訂，各軸的怠速，功率和扭矩的估算。總體結構的設計，其中有各軸規格的設計，各主要傳動件的結構規格的設計。而且針對以上的設計估算進行了詳盡的校核。最后通過得到的數據，勾畫了總體裝配圖，減速機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。關鍵詞：切管機；結構設計；方案；設計估算；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濟斷面鋼材。它在國民經濟各部門應用愈來愈廣泛，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、一般的水燃氣管路。化工部門通常用管線化形式生產與運輸各類化工產品。所以鐵管被人們稱為工業的“血管”。隨著鐵管的需求量的日漸減小，鐵管的生產也變得尤其的重要，因而切管機的設計生產就成了當前所急需解決的課題。這次設計的切管機，主要用于常用的通風、通水管。因而，下料所要求的精度不高。本切管機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，生產效率低，產品質量差。因而，須要一臺，通用性好，耐用以及抗銹蝕的切管機。切管機的運用，主要是為了增加勞動硬度，節約人力，提升產品質量。其實，保證經濟性也是此次設計的重要考慮項目之一。因為切管機在實際生產中已經廣泛應用，在使用與制造方面，已有一定的經驗，本次設計中有關切管機的一些參數，都采用已有的規定。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計任務為設計一簡單高效的切管機，因此，對如下幾種設計方案[1]進行比較：方案一：用鋸弓鋸斷金屬管：須要鋸弓往復的磨削運動和滑枕擺動的進給與讓刀運動。

機器的結構比較復雜，鋸切運動也不是連續的。當金屬半徑相差較大時，鋸條還要調換，生產效率低。方案二：用切斷刀切斷金屬管：如在機床上切斷，并且通常機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，不太經濟。或則用專用的切管機切管機，其工作原理是錐面夾緊不動，裝在旋轉刀架上的兩把切斷刀，既有主銑削的旋轉運動，又有進給運動，工作效率高，而且磨床結構比較復雜。方案三：用磨片切斷金屬管：須要磨片旋轉的磨削運動和搖臂向上的進給運動。此機構的結構簡單，生產效率高，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：其須要金屬管旋轉的磨削運動和圓盤向上的進給運動。這些方式是連續銑削的，生產效率高，機器的結構也不太復雜。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，在本次設計中選用方案四。方案四切管機的工作原理：動力由原動機通過傳動裝置傳遞給滾子。因為滾子的旋轉運動，進而推動型腔的旋轉，實現銑削時的主運動。與此同時，操作手輪，通過螺旋傳動，將圓盤刀片向上進給聯通，并在不斷降低刀片對管子的壓力過程中，實現管子的切割工作。3傳動裝置的設計與估算3.1原動機的選擇通常機械裝置設計中，原動機多選用電動機。

電動機輸出連續轉動，工作時經傳動裝置調整和扭矩，可滿足工作機的各類運動和動力要求。要選擇電動機，必須了解電動機，出廠的每臺電動機都有標牌，里面標有電動機的主要技術參數。因而，要合理地選擇電動機，就要比較電動機的這種特點。在進行簡單機械設計時，應選擇好電動機的類型，怠速和功率。3.1.1電動機類型的選擇工業上通常用單相交流電源，所以選用單相交流異步電動機。單相交流異步馬達具有結構簡單，工作可靠，價錢實惠，維護便捷等優點，所以應用廣泛。在選擇電動機的類型時，主要考慮的是：靜荷載或慣性荷載的大小，工作機械常年連續工作還是重復短時工作，工作環境是否多塵土或水土噴濺等方面。在本次設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。3.1.2電動機怠速的選擇異步馬達的怠速主要有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min3000r/min的馬達比較合適。假如工作機械的怠速太低（即傳動裝置的總傳動比太大）將造成傳動裝置的結構復雜，價錢較高。在本次設計中可選的怠速有1500r/min和750r/min。在通常機械中這兩種怠速的馬達適應性大，應用比較普遍。

3.1.3電動機功率的選擇選擇電動機的容量就是合理確定電動機的額定功率，電動機功率的選擇與電動機本身發熱、載荷大小、工作時間長短有關，但通常情況下電動機容量主要由運行發熱條件決定。故依照電動機的額定功率小于所需功率10%來選擇電動機。綜上所述，本次設計的切管機的馬達額定功率為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，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，質量為27kg。3.1.4切管機傳動比考慮到制件的旋轉速率和刀片硬度，初定滾筒怠速為70r/min。因而電動機確定后，估算出切管機的傳動比為：i總===20在傳動方案確定后,按照i總=i1·i2……的關系分配傳動比.3.2傳動方案的擬訂傳動方案的制定，一般是指傳動機構的選擇及其布置。這是彼此相聯系的兩個方面。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幾種主要傳動機構的特點比較Table1Maindrivemechanismcomparison主要特點帶傳動蝸桿傳動齒輪傳動主要優點中心距變化范圍較大,結構簡單,傳動平穩,能緩沖,起過載安全保護作用外廓規格小,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格小,傳動比大而確切,工作平穩,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）實現往復直線運動或擺動的有：螺旋傳動，蝸桿蝸桿傳動，曲軸機構，曲柄滑塊機構等；（3）實現間歇運動的有棘輪機構和槽輪機構等；（4）實現特定運動規律的有曲軸機構和平面曲軸機構等。

傳動機構的選擇就是按照機器工作機構所要求的運動規律，荷載的性質以及機器的工作循環進行的。之后在全面剖析和比較各類傳動機構特點的基礎上確定一種較好的傳動方案。機器一般由原動機、傳動裝置和工作機等三部份組成。傳動裝置坐落原動機和工作機之間，拿來傳遞運動和動力，并可以改變怠速、轉矩的大小或改變運動方式，以適應工作機功能要求。傳動裝置的設計對整臺車的性能、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。在本次結業設計中，已知切管機的i總=20，若用齒輪，一次降速原先可以達到，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，應當加強兩軸之間的中心距。這樣就要加上一個惰輪，才可以解決這個問題，如圖1。在本次設計中，取鏈輪齒數為z2=50,模數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，故應將蝸桿傳動置于低速級。

一個好的傳動方案切管機，不僅首先應滿足機器的功能要求外，還應該工作可靠、結構簡單、尺寸緊湊、成本低廉以及使用維護便捷。經比較各類傳動方案，在本次設計中確定采用帶傳動、蝸桿傳動、齒輪傳動等機構組成的傳動方案。并初步畫出其傳動系統圖，如圖2。考慮到傳動裝置的結構、尺寸、重量、工作條件和制造安裝等誘因，必須對傳動比進行合理的分配.依據公式T=9550(N·m)[3]可知:當傳動的功率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，導致規格不協調，并給機座設計和安裝帶來困難，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,而降低徑向規格,或則因小蝸桿的齒數太少而形成根切現象.而其在升速傳動中,倘若升速比過大,則容易造成強烈的振動和噪聲,導致傳動不平穩,影響機器的工作性能.因此,各機構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:傳動系統只大蝸桿是個惰輪,它不改變傳動比只起加強中心距,改變滾筒旋轉方向的作用.3.3各軸怠速、功率和扭矩的估算已知電動機的數據如下：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數據匯總Table2summarizationofdate軸號電動機軸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傳動機構的設計與估算3.4.1帶傳動設計帶傳動適用的場合：中心距變化范圍較大，結構簡單，傳動平穩，能緩沖，可起過載安全保險的作用。缺點是外廓規格大，軸上受力較大，傳動比不能嚴格保證，壽命低（約3000~5000小時）（1）在本次設計中，，取帶的工作情況系數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,取其標準半徑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必須符合軸承的標準因為采用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通常軸肩和軸環的半徑dd5≈d4+2aa—軸肩或軸環的高度，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要比旋轉零件的輪胎厚度要短一些L8軸環寬度L8≈1.4a或L8≈（0.1~0.15）d如Ⅱ軸L8≈1.4*5=7mm4.2主要傳動件結構規格的估算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