买文档送CAD图纸，湖南农业大学全日制普通专科生结业设计切管机设计THEDESIGNOFPIPECUTTER中学生姓名：学号：年级专业及指导老师及学院：四川·长沙递交日期：山东农业学院全日制普通专科生结业设计诚信声明本人诚恳申明：所呈交的专科结业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中早已标明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体早已发表或撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体在文中均作了明晰的说明并表示了歉意。本人完全意识到本申明的法律结果由本人承当。结业设计作者签名：年月日目录摘要…………………………………………………………………………………1关键词………………………………………………………………………………11序言………………………………………………………………………………22工艺方案的制定…………………………………………………………………23传动装置的设计与估算…………………………………………………………33.1原动机的选择…………………………………………………………………33.1.1切管机类型的选择…………………………………………………………33.1.2切管机怠速的选择…………………………………………………………33.1.3切管机功率的选择…………………………………………………………33.1.4切管机的传动比……………………………………………………………43.2传动方案额制定………………………………………………………………43.3各轴的怠速、功率和扭矩的估算……………………………………………63.4传动机构的设计与估算………………………………………………………83.4.1带传动设计…………………………………………………………………83.4.2蜗杆模数的确定……………………………………………………………93.4.3链轮齿轮模数的确定………………………………………………………103.4.4齿数的确定…………………………………………………………………103.5结构的总体设计………………………………………………………………114结构设计…………………………………………………………………………114.1各轴的最小半径的初算………………………………………………………114.1.1半径初算……………………………………………………………………124.1.2轴的校核……………………………………………………………………124.2各主要传动件结构规格的估算………………………………………………204.2.1三角带轮…………………………………………………………………204.2.2链轮、蜗杆………………………………………………………………214.2.3蜗杆………………………………………………………………………224.3装配示意图的勾画…………………………………………………………234.3.1减速箱……………………………………………………………………234.3.2轴装配的工艺设计………………………………………………………234.4滚筒系统与进给系统………………………………………………………274.4.1滚筒系统的设计…………………………………………………………274.4.2进给系统的设计…………………………………………………………275推论……………………………………………………………………………28参考文献…………………………………………………………………………28致谢………………………………………………………………………………29切管机设计学生：刘海涛指导老师：熊瑛(湖北农业学院工大学，南京410128)摘要：本次的设计是汽车用金属管件进行加工的切管机，完成的工作主要是切管机中滚子，机体和减速箱部份的设计。

包括传动装置的设计和估算，其中有电动机的选择，传动方案的拟订，各轴的怠速，功率和扭矩的估算。总体结构的设计，其中有各轴规格的设计，各主要传动件的结构规格的设计。而且针对以上的设计估算进行了详尽的校核。最后通过得到的数据，勾画了总体装配图，减速机和滚子部份的装配图。之后又针对各主要基本件，勾画了多张零件图。关键词：切管机；结构设计；方案；设计估算；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序言铁管主要拿来输送流体(通常称作输送管、英文叫“pipe”)和用作炉窑等的热交换器管(称作管子，英语叫“tube”)。

铁管是一种多功能的经济断面钢材。它在国民经济各部门应用愈来愈广泛，需求量也越来越大。型材的须要量之所以随之下降，是由于管子能用各类材料来制造。并且质量和精度也高。铁管作为输送管广泛地用于输送油、气、水等各类流体，如石油及天然气的勘探开采与输送、锅炉的油水与蒸气管路、一般的水燃气管路。化工部门通常用管线化形式生产与运输各类化工产品。所以铁管被人们称为工业的“血管”。随着铁管的需求量的日渐减小，铁管的生产也变得尤其的重要，因而切管机的设计生产就成了当前所急需解决的课题。这次设计的切管机，主要用于常用的通风、通水管。因而，下料所要求的精度不高。本切管机主要铣削大量的薄壁的金属管。假如用手工切断，劳动硬度大，生产效率低，产品质量差。因而，须要一台，通用性好，耐用以及抗锈蚀的切管机。切管机的运用，主要是为了增加劳动硬度，节约人力，提升产品质量。其实，保证经济性也是此次设计的重要考虑项目之一。因为切管机在实际生产中已经广泛应用，在使用与制造方面，已有一定的经验，本次设计中有关切管机的一些参数，都采用已有的规定。因水平有限，论文中不免有疏漏与错误的地方，敬请批改老师见谅。2工艺方案的制订本次设计任务为设计一简单高效的切管机，因此，对如下几种设计方案[1]进行比较：方案一：用锯弓锯断金属管：须要锯弓往复的磨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。当金属半径相差较大时，锯条还要调换，生产效率低。方案二：用切断刀切断金属管：如在机床上切断，并且通常机床主轴不过几十毫米，通不过半径较大的金属管，但是占有一台普通铣床，不太经济。或则用专用的切管机切管机，其工作原理是锥面夹紧不动，装在旋转刀架上的两把切断刀，既有主铣削的旋转运动，又有进给运动，工作效率高，而且磨床结构比较复杂。方案三：用磨片切断金属管：须要磨片旋转的磨削运动和摇臂向上的进给运动。此机构的结构简单，生产效率高，而且磨片锈蚀较快费用很高。方案四：用碾压的方式切断金属管：其须要金属管旋转的磨削运动和圆盘向上的进给运动。这些方式是连续铣削的，生产效率高，机器的结构也不太复杂。并且会使管子的切口管径缩小，通常用于管子要求不高的场合。综合考虑，在本次设计中选用方案四。方案四切管机的工作原理：动力由原动机通过传动装置传递给滚子。因为滚子的旋转运动，进而推动型腔的旋转，实现铣削时的主运动。与此同时，操作手轮，通过螺旋传动，将圆盘刀片向上进给联通，并在不断降低刀片对管子的压力过程中，实现管子的切割工作。3传动装置的设计与估算3.1原动机的选择通常机械装置设计中，原动机多选用电动机。

电动机输出连续转动，工作时经传动装置调整和扭矩，可满足工作机的各类运动和动力要求。要选择电动机，必须了解电动机，出厂的每台电动机都有标牌，里面标有电动机的主要技术参数。因而，要合理地选择电动机，就要比较电动机的这种特点。在进行简单机械设计时，应选择好电动机的类型，怠速和功率。3.1.1电动机类型的选择工业上通常用单相交流电源，所以选用单相交流异步电动机。单相交流异步马达具有结构简单，工作可靠，价钱实惠，维护便捷等优点，所以应用广泛。在选择电动机的类型时，主要考虑的是：静荷载或惯性荷载的大小，工作机械常年连续工作还是重复短时工作，工作环境是否多尘土或水土喷溅等方面。在本次设计中因为其荷载变动较小，有尘土故选择笼式单相交流异步马达。3.1.2电动机怠速的选择异步马达的怠速主要有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min3000r/min的马达比较合适。假如工作机械的怠速太低（即传动装置的总传动比太大）将造成传动装置的结构复杂，价钱较高。在本次设计中可选的怠速有1500r/min和750r/min。在通常机械中这两种怠速的马达适应性大，应用比较普遍。

3.1.3电动机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，但通常情况下电动机容量主要由运行发热条件决定。故依照电动机的额定功率小于所需功率10%来选择电动机。综上所述，本次设计的切管机的马达额定功率为P=1.5Kw满载怠速为N=1410r/min,每天工作10小时，荷载变动小用于多尘场合。选用Y90L-4[2]型电动机，其额定功率电为1.5Kw，满载怠速n电=1400r/min，同步怠速1500r/min(4极)，最大扭矩为2.3N·m，质量为27kg。3.1.4切管机传动比考虑到制件的旋转速率和刀片硬度，初定滚筒怠速为70r/min。因而电动机确定后，估算出切管机的传动比为：i总===20在传动方案确定后,按照i总=i1·i2……的关系分配传动比.3.2传动方案的拟订传动方案的制定，一般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。其运动方式大致分为以下几个方面。（1）传递回转运动的有：带传动，链传动，蜗杆传动，链轮传动[3]等；表1几种主要传动机构的特点比较Table1Maindrivemechanismcomparison主要特点带传动蜗杆传动齿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,起过载安全保护作用外廓规格小,传动比确切,效率高,寿命长,适用的功率和速率范围大外廓规格小,传动比大而确切,工作平稳,可制成自锁的传动单级传动比,i开口平型带:2～4,最大值≤6,三角带型:2～4,最大值≤7有张紧轮平型带:3～5最大值≤8开式圆锥蜗杆:4～6,最大值≤15.开式圆锥正蜗杆:3～4,最大值≤10.闭式圆锥蜗杆:2～3,最大值≤6闭式:10～40,最大值≤100开式:15～60,最大值≤100外廓规格大中,小小成本低中高效率平型带0.92～0.98三角带0.9～0.96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自锁0.40～0.45（2）实现往复直线运动或摆动的有：螺旋传动，蜗杆蜗杆传动，曲轴机构，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曲轴机构和平面曲轴机构等。

传动机构的选择就是按照机器工作机构所要求的运动规律，荷载的性质以及机器的工作循环进行的。之后在全面剖析和比较各类传动机构特点的基础上确定一种较好的传动方案。机器一般由原动机、传动装置和工作机等三部份组成。传动装置坐落原动机和工作机之间，拿来传递运动和动力，并可以改变怠速、转矩的大小或改变运动方式，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，因而须要合理的制定传动方案。在本次结业设计中，已知切管机的i总=20，若用齿轮，一次降速原先可以达到，而且因为切割的管子最大半径为80mm，故两个滚筒的中心距不能大于80mm，因而推动两个滚筒的蜗杆直径不能小于滚筒的半径（?70mm）。若取齿轮z1=2，链轮z2=40，m=4，则链轮分度圆半径d2=160mm,比同一轴上的蜗杆大，按此布置，链轮即将和滚筒翻车，因此，应当加强两轴之间的中心距。这样就要加上一个惰轮，才可以解决这个问题，如图1。在本次设计中，取链轮齿数为z2=50,模数m=4。因为带传动具有缓冲和过载抱死的特点，故可将其作为马达以后的第一级传动，再者开式蜗杆传动不宜置于高速级，由于在这些条件下工作容易形成冲击和噪声，故应将蜗杆传动置于低速级。

一个好的传动方案切管机，不仅首先应满足机器的功能要求外，还应该工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、成本低廉以及使用维护便捷。经比较各类传动方案，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。考虑到传动装置的结构、尺寸、重量、工作条件和制造安装等诱因，必须对传动比进行合理的分配.依据公式T=9550(N·m)[3]可知:当传动的功率P(Kw)一定时,怠速n(r/min)越高，力矩T就越小。因此,在进行传动比的分配时遵守”降速要先少后多”。V图1链轮齿轮加中间惰轮传动方案图Fig.1Wormgearplusintermediateidlergeardiagram带传动的传动比不能过大，否则会使大带轮直径超过减速器的中心高，导致规格不协调，并给机座设计和安装带来困难，又由于蜗杆在降速传动中,倘若降速比较大,都会使被动蜗杆半径过大,而降低径向规格,或则因小蜗杆的齿数太少而形成根切现象.而其在升速传动中,倘若升速比过大,则容易造成强烈的振动和噪声,导致传动不平稳,影响机器的工作性能.因此,各机构的传动比分配情况如下:i1=1.2；i2=50；i3=1.5；i4=（1）i总=i1i2i3i4=1.2501.5=20（2）注:传动系统只大蜗杆是个惰轮,它不改变传动比只起加强中心距,改变滚筒旋转方向的作用.3.3各轴怠速、功率和扭矩的估算已知电动机的数据如下：查表[2]可知各级传动效率如下：图2带传动、蜗轮齿轮、中间惰轮、齿轮方案图Fig.2Beltdrive,thewormgear,intermediateidlergeardiagram（1）估算各轴怠速如下：（2）各轴功率估算如下：（3）各轴传递的力矩估算如下：注：轴3为设计上非常降低的惰轮（过渡蜗杆），所以，轴3不承受力矩，只承受剪力。

表2数据汇总Table2summarizationofdate轴号电动机轴ⅠⅡⅢⅣ传动比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传动机构的设计与估算3.4.1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。缺点是外廓规格大，轴上受力较大，传动比不能严格保证，寿命低（约3000~5000小时）（1）在本次设计中，，取带的工作情况系数KⅠ=1.1[2]，则估算功率为：P计=KⅠ·P电=1.11.5=1.65(Kw)（3）（2）由P计和n1=1400r/min，可查知，选用A型三角带。（3）初步选取小带轮半径d1=100mm,大带轮半径d2=i1·d1=1.2100=120mm,取其标准半径d2=125mm验算带速：（4）由于5m/sd1+2rr—倒圆半径，查阅指南中非配合处的过度圆角直径用凸肩定位时按此式估算，用套筒定位时另取带轮的定位靠套筒，此处的d2是指套筒直径d3安装滚动轴承处的半径dd3>d2dd3>d1无套筒的；套筒的d3必须符合轴承的标准因为采用205型轴承，d3=25mmd4装在两滚动轴承之间蜗杆（链轮）处的半径dd4>d3+2rr—倒圆角直径，查阅指南确定如如Ⅱ轴d5通常轴肩和轴环的半径dd5≈d4+2aa—轴肩或轴环的高度，a=(0.07~0.1)d4如如Ⅱ轴，d4=55mm，a=3.85~5.5mm,取a=5mm,则d5=55+2*5=65mm因而处d4相当于d3=25，a=0.1d4则d5=25+2*2.5=30mmd6滚动轴承定位轴肩外径查阅指南轴承部份的D1值L7安装旋转零件的衬套宽度LL7=（1.2~1.6）ddd---衬套半径通常要求L7要比旋转零件的轮胎厚度要短一些L8轴环宽度L8≈1.4a或L8≈（0.1~0.15）d如Ⅱ轴L8≈1.4*5=7mm4.2主要传动件结构规格的估算4.2.1三角带轮已知选用A型三角胶水，小三角带轮估算半径为d小=100mm;查表可知：h