機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【全套圖紙】

《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【全套圖紙】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【全套圖紙】（55頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、編編 號(hào)號(hào) 無(wú)錫太湖學(xué)院 畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)（論論文文） 題目：題目： 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 信機(jī) 系系 機(jī)械工程及自動(dòng)化專專 業(yè)業(yè) 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職稱：副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng)誠(chéng) 信信 承承 諾諾 書書 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 自動(dòng)切管機(jī) 及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得 的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用， 表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文

2、）不包含任何其他個(gè)人、 集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 96 學(xué) 號(hào)： 0923267 作者姓名： II 2013 年 5 月 25 日 I 無(wú)無(wú)錫錫太太湖湖學(xué)學(xué)院院 信信 機(jī)機(jī) 系系 機(jī)機(jī)械械工工程程及及自自動(dòng)動(dòng)化化專專業(yè)業(yè) 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì)論論 文文 任任 務(wù)務(wù) 書書 一、題目及專題：一、題目及專題： 1、題目 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2、專題 二、課題來(lái)源及選題依據(jù)二、課題來(lái)源及選題依據(jù) 課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際。 切管機(jī)在許多制造行業(yè)中占有舉足輕重的地位，他可以將傳統(tǒng) 的手工作業(yè)轉(zhuǎn)變成批量生產(chǎn)，其生產(chǎn)效率可以大幅度提高，工人勞動(dòng) 強(qiáng)度顯著降低，更為重要的是產(chǎn)品質(zhì)量有了顯

3、著的提高。因此在許多 制造行業(yè)中切管機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。 某機(jī)車車輛廠，每天都要切割大量 5060 mm 材料為 Q235 的 金屬管，現(xiàn)需設(shè)計(jì)制造一臺(tái)切管機(jī)。 1.切管尺寸范圍：5060 mm。 2.切管力：F=3500N。 3.切管時(shí)滾筒轉(zhuǎn)速：70r/min。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： II 1.通過(guò)該設(shè)計(jì)使學(xué)生熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)的一般思路。 2.使學(xué)生掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和技巧。 3. 通過(guò)設(shè)計(jì)鞏固機(jī)械制圖、金屬材料、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等課程的知 識(shí)。 4.完成自動(dòng)切管機(jī)方案設(shè)計(jì)、主要部件的參數(shù)計(jì)算。 5.完成標(biāo)準(zhǔn)件的選用。 6.完成零、部件圖 8

4、張以上。 7.完成自動(dòng)切管機(jī)總裝圖 1 張。 8.撰寫畢業(yè)說(shuō)明書一份。 計(jì)算正確完整，文字簡(jiǎn)潔通順，書寫整齊清晰。 論文中所引用的公式和數(shù)據(jù)應(yīng)注明出處。 論文字?jǐn)?shù)不少于 1.5 萬(wàn)字。 四、接受任務(wù)學(xué)生：四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 96 班班 姓名姓名 五、開始及完成日期：五、開始及完成日期： 自自 2012 年年 11 月月 12 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）：六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 簽名簽名 簽名簽名 簽名簽名 III 教教研研室室主主任任 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所學(xué)科組組長(zhǎng)研究所 所長(zhǎng)所長(zhǎng) 簽名簽名 系主任系主任 簽名

5、簽名 2012 年年 11 月月 12 日日 IV 摘摘 要要 自動(dòng)切管機(jī)主要用于加工各種用途的管件，包括各種材料的金屬管件，本次設(shè)計(jì)的 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)所加工的管件主要是直徑在 6070mm之間。本論文設(shè)計(jì)的自動(dòng) 切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)，能自動(dòng)切管和送料達(dá)到自動(dòng)加工金屬管件的目的。完成的工作主要 是自動(dòng)切管機(jī)中圓錐齒輪減速器、切管機(jī)棍筒、機(jī)架及自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)工作方案的設(shè)計(jì)。 其中，切管機(jī)的工用原理是：電動(dòng)機(jī)通過(guò)V帶傳動(dòng)，圓錐齒輪減速箱、開式齒輪傳動(dòng)到一 對(duì)棍筒，然后帶動(dòng)金屬管的旋轉(zhuǎn)，獲得切割時(shí)的主運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，圓盤刀片向下移動(dòng)，實(shí) 現(xiàn)管子的切割工作。其中包括確定切管機(jī)設(shè)計(jì)方案的制定、傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)

6、和計(jì)算（包 括電動(dòng)機(jī)的選擇、擬定傳動(dòng)方案、各軸轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì) 算等）。根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)公式，對(duì)上述各項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和強(qiáng)度校核之后，確定了 各個(gè)零件之間的尺寸位置。最后繪制切管機(jī)裝配圖、部件圖以及部分零件圖。 本設(shè)計(jì)所完成的切管機(jī)主要用于車間中對(duì)6070mm管件的切管加工，對(duì)提高生產(chǎn)效 率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度有著積極的意義。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：切管機(jī)；減速器；棍筒 V Abstract Automatic cutting machine mainly being used in processing various functional tube parts ,pri

7、marily includes varieties materials metals tube parts . This time the designed automatic cutting machine and conveying mechanism essentially process the tube parts which diameter between 6070mm.The task of this time designed automatic cutting machine and conveying mechanism , automatic pipe cutting

8、and feeding mechanism to achieve automatic processing of metal pipe fitting objective. The main work is the automatic pipe cutting bevel gear machine reducer, pipe cutting machine roller, frame and the automatic feeding programme of work organization design. Among them, pipe cutting machine working

9、principle is: the motor through driving V, bevel gear reducer, gear transmission to a pair of roller, and then drive the metal tube rotary, obtain the main movement during cutting. At the same time, move down the disc blade, cutting the pipe. Including the determination of design and calculation for

10、mulation, transmission pipe cutting machine design scheme (including the choice of motor, the proposed transmission scheme, the shaft speed, power and torque calculation of the transmission mechanism, design and calculation.).According to the already experienced-formula,the mutual dimension among ea

11、ch components being fixed .Finally ,draw the assemble chart; components chart as well as portion spare parts chart. The designed of pipe cutting machine is mainly used for pipe processing of 60 70mm pipe cutting workshop, to improve production efficiency, is of positive significance to reduce the la

12、bor intensity of workers. Key words: pipe cutting machine; reducer; drum sticks VI 目目 錄錄 摘 要.IV Abstract.V 目 錄.VI 1 緒論.1 1.1 課題的意義、目的、研究范圍.1 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況.1 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求.2 2 自動(dòng)切管機(jī)設(shè)計(jì)方案的擬定.3 2.1 自動(dòng)切管設(shè)計(jì)方案的分析3 2.1.1 切管方案的擬定.3 2.1.2 切管方案的比較.4 2.2 切管方案的確定4 3 自動(dòng)切管機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì).5 3.1 傳動(dòng)裝置的分析5 3.1.1 棍筒傳動(dòng)裝置方案的初步擬定

13、.5 3.1.2 各傳動(dòng)裝置方案的比較.6 3.2 棍筒傳動(dòng)裝置方案的確定6 4 切管機(jī)傳動(dòng)裝置的計(jì)算.7 4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇7 4.1.1 電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)分析.7 4.1.2 選擇切管機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率.7 4.1.3 確定切管機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速.8 4.2 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比8 4.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算9 4.3.1 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算.9 4.3.2 各軸輸入功率計(jì)算.9 4.3.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算.9 5 切管機(jī)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算.11 5.1 V 帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .11 5.2 圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算13 5.3 圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算16 6 自動(dòng)切管機(jī)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算

14、.19 6.1 主動(dòng)軸設(shè)計(jì)計(jì)算19 6.2 錐齒輪輸出軸設(shè)計(jì)計(jì)算21 6.3 惰輪軸設(shè)計(jì)計(jì)算24 6.4 棍筒軸設(shè)計(jì)計(jì)算25 7 鍵聯(lián)接的選擇及計(jì)算.26 VII 7.1 電機(jī)與電動(dòng)機(jī)帶輪聯(lián)接采用平鍵連接26 7.2 主動(dòng)軸與減速器機(jī)帶輪聯(lián)接采用平鍵連接26 7.3 錐齒輪輸出軸與小圓柱齒輪聯(lián)接采用平鍵連接26 7.4 錐齒輪輸出軸與大錐齒輪聯(lián)接采用平鍵連接27 7.5 惰輪軸與惰輪聯(lián)接采用平鍵連接.27 7.6 棍筒輸出軸與大圓柱齒輪聯(lián)接采用平鍵連接27 8 滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì).28 8.1 主動(dòng)軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算28 8.2 輸出軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算29 9 減速機(jī)箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).31 10 密封及潤(rùn)滑

15、的設(shè)計(jì).33 10.1 密封33 10.2 潤(rùn)滑33 11 自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)工作方案設(shè)計(jì).34 11.1 自動(dòng)送料裝置的總體設(shè)計(jì)及工作原理.34 11.2 主要組成部分的設(shè)計(jì)計(jì)算.34 11.2.1 驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算34 11.2.2 軸向運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算35 11.2.3 夾具的設(shè)計(jì)和計(jì)算35 11.2.4 控制系統(tǒng)的選擇35 11.2.5 電動(dòng)機(jī)的選擇.35 11.2.6 機(jī)架的設(shè)計(jì)36 11.2.7 其他部分的設(shè)計(jì)36 12 結(jié)論與展望.37 12.1 結(jié)論.37 12.2 不足之處及未來(lái)展望.37 12.2.1 不足之處.37 12.2.2 未來(lái)展望.37 致 謝.38 參考文獻(xiàn).

16、39 附 錄.40 YEJ 系列電磁制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)安裝及外形尺寸 .40 附錄二.40 YEJ 系列電磁制動(dòng)三相異步機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù) .40 附錄三.41 常見機(jī)械傳動(dòng)的主要特性.41 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 1 緒論緒論 機(jī)械制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著重要的作用的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。隨著時(shí)代的發(fā)展，人們?cè)谙?方設(shè)法改善自己的生存條件和生活水平，正是因?yàn)檫@一點(diǎn)，并推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)的快 速發(fā)展，人們?cè)诔斑M(jìn)到一個(gè)更高的精度，效率更高，成本更低，更人性化的方向發(fā)展。 數(shù)控技能床，加工中心，柔性制造系統(tǒng)，集成制造系統(tǒng)，虛擬制造，敏捷制造，和其他 不斷出現(xiàn)的先進(jìn)制造技術(shù)和在新的先進(jìn)生產(chǎn)模式的新提高企業(yè)的生產(chǎn)能

17、力和市場(chǎng)適應(yīng)能 力，產(chǎn)品性能大幅提高，機(jī)械制造行業(yè)呈現(xiàn)激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中高速發(fā)展的勢(shì)頭。 1.1 課題的意義、目的、研究范圍課題的意義、目的、研究范圍 傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，長(zhǎng)期使用相對(duì)落后的手工切割金屬管操作，進(jìn)行批量生產(chǎn)，不 僅是勞動(dòng)密集，生產(chǎn)效率不高，質(zhì)量差的產(chǎn)品，合格率，導(dǎo)致成本高。隨著機(jī)械制造業(yè) 的快速發(fā)展和人民的要求越來(lái)越高，產(chǎn)品，工廠，以提高生產(chǎn)效率，生產(chǎn)精度，降低生 產(chǎn)成本，因此自動(dòng)切管機(jī)的需求已是迫在眉睫。 自動(dòng)切管機(jī)在制造業(yè)中占有舉足輕重的地位，因?yàn)樽詣?dòng)切管機(jī)可以被轉(zhuǎn)換成傳統(tǒng)的 手工生產(chǎn)，自動(dòng)化生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率，勞動(dòng)強(qiáng)度已大大降低，產(chǎn)品質(zhì)量已顯著 改善，以滿足精度要求的產(chǎn)

18、品。特別是在汽車制造業(yè)，石油，冶金和許多其他制造業(yè)， 管道切割機(jī)具有自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)已被廣泛使用。 自動(dòng)切管機(jī)切割機(jī)和送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)用于金屬管道切割。其主要內(nèi)容是 在切管機(jī)，切割機(jī)構(gòu)和齒輪箱和其相關(guān)聯(lián)的部分的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，其中主要包括傳輸?shù)脑O(shè)計(jì) 和計(jì)算;整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，檢查設(shè)計(jì)計(jì)算的研究設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)，并通過(guò)獲得的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的 總裝配圖，然后繪制相關(guān)零件圖;最后切管機(jī)，自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)組合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的目 的。 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的手工工作已經(jīng)不能滿足今天的產(chǎn)品精度高，效率高， 成本低，發(fā)展，自動(dòng)化在許多領(lǐng)域取得了很好的效果，自動(dòng)化已經(jīng)深入人心。

19、所以自動(dòng) 切管機(jī)誕生了。有許多切管機(jī)，車床主要管道切割機(jī)，鋸床型管道切割機(jī)，大型通風(fēng)管 道切割機(jī)，微型切割機(jī)，切管機(jī)微電腦，微電腦切帶機(jī)，微管切割機(jī)，微電腦切片機(jī)， 微電腦帶機(jī)，微電腦切帶機(jī)，微剪彩機(jī)，微電腦松緊帶切割機(jī)，微電腦切膜機(jī)，粘扣帶 圓角切割機(jī)，微型切割機(jī)，F(xiàn)FC軟電纜切割機(jī)，切片自動(dòng)化配套設(shè)備。 圖 1.1 車床切斷金屬示意圖 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 圖 1. 2 弓鋸切割金屬示意圖 圖 1.3 砂輪片切割機(jī) 車床切割機(jī)操作工件旋轉(zhuǎn)，翻不動(dòng)，切割表面質(zhì)量，可以取得非常理想的狀態(tài)，但 效率較低，多芯片，不易折斷，特別是大型加工噪聲的切割材料，把壽命不長(zhǎng)，切有限 由床料的長(zhǎng)度。高

20、溫，在組織切口的變化。鋸切割機(jī)類工作工件不旋轉(zhuǎn)，噪音，大口徑 管材切割，鋸片刀的直徑增大，面對(duì)中心切料歪斜，平行度低，加工表面質(zhì)量好，加工 材料時(shí)，會(huì)丟失，尤其是在粗切，將有一小片的一側(cè)的前板坯料，影響下道工序的定位， 以及從頭開始的手可能。輪切管機(jī)工作產(chǎn)生較大的火花，有很大的噪音，切割表面質(zhì)量 差，加工時(shí)，材料丟失。 1.3 本課題本課題應(yīng)達(dá)到的要求應(yīng)達(dá)到的要求 通過(guò)自動(dòng)切管機(jī)，送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，使鋼60-70mm的自動(dòng)切管機(jī)，自動(dòng)處理。喂奶后自 動(dòng)切管機(jī)，自動(dòng)切管材料，切割完成上下料，自動(dòng)送料，繼續(xù)切割循環(huán)工作?？梢赃_(dá)到 傳統(tǒng)的手工工作，投入批量生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，大大提高生產(chǎn)效率，大大降低

21、了勞 動(dòng)強(qiáng)度的目的。 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 2 自動(dòng)自動(dòng)切管機(jī)設(shè)計(jì)方案切管機(jī)設(shè)計(jì)方案的擬定的擬定 2.1 自動(dòng)切管自動(dòng)切管設(shè)計(jì)方案的分析設(shè)計(jì)方案的分析 設(shè)計(jì)是一個(gè)項(xiàng)目，旨在校準(zhǔn)的繁瑣，復(fù)雜的工作，可以組織的大方向，有序，高效 的執(zhí)行。在最大程度上，減少抗工人，誤差和偏差的工作過(guò)程中，使所生產(chǎn)的產(chǎn)品，它 應(yīng)該是能夠?qū)崿F(xiàn)良好的任務(wù)，它應(yīng)該達(dá)到實(shí)現(xiàn)的功能。 2.1.1 切管方案的擬定切管方案的擬定 根據(jù)傳統(tǒng)切割金屬管的方法和改進(jìn)方法現(xiàn)擬定以下幾種方案： 方案一： 使用車床，通過(guò)切斷刀的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)來(lái)切斷金屬管； 其工作原理圖如圖 2.1 所示： 圖 2.1 車床切斷刀切斷金屬管原理圖 方案二：

22、使用砂輪切割機(jī)，通過(guò)砂輪片的高速旋轉(zhuǎn)來(lái)切斷金屬管； 其工作原理圖如圖 2.2 所示： 圖 2.2 砂輪切割金屬管原理圖 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 方案三： 使用切管機(jī)，通過(guò)棍筒旋轉(zhuǎn)碾壓的方法來(lái)切斷金屬管； 其工作原理圖如下： 圖 2.3 棍筒旋轉(zhuǎn)碾壓割斷金屬管原理圖 2.1.2 切管方案的比較切管方案的比較 方案一程序需要切斷的金屬管的機(jī)器上，只占用一個(gè)共同的工具，同時(shí)夾緊需要一 定的時(shí)間，則處理效率不高，夾緊過(guò)程中很容易變形，該金屬管的夾緊。低生產(chǎn)率和容 易順壞管，但可用于直接輸送機(jī)的送料。 方案二輪需要同時(shí)通過(guò)搖臂旋轉(zhuǎn)飼料切割金屬管，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，生產(chǎn)效 率高，而且切割時(shí)砂輪磨

23、損大，容易損壞。因此，這種解決方案是只適用于小批量的間 歇生產(chǎn)，大規(guī)模生產(chǎn)不能滿足。 方案三的金屬管，同時(shí)旋轉(zhuǎn)圓盤刀片不斷地向下移動(dòng)，為了達(dá)到目的切割管道，機(jī) 器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，能滿足大量切管的目的。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，也不需要加強(qiáng)，以方便 自動(dòng)處理管。 2.2 切管切管方案的確定方案的確定 基于以上的分析和比較，生產(chǎn)的實(shí)際需求和設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)選擇方案三的設(shè)計(jì)。 切割原理是由一電動(dòng)機(jī)的輸入運(yùn)動(dòng)和力，通過(guò)減速齒輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)滾筒棒，用棒 之間的缸和管道，管旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的切削工具的主運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)刀片的摩擦切割機(jī)制進(jìn)給運(yùn) 動(dòng)，達(dá)到切割金屬管。 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 3 自動(dòng)自動(dòng)切管機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)切

24、管機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 3.1 傳動(dòng)裝置的分析傳動(dòng)裝置的分析 發(fā)送裝置是運(yùn)動(dòng)和功率之間的數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程兼實(shí)現(xiàn)其他效果的移動(dòng)設(shè)備，其功能如 下： 如圖1所示，能量分布; 2，速度的變化; 3，運(yùn)動(dòng)形式的改變。 該驅(qū)動(dòng)裝置是機(jī)器的主要組成部分。 3.1.1 棍筒傳動(dòng)裝置方案的初步擬定棍筒傳動(dòng)裝置方案的初步擬定 根據(jù)設(shè)計(jì)要求現(xiàn)擬定以下幾種傳動(dòng)方案： 方案一：渦輪蝸桿-圓柱齒輪傳動(dòng)，其示意圖如圖3.1所示： 圖 3.1 渦輪蝸桿-圓柱齒輪傳動(dòng) 方案二：二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)，其示意圖如圖3.2所示： 圖 3.2 二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng) 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 方案三：圓錐齒輪-圓柱齒輪傳動(dòng)，其示意圖如圖3.3所示

25、： 圖 3.3 圓錐齒輪-圓柱齒輪傳動(dòng) 3.1.2 各傳動(dòng)裝置方案的比較各傳動(dòng)裝置方案的比較 方案一：該蠕蟲 - 圓柱齒輪，其結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音低，但在長(zhǎng) 期連續(xù)運(yùn)行的條件下，由于效率低蝸輪，功率損耗，適用于負(fù)載較小，間歇工作的情況 下，往往需要更昂貴的耐磨材料，具有良好的耐磨性和良好的潤(rùn)滑裝置，因而成本較高。 方案二：采用兩個(gè)圓柱齒輪傳動(dòng)，其承載能力和調(diào)速范圍大，傳動(dòng)比恒定，可靠， 效率高，壽命長(zhǎng)。但其制造和安裝精度高，吵鬧，和更高的成本，而設(shè)計(jì)寬度尺寸較大。 方案三：使用錐齒輪 - 圓柱齒輪傳動(dòng)，其承載能力和調(diào)速范圍大，傳動(dòng)比恒定，可 靠，效率高，壽命長(zhǎng)。同時(shí)設(shè)計(jì)寬度更小的

26、尺寸也是適合于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。但是，其處 理成本也較高。 3.2 棍筒棍筒傳動(dòng)裝置方案的確定傳動(dòng)裝置方案的確定 工作機(jī)，以滿足性能要求的傳輸方案，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是不同的類型，在不同的組合 和排列順序的組合物。合理的解決方案，應(yīng)確保運(yùn)行可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，易加工， 成本低，傳動(dòng)效率高，使用維修設(shè)施。當(dāng)使用計(jì)劃往往是難以滿足這些要求，因此，確 保重點(diǎn)的要求。 上述比較分析傳輸方案的基礎(chǔ)上，考慮合理的傳輸方案，所以這種設(shè)計(jì)選擇方案三， 用于傳輸?shù)囊蟆?是通過(guò)滑輪由電機(jī)帶動(dòng)，然后通過(guò)錐齒輪的錐齒輪和惰輪驅(qū)動(dòng)桿管 進(jìn)行傳輸，從而達(dá)到切割金屬管的目的。 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 4 切管機(jī)傳動(dòng)裝置的

27、計(jì)算切管機(jī)傳動(dòng)裝置的計(jì)算 4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇 選擇電機(jī)，您必須了解電機(jī)，每個(gè)電機(jī)的出廠銘牌，標(biāo)用電機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。因 此，合理選擇電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)將比較這些特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)選擇電機(jī)類型，結(jié)構(gòu)，動(dòng)力 和速度，并在目錄中找到它的類型和大小。 4.1.1 電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)分析分析 電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種。由于直流電動(dòng)機(jī)需要直流電源的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜， 價(jià)格較高，維護(hù)相對(duì)不便，因此不應(yīng)該使用沒有特殊的要求。 一般工業(yè)用三相交流電源，所以沒有特殊的要求，通常選擇三相交流電機(jī)。三相交 流異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠，價(jià)格便宜，維修方便等，因此被廣泛使用。交流電 機(jī)的異

28、步和同步電機(jī)的類別。異步電動(dòng)機(jī)鼠籠傷口兩個(gè)，其中一個(gè)普通的鼠籠式感應(yīng)電 機(jī)應(yīng)用最。設(shè)計(jì)荷載的變化，由于其規(guī)模較小，所以使用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，封閉結(jié) 構(gòu)，電壓為380V，因?yàn)橛袝r(shí)需要快速停止，頻繁啟動(dòng)，所以使用YEJ系列。 4.1.2 選擇切管機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率選擇切管機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率 工作所需的電動(dòng)機(jī)功率： w d a P PkW 計(jì)算公式： 工作機(jī)工作所需的電源，是指主動(dòng)側(cè)桿管工作機(jī)所需要的功率，kW;；wP 電機(jī)工作機(jī)的主動(dòng)側(cè)桿缸效率。 a 工作機(jī)所需工作功率，由機(jī)器的工作阻力和機(jī)器的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（如：線速度、轉(zhuǎn)速wP 和角速度）計(jì)算求得。 在本設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)任務(wù)給定的管道切割機(jī)的工作參數(shù)，切削力：

29、F=3500N，棍筒轉(zhuǎn)速： n=70r/min，切管尺寸范圍：5060mm。現(xiàn)初步選取棍筒直徑為D滾=80mm，兩棍筒中心 距a=100mm，刀片直徑為D刀=80mm進(jìn)行計(jì)算。 根據(jù)公式： 3 4 210 100060 10006 10 w nDFFvnrF P 滾 其中： F切割刀片工作機(jī)的工作阻力，N； v工作機(jī)刀片的速度，m/s； n棍筒的轉(zhuǎn)速，r/min； r工作機(jī)棍筒的半徑，mm； D滾工作機(jī)棍筒的直徑，mm。 傳動(dòng)裝置的總效率表示組成傳動(dòng)的各個(gè)裝置部分運(yùn)動(dòng)副效率之乘積，即 a 123 =. . .a n 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 其中：、.分別為每一傳動(dòng)副（帶、齒輪）、每對(duì)軸承

30、的效率。 1 2 3 n 傳動(dòng)副的效率數(shù)值可按附錄一選取。 查附錄一，取帶傳動(dòng)效率，滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率，開式圓柱齒輪傳10.96 20.98 動(dòng)效率，圓錐齒輪傳動(dòng)效率。30.9540.95 故總效率 4242 12340.980.950.95=0.7580.96a 7 6 10 w a d a pnD F P 滾 將以上數(shù)值代入公式，得： 77 1.36 0.758 70 80 3500 6 106 10 d a kW nD F P 滾 4.1.3 確定切管機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速確定切管機(jī)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 棍筒的工作轉(zhuǎn)速為n=70r/min; 按附錄一推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，二級(jí)圓錐圓柱

31、1 2 4i 齒輪減速器傳動(dòng)比，則總傳動(dòng)比合理范圍為，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可 2 5 16i 10 64 a i 選范圍為： 10 64)70700 4480 / min( da rnni 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min，1000r/min，1500r/min和3000r/min。 據(jù)的力量和速度，有三個(gè)附錄II適用電機(jī)型號(hào)，所以有4個(gè)齒輪傳動(dòng)比的方案，如表 4-1中所示。 表 4-1 傳動(dòng)比方案 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 v(r/min)傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 方案電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 KW同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速總傳動(dòng)比 V 帶傳動(dòng) 比 減速器 1YEJ90S-21.53000284040.573.511.59

32、2YEJ90L-41.515001400202.96.9 3YEJ100L-61.5100094013.432.65.16 考慮到電機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，重量，價(jià)格，和皮帶傳動(dòng)，齒輪減速比，同時(shí)考慮 到錐齒輪的大小，所以選擇方案三。因此，所選的電機(jī)模型YEJ100L-6，其主要性能如表 4-1所示。 表 4-2 YEJ100L-6 的主要性能 滿 載 時(shí) 型號(hào) 額定功 率kW 轉(zhuǎn)速 r/min 電流 A 效率 % 功率因素 啟動(dòng)電流 額定電流 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 YEJ100L-61.59404.077.50.746.02.02.0 主要外形和安裝尺寸如表 4-2 所示。 4

33、.2 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 1、總傳動(dòng)比電940/7013.43；ain/n 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 2、分配各級(jí)傳動(dòng)比： 根據(jù)附錄一，合理的 V 帶輪傳動(dòng)比為 24，二級(jí)圓錐圓柱齒輪傳動(dòng)比為 56，故取 V 帶輪傳動(dòng)比為 2.64，則二級(jí)圓錐圓柱齒輪傳動(dòng)比為 u 齒輪=ia/i=13.43/2.64=5.09(符合)。 對(duì)于圓錐圓柱齒輪減速器，可取圓錐齒輪傳動(dòng)比為 i1=0.25i，并盡量使 i13，最大 允許到 4，以使圓錐齒輪直徑最小。但同時(shí)考慮到圓柱齒輪的尺寸，綜合考慮兩種因素， 決定取 i1=3.9，則 i2 總=5.09/3.9=1.3

34、，現(xiàn)擬定 i2=3，i3=1/2.3。 表 4-3 YEJ100L-6 的外形和安裝尺寸 外形尺寸 底角安裝 尺寸 地腳螺栓孔直徑軸伸尺寸裝鍵部位尺寸 中心高 H (/ 2)LACADHD ABKDEFG 100405282.5245160140122860824 4.3 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 4.3.1 各軸轉(zhuǎn)速各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算計(jì)算 軸 1 0 940 356/ min 2.64 m r n n i 軸 1 2 1 356 91.3/ min 3.9 r n n i 惰輪 2 2 3 91.3 30.4/ min 3 r n n i 棍筒 3 3 4 30.4 70/ m

35、in 1/ 2.3 r n n i 4.3.2 各軸輸入功率各軸輸入功率計(jì)算計(jì)算 軸 01 11.360.961.3 d kWPP 軸 21121.30.980.951.21kWPP 惰輪的軸 32231.210.980.951.15kWPP 棍筒的軸 43341.150.980.951.07kWPP 4.3.3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩各軸輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算計(jì)算 電動(dòng)機(jī)需要的軸輸出轉(zhuǎn)矩： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 1.36 9550955013.82 940 d d m Nm P T n 軸 100113.822.640.9635.01dNmTTi 軸 2111235.013.90.980.95127.

36、15mNTTi 惰輪軸為 32223127.1530.980.95355.13mNTTi 棍筒軸為 34334355.131 / 2.30.980.95143.75mNTTi 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 5 切管機(jī)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算切管機(jī)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 V 帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、確定計(jì)算功率需要為： 初步擬定該切管機(jī)工作壽命是10年，兩班制的工作制度。 根據(jù)參考文獻(xiàn)1表8-7可查得，其工作情況系數(shù)，1.3Ak 1.31.51.95caAkWPkP 2、選擇V帶： 根據(jù)、，查參考文獻(xiàn)1圖8-11 選用A型V帶。caPn 確固定皮帶輪速度參考直徑和驗(yàn)證： 從參考

37、文獻(xiàn)1表8-6和8-8，以基準(zhǔn)的馬達(dá)皮帶輪直徑1106dmmd 11106940 5.22 601000601000 / dnd vms 525/msvms 帶速合適。 3、計(jì)算大輪的基準(zhǔn)直徑： 1 211 2 279.8dddmm n didd n 根據(jù)文獻(xiàn)1表8-8，圓潤(rùn)。 4，確定V形皮帶的中心距為基準(zhǔn)長(zhǎng)度： 根據(jù) 012120.72()()ddddddadd 初定中心距 0450mma 0 0 21 012 2 4 () 2() 2 dd ddd a dd Ladd 0 2 1523 4450 (280106) 2450(106280) 2 dmmL 從參考文獻(xiàn)1表8-2與參考長(zhǎng)度選舉

38、。 5，計(jì)算實(shí)際中心距離： 0 0 488.4 2 dd mm LL aa 6、電機(jī)滑輪包角： 121180159.6120 57.3 ()dd a dd 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 7、計(jì)算帶的根數(shù)： 根據(jù) ，1106dmmd1940/ minrn 利用插值法，查參考文獻(xiàn)1表8-4a得 00.99kWP 根據(jù) ，1940/ minrn2.64i 查參考文獻(xiàn)1表8-4b得 00.11kWP 利用插值法，根據(jù)文獻(xiàn)1表8-5得 0.948k 使用考文獻(xiàn)1表8-2得 0.99lk 00()1.03rlkWPPPkk 故取根。 1.95 1.03 1.89 ca Pr z P 2z 8、計(jì)算V帶的

39、初拉力的最小值： 從參考文獻(xiàn)1表8-3可以查得 A型V帶長(zhǎng)度是質(zhì)量0.10/qkgm 0 min 2(2.5) 500 cakP qv kzv F 0 min 2(2.50.948)1.95 5000.15.22 0.94825.22 F 0 min155.6NF 9、計(jì)算壓軸力： 1 0 min 22 159.6 22155.6sin612.62sin=pNzFF 。 10、V帶輪的尺寸計(jì)算： 1) 電動(dòng)機(jī)帶輪需要的尺寸的計(jì)算： 從上面計(jì)算可以聽知，電動(dòng)機(jī)帶輪為A型，其直徑為1106dmmd 查表，得： bd=11.0，hamin=2.75，hfmin=8.7，e=150.3，fmin=9，

40、=34 輪轂寬度 B=(z-1)e+2f(2-1)15+2933mm，取B=35mm 輪轂外徑 da=dd+2ha=106+22.75=111.5mm 輪轂孔徑 由電動(dòng)機(jī)輸出軸尺寸決定，由表4-3，得d孔=28mm，鍵槽寬 b=8mm。 2) 減速器機(jī)帶輪的尺寸計(jì)算： 由上面計(jì)算可知，減速器機(jī)帶輪為A型，其直徑為2280dmmd 查參考文獻(xiàn)1表8-10，得： bd=11.0，hamin=2.75，hfmin=8.7，e=150.3，fmin=9，=38 輪轂寬度 B=(z-1)e+2f(2-1)15+2933mm，取B=35mm 輪轂外徑 da=dd+2ha=280+22.75=285.5mm

41、 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 3) 結(jié)構(gòu)選擇： 電動(dòng)機(jī)帶輪： 2.5 dddd1300mm 采用腹板式結(jié)構(gòu)。 減速器機(jī)帶輪： dd2300mm，且D1-d1100mm 采用孔板式結(jié)構(gòu)。 5.2 圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算圓錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1、選擇齒輪類型，精度等級(jí)，材料和牙齒; 從參考文獻(xiàn)1表10-8理查德，通用減速機(jī)的精度水平是68，減速機(jī)的精度等級(jí)為 7。 從參考文獻(xiàn)1表10-1選擇小齒輪材料40Cr鋼（淬火），硬度280HBS，大齒輪材料為 45鋼（淬火和回火），硬度240HBS。 選小齒輪齒數(shù)z1 =21,大齒輪齒數(shù)z2 = 齒z1 =3.921= 81.9，取z2 =82。i

42、則齒數(shù)比為。 21 /82/213.905uzz 2、齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)； 試選載荷系數(shù)Kt=1.3 取齒寬系數(shù)0.33R 由參考文獻(xiàn)1表10-6查的材料的彈性影響系數(shù) 1/2 189.8EMpaZ 從文獻(xiàn)1圖10-21d的齒的表面硬度的小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限調(diào)查 ， min1600HMPa 大齒輪的接觸面的疲勞強(qiáng)度極限min 2550HMPa 由參考文獻(xiàn)1式10-13可得應(yīng)力的循環(huán)次數(shù)為： =603561(2810365)=1.2471091160hNn jL =3.194108 9 1 2 1.247 10 3.905 N N u 由參考文獻(xiàn)1圖10-19取接觸面的疲勞壽命系數(shù)為：k HN1

43、=0.92，k HN2=0.95 可計(jì)算失效概率是1%，安全系數(shù)S=1 1=0.92600=552MpaH 1lim1HNK s 2=0.95550=522.5MPaH 2lim2HNK s 試計(jì)算小齒輪的分度圓直徑d1t 根據(jù) 1 2 3 3 2 3 2 2 1 1 2.92 () (1 0.5) 189.81.3 35.01 10 2.92() 522.50.33(1 0.5 0.33)3.905 E t HRR KT Z d d t t u =51.80mm 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 11 4 51.8 356 0.97/ 60 10006 10 td n vm s 模數(shù)m t=d

44、1t/z1=51.80/21=2.47 計(jì)算其載荷系數(shù)： 根據(jù)，7級(jí)精度，由參考文獻(xiàn)1圖10-8查的動(dòng)載系數(shù) k v=1.05，0.97/vm s 查參考文獻(xiàn)1表10-3，得齒間載荷分配系數(shù) 1HFKK 由參考文獻(xiàn)1表10-2查得使用系數(shù) 1AK 由參考文獻(xiàn)1表10-9查得 1HbeK 1.51.5HFHbeKKK 故載荷系數(shù)1 1.05 1 1.5 1.575AVHHKK K KK 按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓的直徑為： 33 11 1.575 51.8055.22 1.3 t t K ddmm K 計(jì)算模數(shù) m =d1/z1=55.22/21=2.63mm。 3、齒根彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì) 由

45、參考文獻(xiàn)1圖 10-20c查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的極限值，大齒輪1500FEMPa 的彎曲疲勞強(qiáng)度極限2380FEMPa 由參考文獻(xiàn)1圖10-18取彎曲疲的勞壽命系數(shù)k FN1=0.85，k FN2=0.88 取其設(shè)計(jì)彎曲疲勞安全系數(shù)為S=1.4 1=0.85500/1.4=303.57MpaF 11FNFEK s 2=0.88380/1.4=238.86MpaF 22FNFEK s 1 1.05 1 1.5 1.575AVFFKK K K K 節(jié)圓錐角： 1arctan(1/ ) 14.36u 219075.64 當(dāng)量齒數(shù)： 1 1 1 21.677 cos v z z 2 2 2 330.

46、63 cos v z z 根據(jù)參考文獻(xiàn)1表10-5用插值法可以查得 Y Fa1=2.73，Y Sa1=1.57 Y Fa2=2.06，Y Sa2=1.97 11 1 22 2 2.73 1.57 0.01412 303.57 2.06 1.97 0.01698 238.86 FaSa F FaSa F Y Y Y Y 可得 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 1 3 22 1 3 3 22 2 2 4 (1 0.5)1 4 1.575 35.01 10 0.01698 0.33 (1 0.5 0.33)213.9051 FaSa F RR KTY Y m Zu m =2.09mm 另外考慮到小圓錐

47、齒輪的尺寸不宜太小，因此取m =3mm。 4、幾何計(jì)算： 錐距離計(jì)算： R= =126.98mm 21 2 1 1 () 2 mzz z 節(jié)圓直徑： d1 = mz1 = 63 mm d2 = mz2 = 246 mm 平均節(jié)圓直徑： d m1 = d1(1-0.5) = 52.6mm R d m 2 = d2 (1-0.5) = 205.4mm R 齒寬： B=R=0.33126.98=41.9mm R 齒頂圓直徑： da1=m(z1+2cos1)=68.8mm da2=m(z2+2cos2)=247.49mm 齒根圓直徑： df1=m(z1-2.4cos1)=56.02mm df2=m(z

48、2-2.4cos2)=244.21mm 5、受力分析如圖5.1所示： 圖5.1 錐齒輪受力分析示意圖 Ft1=-Ft2=2T1/dm1=235.01/52.6=1.33kN Fa1=-Fr2= Ft tansin1 =1.33=0.12kN tan20sin14.36 Fr1=-Fa2= Ft tancos1 =1.33=0.469kN tan20cos14.36 6、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 小圓錐減速器齒輪： 齒根圓到鍵槽底部的距離e e 根據(jù)參考文獻(xiàn)1表13-5得，徑向動(dòng)載荷系數(shù)X1=1，X2=0.4，軸向動(dòng)載荷系數(shù) Y1=0，Y2= Y=1.6 查參考文獻(xiàn)1表13-6得， 取中等沖擊或中等慣性沖擊，

49、fp=1.5 查參考文獻(xiàn)1表13-4得， 取ft=1 則：P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1)=1.5(12990+0815.6)=4485N 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 30 P2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)=1.5(0.42050+1.61054.4)=3760.56N P1P2 12hh LL 6 10 () 60 t h fC L nP 58400h 89082 h hL 故所選軸承滿足壽命要求。 8.2 輸出軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算輸出軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算 1、求兩軸承受的徑向載荷，如圖8.2所示： 圖8.2 錐齒輪輸出軸軸承受力示意圖 由受力分析可知： 1 2 2.33 0.57 NH NH

50、 FkN FkN 1 2 1.36 5.79 Nv Nv FkN FkN 0.469aeFkN 則 ： 22 1112.69rr Vr HFFFkN 22 2225.82rr Vr HFFFkN 2、計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷： 軸承預(yù)計(jì)壽命Lh=1610365=58400 h 因軸承在工作條件下受到Fr徑向作用和軸向力作用，查參考文獻(xiàn)2表12.21得，30208 軸承的判斷系數(shù)e=0.37，基本額定載荷C=63kN，系數(shù)Y=1.6 由參考文獻(xiàn)1表13-7得， Fd=Fr/(2Y) 對(duì)于滾子軸承 10/3 Fd1=Fr1/(2Y)=2690/(21.6)=840.6N Fd2=Fr2/(2Y)=582

51、0/(21.6)=1818.8N Fd1 58400 h 132576 h hL 故所選軸承滿足壽命要求。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 32 9 減速機(jī)箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減速機(jī)箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、窺視孔窺視孔蓋 可以看到在上部的驅(qū)動(dòng)齒輪減速在窺視孔打開，以檢查齒面接觸模式和間隙，了解 齒輪嚙合。因此，潤(rùn)滑油被注射進(jìn)入體內(nèi)。窺孔上的蓋，以防止污染物進(jìn)入體內(nèi)和潤(rùn)滑 油飛濺。 2，調(diào)整墊片 從多芯片薄軟金屬墊片，用于調(diào)整軸承的游隙。部分焊盤也調(diào)整傳動(dòng)部件的軸向位 置的作用。 3，放油螺塞 減速機(jī)底部有排水孔排放廢油，油脂在使用前插頭插入。 4，呼吸 檔位操作，由于摩擦生熱，從而使人體的溫度，壓力的增加，導(dǎo)致油

52、從該間隙向外 泄漏。因此，翻蓋的頂部或窺視孔安裝通氣帽，讓身體熱起來(lái)氣體逸出自由達(dá)到身體內(nèi) 外壓力相等，提高機(jī)體縫隙的密封性能。 5，油標(biāo)準(zhǔn) 油標(biāo)用來(lái)檢查油位，以確保正常量的油。 6，啟蓋螺絲 經(jīng)常涂蓋和底座結(jié)合緊密，不易分離后，與地表水聯(lián)合玻璃或密封的組合。為了便 于服用蓋，法蘭蓋往往從一到兩蓋的螺釘，啟蓋，該螺釘可以從最上方的可動(dòng)蓋擰開。 也可以被安裝在軸承蓋蓋螺絲啟，為了消除端蓋。環(huán)軸向調(diào)節(jié)的需要，例如啟把兩個(gè)蓋 螺絲，便于調(diào)節(jié)。 如圖7所示，定位銷 為了確保精密軸承孔安裝定位銷孔的位置之前，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)聊安裝后蓋子和底座采用高 強(qiáng)度螺栓。如果車身結(jié)構(gòu)是對(duì)稱的，在銷孔的位置不應(yīng)被對(duì)稱地布置。

53、8，第一環(huán)頭螺釘，吊環(huán)和掛鉤封面上第一環(huán)頭螺釘或鑄鐵環(huán)或鉤蓋處理或刪除。 如圖9所示，密封裝置 在延伸必須安裝在軸與蓋之間的間隙的密封件，以防止漏油和污染物進(jìn)入體內(nèi)。 減速箱結(jié)構(gòu)尺寸選擇，如表9-1所示： 表9-1 減速機(jī)箱體結(jié)構(gòu)尺寸 名稱符號(hào)及尺寸名稱符號(hào)及尺寸 機(jī)座壁厚8df、d1、d2至外機(jī)壁距離122C 機(jī)蓋壁厚18df、d2至凸緣邊緣距離220C 機(jī)座凸緣厚度 1.512b 軸承旁凸臺(tái)半徑 120R 機(jī)蓋凸緣厚度 111.512b 機(jī)座底凸緣厚度 22.520b 凸臺(tái)高度 h 根據(jù)低速級(jí)軸承外 徑確定，以便于扳手 操作為準(zhǔn) 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 33 續(xù)表9-1 地腳螺釘直徑16

54、fd 外機(jī)壁至軸承座端面距離 150l 地腳螺釘數(shù)目4n齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 212 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 112d 機(jī)蓋、機(jī)座肋厚 ， 17m 7m 機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑 210d 軸承端蓋外徑 ，2125D 2 112D 聯(lián)接螺栓 d2的間距150l 軸承端蓋凸緣厚度9t 軸承端蓋螺釘直徑 38d 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 2sD 窺視孔蓋螺釘直徑 45d 定位銷直徑 8d 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 34 10 密封及潤(rùn)滑的設(shè)計(jì)密封及潤(rùn)滑的設(shè)計(jì) 10.1 密封密封 由于使用低速電動(dòng)機(jī)，在室溫下，電動(dòng)馬達(dá)可用于常用毛氈密封。毛氈密封圈，毛 氈環(huán)與套管內(nèi)填充堵塞泄漏間隙達(dá)到密封的目的。毛氈具有天然的

55、彈性，是松孔海綿， 儲(chǔ)存潤(rùn)滑油和擋塵。軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，毯子和可反復(fù)刮了自己的無(wú)油自潤(rùn)滑。 10.2 潤(rùn)滑潤(rùn)滑 1，齒輪，由于驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的圓周速度 V 12 米/秒，使用浸油潤(rùn)滑，所以身體需要有足 夠的油潤(rùn)滑和冷卻。同時(shí)，為了避免沉淀物拋出攪拌油，油的頂部的底表面上的齒不小 于 3050mm 的距離 H。對(duì)于單級(jí)變速箱，浸油 齒全高的深度，你可以設(shè)置所需的石油量。對(duì)于單級(jí)傳動(dòng)，每 1kW 的油需要 V0=0.350.7dm3。 2，滾動(dòng)軸承，由于傳動(dòng)部件的速度是不高，而且往往難以供給，所以使用潤(rùn)滑脂潤(rùn) 滑。不僅密封簡(jiǎn)單，容易流失，并且可以形成完全獨(dú)立的膜的滑動(dòng)面。 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 35 11

56、自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)工作方案設(shè)計(jì)自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)工作方案設(shè)計(jì) 11.1 自動(dòng)切管機(jī)自動(dòng)切管機(jī)送料裝置的總體設(shè)計(jì)及工作原理送料裝置的總體設(shè)計(jì)及工作原理 如圖11.1所示，該裝置主要由步進(jìn)電機(jī)、機(jī)架、可移動(dòng)的氣動(dòng)夾具、PLC控制系統(tǒng)、 滾珠絲杠傳動(dòng)副、固定氣動(dòng)夾具等裝置組成。在管件切割前，先依靠定位板將該管件放 入夾具上進(jìn)行加緊。在確定管件固定好后，用控制按鈕啟動(dòng)機(jī)器進(jìn)行全部的切割管件工 作。切管中，先啟動(dòng)氣動(dòng)夾具將管件夾好，再由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)聯(lián)軸器使得絲桿進(jìn)行轉(zhuǎn) 動(dòng)，達(dá)到固定的在螺母上的移動(dòng)夾具的軸向進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)。并且由控制系統(tǒng)控制步進(jìn)電機(jī) 進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)管的精確切割，誤差精度為0.1mm。 然后，把管件放置

57、在夾具后，由該切管機(jī)自動(dòng)送料裝置的工作原理如圖11.2所示。先 用PLC控制系統(tǒng)對(duì)夾具的夾緊、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)和放松進(jìn)行控制。然后自動(dòng)送料裝置的工 作過(guò)程中每一個(gè)環(huán)節(jié)，都要相應(yīng)的輸入、輸出信號(hào)，最后完成整個(gè)工作的過(guò)程。其中S1 表示管件的切割長(zhǎng)度。 11.2 主要主要的的組成部分的設(shè)計(jì)計(jì)算組成部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 11.2.1 驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算 驅(qū)動(dòng)方法的多樣，可選擇直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、用往復(fù)磁鐵驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)的機(jī)械放式驅(qū) 動(dòng)、氣動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)等。 切管機(jī)的自動(dòng)送料裝置驅(qū)動(dòng)有兩部分： 一是夾具的夾緊和放松運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)；二是管件送料軸向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)。因?yàn)閵A具的夾緊、 放松驅(qū)動(dòng)則采用氣動(dòng)方式，管

58、件軸的向運(yùn)動(dòng)需要?？慷鄠€(gè)位置和要較高的求精度，選用 直線步進(jìn)的電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 圖 11.1 送料機(jī)構(gòu)示意圖 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 36 移動(dòng)夾具后退 S1步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn) 移動(dòng)夾具 松開 進(jìn)行 切割 圖 11.2 自動(dòng)切管機(jī)工作原理圖 11.2.2 軸向運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算軸向運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 該設(shè)計(jì)的主要是針對(duì)汽車制造使用的管材，管材的長(zhǎng)度為60-70mm，最大的切斷長(zhǎng)度 是2000，精度要求為0.1mm。 因此其送料裝置的軸向傳動(dòng)方式采用滾珠絲桿的方法傳動(dòng)。根據(jù)計(jì)算與校核來(lái)確定 螺母、導(dǎo)軌、絲桿具體參數(shù)。 11.2.3 夾具的設(shè)計(jì)和計(jì)算夾具的設(shè)計(jì)和計(jì)算 夾緊裝置是適用于各種大小

59、，形狀的管形材料，以確定所需的夾緊力，夾緊面的對(duì) 象的幾何形狀，選定的原理機(jī)械夾具保持機(jī)構(gòu)。進(jìn)給裝置包括一個(gè)可移動(dòng)的夾緊和其他 固定。 由于夾具。操作中，活動(dòng)夾具的往復(fù)軸向運(yùn)動(dòng)的，為了實(shí)現(xiàn)飼養(yǎng)過(guò)程。所以，當(dāng)其 中一個(gè)夾緊夾具，另一個(gè)夾具釋放。 圖11.3顯示夾具是針對(duì)不同的大小，形狀專門設(shè)計(jì)的氣動(dòng)夾具。圖11.3顯示管夾結(jié)構(gòu)， 這種結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，夾緊原理清晰，簡(jiǎn)單的制造工藝和制造成本低，應(yīng)用廣泛的尺寸范 圍，夾緊數(shù)量，適合中小鎖模力工程。 同時(shí)，對(duì)于支持輥筒，使其被釋放時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)裝置和設(shè)備的固定件的底部軸向相 對(duì)移動(dòng)。 11.2.411.2.4控制系統(tǒng)的選擇控制系統(tǒng)的選擇 自動(dòng)送料裝置的控制

60、分為兩部分：一是步進(jìn)電機(jī)的控制；二是氣缸的控制。在工作 過(guò)程中需設(shè)置多點(diǎn)?？亢头磸?fù)啟動(dòng)、停止，選擇PLC控制系統(tǒng)可以滿足工作要求。控制系 統(tǒng)中還包括繼電器、行程開關(guān)等電器元件。 11.2.5 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇 采用高性能的稀土永磁材料，功率密度高，過(guò)載能力強(qiáng)，正弦波電流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的慣 性，低速性能好，特別適用于機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)，F(xiàn)級(jí)絕緣的材料部分，延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽 命。 采用全封閉式結(jié)構(gòu)，外形美觀，結(jié)構(gòu)緊湊。 移動(dòng) 夾具 加緊 管件 步進(jìn) 電機(jī) 正傳 絲桿 螺母 傳動(dòng) 移動(dòng)夾具 帶動(dòng)管件 前進(jìn) S1 固定 夾具 加緊 自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 37 電磁優(yōu)化設(shè)計(jì)，電磁噪聲低，運(yùn)行平穩(wěn)，效率

61、高。 采用高性能的稀土永磁材料，低速性能好，過(guò)載能力強(qiáng)。 高速，高精度光電編碼器，具有較高的準(zhǔn)確度和速度和位置控制的高性能驅(qū)動(dòng)單元。 防護(hù)等級(jí)IP65級(jí)別，以確?？煽康碾姍C(jī)- 15 40環(huán)境溫度和粉塵，油霧的環(huán)境。 采用高精度軸承和轉(zhuǎn)子高精度動(dòng)平衡技術(shù)，確保電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，在最高轉(zhuǎn)速范 圍，噪聲低，振動(dòng)小。高轉(zhuǎn)矩慣性比，快速反應(yīng)能力。F級(jí)絕緣結(jié)構(gòu)，具有使用壽命長(zhǎng)的 運(yùn)動(dòng)的一部分，高的性能價(jià)格比。 圖 11.3 夾具裝夾圖 11.2.6 機(jī)架的設(shè)計(jì)機(jī)架的設(shè)計(jì) 機(jī)架設(shè)計(jì)，有兩個(gè)：首先，表支撐架的設(shè)計(jì)，兩個(gè)移動(dòng)管支架設(shè)計(jì)。其作用是支持 支架工作臺(tái)自動(dòng)管道切割設(shè)備表，載重臺(tái)及管件的基礎(chǔ)上，考慮到易于

62、操作的工作人員， 移動(dòng)管件。 支撐支架的作用，在一個(gè)表中的一部分的管，以防止管的彎曲變形影響的切割精度。 通過(guò)臺(tái)尺寸及額定負(fù)載的要求，并根據(jù)與普通鋼材料手冊(cè)，焊接，選擇一個(gè)普通鋼模型。 確定材料矩形鋼表支持框架，移動(dòng)管支架角度。 11.2.7 其他部分的設(shè)計(jì)其他部分的設(shè)計(jì) 除了自動(dòng)送料裝置的軸向驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)和夾緊裝置設(shè)計(jì)的，但還需要管的尺寸，形狀 等因素的定位裝置，導(dǎo)軌，滑塊和器具，如一個(gè)合理的選擇和設(shè)計(jì)的輔助支撐裝置，同 時(shí)還需要為氣動(dòng)元件，如氣源時(shí)，系統(tǒng)壓力，各種閥和氣缸等進(jìn)行合理選擇。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 38 12 結(jié)論與展望結(jié)論與展望 12.1 結(jié)論結(jié)論 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是自動(dòng)切管機(jī)及送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，在整個(gè)設(shè)計(jì)和論文撰寫過(guò)程中 充分回顧了大學(xué)四年所學(xué)習(xí)的機(jī)械原理、理論力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程材料、材料力學(xué)、 機(jī)械制圖、CAD應(yīng)用等科目。在這次設(shè)計(jì)中充分的將這些科目融合、應(yīng)用和滲透，此次 設(shè)計(jì)也是對(duì)所學(xué)科目的全面復(fù)習(xí)。同時(shí)，在這次設(shè)計(jì)中，也遇到了許多的困難與問題。 通過(guò)查找資料和老師的指導(dǎo)，將這些問題一一的解決。這種獨(dú)立解決問題和思考的方法 是此次設(shè)計(jì)中的重要收獲。另外，通過(guò)