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1、目 录摘要1关键词11 前言22 工艺方案的拟定23 传动装置的设计与计算33.1 原动机的选择33.1.1 切管机类型的选择33.1.2 切管机转速的选择33.1.3 切管机功率的选择33.1.4 切管机的传动比43.2 传动方案额拟定43.3 各轴的转速、功率和转矩的计算63.4 传动机构的设计与计算83.4.1 带传动设计83.4.2 齿轮模数的确定93.4.3 蜗轮蜗杆模数的确定103.4.4 齿数的确定103.5 结构的总体设计114 结构设计114.1 各轴的最小直径的初算114.1.1 直径初算124.1.2 轴的校核124.2 各主要传动件结构尺寸的计算204.2.1 三角带轮
2、204.2.2 蜗轮、蜗杆214.2.3 齿轮224.3 装配示意图的绘制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 结论28参考文献28致谢29切管机设计摘 要：本次的设计是车辆用金属管材进行加工的切管机，完成的工作主要是切管机中滚子，机体和减速箱部分的设计。包括传动装置的设计和计算，其中有电动机的选择，传动方案的拟订，各轴的转速，功率和转矩的计算。总体结构的设计，其中有各轴尺寸的设计，各主要传动件的结构尺寸的设计。并且针对以上的设计计算进行了详细的校核。最后通过得到的数据，绘制了总体
3、装配图，减速机和滚子部分的装配图。然后又针对各主要基本件，绘制了多张零件图。关键词：切管机；结构设计；方案；设计计算；The Design of Pipe Cuttter Abstract： What need to be finished is the design of body of the machine and the roll of it. It includes the design and calculate of the slowing speed box,. The choose of the electromotor, the design of the gearing,
4、 the rev, the measure design of the main deliver parts. Than do the emandation work. After all ,get the data and drawing the engineering picture. It includes one final assembling picture, two assembling pictures of each parts, some small pictures of the important accessary.Key words:pipe cutting mac
5、hine, design of structure,plan,design and calculation1 前言钢管主要用来输送流体(一般叫做输送管、英文叫“pipe”)和用作锅炉等的热交换器管(叫做管子，英文叫“tube”)。钢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。管材的需要量之所以急剧增长，是因为管子能用各种材料来制造。而且质量和精度也高。钢管作为输送管广泛地用于输送油、气、水等各种流体，如石油及天然气的钻探开采与输送、锅炉的油水与蒸汽管道、一般的水煤气管道。化工部门一般用管道化方式生产与运输各种化工产品。所以钢管被人们称为工业的“血管”。随着
6、钢管的需求量的日益增大，钢管的生产也显得尤其的重要，因此切管机的设计生产就成了当前所急需解决的课题。此次设计的切管机，主要用于常用的通风、通水管。因此，下料所要求的精度不高。本切管机主要切削大量的薄壁的金属管。如果用手工切断，劳动强度大，生产效率低，产品质量差。因此，需要一台，通用性好，耐用以及抗磨损的切管机。切管机的运用，主要是为了降低劳动强度，节省人力，提高产品质量。当然，保证经济性也是这次设计的重要考虑项目之一。由于切管机在实际生产中早已广泛应用，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，论文中不免有疏忽与错误的地方，敬请批阅老师指正
7、。2 工艺方案的拟定本次设计任务为设计一简单高效的切管机，为此，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：需要锯弓往复的切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。当金属直径相差较大时，锯片还要调换，生产效率低。方案二：用切断刀切断金属管：如在车床上切断，但是一般车床主轴不过几十毫米，通不过直径较大的金属管，并且占有一台普通机床，不太经济。或者用专用的切管机，其工作原理是工件夹紧不动，装在旋转刀架上的两把切断刀，既有主切削的旋转运动，又有进给运动，工作效率高，但是机床结构比较复杂。方案三：用砂轮切断金属管：需要砂轮旋转的切削运动和摇臂向下的进给运
8、动。此机构的结构简单，生产效率高，但是砂轮磨损较快费用很高。方案四：用碾压的方法切断金属管：其需要金属管旋转的切削运动和圆盘向下的进给运动。这种方法是连续切削的，生产效率高，机器的结构也不太复杂。但是会使管子的切口内径缩小，一般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。由于滚子的旋转运动，从而带动工件的旋转，实现切削时的主运动。与此同时，操作手轮，通过螺旋传动，将圆盘刀片向下进给移动，并在不断增加刀片对管子的压力过程中，实现管子的切割工作。3 传动装置的设计与计算3.1 原动机的选择一般机械装置设计中，原动机多选用电动
9、机。电动机输出连续转动，工作时经传动装置调整和转矩，可满足工作机的各种运动和动力要求。要选择电动机，必须了解电动机，出厂的每台电动机都有铭牌，上面标有电动机的主要技术参数。因此，要合理地选择电动机，就要比较电动机的这些特性。在进行简单机械设计时，应选择好电动机的类型，转速和功率。3.1.1 电动机类型的选择工业上一般用三相交流电源，所以选用三相交流异步电动机。三相交流异步电机具有结构简单，工作可靠，价格便宜，维护方便等优点，所以应用广泛。在选择电动机的类型时，主要考虑的是：静载荷或惯性载荷的大小，工作机械长期连续工作还是重复短时工作，工作环境是否多灰尘或水土飞溅等方面。在本次设计中由于其载荷变
10、动较小，有灰尘故选择笼式三相交流异步电机。3.1.2 电动机转速的选择 异步电机的转速主要有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min几种。当工作机械的转速较高时，选用同步转速为3000r/min的电机比较合适。如果工作机械的转速太低（即传动装置的总传动比太大）将导致传动装置的结构复杂，价格较高。在本次设计中可选的转速有1500r/min和750r/min。在一般机械中这两种转速的电机适应性大，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，但一般情况下电动机
11、容量主要由运行发热条件决定。故根据电动机的额定功率大于所需功率10%来选择电动机。综上所述，本次设计的切管机的电机额定功率为P=1.5Kw满载转速为N=1410r/min,每天工作10小时，载荷变动小用于多尘场合。选用Y90L-42型电动机，其额定功率电为1.5Kw，满载转速n电=1400r/min，同步转速1500r/min(4极)，最大转矩为2.3Nm，质量为27kg。3.1.4 切管机传动比 考虑到工件的旋转速度和刀片强度，初定滚筒转速为70r/min。因此电动机确定后，计算出切管机的传动比为：i总=20 在传动方案确定后,根据i总=i1i2的关系分配传动比. 3.2 传动方案的拟订传动
12、方案的拟定，通常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。其运动形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，齿轮传动，蜗轮传动3等；表1 几种主要传动机构的特性比较Table 1 Main drive mechanism comparison主要特性带传动齿轮传动蜗杆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尺寸小,传动比准确,效率高,寿命长,适用的功率和速度范围大外廓尺寸小,传动比大而准确,工作平稳,可制成自锁的传动单级传动比,i开口平型带:24,最大值6,三角带型: 24, 最大值7有张紧轮平型带:35最大值8开式圆柱齿轮: 46,最大值15. 开式圆柱正齿轮: 34,最大值10. 闭式圆柱齿轮: 23,最大值6闭式: 1040,最大值100开式: 1560,最大值100外廓尺寸大中,小小成本低中高效率平型带0.920.98三角带0.90.96开式加工齿0.920.96闭式0.950.99开式0.50.7闭式0.70.94自锁0.400.45（2）实现往复直线运动或摆动的有：螺旋传动，齿轮齿条传动，凸轮机构，曲柄滑块机构等
