机械毕业论文钢管切割机设计.docVIP

前 言 在毕业设计选定题目的社会调研中发现，生产中所需的钢管大都使用手工切断，采用手工操作劳动强度大，工作效率低，并存在极其危险的安全隐患，建议设计制造机械化的钢管切割机，当即受到企业欢迎，表示愿意使用设备，我们小组主动承接了此项设计任务。 一、 钢管切割机的用途及设计要求 1、用途 钢管切割机主要是用来切割加工工程所需不同长度的管材,它可以 自动适应各种管材横截面直径的大小,对不同材质的钢管均有较好的切 割性能,切口平整圆滑为下道工序的顺利加工奠定了基础。 2、设计要求 1）被切割管子直径范围为19.05mm(3/4)～101.6mm(4) 。 2） 被切割管子壁厚范围为3～5mm。 3） 中批量生产。 4） 中型机械厂承制。 5） 单人操作,每日两班制(每班断续工作,时间≤10小时)。 二、 钢管切割机的总体方案设计 1、工艺分析 原工厂对金属管材的切割采用了弓锯切割及气割的方法。弓锯的工 艺质量因人而异，且工作效率低下，浪费人工工时，不适合批量加工。 气割的方法较弓锯切割工作效率高，节约人工工时，但切割处的金属内 部分子结构发生转变，材质性能劣化，并且切口处的金属熔渣严重影响 下道工序的加工。为此，根据加工现场的工艺情况和要求，设计研制了 这台钢管切割机，它采用了碾压的方法切割金属管材，对管材的切口加 工精度高，并且适合连续切削，节约了人工工时，提高了生产效率。 2、对执行机构的运动要求 2.1 计算总传动比和分配传动比 2.1.1 总传动比计算 初步确定滚筒转速:n =70r/min 则总传动比:i总=—==20 2.1.2分配传动比 各级传动机构的传动比分配如下: 带传动： i0=1.67 蜗杆传动： i1=25 齿轮传动: i2=2 i3=5/21 实际总传动比等于:i总=i0i1i2i3=1.67×25×2×=19.88 2.2 各传动轴传动功率及机械效率的计算 带传动: η1=0.96 蜗杆传动:η2=0.7 齿轮传动: η3=0.94 滚动轴承:η4=0.99 各传动轴传动特性,见表1 3 切管工艺方案及传动方案设计和选型 3.1 切管工艺方案选择,见表2 3.2传动方案选择 如下图1所示 图 1 如上图1所示,提供的切管机的三种传动系统方案.若仅满足总传动比要求,可以采用单级蜗杆传动.但综合考虑结构,操作及调整布局等方面的 要求,宜采用图中传动系统方案3。 3.3 V带传动的设计及选型 设计原始参数：功率P=1.5KW, 转速n=1400r/min, i=1.67,一天工作一天工作时数≤10h,希望中心距不超过360mm。查表选择Z型V带，数量为3根。 3.4 蜗杆传动设计及选型 设计原始参数：功率PⅡ =1.11KW, 转矩TⅡ =316.6N.m,转速nⅡ=838.3r/min, i =25, 工作载荷平稳,单向工作,间断性工作,润滑情况良好。 3.5 齿轮传动设计及选型 各齿轮材料均选用45#钢,调质处理，齿面硬度HB=220,选择共轭齿轮。 4 总体布局 4.1 机械零件结构图,如图2所示 三、 技术设计 1、 运动设计与动力计算 1.1 电动机功率的计算及选择 参考同类机器,选用一台Y90L-4型电动机。该电动机的主要性能参 数尺寸如下表3所示: 图 2 型 号 额定功率 （KW） 同步转速 （r/min） 满载转速 （r/min） 起动转矩（额定转矩）（N.m） 最大转矩（额定转矩）（N.m） 电机总质量（kg） Y90L-4 1.5 1500 1400 2.2 2.2 27 中心高 H（mm） 外型尺寸（mm） L×（AB/2+AD×HD） 安装尺寸（mm） A×B 轴伸尺寸（mm） D×E 平键尺寸（mm）F×G 90 335×245×190 140×125 24×50 8×20 1.2 确定各传动机构的传动比 2、 结构设计与强度校核 2.1 齿轮的设计与校核 齿轮传动设计计算结果列于表 2.2 蜗杆的设计与校核 蜗杆传动设计计算结果列于表5: 2.3 V带的设计与校核 3、切割机的部件和机器总装配图 参考文献 [1]成大先，机械设计手册，北京：化学工业出版社，2004 [2]徐灏，机械设计手册，第2版，北京：机械工业出版社，2000 [3]孙桓，陈作模，机械原理，第6版，北京：高等教育出版社，1997 [4]《现代机械传动手册》编委会，现代机械传动手册，北京：机械工业出版社，1995 [5]陈榕林，机械设计应用手册，北京：科学技术文献出版社，1995 [6]孙靖民，现代机械设计方法选讲，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1992 [7]姜柳林，机械CAD基础实践，北京：高等教育出版社, 1991 致 谢 通过这次论文