旋管式切管機(jī)
旋管式切管機(jī),旋管式切管機(jī)
紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院
機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)開(kāi)題報(bào)告
學(xué)號(hào)
083010101
姓名
陳紅
專業(yè)方向
機(jī)電一體化技術(shù)
課題名稱
旋管式切管機(jī)的設(shè)計(jì)
課題來(lái)源
科研
工程設(shè)計(jì)
生產(chǎn)工藝
其它
√
完成課題起止時(shí)間
2011年9月-2012年4月
(全部5部分一共不少于1000字)
一.畢業(yè)論文選題依據(jù)
鋼管是一種多功能的經(jīng)濟(jì)斷面鋼材,它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛,需求量也越來(lái)越大,鋼管的加工也顯得尤其的重要,因此設(shè)計(jì)一臺(tái)通用性好、效率高、耐用以及抗磨損的切管機(jī)就成了當(dāng)前所急需解決的課題。
二.畢業(yè)論文選題目的和意義
選擇題目:旋管式切管機(jī)的設(shè)計(jì)
采用手工切斷鋼管的方法,不但工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低,而且產(chǎn)品質(zhì)量差,因此設(shè)計(jì)一臺(tái)通用性好、效率高、耐用以及抗磨損的切管機(jī)可以達(dá)到降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高效率、節(jié)省人力和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。
三.選題的發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望
目前我國(guó)機(jī)械工業(yè)鋼管使用量已達(dá)到數(shù)千噸以上,鋼管的切割量非常大,但就目前鋼管旋切技術(shù)過(guò)于陳舊落后,加工精度低,噪聲環(huán)境污染嚴(yán)重,和國(guó)外旋切技術(shù)相比還有很大差距,因此我國(guó)的旋管式切管機(jī)還有很大發(fā)展空間。對(duì)現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外鋼管旋切機(jī)的原理、特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析,不斷改進(jìn),縮小與國(guó)外先進(jìn)旋切技術(shù)的差距。
四.本課題要完成的主要內(nèi)容(300字左右)
此次的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)金屬管材進(jìn)行切斷的切管機(jī),完成的工作主要是切管機(jī)中滾子,機(jī)體和減速箱部分的設(shè)計(jì)。
具體需要完成內(nèi)容是:對(duì)現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外鋼管旋切機(jī)的原理、特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析,擬定多個(gè)傳動(dòng)方案,經(jīng)過(guò)分析論證,選出最合理的方案,然后對(duì)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩以及各主要傳動(dòng)件的參數(shù)(包括帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)、齒輪模數(shù)的確定以及蝸桿蝸輪模數(shù)的確定和齒數(shù)的確定)進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算,對(duì)于各軸的最小直徑,各主要傳動(dòng)件的尺寸,包括(V帶輪,齒輪,蝸桿蝸輪),也要給出相應(yīng)的計(jì)算,其中減速箱部分需要著重進(jìn)行設(shè)計(jì),由于這里結(jié)構(gòu)眾多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
五.畢業(yè)論文提綱
1旋管式切管機(jī)傳動(dòng)方案的選擇
2旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算
2.1傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)與計(jì)算
2.2進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算
3滾筒系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1滾筒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.2進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.3總體設(shè)計(jì)
2
目錄
引言 1
1旋管式切管機(jī)傳動(dòng)方案的選擇 3
1.1傳動(dòng)方案 3
1.2傳動(dòng)方案的選擇 4
2旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算 5
2.1傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 5
2.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇 5
2.1.2電動(dòng)機(jī)功率的選擇 5
2.1.3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 6
2.1.4電動(dòng)機(jī)型號(hào)確定 6
2.1.5傳動(dòng)方案的擬定 6
2.1.6各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩 6
2.2進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 8
2.2.1帶輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 8
2.2.2渦輪蝸桿的傳動(dòng)與計(jì)算 10
2.2.3齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 13
3滾筒系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21
3.1滾筒系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21
3.2進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22
3.3總體設(shè)計(jì) 22
結(jié)論 23
致謝 23
參考文獻(xiàn): 24
旋管式切管機(jī)的設(shè)計(jì)
083010101 陳紅
浙江勝達(dá)機(jī)械廠生產(chǎn)設(shè)備開(kāi)發(fā)部 工程師 章魏
紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系 指導(dǎo)教師:蔡曉霞
摘要:金屬切管機(jī)是一種主要用于車輛,工業(yè)或建材生產(chǎn)中的下料工作的機(jī)器。工作對(duì)象主要為各種型號(hào)各種材料的管材。
此次的設(shè)計(jì)主要是針對(duì)車輛用金屬管材進(jìn)行加工的切管機(jī),完成的工作主要是切管機(jī)中滾子,機(jī)體和減速箱部分的設(shè)計(jì)。包括傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和計(jì)算,其中有電動(dòng)機(jī)的選擇,傳動(dòng)方案的擬訂,各軸的轉(zhuǎn)速,功率和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算。
此次設(shè)計(jì)所完成的產(chǎn)品主要用于車用通風(fēng),通水管。本產(chǎn)品在生產(chǎn)中應(yīng)用可以提高產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益,降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
關(guān)鍵詞:切管機(jī) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 方案 設(shè)計(jì)計(jì)算
引言
鋼管主要用來(lái)輸送流體和用作鍋爐等的熱交換器管。
鋼管是一種多功能的經(jīng)濟(jì)斷面鋼材。它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用愈來(lái)愈廣泛,需求量也越來(lái)越大。管材的需要量之所以急劇增長(zhǎng),是因?yàn)楣茏幽苡酶鞣N材料來(lái)制造。而且質(zhì)量和精度也高。
鋼管作為輸送管廣泛地用于輸送油、氣、水等各種流體,如石油及天然氣的鉆探開(kāi)采與輸送、鍋爐的油水與蒸汽管道、一般的水煤氣管道?;げ块T一般用管道化方式生產(chǎn)與運(yùn)輸各種化工產(chǎn)品。所以鋼管被人們稱為工業(yè)的“血管”。
鋼管作為結(jié)構(gòu)管大量地用于機(jī)械制造業(yè)和建筑工業(yè),如用于制作房架、塔吊、鋼管柱、各種車輛的構(gòu)架等。在斷面面積相同的條見(jiàn)下,鋼管比圓鋼、方鋼等的抗彎能力大,剛性好,其單位體積的重量輕。因此,鋼管是一種抗彎能力較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)材料。
鋼管還作為中空的零件毛坯用于制造滾動(dòng)軸承、液壓支柱、液壓缸簡(jiǎn)體、空心軸、花鍵套、螺母以及手表殼等,這既節(jié)約金屬又節(jié)省加工工時(shí)。
鋼管又是軍隊(duì)工業(yè)中的重要材料,如用于制造槍管、炮筒及其他武器。隨著航空、火箭、導(dǎo)彈、原子能與宇宙空間技術(shù)等的發(fā)展,精密、薄壁、高強(qiáng)度鋼管的需求量正迅速增長(zhǎng)。
隨著鋼管的需求量的日益增大,鋼管的生產(chǎn)也顯得尤其的重要,因此切管機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)就成了當(dāng)前所急需解決的課題。
下面是一般產(chǎn)品的設(shè)計(jì)流程,我將按下面的流程進(jìn)程切管機(jī)的設(shè)計(jì):
此次設(shè)計(jì)的切管機(jī),主要用于常用的通風(fēng)、通水管。因此,下料所要求的精度不高。本切管機(jī)主要切削大量的薄壁的金屬管。如果用手工切斷,勞動(dòng)強(qiáng)度大,生產(chǎn)效率低,產(chǎn)品質(zhì)量差。因此,需要一臺(tái),通用性好,耐用以及抗磨損的切管機(jī)。
切管機(jī)的主要參數(shù)為,滾子的轉(zhuǎn)速為70r/min,電動(dòng)機(jī)的額定功率為1.5千瓦,滿載轉(zhuǎn)速1410r/min,每天工作八小時(shí),工作載荷變動(dòng)小。切管機(jī)的工作原理如下:動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)三角帶輸出,渦輪減速箱,開(kāi)始齒輪傳動(dòng)傳到一對(duì)磙子。從而帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)切削時(shí)的主運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí),操作手輪,通過(guò)螺旋傳動(dòng),將圓環(huán)刀片向下運(yùn)動(dòng),并在不斷增加刀片對(duì)管子的壓力過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)管子的切割工作。為了順利實(shí)現(xiàn)上面的運(yùn)動(dòng),要對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)做出選擇,擬定傳動(dòng)方案,并且對(duì)于各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩以及各主要傳動(dòng)件的參數(shù)(包括帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)、齒輪模數(shù)的確定以及蝸桿蝸輪模數(shù)的確定和齒數(shù)的確定)進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算,對(duì)于各軸的最小直徑,各主要傳動(dòng)件的尺寸,包括(V帶輪,齒輪,蝸桿蝸輪),也要給出相應(yīng)的計(jì)算。由于產(chǎn)品較大,大致可以分為五個(gè)部分:刀頭架,滾子,機(jī)柜,電器和減速箱。而各部分時(shí)分開(kāi)設(shè)計(jì)的,因此要注意考慮各部分的裝配關(guān)系。其中減速箱部分需要著重進(jìn)行設(shè)計(jì),由于這里結(jié)構(gòu)眾多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而整個(gè)箱體又時(shí)在整體焊接后需要進(jìn)行裝配密封的部件,所以需要詳細(xì)標(biāo)注。
切管機(jī)的運(yùn)用,主要是為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省人力,提高產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)然,保證經(jīng)濟(jì)性也是這次設(shè)計(jì)的重要考慮項(xiàng)目之一。
由于切管機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中早已廣泛應(yīng)用,在使用與制造方面,已有一定的經(jīng)驗(yàn),本次設(shè)計(jì)中有關(guān)切管機(jī)的一些參數(shù),都采用已有的規(guī)定。因水平有限,論文中不免有疏忽與錯(cuò)誤的地方,敬請(qǐng)批閱老師指正。
1旋管式切管機(jī)傳動(dòng)方案的選擇
1.1傳動(dòng)方案
本次設(shè)計(jì)共有三個(gè)方案供參考,方案如下:
圖1-1 方案一
圖1-2 方案二
圖1-3 方案三
1.2傳動(dòng)方案的選擇
表1-1 方案特性比較
特性
類型
V帶傳動(dòng)
齒輪傳動(dòng)
蝸桿傳動(dòng)
主要特點(diǎn)
中心距變化范圍大,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,傳動(dòng)平穩(wěn),能緩沖,可起過(guò)載安全保險(xiǎn)的作用
外觀尺寸小,傳動(dòng)比準(zhǔn)確,效率高,壽命長(zhǎng),設(shè)用的效率和速度范圍大
外廓尺寸小,傳動(dòng)比大且準(zhǔn)確,工作平穩(wěn),可制成自鎖的傳動(dòng)
主要缺點(diǎn)
外廓尺寸大,軸上受力較大,傳動(dòng)比不能嚴(yán)格保證,壽命低
要求制造精度高,不能緩沖,高速傳動(dòng)精度不夠時(shí)有噪音
效率低。中,高速傳動(dòng)裝置需價(jià)格較高的青銅材料,要求制造精度高,加工較麻煩
效率
V帶0.96
開(kāi)式加工齒輪0.92-0.96;閉式0.95-0.99
開(kāi)式0.70-0.75
閉式0.7-0.94
自鎖0.40-0.45
功率(KM)
小于等于100
常在30以下
常在50以下
速度V,m/s
小于30
小于等于18/36/100
小于50
單級(jí)傳動(dòng)比
2-4
2-4小于等于5-8
10-40
外廓尺寸
較大
小
小
使用壽命
較短
長(zhǎng)
中
表1-2 機(jī)構(gòu)類型比較
機(jī)構(gòu)類型
主要性能特點(diǎn)
平面連桿機(jī)構(gòu)
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,行程距離較大,連接處為面接觸,能承受較大載荷;設(shè)計(jì)時(shí)往往只能近似滿足所需的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
凸輪機(jī)構(gòu)
可滿足工作需要的任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律,適用于各種自動(dòng)機(jī)械;但一般行程較短,凸輪制作復(fù)雜,凸輪和從動(dòng)桿接觸面易磨損,高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)沖擊較大
螺旋機(jī)構(gòu)
運(yùn)動(dòng)精度較高,工作平穩(wěn),故多用于機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)及機(jī)械的調(diào)整裝置。可傳遞較大的軸向力,且易實(shí)現(xiàn)反行自鎖,故常用于起重升降,但機(jī)械效率低,螺紋易磨損。若采用滾珠螺旋,情況大為改善
齒輪齒條機(jī)構(gòu)
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,適用于行程較大的地方;但運(yùn)動(dòng)精度及平穩(wěn)不如螺旋機(jī)構(gòu)
方案c的基本參數(shù)給出,傳動(dòng)比為20,綜合各方面因素選擇方案c。
2旋管式切管機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與計(jì)算
2.1傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)與計(jì)算
傳動(dòng)裝置用來(lái)將原動(dòng)機(jī)輸出的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,以一定的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩或推力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
切管機(jī)工藝方案如下:
圖2-1 工藝方案
2.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇
一般機(jī)械裝置設(shè)計(jì)中,原動(dòng)機(jī)多選用電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)輸出連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),工作時(shí)經(jīng)傳動(dòng)裝置調(diào)整和轉(zhuǎn)矩,可滿足工作機(jī)的各種運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力要求。
2.1.2電動(dòng)機(jī)功率的選擇
電動(dòng)機(jī)工作環(huán)境為連續(xù)工作,變化很少,并且載荷穩(wěn)定的場(chǎng)合。一般Pm>Pr10%
此處:Pm已經(jīng)給出
所以:Pm=1.5kw
2.1.3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇
此處電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速已經(jīng)給出 n=1410r/min
2.1.4電動(dòng)機(jī)型號(hào)確定
經(jīng)查表,得同一功率的三相異步電動(dòng)機(jī)有以下三種型號(hào)、轉(zhuǎn)速的選擇:
Y90S-2 2840r/min
Y90L-4 1400r/min
Y100L-6 940r/min
根據(jù)要求,最終選定三相異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)是: Y90L-4
參考文獻(xiàn)[2][15]
2.1.5傳動(dòng)方案的擬定
總的傳動(dòng)比i的確定:
綜合考慮各方面要求,確定傳動(dòng)方案如下:
初定傳動(dòng)比:
2.1.6各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩
已知電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)如下:
查表可知各級(jí)傳動(dòng)效率如下:
(1)計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速如下:
(2)各軸功率計(jì)算如下:
(3)各軸傳遞的轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下:
注:軸3為設(shè)計(jì)上特別增加的惰輪(過(guò)渡齒輪),所以,軸3不承受轉(zhuǎn)矩,只承受彎矩。
表2-1
軸號(hào)
電動(dòng)機(jī)軸
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
傳動(dòng)比
2
50
1.5
1/7.5
效率
0.96
0.72
0.92
0.99
轉(zhuǎn)速r/min
1400
700
14
9.3
70
功率kw
1.5
1.44
1.03
0.94
0.85
轉(zhuǎn)矩kg.cm
104.5
200.64
6852.9
593.2
2.2進(jìn)行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算
參考文獻(xiàn)[2][1][9]
2.2.1帶輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算
工況系數(shù) 查表得
計(jì)算功率
選擇帶的型號(hào) 查表得 A型
小帶輪直徑 查表得 取
大帶輪直徑
大帶輪轉(zhuǎn)速
(2)計(jì)算帶長(zhǎng)
求
求
初取中心距
帶長(zhǎng)
由V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度圖表,可得
(3)求中心距與包角
中心距
小帶輪包角 >
(4)求帶的根數(shù)
帶速
傳動(dòng)比
帶的根數(shù) 由查表得 由查表得
由查表得 由查表得
所以
(5)求軸上載荷
張緊力
軸上載荷
(6)V帶輪的尺寸計(jì)算
1)小帶輪
小帶輪直徑
查表 得 mm
輪寬
外徑
孔徑 此處的孔徑依據(jù)電機(jī)的輸出軸為準(zhǔn)
由查表
2)大帶輪
大帶輪直徑
查表得 mm
外徑
3)結(jié)構(gòu)選擇
選擇輻板式結(jié)構(gòu)
輪緣直徑
輪轂直徑 mm
輻板孔圓周定位尺寸
2.2.2渦輪蝸桿的傳動(dòng)與計(jì)算
參考文獻(xiàn)[1][2][9][11][15]
查表選?。何仐U采用45鋼、表面硬度>45HRC。 蝸輪的材料選用ZCuSn10P1、砂型鑄造
(1) 初選【】的值
當(dāng)量摩擦系數(shù) 設(shè) ;
由查表取最大值
【】 、 、 、
(2)中心距的計(jì)算
蝸輪轉(zhuǎn)矩
使用系數(shù) 查表 得
轉(zhuǎn)速系數(shù)
彈性系數(shù) 根據(jù)蝸輪副材料查表 得
壽命系數(shù)
接觸系數(shù) 由查表得
接觸疲勞極限 由查表得
接觸疲勞最小安全系數(shù)自定
中心距
(3)傳動(dòng)基本尺寸
蝸桿頭數(shù) 由查圖表得 、
蝸輪齒數(shù)
模數(shù)
蝸桿分度圓直徑 取
蝸輪分度圓直徑
蝸桿導(dǎo)程角
蝸輪寬度
蝸桿圓周速度
相對(duì)滑動(dòng)速度
當(dāng)量摩擦系數(shù) 經(jīng)查表 得
(4)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
許用接觸應(yīng)力
最大接觸應(yīng)力
應(yīng)為105MPa<173MPa 所以 合格
(5)齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算
齒根彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由查表得
彎曲疲勞最小安全系數(shù)自取
許用彎曲疲勞應(yīng)力
齒輪最大彎曲應(yīng)力
應(yīng)為< 所以 合格
(6)蝸桿軸撓度驗(yàn)算
軸的慣性距
允許蝸桿撓度
蝸桿軸撓度 合格
2.2.3齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算
參考文獻(xiàn)[1][2][11][15][17]
第一對(duì)齒輪(齒輪2為惰輪)
齒輪材料選擇
小齒輪材料:40Gr 、采用調(diào)制處理,硬度241HB-286HB 、取平均260HB
大齒輪材料:45鋼、 采用調(diào)制處理,硬度 229HB-286HB 、 取平均240HB
(1) 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
1) 初步計(jì)算
轉(zhuǎn)矩
齒寬系數(shù)由查表得
接觸疲勞極限由查圖 得
初步計(jì)算得許用接觸應(yīng)力
值 由查表得
初步計(jì)算小齒輪直徑
取
初步齒寬b 取
2)校核計(jì)算
圓周速度
精度等級(jí) 由查表得 選取八級(jí)精度
齒數(shù)z與模數(shù)m
初取齒數(shù)
取
則
使用系數(shù) 由查表 得
動(dòng)載系數(shù) 由查表 得
齒間載荷分配系數(shù)
先求
由此 得
齒向載荷分布系數(shù) 由查表得
載荷系數(shù)
彈性系由查表得
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由查表得
接觸最小安全系數(shù) 由查表得
總工作時(shí)間
接觸壽命系數(shù) 由查表得
許用接觸應(yīng)力
MPa
驗(yàn)算
因?yàn)樾∮?90MPa 合格
計(jì)算結(jié)果表明,接觸疲勞強(qiáng)度較為合適,齒輪尺寸無(wú)需調(diào)整。
(2)確定傳動(dòng)主要尺寸
實(shí)際分度圓直徑 mm
中心距
齒寬
(3)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算
重合度系數(shù)
齒間載荷分配系數(shù) 經(jīng)查表
齒間載荷分布系數(shù)
載荷系數(shù)
齒形系數(shù) 由圖表得
應(yīng)力修正系數(shù) 由圖表得
彎曲疲勞極限 由圖表得
彎曲最小安全系數(shù)由圖表得
應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由查表得
彎曲壽命系數(shù) 由查表得
許用彎曲應(yīng)力
彎曲壽命 由查表得
驗(yàn)算
第二對(duì)齒輪的計(jì)算
齒輪2 為惰輪,即此處的大齒輪。材料為45鋼,調(diào)制處理,硬度為229HB-286HB。
平均取 240HB(主動(dòng))。
齒輪3 為小齒輪,材料選擇40Gr,調(diào)制處理,硬度值為241HB~286HB,平均取
260HB.
(1)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
1)初步計(jì)算
轉(zhuǎn)矩
齒寬系數(shù) 由查表得
接觸疲勞極限由查圖得
初步齒寬b 取
2)校核計(jì)算
圓周速度
精度等級(jí) 由查表得 選取八級(jí)精度
齒數(shù)z與模數(shù)m
已知
使用系數(shù) 由查表得
動(dòng)載系數(shù) 由查表得
齒間載荷分配系數(shù)
先求
由此得
齒向載荷分布系數(shù) 由查表得
載荷系數(shù)
彈性系數(shù) 由查得
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 由查表得
接觸最小安全系數(shù) 由查表得
總工作時(shí)間
接觸壽命系數(shù) 由查表得
許用接觸應(yīng)力
驗(yàn)算
因?yàn)樾∮?84MPa 所以合格
計(jì)算結(jié)果表明,接觸疲勞強(qiáng)度較為合適,齒輪尺寸無(wú)需調(diào)整。
3)確定傳動(dòng)主要尺寸
實(shí)際分度圓直徑 mm
中心距
齒寬
(2)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算
重合度系數(shù)
齒間載荷分配系數(shù) 經(jīng)查表
載荷系數(shù)
齒形系數(shù) 由圖表得
應(yīng)力修正系數(shù) 由圖表得
彎曲疲勞極限 由圖表得
彎曲最小安全系數(shù) 由圖表得
彎曲壽命系數(shù) 由查表得
許用彎曲應(yīng)力
彎曲壽命 由查表得
驗(yàn)算
根據(jù)以上計(jì)算,初步確定減速機(jī)為以下結(jié)構(gòu):
圖2-2減速器效果圖
3滾筒系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1滾筒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)[1][9][11][15][5][14]
滾筒主要通過(guò)惰輪帶動(dòng)兩個(gè)連接在滾筒上的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)旋轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)滾筒上的工件旋轉(zhuǎn),滾筒的粗糙度設(shè)定為Ra25,采用T7碳素工具鋼,滾筒上設(shè)計(jì)有螺旋槽,主要是工作時(shí)可及時(shí)有效的排出加工廢料,保證工件與滾筒接觸良好。
圖3-1滾筒效果圖
3.2進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)[1][9][11][14][15][4][6][8]
本設(shè)計(jì)主要采用了螺旋傳動(dòng)的設(shè)計(jì)方法,通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使刀片均勻進(jìn)給,其優(yōu)點(diǎn)是1摩擦阻力小,傳動(dòng)效率高,具有傳動(dòng)可逆性2運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定,工作壽命長(zhǎng),不易發(fā)生故障。
采用滑動(dòng)螺旋傳動(dòng),螺紋為梯形螺紋,螺桿和螺母的材料為鋼對(duì)青銅,螺紋牙強(qiáng)度為鋼0.6Mpa,青銅30-40Mpa 。
滑動(dòng)螺旋副采用梯形螺紋,牙形角α=30°,螺紋副的大徑和小徑處有相等的徑向間隙。
刀具是由高速工具鋼為材料的圓盤刀片,配備一臺(tái)Y801-2三相異步電動(dòng)機(jī)。
3.3總體設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)[1][2][9][10][11][12][14][15][16][17]
通過(guò)對(duì)切管機(jī)的減速箱體的各個(gè)零部件的計(jì)算,運(yùn)用所計(jì)算出的各個(gè)零部件的尺寸,進(jìn)行總體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
結(jié)論
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是金屬切管機(jī)的設(shè)計(jì),在整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,充分回顧了在大學(xué)所學(xué)習(xí)的機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、理論力學(xué)、工程制圖學(xué)等等的科目。從這一設(shè)計(jì)題目的綜合運(yùn)用中,更是把所學(xué)的這些知識(shí)有了一個(gè)大的融會(huì)與應(yīng)用,從而所學(xué)的知識(shí)也不再是死的,有了一個(gè)比較全面的復(fù)習(xí)。在設(shè)計(jì)與計(jì)算的過(guò)程中,也遇到了許多的困難與問(wèn)題。通過(guò)查找資料,將這些問(wèn)題解決的這種獨(dú)立的解決問(wèn)題和思考的方法,是在這次設(shè)計(jì)中我得到的一個(gè)最大的收獲。當(dāng)然,從中也大致了解了一些產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方法,這也將是一次寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。相信在以后的工作中,將會(huì)有很大幫助。
致謝
在此,最要感謝導(dǎo)我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的老師,他不厭其煩的指導(dǎo)和幫助,以及其本人嚴(yán)謹(jǐn)而認(rèn)真的工作研究態(tài)度,也給我留下了深刻的印象。最后,再次向在我的這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中幫助、指導(dǎo)我的各位老師與同學(xué),表達(dá)最真誠(chéng)的謝意。
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24
紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合實(shí)踐任務(wù)書(shū)
崗位名稱 設(shè)計(jì)人員
崗位職責(zé) 負(fù)責(zé)旋管式切管機(jī)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)
崗位能力要求 具有良好的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ),熟練掌握各種常用傳動(dòng)方式的原理、計(jì)算和應(yīng)用,需要了解各種加工手段,以及各種加工手段的性能、能達(dá)到的精度、加工方法、設(shè)備基本原理等,了解常用材料的性能、熱處理方法等, 能熟練使用CAD、solidword等軟件熟練地繪圖。
課題任務(wù)名稱 旋管式切管機(jī)的設(shè)計(jì)
本課題完成的條件
1、按照自己所學(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā);
2、在學(xué)校輔導(dǎo)老師的幫助和查找相關(guān)資料完成此設(shè)計(jì)。
3、練掌握各種常用傳動(dòng)方式的原理、計(jì)算和應(yīng)用。
本課題任務(wù)要求
<一> 技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)要求
1、 對(duì)現(xiàn)有鋼管旋切機(jī)的原理、特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析,擬定改進(jìn)方案。
2、從設(shè)計(jì)實(shí)際需要出發(fā),選擇設(shè)計(jì)方案;
3、進(jìn)行鋼管旋切機(jī)的工作原理設(shè)計(jì)。
4、對(duì)鋼管旋切機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
5、撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。
<二> 設(shè)計(jì)能力要求
1、讀圖能力:對(duì)給出的圖紙能夠看懂其工作原理以及每部分結(jié)構(gòu)。在腦海里形成完整清晰甚至可以動(dòng)起來(lái)的圖像。
2、拆圖能力:對(duì)給出的總圖,可以繪制出其中的每一個(gè)零件,并用三視圖表達(dá)清楚所有細(xì)節(jié)。同時(shí)要求對(duì)每一個(gè)零件的可裝配性、可加工性、成本、性能要有足夠的考慮。對(duì)于好的拆圖要求能夠發(fā)現(xiàn)并修改總圖設(shè)計(jì)上的缺陷或錯(cuò)誤。
3、標(biāo)注能力:對(duì)繪制出的零件圖進(jìn)行標(biāo)注,尤為重要的是學(xué)會(huì)給出適當(dāng)?shù)拇植诙取⒐钆浜?、形位公差的要求。尺寸要齊全,并不得有封閉尺寸。注意標(biāo)注的尺寸起點(diǎn)以及誤差累積問(wèn)題。表面處理要適當(dāng)。
4、工藝能力:清楚地設(shè)計(jì)出每一個(gè)零件或結(jié)構(gòu)所使用的材料、加工方法、熱處理方法等,對(duì)于任何一個(gè)公差或尺寸提出的要求都是基于實(shí)際結(jié)構(gòu)的需要以及加工工藝的要求來(lái)共同決定的。
5、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力:為了實(shí)現(xiàn)某一種功能,可以想象并繪制出可用、可裝配、可加工、成本適中的結(jié)構(gòu),對(duì)于好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單可靠、成本低廉、美觀大方。
6、測(cè)量和質(zhì)量、安全管理:了解基本的測(cè)量檢測(cè)手段、了解并理解質(zhì)量管理、安全管理的方法和規(guī)定,把質(zhì)量和安全的理念應(yīng)用到零部件設(shè)計(jì)中。
7、解決問(wèn)題能力:在生產(chǎn)過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)很多加工工藝、失誤、意外因素等原因造成的問(wèn)題,這需要通過(guò)豐富的設(shè)計(jì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),靈活的頭腦和智慧找出快捷、簡(jiǎn)便、低成本的解決方法。
8、判斷能力:對(duì)于一個(gè)零件其強(qiáng)度是否足夠?一個(gè)結(jié)構(gòu)其性能是否可靠?一臺(tái)設(shè)備其總體是否合理美觀?成本孰高孰低?性能孰優(yōu)孰劣?諸如此類問(wèn)題,要求設(shè)計(jì)者在頭腦中有基本準(zhǔn)確的直覺(jué)判斷。
9、準(zhǔn)確性:機(jī)械設(shè)計(jì)人員的第一要求是準(zhǔn)確,其次才是巧妙。要求避免任何形式的錯(cuò)誤,尤其是疏忽大意造成的錯(cuò)誤堅(jiān)決要避免。
<三> 時(shí)間安排
1、畢業(yè)綜合實(shí)踐單位以及崗位的落實(shí)(2011年7月1日開(kāi)始)
2、上傳畢業(yè)綜合實(shí)踐任務(wù)書(shū)(2011年9月30日前)
3、畢業(yè)綜合實(shí)踐相關(guān)崗位頂崗實(shí)習(xí)過(guò)程并撰寫(xiě)實(shí)習(xí)周記(2011年7月1日-2012年4月20日期間)
<四>周記撰寫(xiě)與系統(tǒng)錄入
1、每周每周登陸系統(tǒng)提交實(shí)習(xí)周記,內(nèi)容要求與實(shí)習(xí)期間工作、生活相關(guān),不少于200字;每月在其中一篇周記內(nèi)包含一次企業(yè)所跟師傅或直屬領(lǐng)導(dǎo)評(píng)價(jià)(20字以上,包含評(píng)價(jià)人聯(lián)系方式)。
2、參加或更換實(shí)習(xí)單位要求一周內(nèi)登陸系統(tǒng)更新相關(guān)信息并主動(dòng)聯(lián)系指導(dǎo)教師備案。
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