自動切管機及送料機構設計說明書[帶圖紙]

1、<p><b>　　編號</b></p><p><b>　　無錫太湖學院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題目： 自動切管機及送料機構設計 </p><p>　　信機 系 機械工程及自動化專業(yè)</

2、p><p>　　學 號： 　　　 　　　　</p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導教師： （職稱：副教授 ）</p><p>　　（職稱： ）</p><p>　　2013年5月25日</p><p>　　無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（

3、論文）</p><p><b>　　誠 信 承 諾 書</b></p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 自動切管機及送料機構設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。</p><p&

4、gt;　　班 級： 機械96 </p><p>　　學 號： 0923267 </p><p>　　作者姓名： </p><p>　　2013 年 5 月 25 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　自動切管

5、機主要用于加工各種用途的管件，包括各種材料的金屬管件，本次設計的自動切管機及送料機構所加工的管件主要是直徑在 60～70mm之間。本論文設計的自動切管機及送料機構，能自動切管和送料達到自動加工金屬管件的目的。完成的工作主要是自動切管機中圓錐齒輪減速器、切管機棍筒、機架及自動送料機構工作方案的設計。其中，切管機的工用原理是：電動機通過V帶傳動，圓錐齒輪減速箱、開式齒輪傳動到一對棍筒，然后帶動金屬管的旋轉，獲得切割時的主運動。同時，圓盤刀片

6、向下移動，實現(xiàn)管子的切割工作。其中包括確定切管機設計方案的制定、傳動裝置的設計和計算（包括電動機的選擇、擬定傳動方案、各軸轉速、功率和轉矩的計算、傳動機構的設計與計算等）。根據(jù)已有的經驗公式，對上述各項進行了詳細的計算和強度校核之后，確定了各個零件之間的尺寸位置。最后繪制切管機裝配圖、部件圖以及部分零件圖。</p><p>　　本設計所完成的切管機主要用于車間中對60～70mm管件的切管加工，對提高生產效率，減輕

7、工人的勞動強度有著積極的意義。</p><p>　　關鍵詞：切管機；減速器；棍筒</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Automatic cutting machine mainly being used in processing various functional tube parts ,primar

8、ily includes varieties material`s metals tube parts . This time the designed automatic cutting machine and conveying mechanism essentially process the tube parts which diameter between 60~70mm.The task of this time desig

9、ned automatic cutting machine and conveying mechanism , automatic pipe cutting and feeding mechanism to achieve automatic processing of metal pipe fitting objective. The main work is th</p><p>　　The designed

10、 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 labor intensity of workers.</p><p>

11、　　Key words: pipe cutting machine; reducer; drum sticks </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要II</b></p><p>　　AbstractIII</p><p><b>　　目

12、 錄VI</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1課題的意義、目的、研究范圍1</p><p>　　1.2國內外的發(fā)展概況1</p><p>　　1.3本課題應達到的要求2</p><p>　　2 自動切管機設計方案的擬定3<

13、/p><p>　　2.1 自動切管設計方案的分析3</p><p>　　2.1.1 切管方案的擬定3</p><p>　　2.1.2 切管方案的比較4</p><p>　　2.2 切管方案的確定4</p><p>　　3 自動切管機傳動裝置的設計5</p><p>　　3.1 傳動裝置的分

14、析5</p><p>　　3.1.1 棍筒傳動裝置方案的初步擬定5</p><p>　　3.1.2 各傳動裝置方案的比較6</p><p>　　3.2 棍筒傳動裝置方案的確定6</p><p>　　4 切管機傳動裝置的計算7</p><p>　　4.1 電動機的選擇7</p><p>

15、;　　4.1.1 電動機的類型和結構分析7</p><p>　　4.1.2 選擇切管機電動機的功率7</p><p>　　4.1.3 確定切管機電動機的轉速8</p><p>　　4.2 計算總傳動比及分配各級的傳動比8</p><p>　　4.3 運動參數(shù)及動力參數(shù)計算9</p><p>　　4.3.1 各

16、軸轉速計算9</p><p>　　4.3.2 各軸輸入功率計算9</p><p>　　4.3.3 各軸輸入轉矩計算9</p><p>　　5 切管機傳動零件的設計計算11</p><p>　　5.1 V帶輪傳動的設計計算11</p><p>　　5.2 圓錐齒輪傳動的設計計算13</p>&l

17、t;p>　　5.3 圓柱齒輪傳動的設計計算16</p><p>　　6 自動切管機軸的設計計算19</p><p>　　6.1 主動軸設計計算19</p><p>　　6.2 錐齒輪輸出軸設計計算22</p><p>　　6.3 惰輪軸設計計算25</p><p>　　6.4 棍筒軸設計計算26<

18、;/p><p>　　7 鍵聯(lián)接的選擇及計算27</p><p>　　7.1 電機與電動機帶輪聯(lián)接采用平鍵連接27</p><p>　　7.2 主動軸與減速器機帶輪聯(lián)接采用平鍵連接27</p><p>　　7.3 錐齒輪輸出軸與小圓柱齒輪聯(lián)接采用平鍵連接27</p><p>　　7.4 錐齒輪輸出軸與大錐齒輪聯(lián)接采用

19、平鍵連接28</p><p>　　7.5惰輪軸與惰輪聯(lián)接采用平鍵連接28</p><p>　　7.6 棍筒輸出軸與大圓柱齒輪聯(lián)接采用平鍵連接28</p><p>　　8 滾動軸承設計29</p><p>　　8.1 主動軸的軸承設計計算29</p><p>　　8.2 輸出軸的軸承設計計算30</p

20、><p>　　9 減速機箱體結構設計32</p><p>　　10 密封及潤滑的設計34</p><p>　　10.1 密封34</p><p>　　10.2 潤滑34</p><p>　　11 自動送料機構工作方案設計35</p><p>　　11.1自動送料裝置的總體設計及工作原

21、理35</p><p>　　11.2主要組成部分的設計計算35</p><p>　　11.2.1驅動的設計和計算35</p><p>　　11.2.2軸向運動的傳動機構設計和計算36</p><p>　　11.2.3夾具的設計和計算36</p><p>　　11.2.4控制系統(tǒng)的選擇36</p>

22、<p>　　11.2.5 電動機的選擇36</p><p>　　11.2.6機架的設計37</p><p>　　11.2.7其他部分的設計37</p><p>　　12 結論與展望37</p><p><b>　　12.1結論37</b></p><p>　　12.2不足

23、之處及未來展望38</p><p>　　12.2.1 不足之處38</p><p>　　12.2.2 未來展望38</p><p><b>　　致 謝38</b></p><p><b>　　參考文獻39</b></p><p><b>　　附 錄4

24、0</b></p><p>　　YEJ系列電磁制動三相異步電動機安裝及外形尺寸40</p><p><b>　　附錄二41</b></p><p>　　YEJ系列電磁制動三相異步機技術數(shù)據(jù)41</p><p><b>　　附錄三42</b></p><p>

25、;　　常見機械傳動的主要特性42</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　機械制造業(yè)在國民經濟中起著重要的作用的基礎產業(yè)。隨著時代的發(fā)展，人們在想方設法改善自己的生存條件和生活水平，正是因為這一點，并推動機械制造業(yè)生產的快速發(fā)展，人們在超前進到一個更高的精度，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

26、造系統(tǒng)，虛擬制造，敏捷制造，和其他不斷出現(xiàn)的先進制造技術和在新的先進生產模式的新提高企業(yè)的生產能力和市場適應能力，產品性能大幅提高，機械制造行業(yè)呈現(xiàn)激烈的國際競爭中高速發(fā)展的勢頭。</p><p>　　1.1課題的意義、目的、研究范圍</p><p>　　傳統(tǒng)的工業(yè)生產中，長期使用相對落后的手工切割金屬管操作，進行批量生產，不僅是勞動密集，生產效率不高，質量差的產品，合格率，導致成本高。隨

27、著機械制造業(yè)的快速發(fā)展和人民的要求越來越高，產品，工廠，以提高生產效率，生產精度，降低生產成本，因此自動切管機的需求已是迫在眉睫。</p><p>　　自動切管機在制造業(yè)中占有舉足輕重的地位，因為自動切管機可以被轉換成傳統(tǒng)的手工生產，自動化生產，大大提高了生產效率，勞動強度已大大降低，產品質量已顯著改善，以滿足精度要求的產品。特別是在汽車制造業(yè)，石油，冶金和許多其他制造業(yè)，管道切割機具有自動送料機構已被廣泛使用。

28、</p><p>　　自動切管機切割機和送料機構的設計主要是設計用于金屬管道切割。其主要內容是在切管機，切割機構和齒輪箱和其相關聯(lián)的部分的進給機構，其中主要包括傳輸?shù)脑O計和計算;整體結構的設計，檢查設計計算的研究設計和設計，并通過獲得的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的總裝配圖，然后繪制相關零件圖;最后切管機，自動送料機構組合，實現(xiàn)自動化生產的目的。</p><p>　　1.2國內外的發(fā)展概況</p>

29、;<p>　　機械制造業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的手工工作已經不能滿足今天的產品精度高，效率高，成本低，發(fā)展，自動化在許多領域取得了很好的效果，自動化已經深入人心。所以自動切管機誕生了。有許多切管機，車床主要管道切割機，鋸床型管道切割機，大型通風管道切割機，微型切割機，切管機微電腦，微電腦切帶機，微管切割機，微電腦切片機，微電腦帶機，微電腦切帶機，微剪彩機，微電腦松緊帶切割機，微電腦切膜機，粘扣帶圓角切割機，微型切割機，F(xiàn)FC軟電

30、纜切割機，切片自動化配套設備。</p><p>　　圖1.1 車床切斷金屬示意圖</p><p>　　圖1. 2 弓鋸切割金屬示意圖</p><p>　　圖1.3 砂輪片切割機</p><p>　　車床切割機操作工件旋轉，翻不動，切割表面質量，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，切有

31、限由床料的長度。高溫，在組織切口的變化。鋸切割機類工作工件不旋轉，噪音，大口徑管材切割，鋸片刀的直徑增大，面對中心切料歪斜，平行度低，加工表面質量好，加工材料時，會丟失，尤其是在粗切，將有一小片的一側的前板坯料，影響下道工序的定位，以及從頭開始的手可能。輪切管機工作產生較大的火花，有很大的噪音，切割表面質量差，加工時，材料丟失。</p><p>　　1.3本課題應達到的要求</p><p>

32、;　　通過自動切管機，送料機構設計，使鋼60-70mm的自動切管機，自動處理。喂奶后自動切管機，自動切管材料，切割完成上下料，自動送料，繼續(xù)切割循環(huán)工作?？梢赃_到傳統(tǒng)的手工工作，投入批量生產，實現(xiàn)自動化生產，大大提高生產效率，大大降低了勞動強度的目的。</p><p>　　2 自動切管機設計方案的擬定</p><p>　　2.1 自動切管設計方案的分析</p><p&g

33、t;　　設計是一個項目，旨在校準的繁瑣，復雜的工作，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程中，使所生產的產品，它應該是能夠實現(xiàn)良好的任務，它應該達到實現(xiàn)的功能。</p><p>　　2.1.1 切管方案的擬定</p><p>　　根據(jù)傳統(tǒng)切割金屬管的方法和改進方法現(xiàn)擬定以下幾種方案：</p><p><b>　

34、　方案一：</b></p><p>　　使用車床，通過切斷刀的進給運動來切斷金屬管；</p><p>　　其工作原理圖如圖2.1所示：</p><p>　　圖2.1 車床切斷刀切斷金屬管原理圖</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　使用砂輪切割機，通過砂輪片

35、的高速旋轉來切斷金屬管；</p><p>　　其工作原理圖如圖2.2所示：</p><p>　　圖2.2 砂輪切割金屬管原理圖</p><p><b>　　方案三：</b></p><p>　　使用切管機，通過棍筒旋轉碾壓的方法來切斷金屬管；</p><p><b>　　其工作原理圖如下

36、：</b></p><p>　　圖2.3 棍筒旋轉碾壓割斷金屬管原理圖</p><p>　　2.1.2 切管方案的比較</p><p>　　方案一程序需要切斷的金屬管的機器上，只占用一個共同的工具，同時夾緊需要一定的時間，則處理效率不高，夾緊過程中很容易變形，該金屬管的夾緊。低生產率和容易順壞管，但可用于直接輸送機的送料。</p><

37、p>　　方案二輪需要同時通過搖臂旋轉飼料切割金屬管，其結構簡單，使用方便，生產效率高，而且切割時砂輪磨損大，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，大規(guī)模生產不能滿足。</p><p>　　方案三的金屬管，同時旋轉圓盤刀片不斷地向下移動，為了達到目的切割管道，機器結構簡單，工作可靠，能滿足大量切管的目的。其結構簡單，也不需要加強，以方便自動處理管。</p><p>　

38、　2.2 切管方案的確定</p><p>　　基于以上的分析和比較，生產的實際需求和設計要求，設計選擇方案三的設計。</p><p>　　切割原理是由一電動機的輸入運動和力，通過減速齒輪機構驅動旋轉滾筒棒，用棒之間的缸和管道，管旋轉驅動的切削工具的主運動，并通過刀片的摩擦切割機制進給運動，達到切割金屬管。</p><p>　　3 自動切管機傳動裝置的設計</p

39、><p>　　3.1 傳動裝置的分析</p><p>　　發(fā)送裝置是運動和功率之間的數(shù)據(jù)傳輸遠程兼實現(xiàn)其他效果的移動設備，其功能如下：</p><p>　　如圖1所示，能量分布;</p><p><b>　　2，速度的變化;</b></p><p>　　3，運動形式的改變。</p>&l

40、t;p>　　該驅動裝置是機器的主要組成部分。。</p><p>　　3.1.1 棍筒傳動裝置方案的初步擬定</p><p>　　根據(jù)設計要求現(xiàn)擬定以下幾種傳動方案：</p><p>　　方案一：渦輪蝸桿-圓柱齒輪傳動，其示意圖如圖3.1所示：</p><p>　　圖3.1 渦輪蝸桿-圓柱齒輪傳動</p><p&

41、gt;　　方案二：二級圓柱齒輪傳動，其示意圖如圖3.2所示：</p><p>　　圖3.2 二級圓柱齒輪傳動</p><p>　　方案三：圓錐齒輪-圓柱齒輪傳動，其示意圖如圖3.3所示：</p><p>　　圖3.3 圓錐齒輪-圓柱齒輪傳動</p><p>　　3.1.2 各傳動裝置方案的比較</p><p>　　方案

42、一：該蠕蟲 - 圓柱齒輪，其結構緊湊，傳動比大，傳動平穩(wěn)，噪音低，但在長期連續(xù)運行的條件下，由于效率低蝸輪，功率損耗，適用于負載較小，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滑裝置，因而成本較高。</p><p>　　方案二：采用兩個圓柱齒輪傳動，其承載能力和調速范圍大，傳動比恒定，可靠，效率高，壽命長。但其制造和安裝精度高，吵鬧，和更高的成本，而設計寬度尺寸較大。</p>

43、;<p>　　方案三：使用錐齒輪 - 圓柱齒輪傳動，其承載能力和調速范圍大，傳動比恒定，可靠，效率高，壽命長。同時設計寬度更小的尺寸也是適合于長期連續(xù)運行。但是，其處理成本也較高。</p><p>　　3.2 棍筒傳動裝置方案的確定</p><p>　　工作機，以滿足性能要求的傳輸方案，傳動機構可以是不同的類型，在不同的組合和排列順序的組合物。合理的解決方案，應確保運行可靠，

44、結構簡單，體積小，易加工，成本低，傳動效率高，使用維修設施。當使用計劃往往是難以滿足這些要求，因此，確保重點的要求。</p><p>　　上述比較分析傳輸方案的基礎上，考慮合理的傳輸方案，所以這種設計選擇方案三，用于傳輸?shù)囊蟆?]是通過滑輪由電機帶動，然后通過錐齒輪的錐齒輪和惰輪驅動桿管進行傳輸，從而達到切割金屬管的目的。</p><p>　　4 切管機傳動裝置的計算</p>

45、<p>　　4.1 電動機的選擇</p><p>　　選擇電機，您必須了解電機，每個電機的出廠銘牌，標用電機的主要技術參數(shù)。因此，合理選擇電動機，電動機將比較這些特點，在設計中應選擇電機類型，結構，動力和速度，并在目錄中找到它的類型和大小。</p><p>　　4.1.1 電動機的類型和結構分析</p><p>　　電動機交流電動機和直流電動機兩種。由

46、于直流電動機需要直流電源的結構較復雜，價格較高，維護相對不便，因此不應該使用沒有特殊的要求。</p><p>　　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。三相交流異步電動機具有結構簡單，可靠，價格便宜，維修方便等，因此被廣泛使用。交流電機的異步和同步電機的類別。異步電動機鼠籠傷口兩個，其中一個普通的鼠籠式感應電機應用最。設計荷載的變化，由于其規(guī)模較小，所以使用三相籠型異步電動機，封閉結構

47、，電壓為380V，因為有時需要快速停止，頻繁啟動，所以使用YEJ系列。</p><p>　　4.1.2 選擇切管機電動機的功率</p><p>　　工作所需的電動機功率：</p><p><b>　　計算公式：</b></p><p>　　—工作機工作所需的電源，是指主動側桿管工作機所需要的功率，kW;；</p&g

48、t;<p>　　—電機工作機的主動側桿缸效率。</p><p>　　工作機所需工作功率，由機器的工作阻力和機器的運動參數(shù)（如：線速度、轉速和角速度）計算求得。</p><p>　　在本設計中，設計任務給定的管道切割機的工作參數(shù)，切削力：F=3500N，棍筒轉速：n=70r/min，切管尺寸范圍：50～60mm?，F(xiàn)初步選取棍筒直徑為D滾=80mm，兩棍筒中心距a=100mm，刀

49、片直徑為D刀=80mm進行計算。</p><p><b>　　根據(jù)公式：</b></p><p><b>　　其中：</b></p><p>　　F—切割刀片工作機的工作阻力，N；</p><p>　　v—工作機刀片的速度，m/s；</p><p>　　n—棍筒的轉速，r/m

50、in；</p><p>　　r—工作機棍筒的半徑，mm；</p><p>　　D滾—工作機棍筒的直徑，mm。</p><p>　　傳動裝置的總效率表示組成傳動的各個裝置部分運動副效率之乘積，即</p><p>　　其中：、、...分別為每一傳動副（帶、齒輪）、每對軸承的效率。</p><p>　　傳動副的效率數(shù)值可按附

51、錄一選取。</p><p>　　查附錄一，取帶傳動效率，滾動軸承傳動效率，開式圓柱齒輪傳動效率，圓錐齒輪傳動效率。</p><p><b>　　故總效率</b></p><p>　　將以上數(shù)值代入公式，得：</p><p>　　4.1.3 確定切管機電動機的轉速</p><p>　　棍筒的工作轉速

52、為n=70r/min;</p><p>　　按附錄一推薦的傳動比合理范圍，取V帶傳動的傳動比，二級圓錐—圓柱齒輪減速器傳動比，則總傳動比合理范圍為，故電動機轉速的可選范圍為：</p><p>　　符合這一范圍的同步轉速有750r/min，1000r/min，1500r/min和3000r/min。</p><p>　　據(jù)的力量和速度，有三個附錄II適用電機型號，所以

53、有4個齒輪傳動比的方案，如表4-1中所示。</p><p>　　表4-1 傳動比方案</p><p>　　考慮到電機和傳動裝置的尺寸，重量，價格，和皮帶傳動，齒輪減速比，同時考慮到錐齒輪的大小，所以選擇方案三。因此，所選的電機模型YEJ100L-6，其主要性能如表4-1所示。</p><p>　　表4-2 YEJ100L-6的主要性能</p><

54、p>　　主要外形和安裝尺寸如表4-2所示。</p><p>　　4.2 計算總傳動比及分配各級的傳動比</p><p>　　1、總傳動比電940/7013.43；</p><p>　　2、分配各級傳動比：</p><p>　　根據(jù)附錄一，合理的V帶輪傳動比為2~4，二級圓錐—圓柱齒輪傳動比為5~6，故取V帶輪傳動比為2.64，則二級圓錐

55、—圓柱齒輪傳動比為u齒輪=ia/i=13.43/2.64=5.09(符合)。</p><p>　　對于圓錐—圓柱齒輪減速器，可取圓錐齒輪傳動比為i1=0.25i，并盡量使i1≤3，最大允許到4，以使圓錐齒輪直徑最小。但同時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，現(xiàn)擬定i2=3，i3=1/2.3。</p><p>　　表4-3 YEJ1

56、00L-6的外形和安裝尺寸</p><p>　　4.3 運動參數(shù)及動力參數(shù)計算</p><p>　　4.3.1 各軸轉速計算</p><p><b>　?、褫S </b></p><p><b>　?、蜉S </b></p><p><b>　　惰輪

57、</b></p><p><b>　　棍筒 </b></p><p>　　4.3.2 各軸輸入功率計算</p><p><b>　　軸Ⅰ </b></p><p><b>　　軸 Ⅱ </b></p><p>&l

58、t;b>　　惰輪的軸 </b></p><p><b>　　棍筒的軸 </b></p><p>　　4.3.3 各軸輸入轉矩計算</p><p>　　電動機需要的軸輸出轉矩：</p><p><b>　　軸 Ⅰ </b></p><p>

59、<b>　　軸 </b></p><p><b>　　惰輪軸為 </b></p><p><b>　　棍筒軸為 </b></p><p>　　5 切管機傳動零件的設計計算</p><p>　　5.1 V帶輪傳動的設計計算</p><p>　　1

60、、確定計算功率需要為：</p><p>　　初步擬定該切管機工作壽命是10年，兩班制的工作制度。</p><p>　　根據(jù)參考文獻[1]表8-7可查得，其工作情況系數(shù)，</p><p><b>　　2、選擇V帶：</b></p><p>　　根據(jù)、，查參考文獻[1]圖8-11 選用A型V帶。</p>&l

61、t;p>　　確固定皮帶輪速度參考直徑和驗證：</p><p>　　從參考文獻[1]表8-6和8-8，以基準的馬達皮帶輪直徑</p><p><b>　　帶速合適。</b></p><p>　　3、計算大輪的基準直徑：</p><p>　　根據(jù)文獻[1]表8-8，圓潤。</p><p>　　4

62、，確定V形皮帶的中心距為基準長度：</p><p><b>　　根據(jù) </b></p><p>　　初定中心距 </p><p>　　從參考文獻[1]表8-2與參考長度選舉。</p><p>　　5，計算實際中心距離：：</p><p><b>　　6、電機滑輪包角

63、：</b></p><p><b>　　7、計算帶的根數(shù)：</b></p><p><b>　　根據(jù) ，</b></p><p>　　利用插值法，查參考文獻[1]表8-4a得 </p><p><b>　　根據(jù) ，</b></p><

64、;p>　　查參考文獻[1]表8-4b得 </p><p>　　利用插值法，根據(jù)文獻[1]表8-5得 </p><p>　　使用考文獻[1]表8-2得 </p><p><b>　　故取根。</b></p><p>　　8、計算V帶的初拉力的最小值：</p><p>　　從參考文獻[

65、1]表8-3可以查得 A型V帶長度是質量</p><p><b>　　9、計算壓軸力：</b></p><p>　　10、V帶輪的尺寸計算：</p><p>　　1) 電動機帶輪需要的尺寸的計算：</p><p>　　從上面計算可以聽知，電動機帶輪為A型，其直徑為</p><p><b&

66、gt;　　查表，得：</b></p><p>　　bd=11.0，hamin=2.75，hfmin=8.7，e=15±0.3，fmin=9，=34°</p><p>　　輪轂寬度 B=(z-1)e+2f≥(2-1)×15+2×9≥33mm，取B=35mm</p><p>　　輪轂外徑 da=dd

67、+2ha=106+2×2.75=111.5mm</p><p>　　輪轂孔徑 由電動機輸出軸尺寸決定，由表4-3，得d孔=28mm，鍵槽寬b=8mm。</p><p>　　2) 減速器機帶輪的尺寸計算：</p><p>　　由上面計算可知，減速器機帶輪為A型，其直徑為</p><p>　　查參考文獻[1]表8-10，得：&

68、lt;/p><p>　　bd=11.0，hamin=2.75，hfmin=8.7，e=15±0.3，fmin=9，=38°</p><p>　　輪轂寬度 B=(z-1)e+2f≥(2-1)×15+2×9≥33mm，取B=35mm</p><p>　　輪轂外徑 da=dd+2ha=280+2×2.75=

69、285.5mm</p><p><b>　　3) 結構選擇：</b></p><p><b>　　電動機帶輪：</b></p><p>　　∵2.5 dd≤dd1≤300mm</p><p><b>　　∴采用腹板式結構。</b></p><p><

70、;b>　　減速器機帶輪：</b></p><p>　　∵dd2≤300mm，且D1-d1≥100mm</p><p><b>　　∴采用孔板式結構。</b></p><p>　　5.2 圓錐齒輪傳動的設計計算</p><p>　　1、選擇齒輪類型，精度等級，材料和牙齒;</p><p

71、>　　從參考文獻[1]表10-8理查德，通用減速機的精度水平是68，減速機的精度等級為7。</p><p>　　從參考文獻[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。</p><p>　　選小齒輪齒數(shù)z1 =21,大齒輪齒數(shù)z2 =齒×z1 =3.9×21= 81.9，取z2 =82。&l

72、t;/p><p><b>　　則齒數(shù)比為。</b></p><p>　　2、齒面接觸強度設計；</p><p>　　試選載荷系數(shù)Kt=1.3</p><p><b>　　取齒寬系數(shù)</b></p><p>　　由參考文獻[1]表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)</p>

73、<p>　　從文獻[1]圖10-21d的齒的表面硬度的小齒輪接觸疲勞強度極限調查</p><p><b>　　，</b></p><p>　　大齒輪的接觸面的疲勞強度極限</p><p>　　由參考文獻[1]式10-13可得應力的循環(huán)次數(shù)為：</p><p>　　=60×356×1

74、5;(2×8×10×365)=1.247×109</p><p>　　=3.194×108</p><p>　　由參考文獻[1]圖10-19取接觸面的疲勞壽命系數(shù)為：k HN1=0.92，k HN2=0.95</p><p>　　可計算失效概率是1%，安全系數(shù)S=1</p><p>　　[]1

75、==0.92×600=552Mpa</p><p>　　[]2==0.95×550=522.5MPa</p><p>　　試計算小齒輪的分度圓直徑d1t</p><p><b>　　根據(jù)</b></p><p><b>　　=51.80mm</b></p><

76、p>　　模數(shù)m t=d1t/z1=51.80/21=2.47</p><p><b>　　計算其載荷系數(shù)：</b></p><p>　　根據(jù)，7級精度，由參考文獻[1]圖10-8查的動載系數(shù) k v=1.05，</p><p>　　查參考文獻[1]表10-3，得齒間載荷分配系數(shù) </p><p>　　由參考文獻

77、[1]表10-2查得使用系數(shù) </p><p>　　由參考文獻[1]表10-9查得 </p><p><b>　　故載荷系數(shù)</b></p><p>　　按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓的直徑為：</p><p>　　計算模數(shù) m =d1/z1=55.22/21=2.63mm。</p>&l

78、t;p>　　3、齒根彎曲強度的設計</p><p>　　由參考文獻[1]圖 10-20c查得小齒輪彎曲疲勞強度的極限值，大齒輪的彎曲疲勞強度極限</p><p>　　由參考文獻[1]圖10-18取彎曲疲的勞壽命系數(shù)k FN1=0.85，k FN2=0.88</p><p>　　取其設計彎曲疲勞安全系數(shù)為S=1.4</p><p>　　[

79、]1==0.85×500/1.4=303.57Mpa</p><p>　　[]2==0.88×380/1.4=238.86Mpa</p><p><b>　　節(jié)圓錐角： </b></p><p><b>　　當量齒數(shù)： </b></p><p>　　根據(jù)參考文獻[1]表10-

80、5用插值法可以查得 Y Fa1=2.73，Y Sa1=1.57</p><p>　　Y Fa2=2.06，Y Sa2=1.97</p><p><b>　　可得</b></p><p><b>　　=2.09mm</b></p><p>　　另外考慮到小圓錐齒輪的尺寸不宜太小，因此取m =3mm。

81、</p><p><b>　　4、幾何計算：</b></p><p>　　錐距離計算： R= =126.98mm</p><p>　　節(jié)圓直徑： d1 = mz1 = 63 mm</p><p>　　d2 = mz2 = 246 mm</p><p>　　平均節(jié)圓直徑： d m1

82、= d1(1-0.5) = 52.6mm </p><p>　　d m 2 = d2 (1-0.5) = 205.4mm</p><p>　　齒寬： B=R=0.33×126.98=41.9mm</p><p>　　齒頂圓直徑： da1=m(z1+2cosδ1)=68.8mm</p><p>　　da2=

83、m(z2+2cosδ2)=247.49mm</p><p>　　齒根圓直徑： df1=m(z1-2.4cosδ1)=56.02mm</p><p>　　df2=m(z2-2.4cosδ2)=244.21mm</p><p>　　5、受力分析如圖5.1所示：</p><p>　　圖5.1 錐齒輪受力分析示意圖</p>&l

84、t;p>　　Ft1=-Ft2=2T1/dm1=2×35.01/52.6=1.33kN</p><p>　　Fa1=-Fr2= Ft tanαsinδ1 =1.33××=0.12kN</p><p>　　Fr1=-Fa2= Ft tanαcosδ1 =1.33××=0.469kN</p><p><b>

85、;　　6、結構設計：</b></p><p><b>　　小圓錐減速器齒輪：</b></p><p>　　∵齒根圓到鍵槽底部的距離e<1.6mt時，齒輪與軸形成為一體。</p><p>　　初步估計e<1.6mt，所以把齒輪和軸做在一起。</p><p><b>　　大圓錐齒輪：<

86、/b></p><p>　　∵160mm<da2= 247.49mm<500mm</p><p>　　∴采用腹板式結構的齒輪。</p><p>　　其腹板寬度C≈(3~4)m=9~12mm，</p><p>　　又∵常用齒輪的C值不應小于10mm，</p><p><b>　　故取C=12m

87、m。</b></p><p>　　錐齒輪的邊緣上的腹板D0≈da-(10~14)m=205.79~217.39，現(xiàn)取D0=210mm；</p><p>　　圓錐齒輪腹板下緣D3≈1.7 D4；(D4為軸徑)</p><p>　　圓錐齒輪輪轂寬度l≈(1~1.2)D4；</p><p>　　圓錐齒輪腹板孔中心圓D1≈ ( D0+D3

88、)/2；</p><p>　　圓錐齒輪腹板孔徑D2≈(0.25~0.35)( D0-D3)。</p><p>　　5.3 圓柱齒輪傳動的設計計算</p><p>　　1、選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)：</p><p>　　由參考文獻[1]表10-8查得，通用減速器精度等級為68，取減速器精度等級為7。</p><p&

89、gt;　　由參考文獻[1]表10-1選擇小齒輪材料為QT600-2，硬度為300HBS，大齒輪材料為QT600-2，硬度為300HBS。</p><p>　　選小齒輪齒數(shù)z1 =17，大齒輪齒數(shù)z2 =齒×z1 =1.3×17=22.1，取z2 =22。</p><p><b>　　則齒數(shù)比為。</b></p><p>　　

90、2、齒面接觸強度設計：</p><p>　　試選載荷系數(shù)Kt=1.1</p><p><b>　　取齒寬系數(shù)</b></p><p>　　由參考文獻[1]表10-6查的材料的彈性影響系數(shù)</p><p>　　由參考文獻[1]圖10-21(a)按齒面硬度查的小齒輪接觸疲勞強度的極限，大齒輪的接觸疲勞強度極限</p&g

91、t;<p>　　由參考文獻[1]式10-13計算其應力循環(huán)的次數(shù)</p><p>　　=60×91.3×1×(2×8×10×365)=3.199×108</p><p>　　=2.472×108</p><p>　　由參考文獻[1]圖10-19取接觸疲勞壽命的系數(shù)k HN1

92、=0.96，k HN2=0.98</p><p>　　取其失效的概率為1%，安全系數(shù)S=1</p><p>　　[]1==0.96×700=672Mpa</p><p>　　[]2==0.98×700=686MPa</p><p>　　試計算小齒輪分度圓直徑d1t</p><p><b>

93、　　根據(jù)：</b></p><p><b>　　=51.96mm</b></p><p>　　模數(shù)： m t=d1t/z1=51.96/17=3.06mm</p><p>　　齒高： h=2.25mt=2.25×3.06=6.87mm</p><p>　　b/h=51.96/

94、6.87=7.57</p><p><b>　　計算其載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)，7級精度，由參考文獻[1]圖10-8查的動載荷系數(shù)k v=1.03，</p><p>　　查參考文獻[1]表10-3，得齒間載荷分配系數(shù)</p><p>　　由參考文獻[1]表10-2查得使用系數(shù) </p>

95、<p>　　由參考文獻[1]表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪為非對稱布置時 </p><p>　　由b/h=7.57，查參考文獻[1]圖10-13得 </p><p><b>　　故載荷系數(shù)</b></p><p>　　按實際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑</p><p>　　計算模數(shù) m =

96、d1/z1=55.48/17=3.26mm</p><p>　　3、齒根彎曲強度設計</p><p>　　由參考文獻[1]圖10-20(a)查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限，大齒輪的彎曲疲勞強度極限。</p><p>　　由參考文獻[1]圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)k FN1=0.87，k FN2=0.89</p><p>　　取彎曲疲勞安全系

97、數(shù)S=1.4</p><p>　　[]1==0.87×480/1.4=298.29Mpa</p><p>　　[]2==0.89×480/1.4=305.14Mpa</p><p>　　由參考文獻[1]表10-5查得 Y Fa1=2.97，Y Sa1=1.52</p><p>　　Y Fa2=2.72，Y Sa2=1.5

98、7</p><p><b>　　根據(jù)</b></p><p><b>　　=2.61mm</b></p><p>　　考慮到小圓錐齒輪的尺寸不宜太小，因此取m =2.75mm</p><p>　　則小齒輪齒數(shù)為 z1=d1/m=55.48/2.75≈20</p><p>

99、　　大齒輪齒數(shù)為 z2=1.294×20=25.88，取z2=26</p><p><b>　　4、幾何尺寸計算</b></p><p>　　分度圓直徑 d1 = mz1 = 55 mm</p><p>　　d2 = mz2 = 71.5 mm</p><p>　　齒寬

100、 B=d1=1×55=55mm</p><p>　　中心距 a=( d1+ d2)/2=63.25mm</p><p><b>　　5、結構設計</b></p><p>　　∵齒頂圓直徑da1<160mm</p><p>　　∴采用實心結構的齒輪。</p><p&

101、gt;　　6 自動切管機軸的設計計算</p><p>　　6.1 主動軸設計計算</p><p>　　1、按扭矩強度條件計算</p><p>　　由于小圓錐齒輪采用40Cr并調質處理，故取軸材料為40Cr，采用調至處理，硬度為241HBS~286HBS。</p><p><b>　　根據(jù)</b></p>&

102、lt;p>　　由參考文獻[1]表15-3查的A0=126~103，取A0=110</p><p><b>　　，有一軸鍵</b></p><p><b>　　軸徑增大5%~7%</b></p><p>　　綜合考慮并圓整，取d=18mm</p><p>　　主動軸設計草圖如圖6.1所示<

103、/p><p>　　圖6.1 主動軸設計圖</p><p><b>　　根據(jù)布局軸顯示：</b></p><p>　　從第一部分的最小直徑d1=20mm時，根據(jù)的輪轂L=（1.5?2）=30?40毫米，使用L= B=35毫米，取L1=32毫米;</p><p>　　從有權采取第二直徑d2=25mm時，可根據(jù)軸承端蓋的裝配和拆卸

104、，以及機柜厚度要求，軸承端蓋的左端和滑輪表面的距離為30mm，長度L2=第二左40毫米的</p><p>　　從有權采取第三直徑D3 =30mm時，手動選擇30,206根據(jù)軸承的類型軸承，B =16毫米，取L3=14毫米</p><p>　　從圓錐滾子定位軸肩的第四段，軸的直徑應不小于或等于安裝噠=36毫米，為便于拆卸，并小于它的最大直徑為46mm的內直徑，所以他們選擇= d4上36毫米，

105、L4=40毫米</p><p>　　根據(jù)軸承從左邊對稱第五段直徑D5=30MM的原則，再考慮齒輪定位套筒長度L0=10mm時，L5=24毫米</p><p>　　2，根據(jù)計算的彎曲和扭轉強度條件合成</p><p>　　（A）軸計算簡圖（即力學模型），如圖6.2所示;</p><p>　　圖6.2 主動軸力學模型</p><

106、;p><b>　　解得：</b></p><p><b>　　解得：</b></p><p><b>　　解得：</b></p><p>　　(2) 做出彎矩圖如圖6.3所示</p><p>　　圖6.3 主動軸彎矩圖</p><p>　　(3)

107、 校核軸的強度</p><p><b>　　由彎矩圖所示：</b></p><p>　　左部分第五段是危險的，所以要檢查。</p><p>　　軸脈動周期，所以他們選擇</p><p>　　查參考文獻[1]表15-1太多，</p><p><b>　　根據(jù) 得：</b>

108、</p><p>　　其中 W=d3/32</p><p>　　所以軸的尺寸是安全的。</p><p>　　6.2 錐齒輪輸出軸設計計算</p><p>　　1、按扭矩強度條件計算：</p><p>　　由于碳鋼制造軸較廣泛，取材料為45鋼，采用調至處理，硬度為217HBS~255HBS。</p>&

109、lt;p><b>　　根據(jù)</b></p><p>　　由參考文獻[1]表15-3查的A0=126~103，取A0=110</p><p><b>　　，有一軸鍵</b></p><p><b>　　軸徑增大5%~7%</b></p><p>　　綜合考慮并圓整，取d=2

110、8mm。</p><p>　　主動軸設計草圖如圖6.4所示</p><p>　　圖6.4 錐齒輪輸出軸設計圖</p><p><b>　　根據(jù)布局軸顯示： </b></p><p>　　從第一段的最小直徑d1 = 28毫米，根據(jù)圓柱齒輪的寬度B = 55毫米，L1 = 52毫米。 </p><p>

111、;　　右起第二直徑d2 = 34毫米，根據(jù)軸承端蓋組裝和拆卸，以及箱體厚度要求，采取的內軸承蓋的端部和左端面的距離為35mm的圓柱齒輪，右起第二個長度L2 =40毫米。 </p><p>　　從有權采取D3 =第三直徑為40mm，手動選擇30,208根據(jù)軸承的類型軸承，B = 18毫米，L3 = 15MM </p><p>　　圓錐滾子定位軸肩的第四段，軸的直徑應不小于或等于安裝噠=47毫

112、米，為便于拆卸，并小于它的最大直徑為60mm的內直徑，并考慮到對稱情況，所以采取D4 =48毫米，采取L4 =92.5毫米。 </p><p>　　徑的第五段從右側直徑d5的= 45毫米，傘齒輪L =（1?1.2）= 45?54毫米，以L5 = 48毫米 </p><p>　　根據(jù)軸承對稱，第六段的原則，采取正確的直徑D6 = 40毫米，再考慮齒輪定位套管長度L = 25毫米，所以他們選擇

113、L6 =39.5毫米。 </p><p>　　2，根據(jù)條件的彎曲和扭轉強度合成計算為如下： </p><p>　　（A）軸計算簡圖（即力學模型），如圖6.5所示</p><p><b>　　；</b></p><p>　　圖6.5 錐齒輪輸出軸力學模型</p><p><b>　　解得

114、： </b></p><p><b>　　解得：</b></p><p><b>　　解得： </b></p><p>　　做出彎矩圖如圖6.6所示</p><p>　　圖6.6 錐齒輪輸出軸彎矩圖</p><p>　　(2) 校核軸的強度</p

115、><p><b>　　由彎矩圖可知：</b></p><p>　　左起第五段為危險截面，故對其進行校核。</p><p>　　因軸受脈動循環(huán)，故取</p><p>　　查參考文獻[1]表15-1得，</p><p><b>　　根據(jù) 得，</b></p>&l

116、t;p>　　所以軸的尺寸是安全的</p><p>　　6.3 惰輪軸設計計算</p><p>　　1、按軸增加5％至7％</p><p>　　根據(jù)條件計算扭矩強度</p><p>　　由于碳鋼軸更寬，材料為45鋼，使用調整后的處理，硬度為217HBS~255HBS。</p><p><b>　　根據(jù)。&

117、lt;/b></p><p>　　由參考文獻[1]表15-3查的A0=126~103，取A0=110</p><p><b>　　，有一軸鍵</b></p><p><b>　　軸增加5％至7％</b></p><p>　　考慮和圓形，取D=40毫米。</p><p>

118、　　傳動軸的設計草圖，如圖6.5所示</p><p>　　圖6.5 惰輪軸設計圖</p><p><b>　　2、軸的布局</b></p><p>　　從左至右第一款的最小直徑d1=40毫米，寬度根據(jù)惰B =55毫米，考慮到套和軸承安裝，L1=115毫米。</p><p>　　左起第二直徑D2 =50毫米，根據(jù)軸承間距為

119、120mm，第二從右邊的長度L2=105。</p><p>　　從左至右采取第三直徑D3 =40毫米，根據(jù)軸承的類型軸承6008手動選擇，B =15毫米，取L3=13毫米。</p><p>　　惰僅由轉矩的效果，沒有彎矩</p><p><b>　　M=0</b></p><p>　　從左側的第一款，險段進行檢查。<

120、;/p><p>　　軸脈動周期，所以他們選擇</p><p>　　查參考文獻[1]表15-1，</p><p><b>　　根據(jù) 得，</b></p><p>　　所以軸的尺寸是安全的。</p><p>　　6.4 棍筒軸設計計算</p><p>　　1、按扭矩強度條件計

121、算</p><p>　　由于碳鋼制造軸較廣泛，取材料為45鋼，采用調至處理，硬度為217HBS~255HBS。</p><p><b>　　根據(jù)</b></p><p>　　由參考文獻[1]表15-3查的A0=126~103，取A0=110</p><p><b>　　，有一軸鍵</b></p

122、><p><b>　　軸徑增大5%~7%</b></p><p>　　綜合考慮并圓整，取d=30mm</p><p>　　主動軸設計草圖如圖6.6所示</p><p>　　圖6.6 棍筒軸設計圖</p><p><b>　　2、根布局顯示了軸</b></p><

123、;p>　　從第一款的直徑取D1=30MM的，根據(jù)一個大型圓柱齒輪的寬度B =42毫米，考慮到安裝套管，取L =40毫米的。</p><p>　　從左至右第一款最小直徑d2= 35毫米，手動選擇根據(jù)軸承的類型軸承207，B=18MM，服用左旋= 16MM。</p><p>　　從左側的第一款，險段進行檢查。</p><p>　　軸脈動周期，所以他們選擇</

124、p><p>　　查參考文獻[1]表15-1得，</p><p><b>　　根據(jù) 得，</b></p><p>　　所以軸的尺寸是安全的。</p><p>　　7 鍵聯(lián)接的選擇及計算</p><p>　　7.1 電機與電動機帶輪聯(lián)接采用平鍵連接</p><p>　　1、選

125、擇鍵連接的類型和尺寸</p><p>　　電機軸徑 d1=28mm，L1=60mm</p><p>　　查參考文獻[1]表6-1得，</p><p>　　選用A型平鍵 8×45 GB/T 1096-2003</p><p>　　2、校核鍵連接的強度</p><p>　　鍵、軸和輪轂的材料都是鋼

126、，由參考文獻[1]表6-2查得許用擠壓應[]=100~120Mpa，取其平均值，[]=110Mpa，鍵的工作長度l=L-b=37mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=3.5mm，傳遞的轉矩T=13.82</p><p><b>　　根據(jù) 得，</b></p><p>　　7.63Mpa < [] (合適)。</p><p>

127、　　7.2 主動軸與減速器機帶輪聯(lián)接采用平鍵連接</p><p>　　1、選擇鍵連接的類型和尺寸：</p><p>　　軸徑 d1=20mm，L1=32mm</p><p>　　查參考文獻[1]表6-1得，</p><p>　　選用A型平鍵 6×22 GB/T 1096-2003。</p><p&

128、gt;　　2、校核鍵連接的強度：</p><p>　　鍵、軸和輪轂的材料都是鋼，由參考文獻[1]表6-2查得許用擠壓應力[]=100~120Mpa，取其平均值，[]=110Mpa，鍵的工作長度l=L-b=16mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=0.5h=3mm，傳遞的轉矩T=31.05</p><p><b>　　根據(jù) 得，</b></p><p&

129、gt;　　64.69Mpa < [] (合適)</p><p>　　7.3 錐齒輪輸出軸與小圓柱齒輪聯(lián)接采用平鍵連接</p><p>　　1、選擇鍵連接的類型和尺寸：</p><p>　　軸徑 d1=28mm，L1=52mm</p><p>　　查參考文獻[1]表6-1得，</p><p>　　選用A型平