【正文】 ? 4 傳動(dòng)方案額擬定 ???????????????????????? 4 各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 ????????????????? 6 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ????????????????????? 8 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) ????????????????????????? 8 齒輪模數(shù)的確定 ??????????????????????? 9 蝸輪蝸桿模數(shù)的確定 ????????????????????? 10 齒數(shù)的確定 ????????????????????????? 10 結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)???????????????????????? 11 4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ???????????????????????????? 11 各軸的最小直徑的初算 ????????????????????? 錯(cuò)誤 !未定義書簽。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。并且針對(duì)以上的設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行了詳細(xì)的校核。然后又針對(duì)各主要基本件，繪制了多張零件圖。 鋼管是一種多功能的經(jīng)濟(jì)斷面鋼材。管材的需要量之所以急劇增長(zhǎng)，是因?yàn)楣茏幽苡酶鞣N材料來制造。 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采與輸送、鍋爐的油水與蒸汽管道、一般的水煤氣管道。所以鋼管被人們稱為工業(yè)的“血管”。 此次設(shè)計(jì)的切管機(jī)，主要用于常用的通風(fēng)、通水管。本切管機(jī)主要切削大量的薄壁的金屬管。因此，需要一臺(tái)，通用性好，耐用以及抗磨損的切管機(jī)。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。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。機(jī)器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，鋸切運(yùn)動(dòng)也不是連續(xù)的。 方案二：用切斷刀切斷金屬管：如在車床上切斷，但是一般車床主軸不過幾十毫米，通不過直徑較大的金屬管，并且占有一臺(tái)普通機(jī)床，不太經(jīng)濟(jì)。 方案三：用砂輪切斷金屬管：需要砂輪旋轉(zhuǎn)的切削運(yùn)動(dòng)和搖臂向下的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 方案四：用碾壓的方法切斷金屬管：其需要金屬管旋轉(zhuǎn)的切削運(yùn)動(dòng)和圓盤向下的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。但是會(huì)使管子的切口內(nèi)徑縮小，一般用于管子要求不高的場(chǎng)合。 方案四切 管機(jī)的工作原理：動(dòng)力由原動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)裝置傳遞給滾子。與此同時(shí)，操作手輪，通過螺旋傳動(dòng)，將圓盤刀片向下進(jìn)給移動(dòng)，并在不斷增加刀片對(duì)管子的壓力過程中，實(shí)現(xiàn)管子的切割工作。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。因此，要合理地選擇電動(dòng)機(jī)，就要比較電動(dòng)機(jī)的這些特性。 電動(dòng)機(jī)類型的選擇 工業(yè)上一般用三相交流電源，所以選用三相交流異步電動(dòng)機(jī)。在選擇電動(dòng)機(jī)的類型時(shí)，主要考慮的是：靜載荷或慣性載荷的大小，工作機(jī)械長(zhǎng)期連續(xù)工作還是重復(fù)短時(shí)工作，工作環(huán)境是否多灰塵或水土飛濺等方面。 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速主要有 3000r/min、 1500r/min、 1000r/min、 750r/min 幾種。如果工作機(jī)械的轉(zhuǎn)速太低（即傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比太大）將導(dǎo)致傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較高。在一般機(jī)械中這兩種轉(zhuǎn)速的電機(jī)適應(yīng)性大，應(yīng)用比較普遍。故根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定功率大于所需功率 10%來選 擇電動(dòng)機(jī)。選用 Y90L4[2]型電動(dòng)機(jī)，其額定功率 電為 ，滿載轉(zhuǎn)速 n 電 =1400r/min，同步轉(zhuǎn)速 1500r/min(4 極 )，最大轉(zhuǎn)矩為 切管機(jī)傳動(dòng)比 考慮到工件的旋轉(zhuǎn)速度和刀片強(qiáng)度，初定滾筒轉(zhuǎn)速為 70r/min。i 2……的關(guān)系分配傳動(dòng)比 . 傳動(dòng)方案的擬訂 傳動(dòng)方案的擬定，通常是指?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)的選擇及其布置。其運(yùn)動(dòng)形式大致分為以下幾個(gè)方面。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇就是根據(jù)機(jī)器工作機(jī)構(gòu)所要求 的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，載荷的性質(zhì)以及機(jī)器的工作循環(huán)進(jìn)行的。 機(jī)器通常由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)等三部分組成。傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)對(duì)整臺(tái)車的性能、尺寸、重量和成本都有很大影響，因此需要合理的擬定傳動(dòng)方案。70mm）。這樣就要加上一個(gè)惰輪，才可以解決這個(gè)問題，如圖 1。由于帶傳動(dòng)具有緩沖和過載打滑的特性，故可將其作為電機(jī)之后的第一級(jí)傳動(dòng)，此外開式齒輪傳動(dòng)不宜放在高速級(jí)，因?yàn)樵谶@種條件下工作容易產(chǎn)生沖擊和噪音，故應(yīng)將齒輪傳動(dòng)放在低速級(jí)。經(jīng)比較各種傳動(dòng)方案，在本次設(shè)計(jì)中確定采用帶傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)等機(jī)構(gòu)組成的傳動(dòng)方案。 考慮到傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)、尺寸、重量、工作條件和制造安裝等因素，必須對(duì)傳動(dòng)比進(jìn)行合理的分配 .根據(jù)公式 T=9550Pn (N為此 ,在進(jìn)行傳動(dòng)比的分配時(shí)遵循 ”降速要 先少后多 ”。 cmkgiiiiMM*324扭3滾2齒蝸帶43211扭??????????????????? ???? 表 2 數(shù)據(jù)匯總 Table 2 summarization of date 軸號(hào) 電動(dòng)機(jī)軸 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 8 傳動(dòng)比 50 1/ 效率 轉(zhuǎn)速 r/min 1410 70 功率 kw 轉(zhuǎn)矩 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。 此次齒輪模數(shù)的確定可以采用公式法進(jìn)行設(shè)計(jì)。80%= 對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)，齒寬系數(shù)為 ψm=8～ 15，現(xiàn)因齒輪制造精度較低，并且為懸臂支承，故選較小的 ψm值，取 ψm=10。233125[ ] 39。在一個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)中各齒輪的模數(shù)不完全相同，9 轉(zhuǎn)速較高，傳遞轉(zhuǎn)距較小，模數(shù)也就較小。 蝸輪蝸桿模數(shù)的確定 首先選擇材料：蝸桿選用４５號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理；蝸輪采用無錫青銅 ZQA194。 齒數(shù)的確定 齒數(shù)主要是根據(jù)傳動(dòng)比的要求確定的，所以根據(jù)各個(gè)傳動(dòng)可以計(jì)算出各齒數(shù)。在選擇蝸桿頭數(shù)時(shí)，在考慮傳動(dòng)比的要求外還應(yīng)該考慮到效率、自鎖和制造等因素。 如從提高效率的觀點(diǎn)看，頭數(shù)越多，效率越高。從制造的觀點(diǎn) 看，頭數(shù)越多，制造越困難。一般來說，在動(dòng)力傳動(dòng)中，當(dāng)主要問題是提高效率時(shí)，采用多頭；當(dāng)提高精度（分度蝸桿），自鎖性好或要求降速比較大是主要矛盾時(shí)，采用單頭。 （ 2）確定齒輪齒數(shù)：齒輪齒數(shù)的選擇，應(yīng)該綜合考慮傳動(dòng)比和最小齒數(shù)的要求，最小齒數(shù)的限制與齒輪的加工方法有關(guān)，如用齒輪滾刀或插齒刀加工直齒輪準(zhǔn)齒輪，為避免根切，齒數(shù)不得小于 17，所以 在本次設(shè)計(jì)中初步選取最小 齒輪齒數(shù)為 z4=18。由根據(jù)工作條件確定的傳動(dòng)比可知： 33 39。 將 z4=18 代入 ，則4331 8 1 , 1 8 4 .5 8 14 .5izz? ? ? ? ?。 i? ? ?。 =54， z3=81， 圖 3 切管機(jī)齒數(shù) Tube cutter teeth z4=18。如切管機(jī)設(shè)計(jì)了一柜式工作臺(tái)，臺(tái)面下柜內(nèi)吊裝電動(dòng)機(jī)和減速箱，臺(tái)面上安裝一對(duì)滾筒。滾筒背后裝一單臂式支架，支架上裝著一組活動(dòng)螺桿套筒（即螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)），套筒下端裝一個(gè)圓盤刀片。 4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 各軸的最小直徑初算和校核 直徑初算 11 由于軸上彎曲應(yīng)力的分布和軸的結(jié)構(gòu)尚屬未知，只知道軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)速），所以按照轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)速）初算軸的直徑。根據(jù)公式 3 NdAn?計(jì)算 。 Ⅱ 軸： 初步選取材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。則： 33m i n 1 . 0 31 2 1 2 0 . 0 4 4 1 2 0 . 3 5 4 . 22 3 . 3d c m? ? ? ? ?Ⅱ （ 11） 取標(biāo)準(zhǔn)直徑為 45mm。 Ⅳ 軸：初步選取材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 將所得結(jié)果制成下表，供設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)應(yīng)用： 表 3 各軸最小直徑 Table3 the axis minimum diameter 軸 號(hào) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 最小直徑（ mm） 20 45 50 30 軸的校核 蝸桿軸的校核。材料選用 45鋼、正火處理。材料選用 45鋼、正火處理。1 mmNM ????? 116422 39。3 合成彎矩圖 mmNM ???? 1 4 6 5 9 01 2 3 0 4 9 6 8 6 221 mmNM ???? 1 2 3 5 9 01 2 3 0 4 01 1 6 4 2 222 15 軸受轉(zhuǎn)矩 1TT? mNT ?? 341070 (4) 許用應(yīng)力 許用應(yīng)力值 查表得 ? ? MPaob 105?? ? ? MPab 601 ??? (5) 畫當(dāng)量彎矩圖 當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 mNT ???? 1 9 7 8 2 03 4 1 0 7 ? 當(dāng)量彎矩 蝸輪中間截面處 mmNTMM R ?????? 2 4 6 2 1 41 9 7 8 2 01 4 6 5 9 0)( 222221 ? mmNM ?? 1235902 16 滾輪軸的校核與計(jì)算 （ 1）估計(jì)軸的基本直徑。查表得：硬度（ HBS） 170217 強(qiáng)度極限 MPab 600?? ,屈服極限 MPas 300?? ,彎曲疲勞極限 MPa2751 ??? （ 2） 軸的受力分析 1)求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 mNnP ?????? 2 8 5 0 0 . 5 5T 661 mN ?? 285000T 1 2)蝸桿上圓周力 1tF NdTF t 19003002 8 5 0 0 022 1 11 ???? NFt 19001 ? 蝸桿上徑向 1rF NFF ntr 70711co s 20t an1 9 0