机械毕业论文钢管切割机设计

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=—电动机满载转速（nE）

滚筒转速（nT）

=

1400

70

=20

各级传动机构的传动比分配如下: 带传动： i

0=

1.67

蜗杆传动： i

1=

25

齿轮传动: i

2=2 i

3

=5/21

实际总传动比等于:i

总'=i0i1i2i3=1.67×25×2×

5

21

=19.88

2.2 各传动轴传动功率及机械效率的计算

带传动: η

1=0.96 蜗杆传动:η

2

=0.7

齿轮传动: η

3=0.94 滚动轴承:η

4

=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P

Ⅱ =1.11KW, 转矩T

Ⅱ

=316.6N.m,转速n

Ⅱ

=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

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

通过这次论文我要深深地感谢我的导师李学荣老师。在两年的学习中，李老师给予我很多热情的鼓励和悉心的指导。本论文正是在她的指导和帮助下完成的。

在论文选题、搜集数据和理论研究方面，一直到最后论文的反复修改、润色，李老师始终认真负责地给予我深刻而细致地指导，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。正是李老师的无私帮助与热忱鼓励，我的毕业论文才能够得以顺利完成老师倾注了很多心血。她严谨的治学作风和渊博的学识将使我受益终生。