毕业设计（论文）-QGJ-I型无缝钢管定长切割机的设计（全套图纸）(24页).doc

-毕业设计（论文）-QGJ-I型无缝钢管定长切割机的设计（全套图纸）-第 15 页中国地质大学长城学院本 科 毕 业 设 计题目 无缝钢管切割机设计 系 别 工程技术系 专 业 机械设计制造及其自动化 学生姓名 学 号 指导教师 职 称 教授 2015 年 04 月 18 日 摘 要     钢管切割机机在生产生活中起到的影响非常大，钢管切割机种类多种型号各异。目前我国的切割市场的发展趋势逐渐加快，对于新型切割机的要求更加严格，跟家趋向于钢管切割机的适用范围成本以及工作效率等多方面要求。为促进了发展方式的转变，实现了又好又快发展。使产业的产能、销售收入、利润成倍增长，达到更快更好地技术水准。提高生产加工、出口，应该努力改进机械工艺。机械工业对于我国的发展建设起到很重要的地位。我国的机械工业虽然取得了很大的成绩，但同工业发达国家相比，在生产能力、技术水平、经济效益和管理水平等方面，仍然存在一定的差距，还不能完全事业国民经济发展的需要。所以，我国的机械工业应该更加快速的建设发展，通过对技术改造，提高产品的设计水平，制造工艺水平和管理水平，使机电产品的质量和品种逐步达到和赶上工业发达国家的水平。   关键词：切割机原理、CAD实体设计、平面草图、切割、钢管、传动、机构、装配。全套图纸，加153893706目 录引 言11、确定工艺方案12、传动装置的设计与计算12.1、电动机的选择12.1.1、类型的选择12.1.2、转速的选择12.1.3、功率的选择12.2、拟订传动方案12.3、计算各轴的转速、功率和转矩42.4、进行传动机构的设计与计算62.4.1、带传动设计62.4.2、齿轮模数的确定72.4.3、蜗轮蜗杆模数的确定82.4.4、齿数的确定82.5、进行总体结构设计，画出总体方案图93、结构设计153.1、初算各轴的最小直径153.2、计算各主要传动件的结构尺寸153.3、绘制部件的装配草图193.4、绘制设计装配图223.5、绘制零件工作图25结论15参考文献15致 谢15引 言众所周知，机械对于人类的作用，他大大的提高了人类产业能量，从原始的石器时代到金属时代，我们伟大的先祖就进行了简单的机械加工，对于当时环境下，其生产的效率和精度都是非常的低下。随着时代的发展机械化逐渐成为代替手工的重要地位，机械制造生产的飞速发展，人们通过对精度效率成本更低选择、更加入人性化的设计理念。中国虽然是一个文明古国，但是其在工业制造方面和与欧美等发达国家起步比较晚，机械化进程有着一定的差距。其机械制造技术却远远比不上西方等发达国家，现在我们更加注重机械制造技术的先进与加工的精度，生产的效率，以及生产的成本产生等。随着对机械化生产的巨大需求，机械类行业得到飞速发展。通过本次设计的目的和要求就是设计一个简单易于操作的钢管切割机机，其目的是为了更加高效廉价的做出大量需求产品，并且改变手工切割慢的问题，适合大多数不是批量加工钢管或者对钢管的加工加工精度不高工厂使用。 随着世界各地各项技术飞速发展的时代，尤其的随着计算机技术的高速发展，机械制造行业也得到了飞速的发展，其主要表现在数控加工等方面，数控方面有着一定成熟的技术。数控技术加工的精度高，对于精密仪器批量生产是一个很大的福音，但是因为造价原因小型工厂，还是比较适用于这类机械。圆满的的解决小厂所需求的问题，有没有出翔精密加工不堪重负的经济因素和资源的浪费。对此，在本次设计中，根据工厂生产加工的一些实际情况，对现有的钢管切割机改进。使本次设计的钢管切割机的操作简单、生产成本低、维护简单、生产效率高等优点。此设计的切管机主要是针对各种用途金属管材进行加工。本次设计的任务主要是钢管切割机中减速箱及有关零件进行的设计。对于传动装置的设计和计算，机器轮廓的设计。并且计算的数据，绘制总体装配图，减速机装配图，减速箱焊接图等。对各个零部件图，进行绘制。本次设计的钢管切割机为适应小工厂，高效简洁的生产效率提高有着积极的作用。1、确定工艺方案本次的设计任务为设计一高效简单的钢管切割机，因此设想，有几种设计方案进行对比：方案一：锯弓来锯断金属管：需要锯弓往复的做重复切削以及让刀运动和滑枕摆动的进给。机器的类型属于复杂，锯切也不是连续运动的。当金属直径相差较大时，锯片还要调换，生产效率低。方案二：首先切断刀对金属管进行切割：如过在车床上进行切断，因为一般车床的主轴也只有几十毫米，对于金属管可能无法通过，使用一台普通机床，不那么实惠。或者用专门的切管机，它的工作原理是工件要夹紧不动，装在刀架上的两把切断刀，既有主切削的旋转运动，又有其进给运动，工作效率高，但是机床结构属于比较复杂。方案三：用砂轮切断金属管：通过砂轮旋转的切削运动以及摇臂向下的进给运动。此机构的结构属于简单，生产效率也高，但是砂轮磨损较快成本很高。方案四：用碾压的方法使金属管断裂：是需要圆盘向下的进给运动以及金属管旋转的切削运动。使用方法是做连续切削的，使生产效率提高高，机器的结构类型属于不太复杂。但是会使管子的切口内径缩小，随意对于高精度场合不适用。本次设计的要求为滚子转速n=70r/min,圆盘刀片直径a=80mm,需要 管件的直径为3/84，电机额定功率i为P=1.5Kw载荷变动小，满载转速是N=1410r/min,每天工作10小时。根据毕设要求和结合生产实际。在本次设计中选用方案四。工艺方案确定后，并根据有关数据，加上其它一些必要的尺寸，得出工艺方案的原理图如图1-1图1-1工艺方案原理图方案四管机的工作原理：动力由电动带轮蜗杆蜗轮直齿轮中间滚轮滚子轴上小齿轮。由于滚子的旋转运动，从而带动工件的整体运动，实现切削时的主要切割。同时，搬动手轮，通过调节方向，使圆盘刀片向下做进给移动，并在不断的增加刀片对钢管的压力中，实现钢管切割。2、传动装置的设计与计算2.1、电动机的选择对于电动机每个都有出厂铭牌，标识着主要技术参数。所以，要对电动机的特性进行了解以及对比。进行机械设计前，对选择好电动机的型号，转速和功率。2.1.1、类型的选择工业上一般用选用三相交流异步电动机。三相交流异步电机指其结构简单，工作稳定，造价低，维护方便等优点，使用广泛。对于电动机类型的选择，主要考虑：工作机械长期连续工作以及重复短时工作静载荷或惯性载荷的大小，工作环境是否有灰尘飞溅。在此次设计中其载荷变动较小，有灰尘所以选择笼式三相交流异步电机。2.1.2、转速的选择 异步电机的转速主要有750r/min、1000r/min、1500r/min、3000r/min几种。当工作机械的转速较高时，选用同步转速为3000r/min的电机比较合适。如果工作机械的转速太低（即传动装置的总传动比太大）将导致传动装置的结构复杂，价格较高。在本次设计中可选的转速有1500r/min和750r/min。在一般机械中这两种转速的电机适应性大，应用比较普遍。2.1.3、功率的选择选择电动机的合理额定功率，电动机功率的选择以及电动机本身是否发热、载荷的大小、工作时间长短有关，但一般情况下电动机容量主要电动机是否发热决定。所以电动机的额定功率大于所需功率10%来选择电动机。综上所述，本次设计的切管机电机额定功率为P=1.5Kw满载转速为N=1410r/min,每天工作10小时，载荷变动小用于多尘场合。选用Y90L-4型电动机，其额定功率P电=1.5Kw，满载转速n电=1400r/min，同步转速1500r/min(4极)，最大转矩为2.3N·m。电动机确定后，计算出切管机的传动比为：i总=20 （2-1）2.2、拟订传动方案传动方案的选择，是指传动机构的选择布置。这是彼此相关联的。运动形式大致分为；（1）传递的回转运动有：齿轮传动，带传动，链传动，蜗轮传动等；（2）做往复直线摆动或运动的有：齿轮齿条传动，螺旋传动，凸轮机构以及曲柄滑块机构等；（3）做间歇运动的有棘轮机构以及槽轮机构等；（4）实现特定运动规律的有凸轮机构和平面连杆机构等。传动机构的选择就是根据机器工作机构的不同运动规律，载荷的性质和机器的循环工作的进行。最后在全方面比较和分析各种传动机构原理的基础上确定一种适合的工作方案。机器一般由原动机、传动装置以及工作机等三部分组成。传动装置是再原动机与工作机之间，用来传递动力，改变转速、转矩的大小或运动方式的改变，来符合工作机功能要求。传动装置对整台车的性能、大小、重量和造价都有很大影响，因此需要符合要求的拟定传动方案。在这次设计课题中，已知切管机的i总=20，若用蜗杆，一次降速原本可以达到，其方案如图2-1。但是由于钢管的切割最大直径为4，如图中1-1所以两个滚筒的之间中心间距不能小于108mm，齿轮外径不能大于滚筒的直径（Ø100mm）。若取蜗杆z1=2，蜗轮z2=40，m=4，d2=160mm,比同一轴上的齿轮大，按图2-2-1的布置，为避免蜗轮和滚筒相撞，需要加大两轴之间的中心距离。这样就要加上一个惰轮，就解决这个问题，如图2-2-2。在本次设计中，取蜗轮齿数为z2=50,模数m=4。对于带传动缓冲和打滑的特性，所以将选取电动机一级传动，为避免电动机电动机产生的噪音开式齿轮传动不宜放在高速级，所以将齿轮传动放在低速级。选取适合方案，首先应满足机器的要求功能，还应当工作稳定、结构简单、易于操作、成本低廉以及使用便于维修。对比各种传动方案，在此次设计中确定选取带传动、蜗杆传动、齿轮传动等机构组成的传动方案。并画出其传动系统图结构图，如图2-2-3。图2-2-1蜗轮蜗杆传动方案图图2-2-2蜗轮蜗杆加中间惰轮传动方案图在选取完成传动方案后,根据i总=i1·i2的关系分配传动比.并对个机构的关系特性进行 对比,如表2-2-1:图2-2-3 带传动、蜗轮蜗杆、中间惰轮、齿轮方案图表2-2-1 几种主要传动机构的特性比较特 性类 型带传动齿轮传动蜗杆传动主要优点中心距变化范围较大,结构简单,传动平稳,能缓冲,起过载安全保护作用外廓尺寸小,传动比准确,效率高,寿命长,适用的功率和速度范围大外廓尺寸小,传动比大而准确,工作平稳,可制成自锁的传动单级传动比,i开口平型带:24,最大值6,三角带型: 24, 最大值7有张紧轮平型带:35最大值8开式圆柱齿轮: 46,最大值15. 开式圆柱正齿轮: 34,最大值10. 闭式圆柱齿轮: 23,最大值6闭式: 1040,最大值100开式: 1560,最大值100外廓尺寸大中,小小成本低中高效率平型带0.920.98三角带0.90.96开式加工齿0.920.96闭式0.950.99开式0.50.7闭式0.70.94自锁0.400.45考虑到传动装置的结构,尺寸,重量,工作条件和制造安装等因素,必须对传动比进行合理的分配.根据公式T=9550(N·m)可知:当传动的功率P(Kw)一定时,转速n(r/min)越高,转矩T就越小.为此,在进行传动比的分配时遵循”降速要先少后多”.V带传动的传动比不能过大，否则会使大带轮半径超过减速器中心点高，使尺寸不适合，并给安装和机座设计带来不便，由于齿轮在降速的传动机构中,如果比较大降速,就会使被动齿轮直径过大,造成增加了径向尺寸,如果齿数太少就会造成根切现象.而其在升速传动中,如果升速比过大,就会有强烈的震动和噪音的产生,不能平稳传动 ,对机器的工作性能有影响.为此,对各传动机构比分配情况如下:i1=1.2;i2=50;i3=1.5;i4= （2-2）i总= i1i2 i3i4=1.2501.5=20 （2-3）注:传动系统惰轮是个大齿轮,它不能改变传动比只能增加中心距,对滚筒旋转方向的改变作用.2.3、计算各轴的转速、功率和转矩由表一我们可知，取带=0.96，蜗=0.72，齿=0.94，滚=0.99（一对滚动轴承的效率），根据公式： （2-4）可知各轴的转速为： （2-5） （2-6） （2-7） （2-8） 各轴的功率为： （2-9） （2-10） （2-11） （2-12）各轴传递的转矩为： （2-13） （2-14） （2-15）第三轴，由于过渡齿轮（惰轮）的安装，故此轴不承受转矩，只是受弯矩，它是一根心轴。 （2-16）将以上各数据制成如表2-3-1所示的表格：表2-3-1各轴计算结果轴号电机轴传动比i1.2501.51/4.5转速n(r/min)1410116.723.315.570功率P(Kw)1.51.441.030.960.89转矩T（N·m）10.2311.78420.02122.3在传动比的计算时，首先确定齿轮模数和带轮直径，实际传动比等于两带轮直径之比，或者两齿轮齿数之比，结果与表中数据可能不一致。当i<5时，容许误差不大于+ -2.5%；当i5时，则不容许大于+ -4%。2.4、进行传动机构的设计与计算2.4.1、带传动设计带传动适用的场地：对于中心距变化情况很大，结构很简单，能平稳传动，能缓冲，对安全保险起过载的作用。缺点是轴上受力较大，外廓尺寸大，传动比不能做到精确，使用寿命低（约30005000小时）在本次设计中，选取带的传动系数K=1.1，所以计算功率为：P计= K·P电=1.11.5=1.65(Kw) （2-17）由P计和n1=1400r/min，可查知，选用A型三角带。初步选定小带轮直径d1=100mm,大带轮直径d2=i1·d1=1.2100=120mm,取其标准直径d2=125mm验算带轮： （2-18）小于25m/s，适合。初定中心距a0，按公式：0.7（d1+d2）<a0<2(d1+d2)和构造，选取a0=350mm.三角带长度计算，按下述公式计算： （2-19）选取标准长度为L计=1033mm，计算内圆周长度L内=1000mm。则实际中心距为： （2-20）验算小带轮上包角1，按下述公式计算： （2-21）计算三角带轮根数。当带轮速度v=7.36m/s，A型，小带轮直径d1=100mm时，由表查得N00.96，K包角=0.99，K带长=0.89，所以： （2-22）取z=2根。2.4.2、齿轮模数的确定用公式法对齿轮模数进行设计。查表可知：齿形系数y=0.298，许用弯曲应力弯=19.6kg/mm2,想到开式齿轮传动齿面的磨损，使许用弯曲应力降低20%对应弯曲应力为：弯 =19.6·80%=15.68kg/mm2开式齿轮传动中，由于齿宽系数为m=815，齿轮制造精度较低，为悬臂支承，所以选的m值，取m=10。载荷系数K=1.31.5，取K=1.3，使用悬臂支撑，由公式： （2-23）取标准值m=3mm，选取低强度。使传动系统中齿轮模数不完全相同，由于转速较高，传递转距较小，模数也就较小。为了方便加工测量，应使齿轮模数较小，无缝钢管切割机齿轮模数都取为m=3mm。2.4.3、蜗轮蜗杆模数的确定对于材料的选择：蜗杆选用的45号钢，调质处理；蜗轮选取无锡青铜ZQA19-4。由公式： （2-24）取标准模数m=4，q=11。2.4.4、齿数的确定根据传动比对齿数的选择，各个传动比有：1）.选取蜗杆头数和蜗轮齿数：在选择蜗杆头数时，对传动比和工作效率的考虑、自锁和制造等原因。蜗轮齿数的选取则主要是考蜗轮的直径（也即体积问题）和根切问题。从工作效率角度来看，头数越多，效率越高。对于自锁，就只能选择单头的。对于制造方面，头数越多，制造起来越困难。所以要考虑到以上问题全面分析。一般来讲，在动力传动中，为提高效率时，一般选取多头；为提高精度（分度蜗杆），自锁性和要求的降速矛盾时，可采取单头。分析上述原因，查阅机械零件设计手册可知：蜗杆头数z1=1，蜗轮齿数z2=50。2）.确定齿轮齿数：对于齿轮齿数的选择，应符合传动比和最小齿轮。最小齿数的限制使用与齿轮的加工有关系，如果选取齿轮滚刀，为避免根切，齿数不得小于17考虑以上因素初步选取最小齿轮齿数为z4=18。这个齿轮装在切管机滚筒的轴上。由根据工作条件确定的传动比可知：，。 将z4=18代入，则。并由此可以推得：。从而，可以得到切管机全部齿轮（蜗轮蜗杆）的齿数：z1=1，z2=50，z2=54，z3=81，z4=18。如图2-4-1图2-4-1切管机齿轮（蜗轮蜗杆）的齿数2.5、进行总体结构设计，画出总体方案图要考虑总体结构设计首先考虑原动机，对于各个装置的布局，操做方法，机器的组成和大致的轮廓尺寸。如钢管切割机设计成为柜式工作方式，电动机和减速箱吊装在台面下柜内，台面上安装一对滚筒。启动开关装置，动力经减速箱传递给滚筒，使二滚筒同方向旋转。使用支架活动螺旋套筒，滚筒背后装一单臂式支架，圆盘刀片在套筒下安装。当旋动手轮，螺母就把套筒和刀片压下，直至切断钢管。切管机总体结构如图2-5-1图2-5-1总体结构图3、结构设计3.1、初算各轴的最小直径由于只知道轴所传递的转矩（转速），轴上弯曲应力的分布和轴的结构属于未知根据转矩（转速）初算轴的直径。轴：初步选取材料为45钢，调质处理。根据公式计算。因为轴为悬臂轴，查表可知：取A=14，P=1.44(Kw),n1=116.7r/min,则： （3-1）考虑到键槽的削弱等因素，取标准直径20mm。轴：初步选取材料为45钢，调质处理。取A=12，已知P=1.03(Kw)，n2=23.3r/min。则： （3-2）取标准直径为45mm。轴：转动机轴，选取45号钢，进行调质处理，根据其受力未知，初选其最小轴径为50mm，分析进行处理检验。轴：初步选取材料为45钢，调质处理。则： （3-3）取标准直径为30mm。将所得结果制成下表，供设计计算时应用：表3-1-1各轴最小直径轴 号最小直径（mm）204550303.2、计算各主要传动件的结构尺寸（1）.三角带轮已知选用A型三角胶带，小三角带轮计算直径为d小=100mm;查表7-10可知：h顶=3.5mm、=6mm，H=12mm、e=15+ -0.3mm、f=10mm、0=34o、b0=13.1mm。轮宽B=(z-1)e+2f=(2-1)15+210=35mm；外径d顶小=d小+2 h顶=100 +23.5=107mm；孔径处电动机输出轴直径为d，查电动机JO2得知d轴=22mm；其结构形式由表7-11可知为实心轮。大三角带轮计算直径d大=125mm；h顶、H、e、f、B等尺寸和小三角带轮一样。0=38o,b0=13.4mm。外径d顶大=d+2h顶=125+23.5=132mm；孔径d等于与其配合的轴的轴径，查表三可知轴的d轴=20mm；结构形式由表7-11可知为辐板式：轮缘直径d缘=d顶大-2（H+）=132-2（12+6）=96mm；轮毂直径d毂=（1.82）d轴=3640mm，取d毂=40mm；轮毂宽度L=(1.51.8) d轴=3036mm，取L=35mm；辐板厚度由表7-11查得为S=10mm；辐板孔圆周定位尺寸： （3-4），因此，孔直径为（2）.蜗轮、蜗杆已知z1=1、z2=50，m=4，q=11，根据表10-2得到：蜗杆分度圆直径d1=qm=114=44mm；蜗轮分度圆直径d2=z2m=504=200mm；蜗杆齿顶圆直径d顶1=m(q+2)=4(11+2)=52mm；蜗轮齿顶圆直径d顶2=m(z2+2)=4(50+2)=208mm；蜗杆齿根圆直径d根1=m(q-2.4)=4(11-2.4)=34.4mm；蜗轮齿根圆直径d根2=m(z2-2.4)=4(50-2.4)=190.4mm；蜗杆分度圆圆柱上螺旋升角，当z1=1、q=11时，查得；蜗杆切制螺纹部分的长度L（11+0.06z2）m=(11+0.0650)4=56mm；蜗轮外圆直径d外=d顶2+2m=208+24=216mm；蜗轮宽度B0.75 d顶1=0.7552=39mm；、轴中心距：可知：轮缘厚度f=1.7m=1.74=6.8mm轴的结构设计影响蜗轮的孔径d，由于蜗轮轴的最小直径为42mm，则孔径d=55mm。轮毂外径d毂=（1.61.8）d=（1.61.8）55=8899mm取d毂=90mm轮毂宽度L=（1.21.8）d=（1.21.8）55=6699mm取L=70mm辐板厚度c1.5m=1.54=6，一般采用c=10mm蜗轮包角2=90o100o,一般采用2=90o（3）齿轮1）已知轴上齿轮z' 2=54，m=3，则：分度圆直径d' 2=m z' 2=354=162mm齿顶圆直径d' 顶2=m(z' 2+2)=3（54+2）=168mm齿根圆直径d' 根2=m(z' 2-2.5)=3 (54-2.5)=154.5mm由于齿轮精度不高，悬臂布置的设计，所以齿宽系数应该选小值，现取m=10所以齿宽B=m·m=30mm.由于d' 顶2>160mm，可采用辐板式结构的锻造齿轮。轮缘内径d缘= d' 顶2-10m=168-30=138mm轮毂外径d毂=1.6d轴2=1.645=72mm(d轴2齿轮的孔径，由表三可知d轴2=45mm)辐板厚度c=0.3B=0.330=9mm辐板孔圆周定位尺寸：d0=0.5(d缘+d毂) =0.5(138+72)=105mm （3-5）辐板孔直径：d孔=0.25(d缘- d毂)=0.25(138-72)=16.5mm，取d孔=17mm。齿轮示意图如图3-2-1图3-2-1轴齿轮示意图2）已知轴上齿轮z3=81，m=3，则：分度圆直径d3=mz3=381=243mm齿顶圆直径d顶3=m(z3+2)=3(81+2)=249mm齿根圆直径d根3=m(z3-2.5)=3(81-2.5)=235.5mm齿宽B=30mm。由于d根3>160mm，可采用辐板式结构的锻造齿轮。轮缘内径d缘= d顶3-10m=249-30=219mm轮毂外径d毂=1.6d轴3=1.650=80mm(d轴3齿轮的孔径，由表三可知d轴3=50mm)辐板厚度c=0.3B=0.330=9mm辐板孔圆周定位尺寸：d0=0.5(d缘+d毂) =0.5(219+80)=149.5mm （3-6）辐板孔直径：d孔=0.25(d缘- d毂)=0.25(219-80)=34.75mm，取d孔=35mm。、轴的中心距： （3-7）轴上齿轮如图3-2-2图3-2-2轴齿轮示意图3）已知轴上的齿轮z4=18,m=3则：分度圆直径d4=mz4=318=54mm齿顶圆直径d顶4=m(z4+2)=3(18+2)=60mm齿根圆直径d根4=m(z4-2.5)=3(18-2.5)=46.5mm齿宽B=30mm。由于d根3<160mm，故必须采用实心式结构锻造齿轮。、轴的中心距： （3-8）轴上的齿轮如图3-2-3所示图3-2-3轴齿轮示意图3.3、绘制部件的装配草图已知设计装配图及各项基本参数。如图3-3-1，分析确定各零件的位置和箱体的尺寸：图3-3-1总体装配图图3-3-2减速箱轮廓图1)对于表中的数据和待定尺寸，观察结构图。选取箱壳外型尺寸为：长=d外+2+2=162+210+28=198mm，取为200mm宽度估计为165mm高=64+202.5+ d外/2=64+202.5+81+10+8=365.5mm，取为366mm。表3-3-1减速箱各零件间相互位置尺寸代号名 称推荐尺寸说 明切管机减速箱取值B1齿轮宽度由结构设计定B1=30B带轮宽度由结构设计定B=35b轴承宽度根据轴颈直径，按中或轻窄系列决定查手册待定，如蜗杆轴的轴承，暂选为6205，则b=15箱壳壁厚，a为蜗轮传动中心距取=8旋转零件顶圆至箱壳内壁的距离=1.2取=101蜗轮齿顶圆至轴承座边缘的径向距离1=1012取1=10L1蜗杆中心至轴承中心的距离L1=0.8a,a为蜗杆传动中心距已知a=122故L1=97.6L2轴的支承间跨距由设计定L3箱外旋转零件的中面至支承点的距离待定，暂取L4滚动轴承端面至箱壳内壁的距离当用箱壳内的油润滑轴承时，L45当用脂润滑轴承时，并有挡油环时，L4=1015取L4=5L5轴承端面至端盖螺钉头顶面的距离由端盖结构和固紧轴承的方法确定待定，暂选L5=20L6箱外旋转零件端面至端盖螺钉头顶面的距离L6=1520取L6=202)轴的装配工艺设计a）对于轴承跨距、设计轴承组合的结构方式选取。有经验公式确定L1=0.8a，已知蜗杆传动中心距a=122mm,则L1=0.8122=97.6mm，从而得到轴承的跨距为150mm（蜗轮分度圆直径）。同时受到径向力和轴向力的涡轮传动，对于轴承跨距不大，可选取单列向心推力球的轴承6000型。轴承尺寸的选择方式，根据轴颈直径来选择轴承，考虑到负载荷能力以及结构上的特点，应适用于轻窄系列。对于轴承组合的构成方式，由于蜗杆轴较短，根据传递功率小和转速中等，选取正排列的向心推力球轴承，已知轴的直径为25mm，所以选择两个6205型和两端固定支座的结构形式，并且使用用垫片调整轴承之间隙。b）轴向零件的周向和轴向固定。如图（轴装配工艺的结构设计d）所示，轴端三角带轮的周向固定是采用普通平键和过渡配合。根据轴的直径d1(D)=20选用“键632GB1096-79”。套筒的直径尺寸根据机械设计手册选用参照（轴的各段直径和长度）轴端档圈，其中轴端直径d=20mm选用“档圈28GB892-76”，“螺栓M514GB30-76”，“销2n610GB119-76”，“垫圈5GB93-76”。零件尺寸及固定方式根据表中公式。对于机油润滑的蜗杆蜗轮，轴承则选用是油脂，所以，选用档油欢这种密封结构。为了有更加稳定的轴向固定，旋转零件的轮毂宽度使旋转零件（如带轮、齿轮、蜗轮、轴承等）要超过配合的轴头长度在设计时要。c ) 强度校核及结构设计在设计有刚度要求的轴时，要进行刚度的校核计算。1）.轴的结构设计及强度校核：轴上装有的主要零件为：轴承、键、轴环、带轮等。由表三可知其最小直径为45mm。已知：z' 2齿轮的分度圆直径d' 2162mm，z3齿轮的分度圆直径d3243mm，z4齿轮分度圆直径d454mm，、轴中心距=202.5mm，、轴中心距=148.5mm，两滚筒中心距108mm，轴转矩420.2，轴转矩122.3。验算过程：画出受力分析图31a，因为动力从齿轮z' 2经惰轮z3传给两个z4齿轮，在惰轮z3的圆周上就有着同时作用着P1、P2、P3三个切向力；根据滚筒中心距108mm和=148.5mm，我们可以计算出角。因为在直角三角形、 中，所以；根据转矩 （3-9） （3-10）使用平移和四边形法则，对作用在轴上的合力计算。如图31b，使用作图法可得P48360N，P=P1+P4=5185.43+8360=13545.43N因为轴的最大弯距在B点、所以惰轮z3的中面到滚动轴承中面的距离，现取为l3=70mm的位置，则其最大弯矩： （3-11）选取轴的材料使用45号钢，转动心轴的B0.26，所以： （3-12）现在设计轴颈的直径为55mm，所以合适。结构中所用润滑为L-CPE/P蜗轮蜗杆油，滚珠轴承脂（SY1514-82），7407号齿轮润滑脂（SY403684）所用密封方式有毡圈式密封，迷宫式密封槽密封轴的受力分析如图3-3-3图3-3-3轴的受力分析3.4、绘制设计装配图在已经绘制设计装配图画草图的基础上，参考设计尺寸，比例，精确地绘制。对比具有一般装配图的内容以外，对装备的主要零件进行详细分析。应该有部件装配图和总装配图。绘制滚筒装配图，如图3-4-1所示图3-4-1滚筒装配图轴的各段直径和长度的计算方法列于表3-4-1·绘制减速箱装配图，如图3-4-2图3-4-2减速箱装配图表3-4-1轴的各段直径和长度代代号名 名 称推推荐 荐 尺 寸说说 明举举例：切管机蜗杆轴d1轴轴的最小直径根据扭矩或弯矩强度条件初步计算若此段有键槽，应将直径增加5%dl1=13取为20mmd2安装密封处的直径dd2> d1+2r r倒圆直径，查阅手册中非配合处的过度圆角半径用凸肩定位时按此式计算，用套筒定位时另取带轮的定位靠套筒，此处的d2是指套筒外径d3安装滚动轴承处的直径dd3> d2dd3> d1无套筒的；套筒的d3必须符合轴承的标准由于采用205型轴承，d3=25mmd4装在两滚动轴承之间齿轮（蜗轮）处的直径dd4> d3+2rr倒圆角半径，查阅手册确定如如轴d5一般轴肩和轴环的直径dd5d4+2a a轴肩或轴环的高度，a=(0.070.1) d4如如轴，d4=55mm，a=3.855.5mm,取a=5mm,则d5=55+2*5=65mm因此处d4相当于d3=25，a=0.1 d4则d5=25+2*2.5=30mmd6滚动轴承定位轴肩直径查阅手册轴承部分的D1值L7安装旋转零件的轴头长度LL7=（1.21.6）ddd-轴头直径一般要求L7要比旋转零件的轮毂宽度要短一些L8轴环长度L81.4a或L8（0.10.15）d如轴L81.4*5=7mm减速箱焊接图如图3-4-3图3-4-3减速箱焊接图3.5、绘制零件工作图机械零件种类有两种：一类需要自行设计制作的，叫基本件；基本件必须根据设计装配图，全部拆画，并详细对部结构进行设计。所以此次设计中选取需要的滚筒工作图和蜗杆工作图单独拆画零件图：滚筒零件图如图3-5-1图3-5-1滚筒零件图蜗杆零件图如图3-5-2图3-5-2蜗杆零件图结论通过对学习知识的运用和对切管机的设计计算，并且查阅资料，对切管机进行了初步的设计。在设计的过程中，主要的需要做的：传动方案的选择上和对机构的设计计算中,应该选取合适的传动方案以及对减速箱各个部分零件的计算以及核准。设计思路完成后，对已有数据的基础之上装配图的轮廓，需要通过对各个参数的对照进一步确定，最后形成总体装配图。对滚子零件的工作图，蜗杆的零件图等零件图绘制。通过本次课题的设计，对大学中所学知识的运用理解，有了一个比较全面的复习。在设计与计算的过程中，也出现了一些问题。通过查阅资料，对问题解决的上有了信心，也对所学知识哪里薄弱有所认识，并且针对解决。形成独立的思考解决能力，是在这次设计中我所学到的。当然，从中也大致了解了同类产品的设计理念方法，这也将是非常珍贵的实践经验。相信对以后的的工作中学习生活，都会有巨大的影响。参考文献1 璞良贵，纪名刚主编.机械设计.第七版.北京：高等教育出版社，20012 孙桓，陈作模主编.机械原理.第六版.北京：高等教育出版社，20023 成大先主编.机械设计手册.北京：化学工业出版社，20044 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