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买文档就送您CAD图纸，Q号交流197216396或11970985钢管自动下料机摘 要 钢管自动下料机床是带式输送机托辊钢管切断、两端倒角一次自动完成的专用设备，该机床自动化程度高、加工精度高，如送料，定位，夹紧，倒角，切断依次进行，一次就能满足钢管的加工精度，不需要辅助加工，并且安装调试方便。该设备采用的是硬质合金刀（YT5系列刀具），其硬度，耐磨性，耐热性都很好，切削速度远比高速钢快得多。液压系统中使用了双联泵供油，保证了运动速度，切断采用进口调速出口被压装置，使切断速度可调、工作稳定。钢管加工过程，由“自动送料送料到位夹紧夹紧到位进刀进刀到位自动落料放松退刀退刀到位自动送料”循环进行，大大提高工作效率，并能适应大批量生产加工。本产品在生产中应用可以提高产品质量和经济效益，降低劳动强度。 此次的设计主要是针对金属管材进行加工的切管机，完成的工作主要是下料机结构简图、主轴箱体和装配图的设计。包括传动装置的设计和计算，其中有电动机的选择，传动方案的拟订，各轴的转速，功率和转矩的计算。总体结构的设计，其中有各轴尺寸的设计，各主要传动件的结构尺寸的设计。并且针对以上的设计计算进行了详细的校核。最后通过得到的数据，绘制了装配图、结构简图和装配图。然后又针对各主要基本件，绘制了2张零件图。关键词： 切断倒角 刀具 液压系统 转动方案AbstractSteel pipe to be automatic feeding machine is of belt conveyor idlers cut off both ends, steel pipe Angle pouring a automatic completion of special equipment, this machine a high degree of automation, processing precision is high, such as feed, orientation, clamping and chamfering, to cut off the last out, one at a time can meet the machining precision of the steel tube, dont need to assist processing, installation and debugging is convenient. This equipment use is hard alloy knife (YT5 series tools), its hardness, wear resistance, heat resistance are all very good, high speed steel paper cutting speed than much faster. Hydraulic system used in double pump oil supply, ensure the movement speed, cut off the import export be pressure to speed device to make the cut speed adjustable, working stability. Steel pipe processing process,from automatic feed-feed place clamping clamping in place feed feed in place to be automatic blanking relax recede cutter knife in place back automatic feedcycles, and greatly improve the work efficiency, and can adapt to mass production and processing.This product can be used in the production process to improve product quality and economic efficiency, reduces the labor intensity.This is designed to carry on the processing of metal pipes cut pipe bender, complete the main job is feeding machine structure diagram, spindle box and the design of assembly drawings. Including the design and calculation of transmission device, including the choice of motor, transmission scheme of the draft, the axis of rotation speed, torque and power calculation. General structure design, including the axis of the size of the design, the main transmission parts of the design of the structure size. And according to the design and calculationof the detailed check. Finally, through the data retrieved, mapped the assembly drawing, structure diagram and the assembly drawing. And then on the main basic parts, painted two to drawing.Keywords: cut off chamfering tool hydraulic system turn scheme目 录前 言11 钢管自动下料机41.1 机床主要规格及技术参数41.2 机床简介41.2.2 机床工作适用条件51.3 机床结构概述51.3.1机床工作原理51.3.2各主要部件结构、性能51.4 机床电器系统61.4.1 电源61.4.2控制按钮功能61.4.3可编程序控制器（PLC）简介72 机床元件主要参数的选择及校核82.1刀具的选择82.1.1 刀具牌号材料的选择82.1.2刀具结构的设计92.2电机的选择92.1.1转速的确定92.2.2初选传动比I和齿轮齿数102.2.3初算刀具的切削力FC，（按切断刀计算）102.2.4确定电机的参数112.3 齿轮的确定122.3.1 直齿轮参数的确定122.3.2 斜齿轮参数的确定132.3.3齿轮的校核142.4皮带的选择与计算182.5 主轴的校核计算202.6 轴承的的校核232.7液压系统252.7.1结构：252.7.2工作原理253.送料机构的设计263.1送料机构形式的确定：263.2送料小车的设计273.2.1 确定传动形式273.2.2选择小车电机273.2.3皮带的选择283.2.4蜗轮蜗杆的确定及其校核计算293.2.5车轮的布置313.3小车轨道的选择324定尺机构334.1机构简介334.2动作顺序334.3工作原理335.简单故障的处理345.1.液压故障的处理34结 论35参考文献36致 谢37前 言钢管是一种多功能经济断面钢材，它在国民经济各部门应用愈来愈广泛，需求量也越来越大。管材的需要量之所以急剧增长，是因为管子能用各种材料来制造。而且质量和精度也高。它一方面广泛用于输送油、气、水等各种流体，被人们称为工业“血管”；其次大量应用于机械制造和建筑工业，也是一种抗弯能力较强的结构材料，另一方面钢管作为中空的零件毛坯用于制造滚动轴承、液压支柱、液压钢简体、空心键、花键套、螺母以及手表壳等，这既节约金属又节约加工工时；其次钢管又是军队工业中的重要材料，如用于制造枪管、炮筒及其他武器，随航空、火箭、导弹、原子能与宇宙空间技术等的发展，精密、薄壁、高强度钢管的需求量迅速增长。随着钢管的需求量的日益增大，钢管的生产也显得尤为重要，而钢管自动下料机的应用，主要是为了降低劳动强度，节约人力，提高产品质量。当然，保证经济性也是这次设计的重要考虑的重要项目之一。目前国内外主要有手摇式、磁力式、链条式、轨道式钢管下料机。手摇式钢管下料机（管道下料机）优点：制造成本低、价格便宜。缺点：1、手摇速度不均匀，切割粗糙；2、下料机在绕管子转动的过程中，很多位置不好手摇操作，如顶面、底面等；3、切割中途出现紧急情况，不能及时关闭火焰；4、以链条限定行走轨迹会造成定位不准，切割精度不够，割口差，钢管常需要进行焊补或补割。磁力式自动管道下料机优点：磁力式是利用磁力小车做行走机械，实现了自动切割。缺点：1、对钢管椭圆度不好的情况下，磁力小车沿管壁走，行走路径改变，特别是大口径钢管，焊接后椭圆度很难保持很好，切割效果不好。2、在表面有涂层或保温层等情况下，磁力减少，无法克服自重，磁力式无法工作。3、在切割有缝管特别是螺旋管时，磁力式行走轨迹发生变化，磁力小车在经过螺旋管的焊缝处易掉下来或是由于颠簸，行走机构车轮走偏。4、不锈钢等无磁性管道不能切割。5、磁力下料机放置到管子上的时候很难保证切割机体与管子端面的平行，行走偏差不可避免，管径越大，偏差越大，因此常常先画线，切割过程中再由工人实时监控，出现偏差再手动干预，浪费工时，同时又不能彻底保证质量。链条式自动管道下料机优点：链条式自动下料机，克服了磁力式自动下料机切割过程中掉下来的。缺点：1、链条节与节之间有空隙，使用链条作为轨道，很难保证切割精度。钢管口径越大，误差越大；2、链条为要一节一节安装，链条在安装过程中是松弛的，安装好的链节容易脱落，安装费时费力，并容易加剧上述1 的缺点。并克服了手动链条式切割机的部分缺点，但依然有其致命的缺点。定位块式管道下料机 优点：定位准，切割准确。缺点：1、制造成本高；2、设备重，部件多，安装费时费力；3、配件多，价格昂贵，且一组定位块只能适合某一种特定管径，一个齿条轨道，只能适合其中几种管径的切割，要实现柔性功能，要配全各种型号的配件。4、国内没有厂家做这种下料机，一般都是从国外进口，维修成本高， 一次维修费高达万元以上。STZQ系列轨道链条复合式自动管道下料机 优点：1、超高的切割精度；2、方便的控制模式； 3、简便的安装过程；4、更强的适应能力；5、优越的防滑性能在本次研究中，稍微吸取上述下料机的各自优点，并结合我国实际情况，设计了一款定位块式托辊钢管切断机。目的在于对我国钢管切割方面尽一点绵薄之力意见，以求在一定程度上提高产品质量和经济效益，降低劳动强度。1 钢管自动下料机1.1 机床主要规格及技术参数 切断钢管直径 60-159切断钢管长度 200-2000mm切断长度误差 0.5mm切断两端面平行度 0.4mm最大送料长度 12000mm工作时，除上料外，其余工序(送料、定位、夹紧、倒角、切断)在此设备上自动完成，调整简单、自动化程度高。该设备应采用硬质合金刀加工，工作效率高，采用可编程序控制器(PLC)为中心的控制系统，限位采用无触点开关，动作程序准确可靠。1.2 机床简介 1.2.1机床主要用途及适用范围 本机床是带式输送机托辊钢管切断、两端倒角一次自动完成的专用设备。倒角、切断后不需辅助加工，其精度能满足托辊钢管的技术要求。适用于目前国内外生产的带式输送机托辊钢管的切断加工。除上料外，其余工序（送料、定位、夹紧、倒角、切断）在此设备上自动完成，调整简单，自动化程度高。该设备采用硬质合金刀加工，工作效率高。采用可编程序控制器（简称PLC）为中心的控制系统，限位采用无触点开关，动作程序准确可靠。适用于大批量的专业化生产。1.2.2 机床工作适用条件 适用于海拔不超过1000米，环境温度在1040之间，无粉尘及各种腐蚀介质的场合，被加工的管子须去除浮锈。1.3 机床结构概述1.3.1机床工作原理机床的工作过程: 小车在导轨上推动钢管前进，钢管穿过中空的主轴，顶住主轴箱另一侧的定尺机构，由定尺确定要切断倒角的钢管的长度（从切刀刀头到定尺的边缘即为工件的切断长度）。当电机带动小车推动的钢管顶住定尺时，定尺右侧的感应开关发出信号，弹簧夹套立即夹紧钢管，待夹紧到位后倒角刀切断刀依次进行,整个过程钢管逆时针连同主轴一起同步旋转,刀具做进给运动.待刀具到位后被切断的钢管自动落料,刀具放松退回到位,下一次循环开始.整个循环过程按照“小车送料-送料到位-夹紧-进刀-进刀到位-自动落料-放松退回-退回到位-小车送料”的步骤进行。1.3.2各主要部件结构、性能主轴箱座: 材料选用铸铁,有减少震动作用,支承主传动箱及主轴电机，并连接定尺机构。主传动箱：通过主轴电机经减速机构带动主轴转动，并通过夹紧轴、弹簧夹套使钢管旋转，且可根据不同管子的直径实现变速。刀架（两套）：由液压缸带动执行进刀、退刀，分别实现钢管的倒角、切断。送料小车：此小车由电机通过减速机构带动行走，推动钢管到位后进行加工。定尺机构：根据要求，可沿床身导轨移动定尺座，调整钢管的切断长度。工作时，定尺油缸伸出实现钢管定位，然后自动退回-保证切断后的钢管顺利退出。1.4 机床电器系统1.4.1 电源操作台外接电源为三相380V50HZ交流电，零线需可靠连接，保证50A电流，电源线大于10mm2，操作台内“31”号线（PLC接地线）必须单独接地，导线大于2mm2，接地电阻小于100，切不可与其它设备共地。1.4.2控制按钮功能（1）主令开关SA：用于工作方式转换，自动循环-循环停止-手动调整。（2）油泵启动、油泵停止、主轴启动、主轴停止，分别用于控制油泵电机和主轴电机，它们的使用没有工作方式的要求。（3）送料：料车退回为点动按钮，控制料车的前进和后退。（4）夹紧：在手动调整状态下使用，按动此按钮，夹紧油缸动作，夹紧工件，再按一次则松开（此时主轴孔中必须有相应尺寸的工件）。（5）进刀、退刀：在手动调整状态下使用，为点动按钮。（6）循环启动：在自动循环状态下使用，使设备自动连续工作。在循环状态工作中，当管端与小车顶尖顶紧不牢时，可按送料按钮使小车顶紧管子。（7）紧急制动：在紧急情况下使用，可切断控制电源，紧急停止设备动作。1.4.3可编程序控制器（PLC）简介PLC是设备控制系统的中枢，其内部结构是高精度、大规模集成电路，应特别注意维护与保养，并做定期检查，及时解决出现的问题。不要放置于高温、潮湿、振动或有冲击的地方。运输时应采取防振措施，尽量减少振动。不要用腐蚀性较大的溶剂擦洗机壳。注意不要把电线头、螺丝等零星物品落进机壳内。2 机床元件主要参数的选择及校核2.1刀具的选择2.1.1 刀具牌号材料的选择加工钢管材料为碳素钢，选用硬质合金钢刀具，YT类刀具适合加工碳素钢，YW类刀具加工铸铁，硬质合金的硬度，耐磨性、耐热性很高，切削速度远超过高速钢，加工效率高。而YT5相对YT15韧性较好,硬度较高，不易损坏。所以刀具选用YT5。牌号WCTICTACCO密度硬度抗弯强度抗压强度弹性模量ISO牌号TY58551012.513.289.51044.6590600P302.1.2刀具结构的设计 切刀倒角刀2.2电机的选择2.1.1转速的确定刀具的切削力Fc与切削速度V有关，当选择进给量s，转速到达n稳定时，切削力基本保持不变。整个过程的动作时间（自定尺后到倒角切断完成过程中）为15秒。主轴的旋转速度n400r/min，初选刀具的进给量s=0.2mm/r,而t=15s则有一个过程总的进给量为6mm(管子的壁厚)，则15s最少需要转30r,而倒角刀与切断刀同时动作 , 则就有n=120r/min考虑传动中的损失，取n=150r/min,初选电机级数为6，就有n同=1000r/min实际转速n=980r/m 总的传动比=(980r/min)/(150r/min)=6.532.2.2初选传动比I和齿轮齿数根据传动比的选择原则，传动副要“前多后少”传动路线要“前密后疏”降速要“前慢后快”由上述原则初选I=1.65 I12=2 I23=1.98对于不同直径的管子主轴的转速不同,需要有调速装置,采用不同齿数的齿轮啮合,从而改变传动比,进而满足末端轴有不同的转速。对于管子直径较小的主轴转速可以快一些, 可取n=200r/min 此时的总传动比=(980r/min)/(200r/min)=4.9,而具体的传动比为 I=1.65 I12=1.4 I23=1.98对于不同齿数的齿轮传动可以选用滑移齿轮传动，一般滑移齿轮选择相互靠近的窄排列，且符合Z2-Z14。则选择Z1=28 Z2=35 Z3=56 Z4=492.2.3初算刀具的切削力FC，（按切断刀计算）切向力（切削力）PX=CPXT0.72S0.8 CPX=388 PX=3360N （t为切削深度s=0.2 PY=CPYt0.73s0.67 CPY=141 PY=1481N对工件圆管来说扭矩T=PXr=33608010-3=268.8Nm而总的刀具扭矩T总=2T=268.82=537.6Nm工件的质量 M1=1222.64=271.68Kg轴与夹套的质量M2=1168.56=75.42Kg转动惯量 J1=M1r2=271.680.082=1.7387521Kgm2 J2=M2r2=75.42(0.1)2=0.7542 Kgm22.2.4确定电机的参数以0.5s为启动时间 则角加速度=W/T=2n/t=800则转矩T工件=（J1+J2）*=（1.738752+0.7542）800=6262.3Nm考虑齿轮间的传动效率则有T输=（T工件+T刀具）/总，总=0=0.980.980.90.980.80.9=0.61则T输=（6262.3+537.6）/0.01=11147.4Nm又初定电机的额定转速n=980r/min 又根据T=9550P/nP=11147.49809550=11.4(KW) 型号额定功率额定电流效率功率因数额定转矩最大转矩额定转速Y180L-615KW31.6A89.5%0.811.8Nm2.0Nm980r/min初选电机为15KW(同步转速n=1000r/min) 型号为Y180L-62.3 齿轮的确定直齿轮用于高速小扭矩的轴上，而斜齿轮用于低速大扭矩的轴上，所以初级减速的轴、用直齿轮，末端轴用斜齿轮。2.3.1 直齿轮参数的确定由于轴一二的转速较高，相对于来说该轴上的扭矩就比较小，而直齿轮刚好符合这种要求，所以轴一二上均选用直齿轮。 已知参数m z1 z2 z3 z4 （1）第一组直齿轮参数的确定端面模数 m=4 z1=28 z3=56端面齿形角 at=20分度圆直径 d1=z1m=284=112mm d3=z3m=564=224mm 齿顶高 ha1=ha2=m=4mm齿根高 hf=1.25m=5mm全齿高 h=ha+hf=9mm齿顶圆直径 da1=d1+2ha1=(z1+2)m=304=120mm da3=d3+2ha3=232mm齿根圆直径 df1=d1-2hf=(z1-2.5)m=(28-2.5)4=102mm df3=d3-2hf=(z3-2.5)m=(56-2.5)4=214m 中心距 a1=(d1+d3)/2=(z1+z3)m/2=(28+56)4=168mm（2）第二组直齿轮参数的确定端面模数 m=4 z2=35 z4=49端面齿形角 at=20分度圆直径 d2=z2m=354=140mm d4=z4m=494=196mm 齿顶高 ha1=ha2=m=4mm齿根高 hf=1.25m=5mm全齿高 h=ha+hf=9mm齿顶圆直径 da2=d2+2ha2=(z2+2)m=374=148mm da4=d4+2ha4=(z4+2)m=514=204mm齿根圆直径 df2=d2-2hf=(z2-2.5)m=(35-2.5)4=130mm df4=d4-2hf=(z4-2.5)m=(49-2.5)4=170m中心距 a2=(d2+d4)/2=(z2+z4)m/2=(35+49)4=168mm2.3.2 斜齿轮参数的确定末段轴的转速较低，扭矩比较高，直齿轮不能很好满足需要，而斜齿轮刚好符合这种要求，所以轴三的齿轮就选用斜齿轮。已知参数mn =5mm z1=44 z2=87 =82022 n =20端面模数 mt= mn/cos=5/cos82022=5/0.99=5.05mm端面齿形角 tant=tann/cos=tan20/cos分度圆直径 d1=z1mt/cos=544/cos82022=220/0.99=222.22mmd2=z2mt/cos=587/cos82022=435/0.99=439.39mm齿顶高 ha1= ha2=mn=5mm齿根高 hf=1.25mn=1.255=6.25mm全齿高 h=ha+hf=2.25mn=2.255=11.25mm齿顶圆直径 da1=d1+2ha1=222+25=232mm da2=d2+2ha2=439+25=449mm齿根圆直径 df1=d1-2hf=222-26.25=209.5mm df2=d2-2hf=439-26.25=426.5mm中心距 a=(d1+d2)/2=(222+439)/2cos=661/（20.99）=331mm2.3.3齿轮的校核齿轮的校核主要依据按接触强度，弯曲强度进行计算模数，再对所确定的模数进行验算，从而达到校核的目的。 （1）直齿轮的校核：Z=28的模数的计算估算模数传动比 i=Z2/Z1=56/28=2 外啮合齿宽系数 m=5-10 7.5齿轮传递的名义功 P=Px=15x0.8x0.98 11.76kw载荷系数 K=0.8-1.6 1.0许用接触 HP =0.9 x Hlim=1035N/mm2 图 3.4-3查得， Hlim=1150N/mm2许用齿根应 单向受力FP=1.4Flim=504N/mm2 图 3.4-4查 Flim=360N/mm2按接触强度 mH=16020(KP(i+1)/ mncz12HP2i)1/3=16020(1.0x11.76x3/7.5x595x282x10352x2)1/3 2.68mm 按弯曲强度 mF=430(KP/mncz1FPi)1/3= 1.95mm 标准模数m=4mm验算模数使用系数： KA=1.2 表3.4-31功率利用系数： KHP=0.8 KFP=0.88 表3.4-32转速变化： KHn=0.97 KFn=0.98 Rn=1000/1501 名义切向力： Ft=1.9x107xP/(dnc)=1.9x107 x11.76/112x595 得3353N圆周速度：v=nmaxZ1mn/6000COS nmax=595r/min =3.14x595x4x28/60000 得3.49m/s动载系数： Kv=1+k1/(FKA/b)+K2Z1vi2/(1+i2)1/2/100=1+12.10x30/3353x1.2+0.0192x28x3.49x(4/1+4)1/2/100=1.002b=30mm 由表3.4-37 k1=12.10,k2=0.0192齿向载荷：KH=1.1由图3.4-5 3.4-6， b/d1=30/112=0.27 分布系数： KF=1.2 KH=KF=0.18+1+0.15 得1.33齿间载荷：KH由表3.4-38 FtKA/b=3353x1.2分配系数：KF KH= KF/30=134N/mm节点区域系数：ZH 图3.4-7 得2.5弹性系数 ： ZE 表3.4-39 189.8（N/mm2）1/2 齿轮副均为钢 重合度及螺旋角系数Z（接触） 图3.4-8 得0.9 =1+2=0.75+0.91=1.66许用接触应力： 图3.4-3及图3.4-9 采用HJ-20,v=17-23, HP=1150x0.91 得1047N/mm2 ZLVR=0.91复合齿行数： 剃齿图3.4-11 YFS=4.84复合度及螺旋角系数（弯曲） 图3.4-12 Y=0.70许用齿根系数 ： 3.4-4FP=1.3X360 468N/mm2按接触强度验算模数 ：mH=267KAKHPntKVKHKH4 按弯曲强度验算模数 ： mF4mm结论 模数取为4mm满足设计要求 （2）斜齿轮的校核： Z=44的模数的计算估算模数传动比 i=Z6/Z5=87/44=1.98 外啮合齿宽系数 m=5-10 7.5齿轮传递的功率 P=Px=15x0.8x0.98x0.8x0.98 10.37kw载荷系数 K=0.8-1.6 1.0许用接触力 HP =0.9 x Hlim=1035N/mm2 图 3.4-3查 Hlim=1150N/mm2 许用齿根应力单向受力 FP=1.4 Flim=504N/mm2 Flim=360N/mm2 按接触强度 mH=16020(KP(i+1)/ mncz12HP2i)1/3 nc=417r/min=16020(1.0x10.37x2.98/7.5x417x442x10352x1.98)1/3 2.15mm 按弯曲强度 mF=430(KP/mncz5FPi)1/3= 1.82mm 选取标准模数 m=4mm验算模数使用系数： KA=1.2 表3.4-31功率利用系数： KHP=0.8 表3.4-32 KFP=0.88 转速变化系数： KHn=0.97 Rn=1000/1501 名义切向力：Ft=1.9x107xP/(dnc)=1.9x107 x10.37/(220x417) 得2147.7N圆周速度：v=nmaxZ5mn/6000COS nmax=417r/min =3.14x417x44x5/（60000x0.9） =82022 得4.85m/s动载系数： Kv=1+k1/(FKA/b)+K2Z1vi2/(1+i2)1/2/100 =1+12.10x84/2147.7x1.2+0.0192x44x4.85 x(1.982/1+1.982)1/2/100=1.782 b=84mm 由表3.4-37，k1=12.10,k2=0.0192 齿向载荷 ： KH由图3.4-5 3.4-6， b/d1=84/220=0.38 分布系数： KF KH=KF=0.36+1+0.2 得1.56齿间载荷： KH=1.1由表3.4-38 FtKA/b=2147.7x1.2分配系数： KF=1.2 KH= KF /84=30.68N/mm节点区域系数： ZH=2.5弹性系数： ZE= 189.8（N/mm2）1/2 齿轮副均为钢 重合度及螺旋角系数：Z=0.9 =1+2=0.75+0.91=1.66许用接触应力： 采用HJ-20,v=17-23, HP=1150x0.91得1047N/mm2 ZLVR=0.91复合齿行系数剃齿图3.4-11 YFS=4.84复合度及螺旋角系数（弯曲） 图3.4-12 Y=0.70许用齿根应力： FP=1.3X360 468N/mm2按接触强度验算模数 mH=267KAKHPntKVKHKH 4mm按弯曲强度验算模数 mF=3.240mm4mm结论 模数取为4mm满足设计要求2.4皮带的选择与计算保证带在工作中不打滑，并具有一定的疲劳强度和使用寿命是V带传动设计的主要根据，也是靠摩擦传动的其他带传动设计的主要根据。此机床选择普通V带中的B型带，其设计计算如下：计算功率 PC=KaxP=1.2x15 18kw选择带型 小带轮转速n1=980r/min B型带小带轮的基准直径 dd1=125-140 取140mm 为了提高带的 寿命，如结构允许应选较大直径 大带轮的基准直径 dd2= n1dd1/n2(1-) =1.65x140x0.99 带速 v=dd1n1/60x1000vmax v=20 初定中心距 0.7（dd1+dd2）a 0.7x362=253mm a0=255mm带基准长度 Ld0=2a0+（dd1+dd2）/2+（dd2-dd1）2/4a0 =2x255+/2x362+822/(4x255) =1120mm 中心距 a=a0+(Ld-Ld0)/2=255+17 =272mm a的范围： amax=a+0.03 Ld=272+33.6=306mm amin=a-0.015 Ld =272-16.8=255mm 小带轮的包角 a1=180-（dd2-dd1）x57.3/ a120 a1=162.7 单根V带传动功率及其增量 P0=2.2KW P0=1.5KW 带的根数Z Z=0.95x0.84x18/3.7=3.84 Z取4根 单根带的初拉力F0 F0=500(2.5/ K-1)P/ZV+mv2 =500x(2.5/0.95-1)15/4x7+0.2x72=447N 作用于轴上的力 Fr Fr=2F0Zsin(/2)=2x447x4xSin80 =3504N2.5 主轴的校核计算设计图纸中可以看出，主轴为最危险轴只需考虑主轴的强度是否符合要求，主轴的结构简图如下：主轴的转速为n转=4170.90.98=368r/min 由于机械损失传递到主轴的功率P=150.80.90.980.90.98=9.34KW 传递到该轴的扭转力矩为MeMe=9550P/368=95509.34/368=242.4Nm ，力矩Me是通过齿轮传送的应有（F为切削力）F*D/2=Me(D=0.435m)就是F=2Me/D=2242.4/0.435=1114.5N 由平衡方程得齿轮上的法向力Fn对轴线的力矩Me应与轴上的力矩Me相等 即 Me=Fncos45d1/2=Me Fn=2 Me/( cos45d1)=（2242.4）/(24010-30.707)=2857N 具体的弯矩和扭矩图如下在截面1上,扭矩为242.4Nm合成弯矩M分别为M=(Mx2+My2)0.5=(1288.72+14012)0.5=1903Nm 抗弯截面系数W=(D4-d4)/(32D) 其中D=240mm d=180mm W=9.210-6 最大许用应力为=85MPa按第三强度理论进行校核,则有(1/W)*(M2+T2)0.5=(1/9.210-8)(19.32+242.42)0.5=22.7Mpa符合强度定义,该轴满足设计要求2.6 轴承的的校核由设计图纸可知主要考虑轴承所受的轴向力，径向所受的力只是受载荷作用的重力，只需考虑角接触轴承所受的力，它是靠液压缸的运动推动其运动的,液压缸的缸内面积A=r=3.14(110/2)2=9.510-3m2 液压缸所受压力为F=PA=4.51069.510-3=4.3104N 两个相同的缸共受力F总=2F=86KN 输出载荷为Poc=K0P0=1.15F总=1.158.6104=9.89104N。而轴承间是以背对背的方式进行组合的。其中轴承的基本参数如下：计算结果1.寿命的计算（1）选取轴承型号7240AC 由轴颈直径及载荷性质径向基本额定动载荷Cr 3.1-9 558KN径向基本额定静载荷C0r 3.1-9 895KN极限转速nlim 3.1-9 900 r/min判断系数e e=0.68系数 Y =0.87系数 X =0.41 （2）计算附加轴向力轴承径向载荷Fr1,Fr2 Fr1= Fr2 500N附加轴向力S1，S2 S=eFr 1020N(3)计算单个轴承的轴向载荷 轴向载荷FA 9.89104 N Fa1=S1 =1020N Fa2=S1+FA= 9.992104N (4)计算当量动载荷 Pr1 Fa1/ Fr1e 912.6N Pr2 Fa2/ Fr2e 3.85104N (5)寿命L10h 106/60n(c/p) 18.510620000h额定静载荷验算 （1）当量静载荷 Por1=Por2=9.89104N (2)所需额定静载荷 安全系数S0 2.5S0P0r 247KNC0r （3）极限转速计算 载荷系数f1=1 载荷因数f2=0.9 f1 f 2 nlim 810r/minn轴校核结果 符合要求2.7液压系统2.7.1结构：泵组由Y132M1-6交流异步电动机经NZ挠性爪型联轴器带动YB1-10/32双联叶片泵组成。油泵的吸油口加设WU-100180网式滤油器，防止油液中较大颗粒进入液压传动系统引发控制阀的误动作。本系统由卸荷阀控制低压大泵的卸荷，由溢流阀设定小泵压力。液压元件采用叠加阀。油箱内设隔板，使吸、回油管分开。2.7.2工作原理由双联叶片泵排出液压油分两路进入液压系统：小泵排出油液经单向阀l、大泵排出油液经单向卸荷阀k，这两部分油液合并进入油路块。采用此回路可以使各油缸快速运动而需大流量低压油时，由双泵同时供油，保证了运动速度；而切断缸、倒角缸工作进给时用油量极小，此时大泵排油全部经卸荷阀在低压（3Mpa）排回油箱。这种设计既可保证系统的高工作效率，又可节能和减少发热。切断和倒角回路均采用背压阀，可使进给运动平稳，减小负载变化的影响，避免切断工件时刀具前冲。选用调速阀可根据加工需要任意调整速度。夹紧回路中使用了液控单向阀可使夹紧运动不受系统中压力波动的影响。系统压力由溢流阀调定。3.送料机构的设计 3.1送料机构形式的确定：3.1.1 送料小车它采用电机驱动小车在导轨上进行送料，它具有使用方便耐用能，能对较重的工件进行送料，采用无触点限位开关，可以准确的控制小车的送料，在送料过程中可以减少管子的中心偏差。齿轮齿条，能够精确的传递送料，具有较好的传动效率，但齿轮强度要求，制造比较麻烦，不能很好的避免送料过程中不断的受到冲击力，容易使齿轮出现较大磨损。丝杠螺母，传动效率高，运动平稳，摩擦力小，灵敏度高、低速无爬行，使用可靠性高，可以用作精密定位自动控制、动力传递和运动转换。但是它的抗冲击性不好，刚度较低。液压缸传动，可实现大范围的无级调速，反映速度快，易于实现过载保护，易于实现直线运动，操作省力，控制方便，易于实现自动化。但是送料的距离太远，导致液压缸太长，使制造上困难，使用上产生不便。从以上几种形式中，联系该机床的实际工作要求，优选送料小车，它既能满足送料要求，在使用寿命和制造成本的方面考虑也是十分理想的。3.2送料小车的设计3.2.1 确定传动形式采用“电机皮带蜗轮蜗杆”的减速形式，皮带的作用可以缓解冲击，在送料过程中受阻力过大，可以打滑断裂。如果直接以齿轮的啮合方式传动，很容易将齿轮齿面损坏，或断齿。3.2.2选择小车电机根据节拍确定送料速度，6300mm/min 即角速度=10.4弧度/分，选择电机Y系列异步电动机，级数P=6，同步转速为1000r/min 、度0.4huji 对于送料管子（热扎结构用无缝钢管）钢管外径159mm,壁厚6mm,理论重量22.64Kg/m,对于12米的管子,其质量m=22.64(Kg/m) 12271.68K根据主传动箱的中心高800mm ,初步确定小车车轮直径200mm（考虑小车车身厚的刚性），初估小车车身的重量为800Kg 初算小车送料时产生的摩擦力f(动摩擦因数为=0.1) f=N=(G车+0.5G)=0.1（8009.8+0.5271.689.8）=1050 N而摩擦力对小车车轮产生的转矩T=10500.1=105（Nm）总的传动比 i
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