旋管式切管机三维虚拟设计
金属切管机不仅是生产建材时的下料机器，在车辆中、工业中也同样运用广泛。所以本次研究设计的切管机是用于车辆中进行金属管材加工的，主要是设计切管机机体、滚子以及减速箱部分。包括对传动机构装置的研究设计以及演算和验算，当中包含有选择电动机的方法、制定的传动方案、各个轴的转动速度以及计算电动机的功率和转矩。还有对切管机总体结构的设计研究，其中包括有设计各个轴的尺寸大小、重要传动零件的结构形状设计以及尺寸的研究设计。完成后，对所有的以上研究设计计算结果进行仔细的验算。最终根据最后得到的准确数据，进行对切管机总体装配的绘制、减速机部分绘制以及滚子部分绘制图。接下来又绘制了许多各个关键部分基本件的零件图。 本次成品设计是应用在通风管和车辆的通风，主要是在生产中能够更好实现高精度、高效率、自动化以及成本低的效果，可用在批量生产以及对加工管件要求不是特别高的场合。关键词 切管机，结构设计，设计计算，传动方案
目 录
1 引言 1
1.1 CAD技术的基本情况 3
1.2 CAD技术的意义 4
1.3 国内外的研究现状 5
2 旋管式切管机传动方案的选择 6
2.1 传动方案 6
2.2 传动方案的选择 7
3 旋管式切管机传动装置设计与计算 9
3.1 电动机的选择 9
3.2 电动机功率的选择 10
3.3 电动机转速的选择 10
3.4 电动机型号确定 10
3.5 传动方案的拟定 11
3.6 各轴的转速、功率和转矩 11
4 旋管式切管机的传动机构设计与计算 13
4.1 带轮的设计与计算 13
4.2 蜗轮蜗杆的传动与计算 17
4.3 齿轮的设计与计算 21
5 各传动轴尺寸的设计与计算 28
5.1 蜗杆轴的计算与校核 28
5.2 蜗轮轴的计算与校核 32
5.3 滚筒轴的计算与校核 34
6 滚筒系统和进给系统的设计 38
6.1 滚筒系统的设计 38
7 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
绘制设计装配图及零件图 40
结论 42
致谢 43
参考文献 44
1引言
钢管是一种拥有许多功能并且很实惠经济的钢材。如今各行各业对管材的需用量越来越大，这是因为钢管具有很高的质量和精度，能够很好的满足人们的需求。所以，各个需要钢管的行业对钢管的需求量益增长。比如：因为钢管属于结构管以内，所以在建筑行业和机械制造方面得到了人们的青睐。在相同的断面面积下，它的抗弯性能和刚性比其他的钢管要强很多，而且相比之下其重量也轻，如圆钢或方钢等。
同时军队工业也同样对钢管的需求量非常的大。炮管的制造，枪管的制造等武器，以及轮船上以及潜艇上的重要输气输液管道都需要这一重要材料。因此如今对具有高精密、高强度的钢管需求量正在日益的迅速增长，这是与制造业的发展密不可分的。
但是钢管在大多数情况下主要还是当做输送管来用，用它来输送油、气、水等流体。现如今化工部门生产运输化工产品都用管道的形式。我国南水北调、西气东输等，都是通过管道来实现运输传送的。综上所诉种种用途，钢管现今被人们赋予了工业“血管”的称号。
随着钢管如今的需求量日益增长并且其生产数量越来越多，钢管的生产方式也变的越来越重要，如何能够通过优化生产方式以及改善生产设备成了钢管行业所研究的重点问题。下面我对大家介绍一下生产钢管的设备，因为切管机在生产钢管的过程中起着至关重要的作用。根据生产成品的规定，钢管的出品后必须两端整齐的切割。满足这些要求，才能够达到各行各业对钢管的充分利用的要求。而且钢管的中心线必须垂直于钢管的两头切断面，但是金属管经过热轧矫正后会出现很多缺陷和不足，例如会出现有裂纹、撕破、结疤和壁厚不均匀等情况，所以需要将钢管的头尾切掉，还有按顾客订货要求的定尺和倍尺以及需要待处理的改动尺寸通通都要切断。另外，中间管料和成品钢管都需在冷拔冷轧时切掉。因此工具切管机的设计十分受到重视。本次我将对切管机的传动部分的运动原理进行研究，并且对其进行数据的计算和结构的设计。下面是一般切管机的设计进程，如图11所示：
图11切管机设计流程图
本次成品设计是应用在通风管和通水管的通风，因为是切削薄壁的金属管，所以在生产中能够更好实现高精度、高效率、自动化、抗磨损以及成本低的效果，可用在批量生产以及对要求不是特别高的加工管件。
主要技术参数包括：滚子是70r/min的转动速度,电动机在1.5千瓦的额定功率下工作，同时电机拥有1410r/min的满载转速，八个小时并且载荷变化不大是每天的工作需要。
切管机的工作要求是：由电动机的三角皮带、涡轮蜗杆减速器以及开式齿轮传动来输出运动和动力，并将其传到一对滚子上来使工作件钢管旋转运动让切割金属管的主运动实现。这时由于操作手轮的电机的带动下进行螺旋传动使圆环刀片出现向下运动的情况，通过外加压力对刀片进行施压，然后的压力的作用下对钢管进行切割。
通过对上述切割步骤的描述与理解，我们将对切管机的机体结构、滚子结构以及减速箱箱体部分的结构进行自主设计。包括对传动机构装置的研究设计以及演算和验算，当中包含有选择电动机的方法、制定的传动方案、各个轴的转动速度以及计算电动机的功率和转矩。整体结构的设计也包括其中，其次就是轴的尺寸、传动装置的计算和尺寸也相关重要，同时最后结束后一定要做好验算结果这部工序。综上全部完成后，对所有的以上研究设计计算结果进行仔细的验算。最终根据最后得到的准确数据，进行对切管机总体装配的绘制、减速机部分绘制以及滚子部分绘制图。接下来又绘制了许多各个关键部分基本件的零件图。由于产品比较大，因此要十分注意各部分的安装配合问题。这样我们就可以将它先分成刀头架，滚子，机柜和减速箱这五个部分，剩下的其他剩余部分可以分开来分别设计。但是要尤其注意减速箱部分的研究设计，所以设计这一部分时要详细的标注好，因为减速箱结构复杂而且零件很多，也是在整体焊接后才可以装配密封。
本课题来源于生产实践，切管机在各个领域中应用很广，一般传统旧时的设计既需要许多时间又需要许多精力，也非常不方便修改。但如今计算机的发展已经越来越快，传统的机械制造设计也越来越经常用用到三维软件。我的课题就是利用三维软件设计一种切管机并进行虚拟装配，使切管机工作时操作容易灵活、也方便修理。自动送料进给、夹紧材料、切断材料，并且速度快而精确不伤害工件的表面。
1.1 CAD技术的基本情况
对于计算机辅助设计（CAD）它的操作系统主要做管理、控制和维护、翻译计算机程序等工作。同时，操作系统还可以装载与运行计算机程序。将高级语言所写的程序翻译成计算机可以直接自行执行的机械命令的这一需求，是利用开发应用软件所用的开发工具。
目 录
1 引言 1
1.1 CAD技术的基本情况 3
1.2 CAD技术的意义 4
1.3 国内外的研究现状 5
2 旋管式切管机传动方案的选择 6
2.1 传动方案 6
2.2 传动方案的选择 7
3 旋管式切管机传动装置设计与计算 9
3.1 电动机的选择 9
3.2 电动机功率的选择 10
3.3 电动机转速的选择 10
3.4 电动机型号确定 10
3.5 传动方案的拟定 11
3.6 各轴的转速、功率和转矩 11
4 旋管式切管机的传动机构设计与计算 13
4.1 带轮的设计与计算 13
4.2 蜗轮蜗杆的传动与计算 17
4.3 齿轮的设计与计算 21
5 各传动轴尺寸的设计与计算 28
5.1 蜗杆轴的计算与校核 28
5.2 蜗轮轴的计算与校核 32
5.3 滚筒轴的计算与校核 34
6 滚筒系统和进给系统的设计 38
6.1 滚筒系统的设计 38
7 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
绘制设计装配图及零件图 40
结论 42
致谢 43
参考文献 44
1引言
钢管是一种拥有许多功能并且很实惠经济的钢材。如今各行各业对管材的需用量越来越大，这是因为钢管具有很高的质量和精度，能够很好的满足人们的需求。所以，各个需要钢管的行业对钢管的需求量益增长。比如：因为钢管属于结构管以内，所以在建筑行业和机械制造方面得到了人们的青睐。在相同的断面面积下，它的抗弯性能和刚性比其他的钢管要强很多，而且相比之下其重量也轻，如圆钢或方钢等。
同时军队工业也同样对钢管的需求量非常的大。炮管的制造，枪管的制造等武器，以及轮船上以及潜艇上的重要输气输液管道都需要这一重要材料。因此如今对具有高精密、高强度的钢管需求量正在日益的迅速增长，这是与制造业的发展密不可分的。
但是钢管在大多数情况下主要还是当做输送管来用，用它来输送油、气、水等流体。现如今化工部门生产运输化工产品都用管道的形式。我国南水北调、西气东输等，都是通过管道来实现运输传送的。综上所诉种种用途，钢管现今被人们赋予了工业“血管”的称号。
随着钢管如今的需求量日益增长并且其生产数量越来越多，钢管的生产方式也变的越来越重要，如何能够通过优化生产方式以及改善生产设备成了钢管行业所研究的重点问题。下面我对大家介绍一下生产钢管的设备，因为切管机在生产钢管的过程中起着至关重要的作用。根据生产成品的规定，钢管的出品后必须两端整齐的切割。满足这些要求，才能够达到各行各业对钢管的充分利用的要求。而且钢管的中心线必须垂直于钢管的两头切断面，但是金属管经过热轧矫正后会出现很多缺陷和不足，例如会出现有裂纹、撕破、结疤和壁厚不均匀等情况，所以需要将钢管的头尾切掉，还有按顾客订货要求的定尺和倍尺以及需要待处理的改动尺寸通通都要切断。另外，中间管料和成品钢管都需在冷拔冷轧时切掉。因此工具切管机的设计十分受到重视。本次我将对切管机的传动部分的运动原理进行研究，并且对其进行数据的计算和结构的设计。下面是一般切管机的设计进程，如图11所示：
图11切管机设计流程图
本次成品设计是应用在通风管和通水管的通风，因为是切削薄壁的金属管，所以在生产中能够更好实现高精度、高效率、自动化、抗磨损以及成本低的效果，可用在批量生产以及对要求不是特别高的加工管件。
主要技术参数包括：滚子是70r/min的转动速度,电动机在1.5千瓦的额定功率下工作，同时电机拥有1410r/min的满载转速，八个小时并且载荷变化不大是每天的工作需要。
切管机的工作要求是：由电动机的三角皮带、涡轮蜗杆减速器以及开式齿轮传动来输出运动和动力，并将其传到一对滚子上来使工作件钢管旋转运动让切割金属管的主运动实现。这时由于操作手轮的电机的带动下进行螺旋传动使圆环刀片出现向下运动的情况，通过外加压力对刀片进行施压，然后的压力的作用下对钢管进行切割。
通过对上述切割步骤的描述与理解，我们将对切管机的机体结构、滚子结构以及减速箱箱体部分的结构进行自主设计。包括对传动机构装置的研究设计以及演算和验算，当中包含有选择电动机的方法、制定的传动方案、各个轴的转动速度以及计算电动机的功率和转矩。整体结构的设计也包括其中，其次就是轴的尺寸、传动装置的计算和尺寸也相关重要，同时最后结束后一定要做好验算结果这部工序。综上全部完成后，对所有的以上研究设计计算结果进行仔细的验算。最终根据最后得到的准确数据，进行对切管机总体装配的绘制、减速机部分绘制以及滚子部分绘制图。接下来又绘制了许多各个关键部分基本件的零件图。由于产品比较大，因此要十分注意各部分的安装配合问题。这样我们就可以将它先分成刀头架，滚子，机柜和减速箱这五个部分，剩下的其他剩余部分可以分开来分别设计。但是要尤其注意减速箱部分的研究设计，所以设计这一部分时要详细的标注好，因为减速箱结构复杂而且零件很多，也是在整体焊接后才可以装配密封。
本课题来源于生产实践，切管机在各个领域中应用很广，一般传统旧时的设计既需要许多时间又需要许多精力，也非常不方便修改。但如今计算机的发展已经越来越快，传统的机械制造设计也越来越经常用用到三维软件。我的课题就是利用三维软件设计一种切管机并进行虚拟装配，使切管机工作时操作容易灵活、也方便修理。自动送料进给、夹紧材料、切断材料，并且速度快而精确不伤害工件的表面。
1.1 CAD技术的基本情况
对于计算机辅助设计（CAD）它的操作系统主要做管理、控制和维护、翻译计算机程序等工作。同时，操作系统还可以装载与运行计算机程序。将高级语言所写的程序翻译成计算机可以直接自行执行的机械命令的这一需求，是利用开发应用软件所用的开发工具。
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