搓丝机齿轮传动装置的设计.doc

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1、 搓丝机齿轮传动装置的设计摘 要本设计为机械设计基础课程设计的内容，是先后学习过画法几何、机械原理、机械设计、工程材料、加工工艺学等课程之后的一次综合的练习和应用。本设计说明书是对搓丝机传动装置设计的说明，搓丝机是专业生产螺丝的机器，使用广泛，本次设计是使用已知的使用和安装参数自行设计机构形式以及具体尺寸、选择材料、校核强度，并最终确定形成图纸的过程。通过设计，我们回顾了之前关于机械设计的课程，并加深了对很多概念的理解，并对设计的一些基本思路和方法有了初步的了解和掌握。关键字：搓丝机 校核强度 传动装置ABSTRACTThe design for the mechanical design c

2、ourse design content, is successively learning descriptivegeometry,mechanical principle, mechanical designengineeringmaterials,processing technology and other courses after a comprehensive practice and application. The design specification is to twist wire machine transmission device design, twist w

3、ire machine is a professional manufacturer of screw machine, widely used, this design is the use of known use and installation parameter design their own form of institution and specific size, material selection, check strength, and ultimately determine the formation of drawing process.Through the d

4、esign, we reviewed previous mechanical design course, and deepen the understanding of the concept of a lot, and the design of some of the basic ideas and methods have a preliminary understanding and masterKeywords: twist wire machine checking intensity transmission 目 录引言11 设计任务书21.1设计题目21.2设计背景21.3设

5、计参数21.4设计任务22 传动方案的拟定22.1原动机的选择22.2传动装置的选择23 电动机的选择43.1类型和结构形式的选择43.2电动机功率的计算43.3电动机转速计算44 齿轮传动的设计计算54.1带轮设计54.2齿轮设计74.3轴的设计145 减速器机体各部分结构尺寸226 润滑和密封形式的选择236.1 齿轮润滑236.2 滚动轴承的润滑236.3 密封形式的选择23结论24致谢24参考文献25引 言标准紧固件广泛地应用机械、电气、汽车、交通运输、航空航天等国民经济各个领域。随着紧固件制造的专业化、规模化，紧固件行业已逐渐成为国民经济的基础工业行业，并逐步实现了自动化生产。现在紧

6、固件国家标准已逐渐与国际标准接轨，这就对紧固件的制造提出了更高的要求。目前，最先进的制造方法是冷镦工艺。冷镦联合机也从两工位、三工位发展到了五工位，实现了自动化、高效化。但是，由于金属材料在常温下发生塑性变形时的较大抗力及冷作硬化的特性，在制造大规格、大变形的螺栓和螺母时设备的镦锻能力受到限制。因此，传统的热镦工艺仍在一定范围内应用，以补充冷镦工艺的不足。在生产实践中我们深切地感受到，一些大规格的螺栓、螺母不能用冷镦设备生产，而用热镦工艺又存在着污染严重、加热产生氧化成造成脱炭的问题。根据金相学和金属材料：“塑变”理论，我们在解决螺栓、螺母内部组织不均匀、氧化皮多、脱炭等问题的时候，发现在金属

7、材料“兰脆”点以上，“再结晶”点以下的某个温度范围比较理想，在这个温度范围内对金属材料的镦锻称之为温镦。温镦工艺应用于紧固件生产中，解决了大规格，大变形螺栓、螺母的制造质量问题。生产实践证明，温镦工艺不仅能保证制作的加工质量，又能做到普材优用，减少了冷镦时精选材料的困难，成品率高，模具寿命延长。目前，正在进行不锈钢温镦成型的研究，作为对冷镦工艺的一个重要补充，温镦工得到广泛地应用，具有良好的前景。 1 设计任务书1.1设计题目：搓丝机设计1.2设计背景：a、 题目简述：该机器用于加工轴棍螺纹。上搓丝板安装在机头上，下搓丝板安装在滑快上。加工时，下搓丝板随滑快做往复运动。在起始位置时，送料装置将

8、工件送入上、下搓丝板之间。滑块往复运动时，工件在上搓丝板之间滚动，搓制出与搓丝板一致的螺纹。搓丝板共两对，可同时搓出工件两端的螺纹。滑块往复运动一次，加工一件。b、 使用状况：室内工作，需要5台；动力源为三相交流电380/220V，电机单向转动，载荷较平稳；使用期限为10年，每年工作300天，每天工作16小时；检修期为三年大修。c、 生产状况：专业机械厂制造，可加工7、8级精度齿轮、蜗轮。1.3设计参数：滑块行程3400mm；最大加工直径12mm；最大加工长度180mm;公称搓动力 9kN;生产率 32件/分 1.4设计任务：d、 设计总体传动方案，画总体机构简图，完成总体方案论证报告。e、

9、设计主要传动装置，完成主要传动装置的装配图（A0）。f、 设计主要零件，完成两张零件工作图（A3）。g、 编写设计说明书。 2 传动方案的拟定 根据设计任务书，该传动方案的设计分成原动机，传动装置和工作机两部分：2.1原动机的选择 设计要求：动力源为三相交流电380/220v.2.2传动装置的选择 电动机输出部分的传动装置 电动机输出转速较高，并且输出不稳定，同时在运转故障或严重过载时，可能烧坏电动机，所以要有一个过载保护装置。可选用的有：带传动，链传动，齿轮传动，蜗杆传动。链传动与齿轮传动虽然传动效率高，但会引起一定的振动，且缓冲吸振能力差，也没有过载保护；蜗杆传动效率低，没有缓冲吸震和过载

10、保护的能力，制造精度高，成本大。而带传动平稳性好，噪音小，有缓冲吸震及过载保护的能力，精度要求不高，制造、安装、维护都比较方便，成本也较低，虽然传动效率较低，传动比不恒定，寿命段，但还是比较符合本设计的要求，所以采用带传动。 减速器传动不是很高，也无传动方向的变化，但是轴所受到的弯扭矩较大，所以初步决定采用二级斜齿轮减速器，以实现在满足传动比要求的同时拥有较高的效率，和比较紧凑的结构，同时封闭的结构有利于在粉尘较大的环境下工作。工作机工作机应该采用往复移动机构。可选择的有：连杆机构，凸轮机构，齿轮齿条机构，螺旋机构，楔快压榨机构，行星齿轮简谐运动机构。 3 电动机的选择3.1类型和结构形式的选

11、择：按工作条件和要求，选用一般用途的Y系列三相异步卧式电动机，封闭结构。3.2电动机功率计算传动效率： V带： 二级圆柱齿轮： 一对轴承： 摩擦传动： 总传动效率： 公称搓动力：F=9000N 滑快最大速度： 电动机功率：3.3电动机转速计算3.11 确定传动比范围：二级齿轮传动比范围；V带传动比范围在相关手册中查阅符合这一转速范围的电机，综合考虑总传动比，结构尺寸及成本，选择堵转转矩和最大转矩较大的Y160M-6型电机。 结论：电动机型号定为Y160M-6，其技术数据如下表：3.12传动系统的运动和动力参数a) 计算总传动比： b) 分配减速器的各级传动比：若V带的传动比取，则减速器的传动比

12、为 取两级的圆柱齿轮减速器高速级的传动比为 则低速级的传动比为 Error! No bookmark name given.c) 计算传动装置的运动和动力参数i. 计算各轴转速电机轴：1轴： 2轴： 3轴： ii. 计算各轴输入功率电机轴： 1轴： 2轴： 3轴： iii. 计算各轴输入转矩电动机输出转矩：1轴：2轴：3轴：4 齿轮传动的设计计算 4.1带轮设计 计算项目计算内容计算结果工作情况系数每天工作16小时，载荷较平稳由表13-1-16设计功率6.9504kw带型图13-1-1n=970r/min与取A型小带轮基准直径表13-1-1大带轮直径取=1%=取标准值带速v5.89m/s大带轮

13、转速480.15r/min初定中心距0.7()校核结果合格图5.4b) 中间轴的设计计算项目计算内容计算结果1）受力分析材料的选择为45号钢，调质处理，材料系数C=114估算轴径所受转矩小齿轮圆周力大齿轮圆周力小齿轮径向力大齿轮径向力小齿轮轴向力大齿轮轴向力轴受力图见图轴受力图水平面反力垂直面反力垂直面受力图见图垂直面受力图水平面受力图见图水平面受力图垂直面弯矩图见图垂直面弯矩图水平面弯矩图见图水平面弯矩图合成弯矩图见图合成弯矩图 转矩图见图转矩图 应力校正系数用插入法由表20-14求得 ，当量弯矩图见图当量弯矩图 2） 校核轴径齿根圆直径轴径3） 较核危险截面判断危险截面根据轴的尺寸及弯矩图

14、。截面C处弯矩最大，具有齿轮配合引起的应力集中；截面B处的弯矩较大，具有齿轮配合引起的应力集中，B、C截面轴径相同，故C为危险截面校核截面C疲劳极限强度由表20-1等效系数由表20-1得截面应力弯矩抗弯截面系数由表20-25得抗扭截面系数由表20-25得弯曲应力幅弯曲正应力的平均应力扭转切应力幅和平均切应力有效应力集中系数由表20-16得 按键 按配合 按键 按配合表面质量系数由表20-19得尺寸系数由表20-122得安全系数弯曲安全系数扭转安全系数静强度安全系数由表20-15得=1.5复合安全系数S=2.69校核结果合格c) 低速轴的设计计算项目计算内容计算结果1） 受力分析材料的选择为45

15、号钢，调质处理，材料系数C=116估算轴径所受转矩公称搓动力齿轮圆周力齿轮径向力齿轮轴向力轴受力图见图轴受力图水平面反力垂直面反力垂直面受力图见图垂直面受力图水平面受力图见图水平面受力图垂直面弯矩图见图垂直面弯矩图水平面弯矩图见图水平面弯矩图合成弯矩图见图合成弯矩图 转矩图见图转矩图 应力校正系数用插入法由表20-14求得 ，当量弯矩图见图当量弯矩图 2） 较核危险截面判断危险截面根据轴的尺寸及弯矩图。截面C处弯矩最大，具有轴承配合引起的应力集中；截面B处的弯矩较大，具有齿轮配合引起的应力集中，故B为危险截面校核截面B疲劳极限强度由表20-1等效系数由表20-1得截面应力弯矩抗弯截面系数由表2

16、0-25得抗扭截面系数由表20-25得弯曲应力幅弯曲正应力的平均应力扭转切应力幅和平均切应力有效应力集中系数由表20-16得 按键 按配合 按键 按配合表面质量系数由表20-19得尺寸系数由表20-122得安全系数弯曲安全系数扭转安全系数静强度安全系数由表20-15得=1.5复合安全系数S=1.918校核结果合格5 减速器机体各部分结构尺寸名称符号减速器型式及尺寸 箱座壁厚考虑铸造工艺，壁厚取箱盖壁厚考虑铸造工艺，壁厚取箱座凸缘厚度 箱盖凸缘厚度机座底凸缘厚度 取地脚螺钉直径 取地脚螺钉数目取窥视孔盖螺钉直径 取定位销直径取大齿轮顶圆与内机壁距离1 取1=齿轮轮毂端面与内机壁距离2 取2=轴承

17、端盖螺栓直径 轴承端盖外径 取 轴承端盖凸缘厚度 取 6 润滑和密封形式的选择 6.1齿轮润滑在减速器中，采用浸油润滑，由表6-75，选用全损耗用油，用于齿轮传动的润滑。浸油深度一般要求为中间轴大齿轮一个齿高，但不高于低速轴齿轮分度圆半径的1/3。 6.2滚动轴承的润滑两对轴承处的零件轮缘线速度均小于，所以应考虑使用油脂润滑，但应对轴承处值进行计算。值小于时宜用油脂润滑；否则应设计辅助润滑装置。三对轴承处值分别为：，均小于，所以可以选择油脂润滑。采用脂润滑轴承的时候，为避免稀油稀释油脂，需用挡油板将轴承与箱体内部隔开。在选用润滑脂的牌号时，根据手册查得常用油脂的主要性质和用途。因为本设计的减速

18、器为室内工作，环境一般，不是很恶劣，所以和轴承选用通用锂基润滑脂（），它适用于宽温度范围内各种机械设备的轴承，选用牌号为的润滑脂。 6.3密封形式的选择为防止机体内润滑剂外泄和外部杂质进入机体内部影响机体工作，在构成机体的各零件间，如机盖与机座间、及外伸轴的输出、输入轴与轴承盖间，需设置不同形式的密封装置。对于无相对运动的结合面，常用密封胶、耐油橡胶垫圈等；对于旋转零件如外伸轴的密封，则需根据其不同的运动速度和密封要求考虑不同的密封件和结构。本设计中由于密封界面的相对速度不是很大，采用接触式密封，输入轴与轴承盖间V 3m/s，采用粗羊毛毡封油圈，输出轴与轴承盖间也为V 3m/s，故采用粗羊毛毡

19、封油圈。结 论该系统采用机器为控制核心结构合理、测试方法可靠，它具有较强的灵活性，提高了设备运行的可靠性，缩短产品开发周期，保证新产品各项技术开发的同步性，提高了劳动效率，达到了良好的经济效果。此外，还可以重复使用，降低了测试经费。它的灵活性、操作方便性也方便测试者随时输入、调试和修改控制程序。 又设有串行接口，方便地与计算机进行连接，组成测控系统，给系统的维护和使用带来了很大方便。致 谢毕业设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，已经成为当今空前活跃的领域， 在生活中可以说得

20、是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握它的开发技术是十分重要的。回顾起此次毕业设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在作毕业设计的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次毕业设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。这次毕业设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在指导老师的辛勤、指导下，终于游逆而解。同时，在指导老师的身上我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢。参考文献1、王保民 机械设计综合课程设计，机械工业出版社 2、王之栎 机械原理课程设计手册，重庆大学出版社3、成大先 机械设计手册，北京航空航天大学 4、成大先 机械设计基础下册，北京航空航天大学