搓丝机传动装置课程设计.docx

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1、搓丝机传动装置课程设计30554039机械设计基础课程设计说明书设计题目： 搓丝机传动装置 系 班设计者： 指导老师： 目录目录2前 言3轴辊搓丝机传动装置的设计3一 课程设计题目31搓丝机传动装置设计32原始技术数据3二 拟定传动方案3三 传动装置设计31 机构初步设计32 设计参数3四 带传动主要参数及几何尺寸计算3五 齿轮传动设计计算31低速级32高速级3六 轴的设计与校核31初估轴径32轴强度校核31 高速轴32 中间轴33 低速轴3七 轴承的选择与校核31 输入轴承620332中间轴轴承620933输出轴轴承62163八 键的选择与校核3九 减速器箱体各部分结构尺寸3十润滑及密封形式

2、选择31二级减速齿轮的润滑32滚动轴承的润滑33密封形式的选择3十一其他技术说明3十二 参考文献3 前 言搓丝机用于加工轴辊螺纹，上搓丝板安装在机头上，下搓丝板安装在滑块上。加工时，下挫丝板随着滑块作往复运动。在起始（前端）位置时，送料装置将工件送入上、下搓丝板之间，滑块向后运动时，工件在上、下搓丝板之间滚动，搓制出与搓丝板一致的螺纹。搓丝板共两对，可同时搓制出工件两端的螺纹。滑块往复运动一次，加工一个工件。本课程设计的要求是设计一套搓丝机传动装置，配以适当的电动机等零部件，实现自措置螺纹的功能。要求使用期限是双班制10年大修期为3年，电机单向运转，载荷比较平稳。我感觉自己的收获还是相当大的，

3、从最初的方案简图，到A0的大图（我立起来画草图时要用1:1就用两张方格纸拼接了一下），再到最后的CAD制图，我花了很大的精力，也力图使自己所设计的图尽善尽美，同时感谢老师的指导，让我们逐渐学会了机械设计的基本方法，从一个完完全全的外行人一点点向内行迈进，为未来的自主设计能力的锻炼打下了坚实的基础。轴辊搓丝机传动装置的设计一 课程设计题目1搓丝机传动装置设计1、设计要求（1）搓丝机用于加工轴辊螺纹，基本结构如上图所示，上搓丝板安装在机头4上，下搓丝板安装在滑块3上。加工时，下挫丝板随着滑块作往复运动。在起始（前端）位置时，送料装置将工件送入上、下搓丝板之间，滑块向后运动时，工件在上、下搓丝板之间

4、滚动，搓制出与搓丝板一致的螺纹。搓丝板共两对，可同时搓制出工件两端的螺纹。滑块往复运动一次，加工一个工件。（2）室内工作，动力源为三相交流电动机，电动机单向运转，载荷较平。（3）动力源为三相交流380/220V,电动机单向运转，载荷较平稳。（4）使用期限为十年，每年工作300天；大修周期为三年。（5）专用机械厂制造，可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮。2原始技术数据最大加工直径/mm最大加工长度/mm滑块行程/mm搓丝动力/kN生产率/（件/min）81603003208403设计任务1) 完成搓丝机传动装置总体方案的设计与论证，绘制总体设计原理方案图；2) 完成主要传动装置的结构设计；3) 完成

5、装配图一张（A1）,零件图两张（A3）；4) 编写设计说明书。二 拟定传动方案根据系统要求可知：滑块每分钟要往复运动40次，所以机构系统的原动件的转速应为40r/min。以电动机作为原动机，则需要机构系统有减速功能。运动形式为连续转动往复直线运动。根据上述要求，有以下方案，在方案中齿轮1、2可看作传动部分的最后一级齿轮。方案中采用了曲柄滑块机构，曲柄长度仅为滑块行程的一半，故机构尺寸较小，结构简洁。利用曲柄和连杆共线，滑块处于极限位置时，可得到瞬时停歇的功能。同时该机构能承受较大的载荷。应当选择曲柄滑块机构实现运动规律。整个搓丝机由电动机、带传动、二级减速器、曲柄滑块机构、最终执行机构组成。三

6、 传动装置设计1 机构初步设计取曲柄长度为130mm，连杆长度为400mm，取连杆行程300mm。计算如下：最小传动角：rmin =arccosa+eb=43.82掳m40掳急回特性：满足要求。2 设计参数（1）工作机输出功率计算： 已知水平搓丝力大小为8KN，生产率为40件/min，根据adams仿真知滑块最大速度0.7578m/s。 则滑块功率为系统总效率为 电动机所需实际功率为 要求Ped略大于Pd，则选用Y系列电动机，额定功率7.5KW( 2 ) 工作机转速40r/min传动比范围:V型带：ii=24；减速器：i2=840;总传动比i= i1i2=16160电动机转速可选范围为：nd=

7、in w=6406400r/min 可知电动机应选三相异步电动机，380v。查表6-164得：型号同步转速满载转速功率Y160M61000r/min970r/min7.5kw（3）总传动比i=nm/nw=970/40=24.25初步取带轮效率为2，则减速器传动比为12.12有取两级圆柱齿轮减速器高速级传动比 低速级传动比 （4）各轴转速（5）各轴输入功率（6）各轴输入转矩电动机所需实际转矩及电动机的输出转矩为轴输入功率输出功率转矩转速传动比效率电机轴7.5KW970r/min高速轴5.952KW141.8Nm485r/min20.96中间轴5.716KW421.155Nm160r/min40.

8、98低速轴5.489KW1650Nm40r/min3.030.98（7）根据结构尺寸要求作图如下 四 带传动主要参数及几何尺寸计算计算项目计算内容计算结果确定计算功率由公式选取带型查机械设计书得选用B带选取小带轮直径查表4-15得大带轮直径小带轮带速初选中心距初选带初步基准长度带基准长度由表31-2实际中心距amax=a0+0.03Ld=548mm选取小带轮包角适宜带的根数查机械设计书得：单根带基本额定功率P0基本额定功率增量包角系数k伪长度系数kLz=Pc(P0+螖P0)k伪kLP0=2.13Kwk伪=0.98kL=1.03取z=5带的压轴力查表得：取蟻l=0.10初压力:FQ=2zF0si

9、n伪12F0=241.80NFQ=2397N材料选取铸铁五 齿轮传动设计计算计算项目计算内容计算结果材料选取齿轮都使用45钢，调质处理，硬度229286HB平均硬度240HB；精度等级均为8级，闭式软齿面。有关数据以及公式引自机械设计基础（下册）1低速级计算项目计算内容计算结果（1）初步计算转矩T1T1=539N鈭檓齿宽系数接触疲劳极限查表得需用接触应力计算Ad由表B1，估计 Ad=766动载荷系数K 初步计算小齿轮直径d1d1=130.84mm取d1=130mm初步齿宽b=104.67mm（2）校核计算圆周速度精度等级选取8级精度8级精度齿数z取z1=45z2=iz1=136+由于z1,z2

10、互质取z1=44 z2=133 模数mt=d1z1查表取标准值确定齿数z1=d1mtz2=iz1d2=mtz2mt=3.068mmd2=408.044mm取mn=3使用系数KA查表2-7得KA=1.25动载系数KV查表2-6得KV=1.05齿间载荷分配系数首先求解Ft=2T1d1KAFtb=117.4100N/mm非硬齿面斜齿轮，8级精度Ft=7985N齿向载荷分配系数区域系数ZH查表得ZH=2.5弹性系数ZE查表得ZE=189.8MPa重合度系数查表得同理由于无变位，端面啮合角伪t=伪t螺旋角系数许用接触应力查2-17表取最小安全系数总工作时间盈利循环次数 单向运转表2-27取接触寿命系数齿

11、面工作硬化系数接触强度尺寸系数润滑油膜影响系数取值验算=525.79MPa（3）确定主要传动尺寸中心距取整螺旋角端面模数mt=mn/cos尾mt=3.0734分度圆直径d1=135.232mmd2=408.768mm齿宽（4）齿根弯曲疲劳强度验算齿形系数YFa由当量齿宽查图取值YFa1=2.2YFa2=2.17应力修正系数由图取值YSa1=1.78YSa2=1.82螺旋角系数由图取值齿向载荷分配系数由图2-9取值许用弯曲应力由图2-30取试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限由表2-17取最小安全系数由表2-33确定尺寸系数YX由图2-32确定弯曲寿命系数YNT另外取值如右YX1=YX2=1.0YNT1=

12、0.93YNT2=0.99YST1=YST2=2YVrelT1=YVrelT2=1.0YRrelT1=YRrelT2=1.0验算（5）齿轮主要传动尺寸列表压力角伪伪n经验值螺旋角计算结论分度圆直径计算结论d1=135.231mmd2=408.768mm齿顶高ha齿根高hf齿顶间隙中心距2高速级计算项目计算内容计算结果（1）初步计算转矩T1齿宽系数查表得接触疲劳极限查表得需用接触应力计算Ad由表B1，估计 Ad=756动载荷系数K 初步计算小齿轮直径d1d1=70.23mm取d1=70mm初步齿宽b（2）校核计算圆周速度精度等级选取8级精度8级精度齿数z取z1=23z2=iz1=92由于z1,z

13、2互质取z1=23 z2=91 模数mt=d1z1查表取标准值确定齿数z1=d1mtz2=iz1d2=mtz2mt=3.044mmd2=277.004mm取mn=3使用系数KA查表得KA=1.25动载系数KV查表得KV=1.15齿间载荷分配系数首先求解Ft=2T1d1KAFtb=60.88100N/mm非硬齿面斜齿轮，8级精度Ft=3653齿向载荷分配系数区域系数ZH查表得ZH=2.5弹性系数ZE查表得ZE=189.8MPa重合度系数查表得同理由于无变位，端面啮合角伪t=伪t螺旋角系数许用接触应力查表取最小安全系数总工作时间盈利循环次数 单向运转取接触寿命系数齿面工作硬化系数接触强度尺寸系数润

14、滑油膜影响系数取值验算=615MPa（3）确定主要传动尺寸中心距取整螺旋角端面模数mt=mn/cos尾mt=3.0526分度圆直径d1=70.210mmd2=277.790mm齿宽（4）齿根弯曲疲劳强度验算齿形系数YFa由当量齿宽查图取值YFa1=2.65YFa2=2.38应力修正系数由图取值YSa1=1.59YSa2=1.68螺旋角系数由图取值齿向载荷分配系数由图27-9取值许用弯曲应力由图27-30取试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限由表27-17取最小安全系数由表27-33确定尺寸系数YX由图27-32确定弯曲寿命系数YNT另外取值如右YX1=YX2=1.0YNT1=0.89YNT2=0.93Y

15、ST1=YST2=2YVrelT1=YVrelT2 =1.0 YRrelT1=YRrelT2=1.0 验算（5）齿轮主要传动尺寸列表压力角伪伪n螺旋角分度圆直径d1=70.210mmd2=277.79mm齿顶高ha齿根高hf齿顶间隙中心距六 轴的设计与校核1初估轴径电机轴取高速轴取中间轴取低速轴取2轴强度校核1 高速轴齿轮上的作用力转 矩圆周力径向力轴向力支反力Y-Z平面X-Z平面合成弯矩转矩当量弯矩校核轴初步设计图：垂直面（Y-Z）受力:FBVFt1FAV弯矩图：垂直面受力图：Fa18466FrFBHFAH 弯矩图：合成弯矩图：当量弯矩图：2 中间轴高速级大齿轮齿轮上的作用力转 矩圆周力径向

16、力轴向力低速级小齿轮齿轮上的作用力转 矩圆周力径向力轴向力支反力Y-Z平面X-Z平面合成弯矩转矩当量弯矩校核轴初步设计图：竖直面（YZ平面）支反力及弯矩计算如下：8410467Ft2FBVFAVFBHFAH水平面（XZ平面）支反力及弯矩计算如下：Fa2Fa1Fr2Fr1MHDMHC3 低速轴齿轮上的作用力转 矩圆周力径向力轴向力支反力Y-Z平面X-Z平面合成弯矩转矩当量弯矩校核轴初步设计图：4数据列表高速轴中间轴低速轴当量弯矩危险截面校核七 轴承的选择与校核1 输入轴承6203计算项目计算内容计算结果轴承主要性能参数6309轴承主要性能参数如下：d=45mm,D=100mm,B=26mm, C

17、0r=31800N；C0r=31800N确定AB端X、Y值由表8.7,FaC0r=0.068,取e=0.27X=1，Y=0X=1Y=0冲击载荷系数由表8.8查得B端轴承当量载荷P=5430N轴承寿命寿命合格结论：所选轴承能满足寿命、静载荷与许用转速的要求。2中间轴轴承6209计算项目计算内容计算结果轴承主要性能参数6209轴承主要性能参数如下：d=45mm,D=85mm,B=19mm, C0r=20500N；C0r=20500N确定AB端X、Y值由表18.7,FaC0r=0.077,取X=1，Y=0冲击载荷系数由表18.8查得B端轴承当量载荷轴承寿命寿命合格结论：所选轴承能满足寿命、静载荷与许

18、用转速的要求。3输出轴轴承6216计算项目计算内容计算结果轴承主要性能参数查手册6216轴承主要性能参数如下：d=70mm,D=125mm,B=24mm, C0r=45000N；C0r=45000N确定AB端X、Y值由表8.7,FaC0r=0.033,取，冲击载荷系数由表8.8查得B端轴承当量载荷轴承寿命寿命合格结论：所选轴承能满足寿命、静载荷与许用转速的要求。八 键的选择与校核高速轴键的选择和参数选用普通平键,圆头, ,选用键, ,转 矩键长接触长度许用挤压应力查表铸铁许用挤压应力为 满足要求，可用中间轴键的选择和参数选用普通平键,圆头,d1=55mm,d2=55mm,选用键,转 矩键长接触

19、长度许用挤压应力查表铸铁许用挤压应力为满足要求，可用低速轴键的选择和参数选用普通平键,圆头, ,d2=70mm,选用键,转 矩键长接触长度许用挤压应力查表铸铁许用挤压应力为满足要求，可用九 减速器箱体各部分结构尺寸计算项目计算过程计算结果箱盖壁厚箱座壁厚箱盖凸缘厚度箱座凸缘厚度地脚螺钉直径地脚螺钉数目250a500轴承旁连接螺钉直径箱盖与箱座连接螺钉直径轴承端盖螺钉直径窥视孔盖螺钉直径定位销直径起盖螺钉直径大齿轮顶圆与内壁距离齿轮端面与内壁距离轴承端盖外径轴承端盖凸缘厚度十润滑及密封形式选择1二级减速齿轮的润滑减速器中的二级减速齿轮,由于齿轮外缘的回转速度小于12m/s，因此采用浸油润滑，选用

20、全损耗系统用油（GB443-1989）,浸油深度应没过至少1到2个齿高，一般不应小于10mm。2滚动轴承的润滑油润滑适用于中速齿轮，润滑性能非常好。润滑剂可以简单的更换，润滑剂的寿命较长，冷却效果好，还可以循环容易滤除杂质。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

21、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，故采用粗羊毛毡封油圈。十一其他技术说明减速器装配前，必须按图纸检验各个部分零件，然后需用煤油清洗，滚动轴承用汽油清洗，内壁涂刷抗机油浸蚀的涂料两次。在装配过程中轴承装配要保证装配游隙。轴承部位油脂的填入量要小于其所在轴承腔空间的2/3。减速器的润滑剂在跑合后要立即更换，其次应该定期检查，半年更换一次。润滑轴承的润滑脂应定期添加。在机盖机体间，装配是涂密封胶或水玻璃，其他密封件应选用耐油材料。对箱盖与底座结合面禁用垫片，必要时可涂酒精漆片或水玻璃。箱盖与底座装配好后，在拧紧螺栓前应用0.05mm塞尺检查其密封性。在运转中不

22、许结合面处有漏油渗油现象。减速器装配完毕后要进行空载试验和整机性能试验。空载实验：在额定转速下正反转各12小时，要求运转平稳、声响均匀、各联接件密封处不得有漏油现象。负载实验：在额定转速及额定载荷下，实验至油温不再升高为止。通常，油池温生不得超过，轴温升不得超过。搬动减速器应用底座上的钓钩起吊。箱盖上的吊环仅可用与起吊箱盖。机器出厂前，箱体外表面要涂防护漆，外伸轴应涂脂后包装。运输外包装后，要注明放置要求。十二 参考文献（1）机械设计基础（下策），吴文祥等主编，北京：北京航空航天大学出版社出版，2005年2月（2）机械设计综合课程设计，王之栋、王大康主编，北京：机械工业出版社，2007年8月机

23、械设计基础课程设计说明书设计题目： 系 班设计者： 指导老师： 日期：2011-6机械设计基础课程设计说明书设计题目： 系 班设计者： 指导老师： 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解

24、 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担

25、。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分

26、：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它