搓絲機課程設計說明書

1、<p>　　《機械設計基礎課程設計說明書》</p><p><b>　　學 號： </b></p><p>　　姓 名： </p><p><b>　　班 級： </b></p><p><b>　　2011-5-31</b></p

2、><p><b>　　前 言</b></p><p>　　搓絲機用于加工軸輥螺紋，由電動機驅(qū)動，室內(nèi)工作，通過傳動裝置實現(xiàn)工件在上下搓絲板之間滾動，搓制出與搓絲板螺紋一致的螺絲。 </p><p>　　本課程設計的要求是設計一套搓絲機傳動裝置，配以適當?shù)碾妱訖C等零部件，實現(xiàn)自措置螺紋的功能。要求使用期限是雙班制10年大修期為3年，電機單向運轉(zhuǎn)，

3、載荷比較平穩(wěn)。一開始，老師要求至少給出兩種方案供對比選擇，我給出了“凸輪傳動”以及（減速箱）“齒輪傳動”兩種方案，不過我在設計（計算）前就感覺只能選擇傳動，而后來我已逐漸意識到，課程設計這門課在北航開了這么多年，所有的搓絲機都是采用的齒輪傳動，而大家的方案更是大同小異，基本上只有參數(shù)上的差異而沒有“敢吃螃蟹的人”……我總覺得如果大家都是采取完全相同的方案總歸缺少了自主創(chuàng)新的意識，而我在對凸輪傳動和齒輪傳動的計算對比中也感覺似乎只有齒輪傳

4、動才更合理，因此這種“大家都是一個模子里出來的”這種思想才算作罷。</p><p>　　雖然說因為方案大同小異，于是就有了好多的模版可以參考，省卻了不少的功夫，但是我感覺自己的收獲還是相當大的，從最初的方案簡圖，到A0的大圖（我立起來用了兩張A0紙，只為畫出1：1的大圖），再到最后的CAD制圖，我花了很大的精力，也力圖使自己所設計的圖盡善盡美，同時感謝老師的指導，讓我們逐漸學會了機械設計的基本方法，從一個完完全全

5、的外行人一點點向內(nèi)行邁進，為未來的自主設計能力的鍛煉打下了堅實的基礎。</p><p><b>　　梁赫</b></p><p>　　2011年5月30日</p><p><b>　　一、設計任務書</b></p><p>　　1．設計題目：搓絲機傳動裝置設計 </p><p&g

6、t;<b>　　2．設計背景：</b></p><p>　　1）題目簡述：搓絲機用于加工軸輥螺紋，基本結(jié)構如上圖所示，上搓絲板安裝在機頭4上，下搓絲板安裝在滑塊3上。加工時，下挫絲板隨著滑塊作往復運動。在起始（前端）位置時，送料裝置將工件送入上、下搓絲板之間，滑塊向后運動時，工件在上、下搓絲板之間滾動，搓制出與搓絲板一致的螺紋。搓絲板共兩對，可同時搓制出工件兩端的螺紋?；瑝K往復運動一次，加工

7、一個工件。</p><p>　　2）使用狀況：室內(nèi)工作，需要5臺；動力源為三相交流電380/220V，電機單向轉(zhuǎn)動，載荷較平穩(wěn)；使用期限為10年，每年工作300天，每天工作16小時；大修期為3年。</p><p>　　3）生產(chǎn)狀況：專業(yè)機械廠制造，可加工7、8級精度齒輪、蝸輪。</p><p><b>　　3．設計參數(shù)：</b></p&g

8、t;<p><b>　　4．設計任務：</b></p><p>　　完成搓絲機傳動裝置總體方案的設計與論證，繪制總體設計原理方案圖；</p><p>　　完成主要傳動裝置的結(jié)構設計；</p><p>　　完成裝配圖一張（A0）,零件圖兩張（A3）；</p><p><b>　　編寫設計說明書。&l

9、t;/b></p><p><b>　　二、傳動方案的擬定</b></p><p><b>　　1．方案選擇</b></p><p>　　1）原動機：三相交流 380/220v，電動機單向運轉(zhuǎn)。</p><p>　　2）傳動裝置：齒輪傳動（承載能力強，結(jié)構緊湊）。</p>&l

10、t;p>　　3）執(zhí)行裝置：現(xiàn)有以下兩種方案（選擇方案二）</p><p>　　①凸輪機構：用凸輪驅(qū)動從動件做直線運動，實現(xiàn)運動形式 的轉(zhuǎn)換和急回特性。</p><p><b>　　a)方案一</b></p><p>　?、谇瑝K機構：用對心曲柄滑塊機構實現(xiàn)運動形式的轉(zhuǎn)換功能，且機構本身具有急回特性。</p><p&g

11、t;<b>　　b)方案二</b></p><p><b>　　2．方案具體設計</b></p><p>　　1、根據(jù)設計任務書，該方案的設計分成減速器（傳動部分）和工作機（執(zhí)行部分）兩部分：</p><p>　　2、減速器采用二級圓柱齒輪減速器，以實現(xiàn)在滿足較大傳動比的同時擁有較高的效率與穩(wěn)定性、可靠性，同時減速器采用封

12、閉的結(jié)構，這樣有利于在粉塵較大的環(huán)境下工作。設計時二級齒輪傳動均采用斜齒輪，這是因為斜齒輪相對于直齒輪嚙合性能好，重合度大，機構緊湊，雖然其結(jié)構稍稍復雜，但設計制造成本基本與直齒輪相同。</p><p>　　3、執(zhí)行部分采用曲柄滑塊機構（總體結(jié)構圖如下圖所示）。機構工作原理：傳動部分原動件3由減速器輸出軸驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，同時帶動桿2，桿2通過轉(zhuǎn)動副帶動滑塊5做水平往復運動；同時，該機構的急回特性使得搓絲機有較高的工作效

13、率</p><p>　　設計基本參數(shù)：極位夾角18°，偏心距160mm。（采用作圖法）</p><p>　　由作圖得：l1=140mm，l2=430mm。</p><p>　　最小傳動角=90°-arcsin=45.8°</p><p>　　此時，急回特性系數(shù)k====1.22【1.2，1.5】</p>

14、;<p>　　故此時急回特性顯著。</p><p>　　綜上取兩桿長l1=140mm，l2=430mm，偏心距e=160mm，很好的保證了傳力特性和急回特性都在所要求范圍內(nèi)。</p><p><b>　　三、電動機的選擇</b></p><p>　　1、類型和結(jié)構形式的選擇：</p><p>　　按工作條件

15、和要求，選用一般用途的Y系列全封閉自扇冷式三相異步電動機，電壓為380/220V； </p><p>　　2、確定電機的額定功率：</p><p>　　搓絲機工作時滑塊運動的平均速度為：</p><p>　　工作所需的輸入功率為:</p><p>　　傳動裝置的總效率為:</p><p>　　其中： = 0.970.

16、98=0.95 （兩級齒輪效率）， = 0.96（皮帶效率），</p><p>　　=0.75（軸承，曲柄滑塊等其它綜合效率,其中取各滾動軸承的效率為99%）</p><p>　　因此，所需要的電機的功率為:</p><p>　　因為載荷比較平穩(wěn)（但仍有波動），所選用的電機的額定功率應大于理論所需功率，選額定功率為7.5Kw的電機。</p>&

17、lt;p>　　3、確定電機的轉(zhuǎn)速:</p><p>　　因為生產(chǎn)率為34件/min，因此要求執(zhí)行機構的來回運動速度（即電機通過減速器的輸出轉(zhuǎn)速）為: </p><p>　　又因為V帶傳動比為2~4，二級圓柱齒輪的減速比為8~40，則總傳動比為： </p><p>　　故：電機的可選轉(zhuǎn)速范圍為:;</p><p>　　所以電機的同步轉(zhuǎn)速:

18、=(750或1000或1500或3000)r/min; </p><p>　　當=(750或1000)r/min時，電機的質(zhì)量較重，價格較貴；而=3000r/min </p><p>　　時則減速器的尺寸較大，綜合考慮各因素，選擇。</p><p><b>　　4、確定電機的型號</b></p><p>　　根據(jù)以上計算

19、，在相關手冊中查閱符合條件的電機，選用的電機類型為：Y132M-4；i其中；額定功率滿載轉(zhuǎn)速 。</p><p>　　四、傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)</p><p><b>　　1計算總傳動比：；</b></p><p><b>　　2傳動比分配：</b></p><p>　　取V帶的傳動比為：，故

20、二級齒輪減速器傳動比，其中取第一級減速比為：，則第二級減速比為：。所取的傳動比均在要求的范圍內(nèi)。</p><p>　　3確定各軸運動和動力參數(shù)</p><p><b>　　0軸（電動機軸）：</b></p><p>　　1軸（高速軸、輸入軸）:</p><p><b>　　2軸（中間軸）:</b>&

21、lt;/p><p><b>　　3軸（低速軸）:</b></p><p><b>　　總效率:</b></p><p>　　1~3軸的輸出功率為各軸的輸入功率乘以滾動軸承的效率0.99（合并在齒輪效率內(nèi)，故近似認為前一軸輸出功率與下一軸輸入功率相等，輸出轉(zhuǎn)矩計算類似。</p><p>　　因此各軸的運動

22、和動力參數(shù)列表如下：</p><p>　　五、傳動零件的設計計算</p><p><b>　　1、V帶傳動設計：</b></p><p>　　V帶帶輪：材料選用鑄鐵，小帶輪采用實心式，大帶輪采用輻板式</p><p><b>　　2、齒輪傳動設計：</b></p><p>　

23、?。?）、一級減速齒輪</p><p>　　考慮到主動輪的轉(zhuǎn)速不是很高（約為480r/min）,傳動尺寸無嚴格的限制，批量較小，故小齒輪用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為HB=241~286，平均取為260HB，大齒輪用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度HB=229~286，平均取240HB，精度等級選為7級。</p><p>　?。?）、二級減速齒輪：</p><p>　　材料及

24、精度等級的選擇同第一級減速齒輪，小齒輪用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為HB=241~286，平均取為260HB，大齒輪用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度HB=229~286，平均取240HB，精度等級選為7級。</p><p>　　3、軸的設計與校核：</p><p>　?。?）、輸入軸的設計與校核：</p><p>　?。?）、中間軸的設計與校核</p><

25、;p>　?。?）、輸出軸的設計與校核</p><p>　　六、滾動軸承的選擇和計算</p><p>　　1、高速（輸入）軸軸承的選擇</p><p>　　該軸為工作于普通溫度下的短軸，故支點采用兩端單向固定的方式選用一對深溝球軸承，按軸徑初選4尺寸系列的角接觸球軸承6408。下面進行校核：</p><p>　　結(jié)論：所選軸承能滿足壽命、

26、靜載荷與許用轉(zhuǎn)速的要求。</p><p>　　2、中間軸軸承的選擇</p><p>　　該軸為工作于普通溫度下的短軸，故支點采用兩端單向固定的方式選用一對深溝球軸承，按軸徑初選3尺寸系列的角接觸球軸承6312。下面進行校核：</p><p>　　3、輸出軸軸承的選擇</p><p>　　該軸為工作于普通溫度下的短軸，故支點采用兩端單向固定的方

27、式選用一對深溝球軸承，按軸徑初選2尺寸系列的6214。下面進行校核：</p><p><b>　　七、鍵的選擇</b></p><p>　　鍵的選擇主要考慮所傳遞的扭矩的大小，軸上零件是否需要沿軸向移動，零件的對中要求等等。</p><p>　　八減速器機體各部分結(jié)構尺寸</p><p>　　九潤滑和密封形式的選擇<

28、;/p><p>　　1、二級減速齒輪的潤滑</p><p>　　減速器中的二級減速齒輪,由于齒輪外緣的回轉(zhuǎn)速度小于12m/s，因此采用浸油潤滑，選用全損耗系統(tǒng)用油（GB443-1989）,浸油深度應沒過至少1到2個齒高，一般不應小于10mm。 </p><p><b>　　2、滾動軸承的潤滑</b></p><p>　　三對

29、角接觸球軸承軸承處的零件輪緣線速度均小于，所以應考慮使用油脂潤滑，但應對軸承處值進行計算。值小于時宜用油脂潤滑；否則應設計輔助潤滑裝置。這里都選擇脂潤滑。</p><p>　　采用脂潤滑軸承的時候，為避免稀油稀釋油脂，需用擋油板將軸承與箱體內(nèi)部隔開。</p><p>　　在選用潤滑脂的牌號時，根據(jù)手冊查得常用油脂的主要性質(zhì)和用途。因為本設計的減速器為室內(nèi)工作，環(huán)境一般，不是很惡劣，所以選用

30、通用鋰基潤滑脂（），它適用于寬溫度范圍內(nèi)各種機械設備的軸承，選用牌號為的潤滑脂。</p><p><b>　　3密封形式的選擇</b></p><p>　　為防止機體內(nèi)潤滑劑外泄和外部雜質(zhì)進入機體內(nèi)部影響機體工作，在構成機體的各零件間，如機蓋與機座間、及外伸軸的輸出、輸入軸與軸承蓋間，需設置不同形式的密封裝置。對于無相對運動的結(jié)合面，常用密封膠、耐油橡膠墊圈等；對于旋

31、轉(zhuǎn)零件如外伸軸的密封，則需根據(jù)其不同的運動速度和密封要求考慮不同的密封件和結(jié)構。本設計中由于密封界面的相對速度不是很大，采用接觸式密封，輸入軸與軸承蓋間V <3m/s，采用粗羊毛氈封油圈，輸出軸與軸承蓋間也為V <3m/s，故采用粗羊毛氈封油圈。</p><p><b>　　十、其他技術說明</b></p><p>　　①減速器裝配前，必須按圖紙檢驗各個部

32、分零件，然后需用煤油清洗，滾動軸承用汽油清洗，內(nèi)壁涂刷抗機油浸蝕的涂料兩次。</p><p>　　②在裝配過程中軸承裝配要保證裝配游隙。</p><p>　?、圯S承部位油脂的填入量要小于其所在軸承腔空間的2/3。</p><p>　?、軠p速器的潤滑劑在跑合后要立即更換，其次應該定期檢查，半年更換一次。潤滑軸承的潤滑脂應定期添加。</p><p&g

33、t;　?、菰跈C蓋機體間，裝配是涂密封膠或水玻璃，其他密封件應選用耐油材料。</p><p>　?、迣ο渖w與底座結(jié)合面禁用墊片，必要時可涂酒精漆片或水玻璃。箱蓋與底座裝配好后，在擰緊螺栓前應用0.05mm塞尺檢查其密封性。在運轉(zhuǎn)中不許結(jié)合面處有漏油滲油現(xiàn)象。</p><p>　?、邷p速器裝配完畢后要進行空載試驗和整機性能試驗。</p><p>　　空載實驗：在額定轉(zhuǎn)速

34、下正反轉(zhuǎn)各1～2小時，要求運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、聲響均勻、各聯(lián)接件密封處不得有漏油現(xiàn)象。</p><p>　　負載實驗：在額定轉(zhuǎn)速及額定載荷下，實驗至油溫不再升高為止。通常，油池溫生不得超過，軸溫升不得超過。</p><p>　　⑧搬動減速器應用底座上的釣鉤起吊。箱蓋上的吊環(huán)僅可用與起吊箱蓋。</p><p>　　⑨機器出廠前，箱體外表面要涂防護漆，外伸軸應涂脂后包裝。運輸外包

35、裝后，要注明放置要求。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　1、吳瑞祥等主編，機械設計基礎（下冊），北京：北京航空航天大學出版社，2002.5</p><p>　　2、吳瑞祥等主編，機械設計基礎（上冊），北京：北京航空航天大學出版社，2002.5</p><p>　　3 、王之爍、王大康主