搓絲機(jī)課程設(shè)計說明書

1、<p>　　《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計說明書》</p><p><b>　　學(xué) 號： </b></p><p>　　姓 名： </p><p>　　班 級： </p><p><b>　　2011-5-31</b></p><p><

2、b>　　前 言</b></p><p>　　搓絲機(jī)用于加工軸輥螺紋，由電動機(jī)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(shè)計的要求是設(shè)計一套搓絲機(jī)傳動裝置，配以適當(dāng)?shù)碾妱訖C(jī)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(jī)單向運轉(zhuǎn)，載荷比較平穩(wěn)。一開始，老師要求至少給出

3、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(shè)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(shè)計這門課在北航開了這么多年，所有的搓絲機(jī)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動才更合理，因此這種“大家都是一個模子

4、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(dāng)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(shè)計的圖盡善盡美，同時感謝老師的指導(dǎo)，讓我們逐漸學(xué)會了機(jī)械設(shè)計的基本方法，從一個完完全全的外行人一點點向內(nèi)行邁進(jìn)，為未來的自主

5、設(shè)計能力的鍛煉打下了堅實的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　一、設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　1．設(shè)計題目：搓絲機(jī)傳動裝置設(shè)計 </p><p><b>　　2．設(shè)計背景：</b></p><p>　　1）題目簡述：搓絲機(jī)用于加工軸輥螺紋，基本結(jié)構(gòu)如上圖所示，上搓絲板安裝在機(jī)頭4上，下搓

6、絲板安裝在滑塊3上。加工時，下挫絲板隨著滑塊作往復(fù)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(fù)運動一次，加工一個工件。</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(jī)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

7、工作16小時；大修期為3年。</p><p>　　3）生產(chǎn)狀況：專業(yè)機(jī)械廠制造，可加工7、8級精度齒輪、蝸輪。</p><p><b>　　3．設(shè)計參數(shù)：</b></p><p><b>　　4．設(shè)計任務(wù)：</b></p><p>　　完成搓絲機(jī)傳動裝置總體方案的設(shè)計與論證，繪制總體設(shè)計原理方案圖；

8、</p><p>　　完成主要傳動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計；</p><p>　　完成裝配圖一張（A0）,零件圖兩張（A3）；</p><p><b>　　編寫設(shè)計說明書。</b></p><p><b>　　二、傳動方案的擬定</b></p><p><b>　　1．方案選

9、擇</b></p><p>　　1）原動機(jī)：三相交流 380/220v，電動機(jī)單向運轉(zhuǎn)。</p><p>　　2）傳動裝置：齒輪傳動（承載能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊）。</p><p>　　3）執(zhí)行裝置：現(xiàn)有以下兩種方案（選擇方案二）</p><p>　?、偻馆啓C(jī)構(gòu)：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

10、><p><b>　　a)方案一</b></p><p>　　②曲柄滑塊機(jī)構(gòu)：用對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實現(xiàn)運動形式的轉(zhuǎn)換功能，且機(jī)構(gòu)本身具有急回特性。</p><p><b>　　b)方案二</b></p><p><b>　　2．方案具體設(shè)計</b></p><p&

11、gt;　　1、根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，該方案的設(shè)計分成減速器（傳動部分）和工作機(jī)（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，同時減速器采用封閉的結(jié)構(gòu)，這樣有利于在粉塵較大的環(huán)境下工作。設(shè)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(jī)構(gòu)緊湊，雖然其結(jié)構(gòu)稍稍復(fù)雜，但設(shè)計制造成本基本與直齒輪相同。<

12、;/p><p>　　3、執(zhí)行部分采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（總體結(jié)構(gòu)圖如下圖所示）。機(jī)構(gòu)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(fù)運動；同時，該機(jī)構(gòu)的急回特性使得搓絲機(jī)有較高的工作效率</p><p>　　設(shè)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

13、，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><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

14、性都在所要求范圍內(nèi)。</p><p><b>　　三、電動機(jī)的選擇</b></p><p>　　1、類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇：</p><p>　　按工作條件和要求，選用一般用途的Y系列全封閉自扇冷式三相異步電動機(jī)，電壓為380/220V； </p><p>　　2、確定電機(jī)的額定功率：</p><p&g

15、t;　　搓絲機(jī)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： = 0.970.98=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%）&

16、lt;/p><p>　　因此，所需要的電機(jī)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(jī)的額定功率應(yīng)大于理論所需功率，選額定功率為7.5Kw的電機(jī)。</p><p>　　3、確定電機(jī)的轉(zhuǎn)速:</p><p>　　因為生產(chǎn)率為34件/min，因此要求執(zhí)行機(jī)構(gòu)的來回運動速度（即電機(jī)通過減速器的輸出轉(zhuǎn)速）為: </p

17、><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(jī)的可選轉(zhuǎn)速范圍為:;</p><p>　　所以電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速:=(750或1000或1500或3000)r/min; </p><p>　　當(dāng)=(750或1000)r/min時，電機(jī)的質(zhì)量較重，價格較貴；而=3000r/min &

18、lt;/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(jī)的型號</b></p><p>　　根據(jù)以上計算，在相關(guān)手冊中查閱符合條件的電機(jī)，選用的電機(jī)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>

19、<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>&

20、lt;p><b>　　0軸（電動機(jī)軸）：</b></p><p>　　1軸（高速軸、輸入軸）:</p><p><b>　　2軸（中間軸）:</b></p><p><b>　　3軸（低速軸）:</b></p><p><b>　　總效率:</b>&

21、lt;/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(rèn)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>　　因此各軸的運動和動力參數(shù)列表如下：</p><p>　　五、傳動零件的設(shè)計計算</p><p><b>　　1、V帶傳動設(shè)計：</b>&

22、lt;/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(shè)計：</b></p><p>　?。?）、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(yán)格的限制，批量較小，故小齒輪用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為HB

23、=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>　　（2）、二級減速齒輪：</p><p>　　材料及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

24、7級。</p><p>　　3、軸的設(shè)計與校核：</p><p>　　（1）、輸入軸的設(shè)計與校核：</p><p>　?。?）、中間軸的設(shè)計與校核</p><p>　?。?）、輸出軸的設(shè)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<

25、;/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(jìn)行校核：</p><p>　　結(jié)論：所選軸承能滿足壽命、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

26、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(jìn)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(jìn)行校核：</p><p><b>　　七、鍵的選擇</b></p>&l

27、t;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(jī)體各部分結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　九潤滑和密封形式的選擇</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

28、全損耗系統(tǒng)用油（GB443-1989）,浸油深度應(yīng)沒過至少1到2個齒高，一般不應(yīng)小于10mm。 </p><p><b>　　2、滾動軸承的潤滑</b></p><p>　　三對角接觸球軸承軸承處的零件輪緣線速度均小于，所以應(yīng)考慮使用油脂潤滑，但應(yīng)對軸承處值進(jìn)行計算。值小于時宜用油脂潤滑；否則應(yīng)設(shè)計輔助潤滑裝置。這里都選擇脂潤滑。</p><p&g

29、t;　　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(shè)計的減速器為室內(nèi)工作，環(huán)境一般，不是很惡劣，所以選用通用鋰基潤滑脂（），它適用于寬溫度范圍內(nèi)各種機(jī)械設(shè)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

30、><p>　　為防止機(jī)體內(nèi)潤滑劑外泄和外部雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)體內(nèi)部影響機(jī)體工作，在構(gòu)成機(jī)體的各零件間，如機(jī)蓋與機(jī)座間、及外伸軸的輸出、輸入軸與軸承蓋間，需設(shè)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(gòu)。本設(shè)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

31、，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(shù)說明</b></p><p>　?、贉p速器裝配前，必須按圖紙檢驗各個部分零件，然后需用煤油清洗，滾動軸承用汽油清洗，內(nèi)壁涂刷抗機(jī)油浸蝕的涂料兩次。</p><p>　?、谠谘b配過程中軸承裝配要保證裝配游隙。</p><

32、p>　　③軸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>　　④減速器的潤滑劑在跑合后要立即更換，其次應(yīng)該定期檢查，半年更換一次。潤滑軸承的潤滑脂應(yīng)定期添加。</p><p>　　⑤在機(jī)蓋機(jī)體間，裝配是涂密封膠或水玻璃，其他密封件應(yīng)選用耐油材料。</p><p>　　⑥對箱蓋與底座結(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

33、好后，在擰緊螺栓前應(yīng)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(jìn)行空載試驗和整機(jī)性能試驗。</p><p>　　空載實驗：在額定轉(zhuǎn)速下正反轉(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(fù)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

34、生不得超過，軸溫升不得超過。</p><p>　　⑧搬動減速器應(yīng)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>　?、釞C(jī)器出廠前，箱體外表面要涂防護(hù)漆，外伸軸應(yīng)涂脂后包裝。運輸外包裝后，要注明放置要求。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　1、吳瑞祥等主編，機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)

35、（下冊），北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.5</p><p>　　2、吳瑞祥等主編，機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)（上冊），北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.5</p><p>　　3 、王之爍、王大康主編，機(jī)械設(shè)計綜合課程設(shè)計，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.7</p><p>　　4、 陳鐵鳴主編 ，新編機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計圖冊，北京：高等教育出版社，2003.3<