搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置 </p><p>　　設(shè) 計(jì) 者： 12131012 </p><p>　　指導(dǎo)教師： &

2、lt;/p><p>　　日 期： 2015 年 3 月 12 日</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　該設(shè)計(jì)說(shuō)明書是對(duì)本學(xué)期機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的歸納和總結(jié)，涵蓋了設(shè)計(jì)的全部過(guò)程。課程的設(shè)計(jì)任務(wù)是：搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)。從總體方案選擇、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、再到齒輪、軸等等主要傳動(dòng)件的選擇設(shè)計(jì)，檢驗(yàn)及校核，以及箱體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等

3、的設(shè)計(jì)，我們最終完成了一個(gè)搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置的全部設(shè)計(jì)任務(wù)。該傳動(dòng)裝置是由帶傳動(dòng)、二級(jí)同軸式圓柱斜齒輪減速器和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)組成，傳動(dòng)比為45。</p><p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我們將學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行了綜合應(yīng)用，培養(yǎng)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力，并由此對(duì)一般的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)過(guò)程有了一定的認(rèn)識(shí)。</p><p><b>　　目錄</b></p><p&g

4、t;　　第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書4</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)要求4</p><p>　　1.2 原始技術(shù)數(shù)據(jù)4</p><p>　　1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)4</p><p>　　第二章 機(jī)械裝置的總體方案設(shè)計(jì)5</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，該方案的設(shè)計(jì)可以分成分成減速器（傳動(dòng)部分）和工作機(jī)（執(zhí)行部分）兩部

5、分5</p><p>　　2.1 傳動(dòng)裝置方案的選擇5</p><p>　　2.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案的選擇5</p><p>　　2.3 總體方案簡(jiǎn)圖5</p><p>　　2.4 電動(dòng)機(jī)的選擇5</p><p>　　2.5 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的確定6</p><p>　　第三章 主

6、要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算9</p><p>　　3.1 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算9</p><p>　　3.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算20</p><p>　　3.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算23</p><p>　　3.4 軸的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算26</p><p>　　3.5 滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算38</p>&l

7、t;p>　　3.6 鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算44</p><p>　　第四章 減速器箱體及附件的設(shè)計(jì)47</p><p>　　4.1 減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸的確定47</p><p>　　4.2 減速器的潤(rùn)滑和密封48</p><p>　　第五章 其它技術(shù)要求50</p><p><b>　　參考文

8、獻(xiàn)：51</b></p><p><b>　　第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　該機(jī)用于加工軸輥螺紋，其結(jié)構(gòu)如圖所示。上搓絲板安裝在機(jī)頭上，下搓絲板安裝在滑塊上。加工時(shí)，下搓絲板隨滑塊做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在起始（前端）位置時(shí)，送料裝置將工件送入上下搓

9、絲板之間。滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，工件在上下搓絲板之間滾動(dòng)，搓制出與搓絲板一致的螺紋。搓絲板共兩對(duì)，可同時(shí)搓出工件兩端的螺紋?；瑝K往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，加工一件。</p><p>　　室內(nèi)工作，生產(chǎn)批量為5臺(tái)。</p><p>　　動(dòng)力源為三相交流380/220V，電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)。</p><p>　　使用期限為10年，大修周期為3年，雙班制工作。</p>

10、<p>　　專業(yè)機(jī)械廠制造，可加工7、8精度的齒輪、蝸輪。</p><p>　　1.2 原始技術(shù)數(shù)據(jù)</p><p><b>　　1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　完成搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置總體方案的設(shè)計(jì)和論證，繪制總體設(shè)計(jì)原理圖；</p><p>　　完成主要傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；</p>

11、<p>　　完成裝配圖（用A0圖紙），零件圖兩張；</p><p>　　編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份。</p><p>　　第二章 機(jī)械裝置的總體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，該方案的設(shè)計(jì)可以分成分成減速器（傳動(dòng)部分）和工作機(jī)（執(zhí)行部分）兩部分</p><p>　　2.1 傳動(dòng)裝置方案的選擇</p><p&

12、gt;　　傳動(dòng)裝置選用帶傳動(dòng)和二級(jí)齒輪減速器的組合。其中，在電機(jī)到齒輪減速器之間使用的是v帶傳動(dòng)，這是因?yàn)関帶傳動(dòng)傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，成本低廉，還可以起到緩沖吸震的作用，輸出功率較大。而在帶傳動(dòng)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間，使用的是二級(jí)展開(kāi)式齒輪減速器，以實(shí)現(xiàn)在滿足較大傳動(dòng)比的同時(shí)擁有較高的效率與穩(wěn)定性、可靠性，同時(shí)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(jì)時(shí)二級(jí)齒輪傳動(dòng)均采用斜齒輪，這是因?yàn)樾饼X輪相對(duì)于直齒輪嚙合性能好，重合度

13、大，機(jī)構(gòu)緊湊，而設(shè)計(jì)制造成本基本與直齒輪相同，采用展開(kāi)式結(jié)構(gòu)緊湊。</p><p>　　2.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案的選擇</p><p>　　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(dòng)部分原動(dòng)件3由減速器輸出軸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)桿2，桿2通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副帶動(dòng)滑塊5做水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，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>　　2

14、.3 總體方案簡(jiǎn)圖</p><p>　　2.4 電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　　按工作條件的要求，選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，臥式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　2.4.1選擇電動(dòng)機(jī)的容量</p><p>　　注：為V帶傳輸效率，取0.96；</p><p>　　為滾動(dòng)軸承效率，取0.99；</p><

15、p>　　為閉式齒輪傳動(dòng)效率，取0.97；</p><p>　　為連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率，粗估為0.7</p><p>　?。▍⒖假Y料[1] 表2-5）</p><p>　　2.4.2 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)</p><p>　　根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需輸出功率，可以查閱到符合要求的電動(dòng)機(jī)（參考資料[1] 200-203頁(yè))</p><p&g

16、t;　　綜合考慮電動(dòng)機(jī)的尺寸和價(jià)格，以及減速器的傳動(dòng)比，認(rèn)為方案2較為合適，所以選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y132S-4</p><p>　　2.5 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的確定</p><p>　　2.5.1 傳動(dòng)比的計(jì)算</p><p>　　2.5.2 運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算</p><p>　　2.5.3 動(dòng)力參數(shù)計(jì)算</p><p>

17、;　　2.5.4運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果匯總</p><p>　　第三章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.1 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.1.1 輸出級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　由于斜齒輪嚙合特性好，傳動(dòng)平穩(wěn)，故選用斜齒輪作為傳動(dòng)件。小齒輪材料選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB～286HB，平均取260

18、HB，大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為229HB～286HB，平均取240HB。計(jì)算步驟如下：</p><p>　　3.1.2 輸入級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　根據(jù)同軸式減速器的特點(diǎn)，當(dāng)輸入級(jí)與輸出級(jí)傳動(dòng)比相同時(shí)，兩級(jí)齒輪傳動(dòng)可以只有不同的齒寬系數(shù)，而其它系數(shù)均相同。由此，設(shè)計(jì)輸入級(jí)齒輪時(shí)，可以在輸出級(jí)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，降低齒寬系數(shù)，然后校核其強(qiáng)度。</p><

19、p>　　小齒輪材料選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB～286HB，平均取260HB，大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為229HB～286HB，平均取240HB。計(jì)算步驟如下：</p><p>　　根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，輸入級(jí)齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度余量均很大，這是由于同軸式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，輸入級(jí)中心距必須和輸出級(jí)一致，故而使得強(qiáng)度余量較大。</p><p>　　經(jīng)過(guò)進(jìn)一步

20、計(jì)算可知，齒寬系數(shù)減小到0.3，即齒寬為28.5mm時(shí)，強(qiáng)度仍然有富余。然而過(guò)窄的齒輪可能會(huì)造成結(jié)構(gòu)失穩(wěn)及其它問(wèn)題，故這里我們選用55mm的齒寬。</p><p>　　3.2 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.2.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比校核</p><p>　　3.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算<

21、;/p><p>　　3.4 軸的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算</p><p>　　3.4.1 輸入級(jí)軸的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算</p><p>　　3.4.2 中間級(jí)齒輪軸的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算</p><p>　　3.4.3 輸出級(jí)軸的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算</p><p>　　3.5 滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算</p><p>　　

22、3.5.1 輸入級(jí)軸承的選擇和計(jì)算</p><p>　　*根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在壽命計(jì)算中，一年按300天，一天按16小時(shí)（雙班制）計(jì)算。</p><p>　　3.5.2 中間級(jí)軸承的選擇和計(jì)算</p><p>　　*根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在壽命計(jì)算中，一年按300天，一天按16小時(shí)（雙班制）計(jì)算。</p><p>　　3.5.3 輸出級(jí)軸承的選擇和計(jì)算&

23、lt;/p><p>　　*根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在壽命計(jì)算中，一年按300天，一天按16小時(shí)（雙班制）計(jì)算。</p><p>　　*輸出級(jí)軸承B（箱體外側(cè)）壽命不到10年，需要在3年大修周期中更換。</p><p>　　3.6 鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算</p><p>　　第四章 減速器箱體及附件的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1

24、減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸的確定</p><p>　　4.2 減速器的潤(rùn)滑和密封</p><p>　　4.2.1齒輪的潤(rùn)滑</p><p>　　閉式齒輪傳動(dòng)，根據(jù)齒輪的圓周速度大小選擇潤(rùn)滑方式。圓周速度時(shí)，常選擇將大齒輪浸入油池的浸油潤(rùn)滑。本減速箱中圓周速度最快的中間級(jí)大齒輪，其圓周速度也僅為，故采用浸油潤(rùn)滑。對(duì)于圓柱齒輪而言，齒輪浸入油池深度至少為1~2個(gè)齒高，但浸油深度

25、不得大于分度圓半徑的1/3。為避免齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將沉積在油池底部的污物攪起，造成齒面磨損，大齒輪齒頂距油池底面距離不小于30~50mm。根據(jù)以上要求，減速箱使用前須加注潤(rùn)滑油，使油面高度達(dá)到47~103mm。</p><p>　　根據(jù)[2]表6-75，選擇全損耗系統(tǒng)用油(GB 443-1989)，牌號(hào)為L(zhǎng)-AN10。</p><p>　　4.2.2滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑</p><

26、p>　　滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑劑可以是脂潤(rùn)滑、潤(rùn)滑油或固體潤(rùn)滑劑。選擇何種潤(rùn)滑方式可以根據(jù)速度因數(shù)值來(lái)判斷。其中：為軸頸直徑，為工作轉(zhuǎn)速。</p><p>　　根據(jù)[2]表34-12可知當(dāng)時(shí)宜用脂潤(rùn)滑；否則應(yīng)使用其他方式的潤(rùn)滑。</p><p>　　輸入級(jí)一對(duì)軸承值為：</p><p>　　中間級(jí)一對(duì)軸承值為：</p><p>　　輸出級(jí)一對(duì)軸

27、承值為：</p><p>　　由于各軸承的值均小于，所以均選擇脂潤(rùn)滑。</p><p>　　采用脂潤(rùn)滑軸承的時(shí)候，為避免稀油稀釋油脂，需用擋油環(huán)將軸承與箱體內(nèi)部隔開(kāi)，且軸承與箱體內(nèi)壁需保持一定的距離。在本箱體設(shè)計(jì)中滾動(dòng)軸承距箱體內(nèi)壁距離。</p><p>　　在選用潤(rùn)滑脂的牌號(hào)時(shí)，根據(jù)[2]表6-76查得常用油脂的主要性質(zhì)和用途。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的減速器為室內(nèi)工作，環(huán)境一

28、般，不是很惡劣，所以選用通用鋰基潤(rùn)滑脂（GB 7324-1987），它適用于寬溫度范圍內(nèi)各種機(jī)械設(shè)備的潤(rùn)滑，選用牌號(hào)為ZL-1的潤(rùn)滑脂。</p><p>　　4.2.3密封形式的選擇</p><p>　　為防止箱體內(nèi)潤(rùn)滑劑外泄和外部雜質(zhì)進(jìn)入箱體內(nèi)部影響箱體工作，在構(gòu)成箱體的各零件間，如箱蓋與箱座間、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(duì)于無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)合面，常用密封

29、膠、耐油橡膠墊圈等；對(duì)于旋轉(zhuǎn)零件如外伸軸的密封，則需根據(jù)其不同的運(yùn)動(dòng)速度和密封要求考慮不同的密封件和結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)中由于密封界面的相對(duì)速度較小，故采用接觸式密封。輸入軸與軸承蓋間V <3m/s，采用半粗羊毛氈封油圈，輸出軸與軸承蓋間也為V <3m/s，故采用半粗羊毛氈封油圈。</p><p>　　第五章 其它技術(shù)要求</p><p>　　1. 減速器裝配前，必須按圖紙檢驗(yàn)各個(gè)部分

30、零件，然后需用煤油清洗，滾動(dòng)軸承用汽油清洗，內(nèi)壁涂刷抗機(jī)油浸蝕的涂料兩次，箱體內(nèi)不允許有任何雜物。</p><p>　　2. 在裝配過(guò)程中軸承裝配要保證裝配游隙。</p><p>　　軸向游隙的調(diào)整，可用增減調(diào)整墊片和使用調(diào)隙螺柱等方法實(shí)現(xiàn)。調(diào)整時(shí)可先壓緊軸承，使軸向游隙為零，然后調(diào)整軸承蓋的軸向位置（或調(diào)節(jié)螺柱），同時(shí)加墊合適的墊片（或擰緊調(diào)節(jié)螺栓上的螺母），使軸承處于設(shè)計(jì)游隙范圍。&l

31、t;/p><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(rùn)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(rùn)滑軸承的潤(rùn)滑脂應(yīng)定期添加。由于輸出級(jí)軸承B（箱體外側(cè)）壽命不到10年，需要在3年大修周期中更換。</p><p>　　5.在機(jī)蓋機(jī)體間，裝配時(shí)涂密封膠或水玻璃，其他密封件應(yīng)選用耐油材料。</

32、p><p>　　對(duì)箱蓋與底座結(jié)合面禁用墊片，必要時(shí)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(yīng)用0.05mm塞尺檢查其密封性。在運(yùn)轉(zhuǎn)中不許結(jié)合面處有漏油滲油現(xiàn)象。</p><p>　　6. 傳動(dòng)間隙和接觸狀況檢驗(yàn)</p><p>　　為保證傳動(dòng)精度，各級(jí)齒輪安裝后，傳動(dòng)側(cè)隙和齒面接觸斑點(diǎn)要滿足相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。傳動(dòng)側(cè)隙可用塞尺或?qū)U絲放入相互嚙合的兩齒面間，然

33、后測(cè)量塞尺或鉛絲變形后厚度的方法檢查。接觸斑點(diǎn)是在輪齒工作表面著色，將其轉(zhuǎn)動(dòng)若干周后，觀察分析著色接觸區(qū)的位置、接觸面大小來(lái)檢驗(yàn)接觸狀況。</p><p>　　當(dāng)傳動(dòng)側(cè)隙或接觸斑點(diǎn)不符合要求時(shí)，應(yīng)對(duì)齒面進(jìn)行刮研，跑合或調(diào)整傳動(dòng)件的嚙合位置。</p><p>　　7. 減速器裝配完畢后要進(jìn)行空載試驗(yàn)和整機(jī)性能試驗(yàn)</p><p>　　空載實(shí)驗(yàn)：在額定轉(zhuǎn)速下正反轉(zhuǎn)各1～

34、2小時(shí)，要求運(yùn)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(shí)驗(yàn)：在額定轉(zhuǎn)速及額定載荷下，實(shí)驗(yàn)至油溫不再升高為止。通常，油池溫升不得超過(guò)，軸溫升不得超過(guò)。</p><p>　　8. 搬動(dòng)減速器須用底座上的吊鉤起吊。箱蓋上的吊環(huán)僅可用于起吊箱蓋。</p><p>　　9. 機(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(yùn)輸外包裝后，

35、要注明放置要求，如勿倒置、防水、防潮等。需做現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期或短期貯藏時(shí)，應(yīng)對(duì)放置環(huán)境提出要求。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1] 王之櫟等. 機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)(第二版). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2007</p><p>　　[2] 吳瑞祥等. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)下冊(cè)(第二版). 北京: 北京航空航天大學(xué)出版