搓絲機(jī)課程設(shè)計(jì)說明書

1、<p>　　《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，室內(nèi)工作，通過傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)工件在上下搓絲板之間滾動(dòng)，搓制出與搓絲板螺紋一致的螺絲。 </p><p>　　本課程設(shè)計(jì)的要求是設(shè)計(jì)一套搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置，配以適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)等零部件，實(shí)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(yùn)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(dòng)”以及（減速箱）“齒輪傳動(dòng)”兩種方案，不過我在設(shè)計(jì)（計(jì)算）前就感覺只能選擇傳動(dòng)，而后來我已逐漸意識到，課程設(shè)計(jì)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(dòng)，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(dòng)和齒輪傳動(dòng)的計(jì)算對比中也感覺似乎只有齒輪傳動(dòng)才更合理，因此這種“大家都是一個(gè)模子

4、里出來的”這種思想才算作罷。</p><p>　　雖然說因?yàn)榉桨复笸‘?，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(jì)的圖盡善盡美，同時(shí)感謝老師的指導(dǎo)，讓我們逐漸學(xué)會(huì)了機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法，從一個(gè)完完全全的外行人一點(diǎn)點(diǎn)向內(nèi)行邁進(jìn)，為未來的自主

5、設(shè)計(jì)能力的鍛煉打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　1．設(shè)計(jì)題目：搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) </p><p><b>　　2．設(shè)計(jì)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(shí)，下挫絲板隨著滑塊作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在起始（前端）位置時(shí)，送料裝置將工件送入上、下搓絲板之間，滑塊向后運(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，可同時(shí)搓制出工件兩端的螺紋?；瑝K往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，加工一個(gè)工件。</p><p>　　2）使用狀況：室內(nèi)工作，需要5臺；動(dòng)力源為三相交流電380/220V，電機(jī)單向轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shí)；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(jì)參數(shù)：</b></p><p><b>　　4．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)與論證，繪制總體設(shè)計(jì)原理方案圖；

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

9、擇</b></p><p>　　1）原動(dòng)機(jī)：三相交流 380/220v，電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　2）傳動(dòng)裝置：齒輪傳動(dòng)（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(dòng)從動(dòng)件做直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式 的轉(zhuǎn)換和急回特性。</p

10、><p><b>　　a)方案一</b></p><p>　?、谇瑝K機(jī)構(gòu)：用對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)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(jì)</b></p><p&

11、gt;　　1、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，該方案的設(shè)計(jì)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、減速器采用二級圓柱齒輪減速器，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)二級齒輪傳動(dòng)均采用斜齒輪，這是因?yàn)樾饼X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(jì)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(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>　　設(shè)計(jì)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(dòng)角=90°-arcsin=45.8°</p><p>　　此時(shí)，急回特性系數(shù)k====1.22【1.2，1.5】</p><p>　　故此時(shí)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(dòng)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(dòng)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(shí)滑塊運(yùn)動(dòng)的平均速度為：</p><p>　　工作所需的輸入功率為:</p><p>　　傳動(dòng)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(dòng)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?yàn)檩d荷比較平穩(wěn)（但仍有波動(dòng)），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?yàn)樯a(chǎn)率為34件/min，因此要求執(zhí)行機(jī)構(gòu)的來回運(yùn)動(dòng)速度（即電機(jī)通過減速器的輸出轉(zhuǎn)速）為: </p

17、><p>　　又因?yàn)閂帶傳動(dòng)比為2~4，二級圓柱齒輪的減速比為8~40，則總傳動(dòng)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(shí)，電機(jī)的質(zhì)量較重，價(jià)格較貴；而=3000r/min &

18、lt;/p><p>　　時(shí)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(jì)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(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p>

19、<p><b>　　1計(jì)算總傳動(dòng)比：；</b></p><p><b>　　2傳動(dòng)比分配：</b></p><p>　　取V帶的傳動(dòng)比為：，故二級齒輪減速器傳動(dòng)比，其中取第一級減速比為：，則第二級減速比為：。所取的傳動(dòng)比均在要求的范圍內(nèi)。</p><p>　　3確定各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p>&

20、lt;p><b>　　0軸（電動(dòng)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(dòng)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(jì)算類似。</p><p>　　因此各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列表如下：</p><p>　　五、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　1、V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)：</b>&

22、lt;/p><p>　　V帶帶輪：材料選用鑄鐵，小帶輪采用實(shí)心式，大帶輪采用輻板式</p><p><b>　　2、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)：</b></p><p>　?。?）、一級減速齒輪</p><p>　　考慮到主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速不是很高（約為480r/min）,傳動(dòng)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>　?。?）、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(jì)與校核：</p><p>　?。?）、輸入軸的設(shè)計(jì)與校核：</p><p>　?。?）、中間軸的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　?。?）、輸出軸的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　六、滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(dòng)，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(gè)齒高，一般不應(yīng)小于10mm。 </p><p><b>　　2、滾動(dòng)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(jì)算。值小于時(shí)宜用油脂潤滑；否則應(yīng)設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)，根據(jù)手冊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(yùn)動(dòng)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(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>　　①減速器裝配前，必須按圖紙檢驗(yàn)各個(gè)部分零件，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。</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>　?、迣ο渖w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

33、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>　?、邷p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1～2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

34、生不得超過，軸溫升不得超過。</p><p>　?、喟釀?dòng)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(yùn)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(jì)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(jì)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(jì)綜合課程設(shè)計(jì)，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(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊，北京：高等教育出版社，2003.3<