搓絲機傳動裝置設(shè)計

1、<p><b>　　機械設(shè)計課程設(shè)計</b></p><p><b>　　設(shè)計說明書</b></p><p>　　設(shè)計題目： 搓絲機傳動裝置 </p><p>　　設(shè) 計 者： 12131012 </p><p>　　指導教師： &

2、lt;/p><p>　　日 期： 2015 年 3 月 12 日</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　該設(shè)計說明書是對本學期機械設(shè)計課程設(shè)計的歸納和總結(jié)，涵蓋了設(shè)計的全部過程。課程的設(shè)計任務(wù)是：搓絲機傳動裝置設(shè)計。從總體方案選擇、傳動結(jié)構(gòu)的設(shè)計、再到齒輪、軸等等主要傳動件的選擇設(shè)計，檢驗及校核，以及箱體、執(zhí)行機構(gòu)等

3、的設(shè)計，我們最終完成了一個搓絲機傳動裝置的全部設(shè)計任務(wù)。該傳動裝置是由帶傳動、二級同軸式圓柱斜齒輪減速器和曲柄滑塊機構(gòu)組成，傳動比為45。</p><p>　　通過本次課程設(shè)計，我們將學過的基礎(chǔ)理論知識進行了綜合應(yīng)用，培養(yǎng)了結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算能力，并由此對一般的機械裝置設(shè)計過程有了一定的認識。</p><p><b>　　目錄</b></p><p&g

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

5、分5</p><p>　　2.1 傳動裝置方案的選擇5</p><p>　　2.2 執(zhí)行機構(gòu)方案的選擇5</p><p>　　2.3 總體方案簡圖5</p><p>　　2.4 電動機的選擇5</p><p>　　2.5 傳動裝置運動及動力參數(shù)的確定6</p><p>　　第三章 主

6、要零部件的設(shè)計計算9</p><p>　　3.1 齒輪傳動設(shè)計計算9</p><p>　　3.2 帶傳動的設(shè)計計算20</p><p>　　3.3 執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計計算23</p><p>　　3.4 軸的設(shè)計及校核計算26</p><p>　　3.5 滾動軸承的選擇及校核計算38</p>&l

7、t;p>　　3.6 鍵聯(lián)接的設(shè)計及校核計算44</p><p>　　第四章 減速器箱體及附件的設(shè)計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：51</b></p><p><b>　　第一章 設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　1.1 設(shè)計要求</b></p><p>　　該機用于加工軸輥螺紋，其結(jié)構(gòu)如圖所示。上搓絲板安裝在機頭上，下搓絲板安裝在滑塊上。加工時，下搓絲板隨滑塊做往復運動。在起始（前端）位置時，送料裝置將工件送入上下搓

9、絲板之間?；瑝K往復運動時，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，可同時搓出工件兩端的螺紋。滑塊往復運動一次，加工一件。</p><p>　　室內(nèi)工作，生產(chǎn)批量為5臺。</p><p>　　動力源為三相交流380/220V，電動機單向運轉(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)計任務(wù)</b></p><p>　　完成搓絲機傳動裝置總體方案的設(shè)計和論證，繪制總體設(shè)計原理圖；</p><p>　　完成主要傳動裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計；</p>

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

12、gt;　　傳動裝置選用帶傳動和二級齒輪減速器的組合。其中，在電機到齒輪減速器之間使用的是v帶傳動，這是因為v帶傳動傳動平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，成本低廉，還可以起到緩沖吸震的作用，輸出功率較大。而在帶傳動到執(zhí)行機構(gòu)之間，使用的是二級展開式齒輪減速器，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

13、大，機構(gòu)緊湊，而設(shè)計制造成本基本與直齒輪相同，采用展開式結(jié)構(gòu)緊湊。</p><p>　　2.2 執(zhí)行機構(gòu)方案的選擇</p><p>　　執(zhí)行部分采用曲柄滑塊機構(gòu)（總體結(jié)構(gòu)圖如下圖所示）。機構(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做水平往復運動；同時，該機構(gòu)的急回特性使得搓絲機有較高的工作效率。</p><p>　　2

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

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

16、t;　　綜合考慮電動機的尺寸和價格，以及減速器的傳動比，認為方案2較為合適，所以選定電動機型號Y132S-4</p><p>　　2.5 傳動裝置運動及動力參數(shù)的確定</p><p>　　2.5.1 傳動比的計算</p><p>　　2.5.2 運動參數(shù)計算</p><p>　　2.5.3 動力參數(shù)計算</p><p>

17、;　　2.5.4運動和動力參數(shù)計算結(jié)果匯總</p><p>　　第三章 主要零部件的設(shè)計計算</p><p>　　3.1 齒輪傳動設(shè)計計算</p><p>　　3.1.1 輸出級齒輪設(shè)計計算</p><p>　　由于斜齒輪嚙合特性好，傳動平穩(wěn)，故選用斜齒輪作為傳動件。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。計算步驟如下：</p><p>　　3.1.2 輸入級齒輪設(shè)計計算</p><p>　　根據(jù)同軸式減速器的特點，當輸入級與輸出級傳動比相同時，兩級齒輪傳動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)計輸入級齒輪時，可以在輸出級的設(shè)計基礎(chǔ)上，降低齒寬系數(shù)，然后校核其強度。</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。計算步驟如下：</p><p>　　根據(jù)計算結(jié)果可知，輸入級齒輪齒面接觸疲勞強度強度和齒根彎曲疲勞強度余量均很大，這是由于同軸式結(jié)構(gòu)設(shè)計，輸入級中心距必須和輸出級一致，故而使得強度余量較大。</p><p>　　經(jīng)過進一步

20、計算可知，齒寬系數(shù)減小到0.3，即齒寬為28.5mm時，強度仍然有富余。然而過窄的齒輪可能會造成結(jié)構(gòu)失穩(wěn)及其它問題，故這里我們選用55mm的齒寬。</p><p>　　3.2 帶傳動的設(shè)計計算</p><p>　　3.2.1 帶傳動的設(shè)計</p><p>　　3.2.2 傳動機構(gòu)傳動比校核</p><p>　　3.3 執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計計算<

21、;/p><p>　　3.4 軸的設(shè)計及校核計算</p><p>　　3.4.1 輸入級軸的設(shè)計及校核計算</p><p>　　3.4.2 中間級齒輪軸的設(shè)計及校核計算</p><p>　　3.4.3 輸出級軸的設(shè)計及校核計算</p><p>　　3.5 滾動軸承的選擇及校核計算</p><p>　　

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

23、lt;/p><p>　　*根據(jù)設(shè)計要求，在壽命計算中，一年按300天，一天按16小時（雙班制）計算。</p><p>　　*輸出級軸承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)計及校核計算</p><p>　　第四章 減速器箱體及附件的設(shè)計</p><p>　　4.1

24、減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸的確定</p><p>　　4.2 減速器的潤滑和密封</p><p>　　4.2.1齒輪的潤滑</p><p>　　閉式齒輪傳動，根據(jù)齒輪的圓周速度大小選擇潤滑方式。圓周速度時，常選擇將大齒輪浸入油池的浸油潤滑。本減速箱中圓周速度最快的中間級大齒輪，其圓周速度也僅為，故采用浸油潤滑。對于圓柱齒輪而言，齒輪浸入油池深度至少為1~2個齒高，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)動時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滑油，使油面高度達到47~103mm。</p><p>　　根據(jù)[2]表6-75，選擇全損耗系統(tǒng)用油(GB 443-1989)，牌號為L-AN10。</p><p>　　4.2.2滾動軸承的潤滑</p><

26、p>　　滾動軸承的潤滑劑可以是脂潤滑、潤滑油或固體潤滑劑。選擇何種潤滑方式可以根據(jù)速度因數(shù)值來判斷。其中：為軸頸直徑，為工作轉(zhuǎn)速。</p><p>　　根據(jù)[2]表34-12可知當時宜用脂潤滑；否則應(yīng)使用其他方式的潤滑。</p><p>　　輸入級一對軸承值為：</p><p>　　中間級一對軸承值為：</p><p>　　輸出級一對軸

27、承值為：</p><p>　　由于各軸承的值均小于，所以均選擇脂潤滑。</p><p>　　采用脂潤滑軸承的時候，為避免稀油稀釋油脂，需用擋油環(huán)將軸承與箱體內(nèi)部隔開，且軸承與箱體內(nèi)壁需保持一定的距離。在本箱體設(shè)計中滾動軸承距箱體內(nèi)壁距離。</p><p>　　在選用潤滑脂的牌號時，根據(jù)[2]表6-76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

28、般，不是很惡劣，所以選用通用鋰基潤滑脂（GB 7324-1987），它適用于寬溫度范圍內(nèi)各種機械設(shè)備的潤滑，選用牌號為ZL-1的潤滑脂。</p><p>　　4.2.3密封形式的選擇</p><p>　　為防止箱體內(nèi)潤滑劑外泄和外部雜質(zhì)進入箱體內(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。對于無相對運動的結(jié)合面，常用密封

29、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，必須按圖紙檢驗各個部分

30、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，箱體內(nèi)不允許有任何雜物。</p><p>　　2. 在裝配過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)隙螺柱等方法實現(xiàn)。調(diào)整時可先壓緊軸承，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。由于輸出級軸承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.在機蓋機體間，裝配時涂密封膠或水玻璃，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>　　6. 傳動間隙和接觸狀況檢驗</p><p>　　為保證傳動精度，各級齒輪安裝后，傳動側(cè)隙和齒面接觸斑點要滿足相應(yīng)的國家標準。傳動側(cè)隙可用塞尺或?qū)U絲放入相互嚙合的兩齒面間，然

33、后測量塞尺或鉛絲變形后厚度的方法檢查。接觸斑點是在輪齒工作表面著色，將其轉(zhuǎn)動若干周后，觀察分析著色接觸區(qū)的位置、接觸面大小來檢驗接觸狀況。</p><p>　　當傳動側(cè)隙或接觸斑點不符合要求時，應(yīng)對齒面進行刮研，跑合或調(diào)整傳動件的嚙合位置。</p><p>　　7. 減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)速下正反轉(zhuǎn)各1～

34、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，油池溫升不得超過，軸溫升不得超過。</p><p>　　8. 搬動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. 機器出廠前，箱體外表面要涂防護漆，外伸軸應(yīng)涂脂后包裝。運輸外包裝后，

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