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1、机械设计课程设计 设计说明书 设计题目：搓丝机传动装置设计 班级学号：39151325 设计者：冯逸骏 指导教师：高志惠 北京航空航天大学 2012 年 5 月 20 日 前言 本设计为机械设计基础课程设计的内容，是先后学习过画法几何、机 械原理、机械设计、工程材料、加工工艺学等课程之后的一次综合的练习 和应用。本设计说明书是对搓丝机传动装置设计的说明，搓丝机是专业生 产螺丝的机器，使用广泛，本次设计是使用已知的使用和安装参数自行设 计机构形式以及具体尺寸、选择材料、校核强度，并最终确定形成图纸的 过程。通过设计，我们回顾了之前关于机械设计的课程，并加深了对很多 概念的理解，并对设计的一些基本
2、思路和方法有了初步的了解和掌握。 本说明书书正文主要分为设计任务书、机械装置的总体方案设计、主 要零部件的设计计算、减速器箱体及附件设计、其他需要说明的内容等五 章。在说明书最后将附上所用到的参考资料。 本说明书使用 XL AT EX 编写。 目录目录 第一章设计题目：搓丝机传动装置设计. 1 1.1 设计要求. 1 1.2 原始技术数据. 2 1.3 设计任务. 2 第二章机械装置的总体方案设计. 3 2.1 拟定传动方案. 3 2.2 电动机的选择. 4 2.2.1选择电动机的类型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3、 . . .4 2.2.2选择电动机容量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 2.2.3确定电动机转速 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 2.3 运动和动力参数. 5 2.3.1分配传动比. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 2.3.2运动和动力参数计算 . . . . . . . . . . .
4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 3 第三章主要零部件的设计计算. 8 3.1 V 带设计. 8 3.2 齿轮设计.10 3.2.1第一对啮合齿轮（高速级） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 3.2.2第二对啮合齿轮（低速级） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 3.3 轴系结构设计. 27 3.3.1轴 1（高速轴）设计与校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5、 . . . . . .27 3.3.2轴 2（中速轴）设计与校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33 3.3.3轴 3（低速轴）设计与校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40 3.4 减速器箱体各部分结构尺寸.46 3.4.1箱体. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46 3.4.2润滑及密封形式选择 . . . . . . . . . .
6、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47 3.4.3箱体附件设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47 第四章技术说明.48 第五章参考文献.50 1 设计题目：搓丝机传动装置设计设计题目：搓丝机传动装置设计 1.1设计要? 1) 该机用于加工轴辊螺纹，其结构见下图，上搓丝板安装在机头 上，下搓丝板安装在滑块上。加工时，下搓丝板随着滑块作往复运动。在 起始（前端）位置时，送料装置将工件送入上、下搓丝板之间，滑块往复 运动时，工件在上、下搓丝板之间滚动
7、，搓制出与搓丝板一致的螺纹。搓 丝板共两对，可同时搓出工件两端的螺纹。滑块往复运动一次，加工一 件。 2) 室内工作，生产批量为 5 台。 3) 动力源为三相交流 380/220V，电动机单向运转，载荷较平稳。 4) 使用期限为 10 年，大修周期为 3 年，双班制工作。 5) 专业机械厂制造，可加工 7、8 级精度的齿轮、蜗轮。 图 1.1: 搓丝机简图 1 1.2. 原始技术数据一设计题目：搓丝机传动装置设计 1.2?技术? 数据组编号2 最大加工直径10mm 最大加工长度180mm 滑块行程330mm 公称搓动力9kN 生产率40 件/min 1.3设计? 1. 完成搓丝机传动装置总体方
8、案的设计和论证，绘制总体设计原理方案图。 2. 完成主要传动装置的结构设计。 3. 完成装配图 1 张（用 A0 或 A1 图纸） ，零件图 2 张。 4. 编写设计说明书 1 份。 2 2 机械装置的总体方案设计机械装置的总体方案设计 2.1?传动方案 根据系统要求可知： 滑块每分钟要往复运动 32 次，所以机构系统的原动件的转速应为 32 r/min。以电动机作为原动机，则需要机构系统有减速功能。运动形式为 连续转动 往复直线运动。根据上述要求，可采用曲柄滑块机构，有机 构尺寸较小，结构简洁的特点。利用曲柄和连杆共线，滑块处于极限位置 时，可得到瞬时停歇的功能。同时该机构能承受较大的载荷。
9、整个搓丝机 由电动机、带传动、二级减速器、曲柄滑块机构、最终执行机构组成。 结构简图如下图。 图 2.1: 机构简图 其中，r = 150mm,l = 1.05m,e = 418mm, 最大压力角 = 33 , 急回 夹角 = 7 , 急回特性为 1.081。 3 2.2. 电动机的选择二机械装置的总体方案设计 采用同轴式的二级圆柱齿轮减速器，主要优点是结构长度较小，两对 齿轮的吃油深度可大致相等，利于润滑等。 如下图所示。 图 2.2: 二级圆柱齿轮减速器传动示意图 2.2?动机的? 2.2.1?动机的? 按工作要求选用 Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压 380V。 2.2.2
10、?动机? 电动机所需功率为 Pd= Pw 由于急回特性，工作机所需功率为 Pw= Fs T 173 360 3 2 = 9 0.33 60 32 187 360 0.983 3.24kW 传动装置的总效率为 = 2 1 3 23 4 二机械装置的总体方案设计2.3. 运动和动力参数 其中，圆柱齿轮传动效率 1= 0.96，滚动轴承效率 2= 0.98(三对)，V 带 传动效率 3= 0.97，代入得 = 0.962 0.983 0.97 0.84 所需电动机功率为 Pd= 3.24 0.84 3.86kW 因载荷平稳，电动机额定功率 Ped略大于 Pd即可，故选电动机的额 定功率 Ped为 4
11、kW。 2.2.3?动机? 搓丝机工作转速 nw= 32r/min 通常，V 带传动的传动比常用范围为 24，二级圆柱齿轮减速器为 840，则总传动比的范围为 i a = 16 160，故电动机转速的可选范围为 n d = i anw = (16 160) 32r/min = 512 5120r/min 符合这一范围的同步转速有 750、1000、1500 和 3000r/min，综合价 格、传动比、质量等因素，选用电机 Y112M-4（同步转速 1500r/min） 。 2.3?动?动?参? 2.3.1?传动? (1) 总传动比 ia= nm nw = 1440 32 = 45 (2) 分配
12、传动装置各级传动比，取 V 带轮传动的传动比 i01= 3，则减 5 2.3. 运动和动力参数二机械装置的总体方案设计 速器的传动比 i 为 i = ia i01 = 45 3 = 15 取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比 i12= 1.4i =1.4 15 = 4.583 则低速级的传动比 i23= i i12 = 15 4.583 = 3.273 注意：以上传动比的分配只是初步的，传动装置的实际传动比必须在 各级传动零件的参数，如带轮直径、齿轮齿数等确定以后才能计算出来。 一般，总传动比的实际值与设计要求值的允许误差为 3% 5%。 2.3.2?动?动?参?计算 0 轴（电动机轴） P0=
13、 Pd= 3.86kW n0= nm= 1440r/min T0= 9550P0 n0 = 9550 3.86 1440 = 25.6 N m 1 轴（高速轴） P1= P001= P03= 3.86 0.97 = 3.74kW n1= n0 i01 = 1440 3 = 480r/min T1= 9550P1 n1 = 95503.74 480 = 74.4 N m 2 轴（中间轴） P2= P112= P112= 3.74 0.96 0.98 = 3.52kW 6 二机械装置的总体方案设计2.3. 运动和动力参数 n2= n1 i12 = 480 4.583 = 104.7r/min T2= 9550P2 n2 = 9550 3.52 104.7 = 321.1 N m 3 轴（低速轴） P3= P223= P212= 3.52 0.96 0.98 = 3.31kW n3= n2 i23 = 104.7 3.273 = 31.99r/min T3= 9550P3 n3 = 9550 3.31 31.99 = 988.1 N m 13 轴的输出功率或输出转矩分别为各轴的输入功率或输入转矩乘轴 承效率 0.98，运动和动力参数的计算结果汇总如下。 表 2.1: 各轴运动和动力参数 轴名 功率 P/kW转矩 T/N m转速传动比效率 输入输出输入输出n/(r/min)i 电
