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1、机械设计课程设计计算说明书设计题目：搓丝机传动装置设计院系:能源与动力工程学院设计者：14041225 赵博威指导教师：宁凤艳2017年6月1日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思路和方法有了初步的了解和掌握。本
2、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。目录目录一、设计任务书 1.1、设计题目 1.2、设计要求 1.3、技术数据 1.4、设计任务 2.二、总体方案设计 2.1、传动方案的拟定 2.（1）原动机 2.（2）传动机构 2.（3）执行机构 3.2、执行机构设计 4.（1）设计计算过程 错. 误 !未定义书签。（3）推板设计 错. 误 !未定义书签。3、电动机的选择 5.（1）电动机类型选择 5.（ 2）选择电动机功率 5.4、传动系统运动和动力参数 6.三、传动零件设计
3、 7.1、蜗轮蜗杆的设计 7.最终结果 : 1.2.2、直齿圆柱齿轮的设计 错. 误 !未定义书签。最终结果： 错. 误 !未定义书签。3、轴的设计和校核计算 1.2（1）蜗杆轴 1.2.（2）蜗轮轴 1.5.4、轴承的设计和校核计算 1.7（1）蜗杆轴轴承 1.7（2）蜗轮轴轴承 错. 误 !未定义书签。5、键连接设计计算 2.2.（1）蜗杆上联轴器轴键 2.2（2）蜗杆轴键 错. 误 !未定义书签。（3）蜗轮轴键 2.2.6、联轴器的选择 2.2.（1）输入轴 2.2.（2）输出轴 2.3.四、减速器箱体及附件的设计 2.31、箱体设计 2.3.2、润滑与密封 2.4.1、齿轮、蜗杆及蜗轮
4、的润滑 2.42、滚动轴承的润滑 2.43、油标及排油装置 2.44、密封形式的选择 2.45、技术要求 2.5.五、参考资料 2.5.、设计任务书1、设计题目搓丝机2、设计要求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，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。
5、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。1 电动机2传动装冒3床身4 搓丝机图1.1:搓丝机简图3、技术数据数据组编号2最大加工直径12mm最大加工长度180mm滑块行程340mm公称搓动力9kN生产率32件/min4、设计任务(1) 完成搓丝机总体方案设计和论证，绘制总体原理方案图。(2) 完成主要传动部分的结构设计。(3) 完成装配图一张(用 A0或A1图纸)，零件图2张(A3图纸)。(4) 编写设计说明书1份。、总体方案设计1、传动方案的拟定传动方案分为原动机、传动机构和执行结构(1) 原动机设计要求：动力源为三相交流电 3
6、80/220V,故原动机选用电动机。(2) 传动机构由于输入轴与输出轴有相交，因此传动机构应选择锥齿轮或蜗轮蜗杆机构。 方案一：二级圆锥一一圆柱齿轮减速器。方案二：皮带二级圆柱齿轮减速器方案三：蜗轮 蜗杆减速器。万案一电动机输出转速较高，并且输出不稳定。总传动比较大，轴所受到的弯扭矩 较大。同时考虑到实际工作要求减速器所占空间应尽可能小，所以初步决定采用 方案三：蜗轮轮蜗杆速器，以实现在满足传动比要求的同时拥有较高的效率， 和比较紧凑的结构，同时封闭的结构有利于在粉尘较大的环境下工作。根据设计，电动机通过联轴器，将功率传到蜗轮蜗杆机构中，达到减速目的， 最后通过输出轴与执行机构相连接。（3）执
7、行机构执行机构由电动机驱动，原动件输出等速圆周运动。传动机构应有运动转换 功能，将原动件的回转运动转变为推杆的直线往复运动， 因此应有急回运动特性。 同时要保证机构具有良好的传力特性，即压力角较小。方案一：用摆动导杆机构实现运动形式的转换功能。方案二：用偏置曲柄滑块机构实现运动形式的转换功能。方案三：用曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构串联组合，实现运动形式的转换功方案评价：方案一：结构简单、紧凑，尺寸适中，最小传动角适中，传力性能良好，且 慢速行程为工作行程，快速行程为返回行程，机会性能好，工作效 率高，寿命长。方案二：结构简单，但是不够紧凑，且最小传动角偏小，传力性能差。方案三：结构简单，可实现复
8、杂轨迹，但极位夹角小。由于装料机轨迹简单，不需要较高精度，且单行程工作，考虑到工作效率问 题，需要良好的急回特性。综上所述，方案一作为装料机执行机构的实施方案较 为合适。2、执行机构设计取急回系数k=1.5，则由B= 180 +?得0= 36。简图如下：由推杆行程得导杆长300mm,暂定曲柄长70mm,连杆长150mm,则由0= 36 可得摇杆约为485mm。图示状态下，压力角最大为 a?= 25 传动角y?= 65 传动性能良好。3、电动机的选择（1）电动机类型选择按工作条件和要求，选用 丫系列全封闭自扇冷式笼型三相异步卧式电动机, 电压380V。（2）选择电动机功率1）机械效率效率数量弹性
9、联轴器ni0.991蜗轮蜗杆n0.81滚动轴承n0.992总效率 n= n?n?n =0.77622) 功率? 32 X360 X0.34 X9P =3 88?60 X 195 X 0.7762电动机额定功率略大于Fd即可，因此选定电动机额定功率为 4kW。3) 确定电动机型号电动机转速定为1500r/min，满载转速？?为1420 r/min，进而确定电动机型号为 Y132M1-6。4、传动系统运动和动力参数(1)总传动比：？?=舟=磐=30(2)分配传动比蜗轮蜗杆？?= 30总传动比的实际值与设计要求值的允许误差为3%5%。(3) 运动和动力参数计算0轴(电动机轴)?= ?= 3.88?=
10、 960?/?= 9550 矿38.6?1轴（蜗杆轴）?= ?= 3.84? = 960?/?入?入=9550 帀=3&2?2轴(蜗轮轴)?入=?出 X0.8 = 3.011? =- = 32r/mi n2 ?= 9550 = 898.8?轴名功率? /kw转矩T/N*m转速?/?传动比i ?效率n输入输岀输入输岀电动机轴3.8838.696013.843.8038.237.896010.9823.763.01898.8889.832300.792三、传动零件设计1、蜗轮蜗杆的设计计算项目计算内容计算结果1 选择 传动精 度等 级，材 料 确定精 度考虑传动功率不大，转速也不是很咼，批量小。精
11、度等级为8级，选用ZA型蜗杆传动，双头右旋 蜗杆。蜗杆用45号钢调质，表面硬度260HB，蜗轮轮缘材 料用ZCuSn10P1砂模铸造。2 .确定蜗杆，涡轮齿数传动比传动比i = 30参考文献23-4，取?= 2，?= i?= 60。蜗轮转速为n = 32r/min?= 2?= 603.确定涡 轮许用 接触应 力蜗轮材料为锡青铜，则?p = ?p ?查文献2表 3-10 得?P，= 200N/?2。参考文献2图3-8初估滑动速度？?= 4.5?/?浸油润滑。由文献2图3-10查得，滑动速度影响系数？?= 0.92。单向运转y取 1,涡轮应力循环次数为?= 60?= 60 X10 X 300 X
12、8 X 32 = 4.608 x 107?p = 112.16N/?2由文献2图3-11查得?= 0.83，则?P = ?p ? = 200 X0.93 X 0.67 = 152.72N/?24接触强载荷系数K=1.1,蜗轮转矩为?= 955? ?度设计由文献2式（3-10）得2 2丄1500015000? = 955? ? (cc cJ ?= (“)X1.1 X955?p?2?152 X60m=8mm=2841.76?=80?查文献2表3-3可选用?= 5120?,q=10传动基本尺寸为 m=8mm, ?= 80? q=10。?=156.2?蜗杆的宽度?= 2.5?V?2?+ 1 = 2.5
13、 X8 XV61?= 156.2?5主要几蜗轮分度圆直径为：何尺寸? = ?= 8 X60 = 480?计算蜗杆导程角为tan 丫 =箱=10 = 0.2,则丫= 11.31。?=480?涡轮齿宽（见文献2表3-5）为：Y：=11.31 ?=62mm?2?(0.5 +1)a =240mm=2 X8 X (0.5 + V 1(+ 1)=61.07?取?= 62mm。传动中心距为：a = 0.5(?+ ?) = 0.5 X(480 + 80) = 240mm。6计算涡蜗轮圆周速度为：轮的圆? X 480 X 32?=2 = m/s=0.8042m/s260 X 100060 X 1000周速度齿面相对滑动速度为：和传动?=0.8042?/?
