搓丝机传动装置设计F=10KN.docx

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1、机械设计基础课程设计说明书搓丝机传动装置设计F=IOKN刖搓丝机用于加工轴辑螺纹，由电动机驱动，室内工作，通过传动装置实现工件在上下搓丝板之间滚动，搓制出与搓丝板一致的螺纹。本课程设计的要求是设计一套搓丝机传动装置，配以适当的电动机等零部件，实现自措置螺纹的功能。要求使用期限是双班制10年大修期为3年，电机单向运转，载荷比较平稳。本设计是我前前后后画了三个多月，力图使设计更合理，完善。但是由于设计者缺乏实际的工程经验，因此在设计过程中难免出现这样那样的问题,编者目录一、设计任务书2二、传动方案的拟定3三、电动机的选择4四、传动系统的运动和动力参数5五、传动零件的设计计算71、V带传动设计：72

2、、齿轮传动设计：83、轴的设计与校核：20六、滚动轴承的选择和计算301、高速（输入）轴轴承的选择302、中间轴轴承的选择313、输出轴轴承的选择33七、键和联轴器的选择341、键的选择342、联轴器的选择：36八、减速器机体各部分结构尺寸36九、润滑和密封形式的选择371、二级减速齿轮的润滑372、滚动轴承的润滑373、密封形式的选择38十、其他技术说明38参考文献39一、设计任务书1、设计题目：搓丝机传动装置设计1电动机2传动装置3床身4搓丝机1）题目简述：搓丝机用于加工轴转螺纹，基本结构如上图所示，上搓丝板安装在机头4上，下搓丝板安装在滑块3上。加工时，下挫丝板随着滑块作往复运动。在起始

3、（前端）位置时，送料装置将工件送入上、下搓丝板之间，滑块向后运动时，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，可同时搓制出工件两端的螺纹。滑块往复运动一次，加工一个工件。2）使用状况：室内工作，需要5台；动力源为三相交流电380/220V,电机单向转动，载荷较平稳；使用期限为10年，每年工作300天，每天工作16小时；大修期为3年。3）生产状况：专业机械厂制造，可加工7、8级精度齿轮、蜗轮。3设计参数：最大加工直径：1Omm；最大加工长度：200mm；滑块行程：340mm；公称搓动力：F=IOKN；生产率：24件min。4设计任务：D完成搓丝机传动装置总体方案的设计与

4、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）完成装配图一张（AO）,零件图两张（A3）；4）编写设计说明书。二、传动方案的拟定1、根据设计任务书，该方案的设计分成减速器（传动部分）和工作机（执行部分）两部分：2、减速器采用二级圆柱齿轮减速器，以实现在满足较大传动比的同时拥有较高的效率与稳定性、可靠性，同时减速器采用封闭的结构，这样有利于在粉尘较大的环境下工作。设计时二级齿轮传动均采用斜齿轮，这是因为斜齿轮相对于直齿轮啮合性能好，重合度大，机构紧凑，而设计制造成本基本与直齿轮相同。3、执行部分采用曲柄滑块机构（总体结构图如下图所示）。机构工作原理：传动部分原动件3由减速器输

5、出轴驱动旋转，同时带动杆2,杆2通过转动副带动滑块5做水平往复运动；同时，该机构的急回特性使得搓丝机有较高的工作效率。在上述尺寸下，滑块水平左右运动，其行程为S=343mm,压力角为35.38。，均满足条件，另外，极位夹角为：6=22.88三、电动机的选择1、类型和结构形式的选择：按工作条件和要求，选用一般用途的Y系列全封闭自扇冷式三相异步电动机，电压为380/22OV；2、确定电机的额定功率：搓丝机工作时滑块运动的平均速度为：v=-=0.272ms；户V工作所需的输入功率为：Pw=-=2.72KW.IOOO，322传动装置的总效率为1二0.96（V带传动效率）,%=0.99（滚动轴承效率）,

6、%;097（闭式齿轮传动效率），/=097（滑块滑动效率），/=099（转动副效率）；因此，所需要的电机的功率为：Pd=-=3.262Kw.因为载荷比较平稳（但仍有波动），所选用的电机的额定功率应大于理论所需功率，选额定功率为4Kw的电机。3、确定电机的转速因为生产率为24件min,因此要求执行机构的来回运动速度（即电机通过减速器的输出转速）为：w=24rmin;又因为V带传动比为24,二级圆柱齿轮的减速比为8401则总传动比为：。=16160;故:电机的可选转速范围为d=小盘=（3843840）min;所以电机的同步转速4=（750或IOOO或1500或3000）r/nin;4=（750或I

7、oOO）r/min时，电机的质量较重，价格较贵，而%=3000min时则减速器的尺寸较大，综合考虑各因素，选择兄,=高a=2.72Kvv。4、确定电机的型号根据以上计算，在相关手册中查阅符合条件的电机，选用的电机类型为：YU2M-4；其中，额定功率=4K卬满载转速=1440min。四、传动系统的运动和动力参数1计算总传动比：nm_144()r/minnw24rmin=602传动比分配：取V带的传动比为：力=30,故二级齿轮减速器传动比力=以=20,其中第一级.减速比为：J=4414第二级减速比为：G=4.5。所取的传动比均在要求的范围内。3确定各轴运动和动力参数。轴（电动机轴）：4=3.264

8、KW,%=1440rmin,7；=9550=21.657w;o1轴（低速轴、输入轴）=Pb%=3.133KW,=480min,7；=95504=62.33N机;12轴（中间轴）P2=P12%=3.009KW,%=106.67rmin,pT2=9550=269.39Nm;n23轴（大齿轮轴）P3=.,%=2.89AW,%=%nin,7；=9550刍=1149.98Nm;3总效率：=23,r4r5=083；13轴的输出功率为各轴的输入功率乘以滚动轴承的效率0.99,输出转矩计算类似。因此各轴的运动和动力参数列表如下：轴名功率PZkW转矩T/Nm转速nr/min传动比i效率输入输出输入输出电机轴3.

9、26421.65144030.961轴3.1333.10262.3361.714804.4440.962轴3.0092.97926939266.70106.674.50.963轴2.8902.8611149.981138.4824五、传动零件的设计计算1、V带传动设计：V带带轮：材料选用铸铁，小带轮采用实心式，大带轮采用辐板式计算项目计算内容计算结果计算功率由表31-7取KA=I.2,P=3.5Kw或=KAXPfPC=4.2Kw选V带型号确定小带轮直径，V带的基本额定功率及滑动率di19O/7W7,Po=1.07KW,=0.01大带轮直径dd2=1X4x(i-)n24/2=26731TUT1,

10、取267mm小带轮转速60x1000v=6.79m/5（符合要求）中心距a0,55Cddi+dd2)a2(dd1tj2)196.35a71mm取，=650基准长度1d1=2a+(*+dQ+(nd-24%并查表31-2;1d=1800mm；实际中心距a=a0+02a=613.332T1rn,取613Trn包角%=180-dddd2x57.3a%=163.445,满足条件计算项目计算内容计算结果po=1.07K卬,优=GA1Kw,Ka=0工5V带根数K,=1.01,Z=-=3.53;p取Z=4；5=50OX”X（孕1）+夕初拉力FoUZKa死=130.76N其中q=0.10压轴力Fo=2ZF-si

11、nFo=1037.096NQ022、齿轮传动设计：(1)、一级减速齿轮考虑到主动轮的转速不是很高(约为480rmin),传动尺寸无严格的限制，批量较小,故小齿轮用40Cr,调质处理,硬度为HB=241286,平均取为260HB,大齿轮用45号钢，调质处理，硬度HB=229286,平均取240HB,精度等级选为8级。计算项目计算内容计算结果(1)初步计算转矩力T1=9.55X1O6-%Tx=61.7INm齿宽系数年。由附录B-1,取甲=1.1H=1I接触疲劳极限.由教材图27/4得到；%mi=710MP_-601000601000V=1.4074z/s精度等级由表9.3-1选择8级精度合理齿数2

12、、模数用和螺旋角取Z1=27z2=21z1=119.998.一般Z1与Z2应取为互质数取Z=271z2=119/=119/27=4.41,(4.444-4.41)/4.444=0.77%传动比误差为077%m1=&/Z=56/27=2.074d2=m1z2=2.074119=246.806m1=2.074加7d,=246.806mm由表9.3-4取加=2tnn=2rrnQ加2B=arccosf1=arccosm12.074/7=15.3514与估计值14度十分接近使用系数由表教材27-7原动机均匀平稳，工作机有中等冲击KA=15动载系数由教材图27-6KV=1.1齿间载荷先求F1=2TJ*Ft=22(4N分配系数KAFt1_22041=1.5=53.67N/wnb61.6KAK1OoN/mmb由表27-8,软齿面斜齿轮，精度等级K=143齿向载荷分布系数KM=A+B(2)2.().6+1即4/ZIZ2Zzi=1.17+0.160.6+1+0.61103X56156JI56J-I+C10-3bKHP=1548级区域系数由图27-18查出Zh=2.42ZH=2.42弹性系数由表27-15查出ZE=189.8JMPaZE=189.8JMA由表27-5得Zxtanan(tan2001a,=20.67840aa,x=29.83800-3