搓絲機(jī)齒輪傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)

1、 搓絲機(jī)齒輪傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，是先后學(xué)習(xí)過(guò)畫(huà)法幾何、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程材料、加工工藝學(xué)等課程之后的一次綜合的練習(xí)和應(yīng)用。本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)是對(duì)搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的說(shuō)明，搓絲機(jī)是專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)螺絲的機(jī)器，使用廣泛，本次設(shè)計(jì)是使用已知的使用和安裝參數(shù)自行設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)形式以及具體尺寸、選擇材料、校核強(qiáng)度，并最終確定形成圖紙的過(guò)程。通過(guò)設(shè)計(jì)，我們回顧了之前關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)的課程，并加深了對(duì)很多概念的理解，并對(duì)設(shè)計(jì)的一些基本思路和方法有了初步的了解和掌握。關(guān)鍵字：搓絲機(jī) 校核強(qiáng)度 傳動(dòng)裝置abstractthe design for the mechanical design c

2、ourse design content, is successively learning descriptivegeometry,mechanical principle, mechanical designengineeringmaterials,processing technology and other courses after a comprehensive practice and application. the design specification is to twist wire machine transmission device design, twist w

3、ire machine is a professional manufacturer of screw machine, widely used, this design is the use of known use and installation parameter design their own form of institution and specific size, material selection, check strength, and ultimately determine the formation of drawing process.through the d

4、esign, we reviewed previous mechanical design course, and deepen the understanding of the concept of a lot, and the design of some of the basic ideas and methods have a preliminary understanding and masterkeywords: twist wire machine checking intensity transmission 目 錄引言11 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)21.1設(shè)計(jì)題目21.2設(shè)計(jì)背景21.3設(shè)

5、計(jì)參數(shù)21.4設(shè)計(jì)任務(wù)22 傳動(dòng)方案的擬定22.1原動(dòng)機(jī)的選擇22.2傳動(dòng)裝置的選擇23 電動(dòng)機(jī)的選擇43.1類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式的選擇43.2電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算43.3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算44 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算54.1帶輪設(shè)計(jì)54.2齒輪設(shè)計(jì)74.3軸的設(shè)計(jì)145 減速器機(jī)體各部分結(jié)構(gòu)尺寸226 潤(rùn)滑和密封形式的選擇236.1 齒輪潤(rùn)滑236.2 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑236.3 密封形式的選擇23結(jié)論24致謝24參考文獻(xiàn)25引 言標(biāo)準(zhǔn)緊固件廣泛地應(yīng)用機(jī)械、電氣、汽車(chē)、交通運(yùn)輸、航空航天等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。隨著緊固件制造的專(zhuān)業(yè)化、規(guī)?；?，緊固件行業(yè)已逐漸成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)行業(yè)，并逐步實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)?，F(xiàn)在緊

6、固件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已逐漸與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌，這就對(duì)緊固件的制造提出了更高的要求。目前，最先進(jìn)的制造方法是冷鐓工藝。冷鐓聯(lián)合機(jī)也從兩工位、三工位發(fā)展到了五工位，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、高效化。但是，由于金屬材料在常溫下發(fā)生塑性變形時(shí)的較大抗力及冷作硬化的特性，在制造大規(guī)格、大變形的螺栓和螺母時(shí)設(shè)備的鐓鍛能力受到限制。因此，傳統(tǒng)的熱鐓工藝仍在一定范圍內(nèi)應(yīng)用，以補(bǔ)充冷鐓工藝的不足。在生產(chǎn)實(shí)踐中我們深切地感受到，一些大規(guī)格的螺栓、螺母不能用冷鐓設(shè)備生產(chǎn)，而用熱鐓工藝又存在著污染嚴(yán)重、加熱產(chǎn)生氧化成造成脫炭的問(wèn)題。根據(jù)金相學(xué)和金屬材料：“塑變”理論，我們?cè)诮鉀Q螺栓、螺母內(nèi)部組織不均勻、氧化皮多、脫炭等問(wèn)題的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)在金屬

7、材料“蘭脆”點(diǎn)以上，“再結(jié)晶”點(diǎn)以下的某個(gè)溫度范圍比較理想，在這個(gè)溫度范圍內(nèi)對(duì)金屬材料的鐓鍛稱(chēng)之為溫鐓。溫鐓工藝應(yīng)用于緊固件生產(chǎn)中，解決了大規(guī)格，大變形螺栓、螺母的制造質(zhì)量問(wèn)題。生產(chǎn)實(shí)踐證明，溫鐓工藝不僅能保證制作的加工質(zhì)量，又能做到普材優(yōu)用，減少了冷鐓時(shí)精選材料的困難，成品率高，模具壽命延長(zhǎng)。目前，正在進(jìn)行不銹鋼溫鐓成型的研究，作為對(duì)冷鐓工藝的一個(gè)重要補(bǔ)充，溫鐓工得到廣泛地應(yīng)用，具有良好的前景。 1 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.1設(shè)計(jì)題目：搓絲機(jī)設(shè)計(jì)1.2設(shè)計(jì)背景：a、 題目簡(jiǎn)述：該機(jī)器用于加工軸棍螺紋。上搓絲板安裝在機(jī)頭上，下搓絲板安裝在滑快上。加工時(shí)，下搓絲板隨滑快做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在起始位置時(shí)，送料裝置將

8、工件送入上、下搓絲板之間?；瑝K往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，工件在上搓絲板之間滾動(dòng)，搓制出與搓絲板一致的螺紋。搓絲板共兩對(duì)，可同時(shí)搓出工件兩端的螺紋?；瑝K往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，加工一件。b、 使用狀況：室內(nèi)工作，需要5臺(tái)；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，每天工作16小時(shí)；檢修期為三年大修。c、 生產(chǎn)狀況：專(zhuān)業(yè)機(jī)械廠制造，可加工7、8級(jí)精度齒輪、蝸輪。1.3設(shè)計(jì)參數(shù)：滑塊行程3400mm；最大加工直徑12mm；最大加工長(zhǎng)度180mm;公稱(chēng)搓動(dòng)力 9kn;生產(chǎn)率 32件/分 1.4設(shè)計(jì)任務(wù)：d、 設(shè)計(jì)總體傳動(dòng)方案，畫(huà)總體機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，完成總體方案論證報(bào)告。e、

9、設(shè)計(jì)主要傳動(dòng)裝置，完成主要傳動(dòng)裝置的裝配圖（a0）。f、 設(shè)計(jì)主要零件，完成兩張零件工作圖（a3）。g、 編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 2 傳動(dòng)方案的擬定 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，該傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)分成原動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)裝置和工作機(jī)兩部分：2.1原動(dòng)機(jī)的選擇 設(shè)計(jì)要求：動(dòng)力源為三相交流電380/220v.2.2傳動(dòng)裝置的選擇 電動(dòng)機(jī)輸出部分的傳動(dòng)裝置 電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速較高，并且輸出不穩(wěn)定，同時(shí)在運(yùn)轉(zhuǎn)故障或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，可能燒壞電動(dòng)機(jī)，所以要有一個(gè)過(guò)載保護(hù)裝置?？蛇x用的有：帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)雖然傳動(dòng)效率高，但會(huì)引起一定的振動(dòng)，且緩沖吸振能力差，也沒(méi)有過(guò)載保護(hù)；蝸桿傳動(dòng)效率低，沒(méi)有緩沖吸震和過(guò)載

10、保護(hù)的能力，制造精度高，成本大。而帶傳動(dòng)平穩(wěn)性好，噪音小，有緩沖吸震及過(guò)載保護(hù)的能力，精度要求不高，制造、安裝、維護(hù)都比較方便，成本也較低，雖然傳動(dòng)效率較低，傳動(dòng)比不恒定，壽命段，但還是比較符合本設(shè)計(jì)的要求，所以采用帶傳動(dòng)。 減速器傳動(dòng)不是很高，也無(wú)傳動(dòng)方向的變化，但是軸所受到的彎扭矩較大，所以初步?jīng)Q定采用二級(jí)斜齒輪減速器，以實(shí)現(xiàn)在滿足傳動(dòng)比要求的同時(shí)擁有較高的效率，和比較緊湊的結(jié)構(gòu)，同時(shí)封閉的結(jié)構(gòu)有利于在粉塵較大的環(huán)境下工作。工作機(jī)工作機(jī)應(yīng)該采用往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)?？蛇x擇的有：連桿機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)，齒輪齒條機(jī)構(gòu)，螺旋機(jī)構(gòu)，楔快壓榨機(jī)構(gòu)，行星齒輪簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 3 電動(dòng)機(jī)的選擇3.1類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式的選

11、擇：按工作條件和要求，選用一般用途的y系列三相異步臥式電動(dòng)機(jī)，封閉結(jié)構(gòu)。3.2電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算傳動(dòng)效率： v帶： 二級(jí)圓柱齒輪： 一對(duì)軸承： 摩擦傳動(dòng)： 總傳動(dòng)效率： 公稱(chēng)搓動(dòng)力：f=9000n 滑快最大速度： 電動(dòng)機(jī)功率：3.3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算3.11 確定傳動(dòng)比范圍：二級(jí)齒輪傳動(dòng)比范圍；v帶傳動(dòng)比范圍在相關(guān)手冊(cè)中查閱符合這一轉(zhuǎn)速范圍的電機(jī)，綜合考慮總傳動(dòng)比，結(jié)構(gòu)尺寸及成本，選擇堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩較大的y160m-6型電機(jī)。 結(jié)論：電動(dòng)機(jī)型號(hào)定為y160m-6，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：3.12傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)a) 計(jì)算總傳動(dòng)比： b) 分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比：若v帶的傳動(dòng)比取，則減速器的傳動(dòng)比

12、為 取兩級(jí)的圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比為 則低速級(jí)的傳動(dòng)比為 error! no bookmark name given.c) 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)i. 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速電機(jī)軸：1軸： 2軸： 3軸： ii. 計(jì)算各軸輸入功率電機(jī)軸： 1軸： 2軸： 3軸： iii. 計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩：1軸：2軸：3軸：4 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1帶輪設(shè)計(jì) 計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果工作情況系數(shù)每天工作16小時(shí)，載荷較平穩(wěn)由表13-1-16設(shè)計(jì)功率6.9504kw帶型圖13-1-1n=970r/min與取a型小帶輪基準(zhǔn)直徑表13-1-1大帶輪直徑取=1%=取標(biāo)準(zhǔn)值帶速v5.89m/s大帶輪

13、轉(zhuǎn)速480.15r/min初定中心距0.7()校核結(jié)果合格圖5.4b) 中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果1）受力分析材料的選擇為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，材料系數(shù)c=114估算軸徑所受轉(zhuǎn)矩小齒輪圓周力大齒輪圓周力小齒輪徑向力大齒輪徑向力小齒輪軸向力大齒輪軸向力軸受力圖見(jiàn)圖軸受力圖水平面反力垂直面反力垂直面受力圖見(jiàn)圖垂直面受力圖水平面受力圖見(jiàn)圖水平面受力圖垂直面彎矩圖見(jiàn)圖垂直面彎矩圖水平面彎矩圖見(jiàn)圖水平面彎矩圖合成彎矩圖見(jiàn)圖合成彎矩圖 轉(zhuǎn)矩圖見(jiàn)圖轉(zhuǎn)矩圖 應(yīng)力校正系數(shù)用插入法由表20-14求得 ，當(dāng)量彎矩圖見(jiàn)圖當(dāng)量彎矩圖 2） 校核軸徑齒根圓直徑軸徑3） 較核危險(xiǎn)截面判斷危險(xiǎn)截面根據(jù)軸的尺寸及彎矩圖

14、。截面c處彎矩最大，具有齒輪配合引起的應(yīng)力集中；截面b處的彎矩較大，具有齒輪配合引起的應(yīng)力集中，b、c截面軸徑相同，故c為危險(xiǎn)截面校核截面c疲勞極限強(qiáng)度由表20-1等效系數(shù)由表20-1得截面應(yīng)力彎矩抗彎截面系數(shù)由表20-25得抗扭截面系數(shù)由表20-25得彎曲應(yīng)力幅彎曲正應(yīng)力的平均應(yīng)力扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅和平均切應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)由表20-16得 按鍵 按配合 按鍵 按配合表面質(zhì)量系數(shù)由表20-19得尺寸系數(shù)由表20-122得安全系數(shù)彎曲安全系數(shù)扭轉(zhuǎn)安全系數(shù)靜強(qiáng)度安全系數(shù)由表20-15得=1.5復(fù)合安全系數(shù)s=2.69校核結(jié)果合格c) 低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果1） 受力分析材料的選擇為45

15、號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，材料系數(shù)c=116估算軸徑所受轉(zhuǎn)矩公稱(chēng)搓動(dòng)力齒輪圓周力齒輪徑向力齒輪軸向力軸受力圖見(jiàn)圖軸受力圖水平面反力垂直面反力垂直面受力圖見(jiàn)圖垂直面受力圖水平面受力圖見(jiàn)圖水平面受力圖垂直面彎矩圖見(jiàn)圖垂直面彎矩圖水平面彎矩圖見(jiàn)圖水平面彎矩圖合成彎矩圖見(jiàn)圖合成彎矩圖 轉(zhuǎn)矩圖見(jiàn)圖轉(zhuǎn)矩圖 應(yīng)力校正系數(shù)用插入法由表20-14求得 ，當(dāng)量彎矩圖見(jiàn)圖當(dāng)量彎矩圖 2） 較核危險(xiǎn)截面判斷危險(xiǎn)截面根據(jù)軸的尺寸及彎矩圖。截面c處彎矩最大，具有軸承配合引起的應(yīng)力集中；截面b處的彎矩較大，具有齒輪配合引起的應(yīng)力集中，故b為危險(xiǎn)截面校核截面b疲勞極限強(qiáng)度由表20-1等效系數(shù)由表20-1得截面應(yīng)力彎矩抗彎截面系數(shù)由表2

16、0-25得抗扭截面系數(shù)由表20-25得彎曲應(yīng)力幅彎曲正應(yīng)力的平均應(yīng)力扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅和平均切應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)由表20-16得 按鍵 按配合 按鍵 按配合表面質(zhì)量系數(shù)由表20-19得尺寸系數(shù)由表20-122得安全系數(shù)彎曲安全系數(shù)扭轉(zhuǎn)安全系數(shù)靜強(qiáng)度安全系數(shù)由表20-15得=1.5復(fù)合安全系數(shù)s=1.918校核結(jié)果合格5 減速器機(jī)體各部分結(jié)構(gòu)尺寸名稱(chēng)符號(hào)減速器型式及尺寸 箱座壁厚考慮鑄造工藝，壁厚取箱蓋壁厚考慮鑄造工藝，壁厚取箱座凸緣厚度 箱蓋凸緣厚度機(jī)座底凸緣厚度 取地腳螺釘直徑 取地腳螺釘數(shù)目取窺視孔蓋螺釘直徑 取定位銷(xiāo)直徑取大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離1 取1=齒輪輪轂端面與內(nèi)機(jī)壁距離2 取2=軸承

17、端蓋螺栓直徑 軸承端蓋外徑 取 軸承端蓋凸緣厚度 取 6 潤(rùn)滑和密封形式的選擇 6.1齒輪潤(rùn)滑在減速器中，采用浸油潤(rùn)滑，由表6-75，選用全損耗用油，用于齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑。浸油深度一般要求為中間軸大齒輪一個(gè)齒高，但不高于低速軸齒輪分度圓半徑的1/3。 6.2滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑兩對(duì)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(rùn)滑，但應(yīng)對(duì)軸承處值進(jìn)行計(jì)算。值小于時(shí)宜用油脂潤(rùn)滑；否則應(yīng)設(shè)計(jì)輔助潤(rùn)滑裝置。三對(duì)軸承處值分別為：，均小于，所以可以選擇油脂潤(rùn)滑。采用脂潤(rùn)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(kāi)。在選用潤(rùn)滑脂的牌號(hào)時(shí)，根據(jù)手冊(cè)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

18、器為室內(nèi)工作，環(huán)境一般，不是很惡劣，所以和軸承選用通用鋰基潤(rùn)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(hào)為的潤(rùn)滑脂。 6.3密封形式的選擇為防止機(jī)體內(nèi)潤(rùn)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(duì)于無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)合面，常用密封膠、耐油橡膠墊圈等；對(duì)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(duì)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，輸出軸與軸承蓋間也為v 3m/s，故采用粗羊毛氈封油圈。結(jié) 論該系統(tǒng)采用機(jī)器為控制核心結(jié)構(gòu)合理、測(cè)試方法可靠，它具有較強(qiáng)的靈活性，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，保證新產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)開(kāi)發(fā)的同步性，提高了勞動(dòng)效率，達(dá)到了良好的經(jīng)濟(jì)效果。此外，還可以重復(fù)使用，降低了測(cè)試經(jīng)費(fèi)。它的靈活性、操作方便性也方便測(cè)試者隨時(shí)輸入、調(diào)試和修改控制程序。 又設(shè)有串行接口，方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，組成測(cè)控系統(tǒng)，給系統(tǒng)的維護(hù)和使用帶來(lái)了很大方便。致 謝畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)