畢業(yè)設(shè)計(jì)論文起毛機(jī)主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、揚(yáng)州大學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文) 起毛機(jī)主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系 名： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱： 二 0 0九年 五 月起毛機(jī)主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要：本課題是在對(duì)國(guó)內(nèi)外的起毛機(jī)廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)其結(jié)構(gòu)、電氣、傳動(dòng)等做了許多改進(jìn)性設(shè)計(jì)。目前使用較廣泛的國(guó)產(chǎn)m301起毛機(jī)由單臺(tái)電機(jī)作拖動(dòng)動(dòng)力源，各傳動(dòng)部分由機(jī)械聯(lián)接協(xié)同運(yùn)行。該類起毛機(jī)工作穩(wěn)定，維修簡(jiǎn)單，但產(chǎn)量低，改變工藝?yán)щy，難以獲得高質(zhì)量的起絨效果。起毛機(jī)的主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，尤其對(duì)其中的帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)做了詳細(xì)地設(shè)計(jì)與校核。對(duì)主傳動(dòng)中的減速器做了創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，達(dá)到了預(yù)期的目的，對(duì)起毛機(jī)的改進(jìn)和發(fā)展做了一定的探索

2、。本課題的傳動(dòng)部分，較傳統(tǒng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，做了一定的改進(jìn)，就是改變了過(guò)去那種傳動(dòng)方式，通過(guò)采用行星輪系這種結(jié)構(gòu)，很好的實(shí)現(xiàn)了較大的傳動(dòng)比。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我對(duì)傳動(dòng)部分的全過(guò)程有了清醒而直觀的認(rèn)識(shí)，了解了起毛機(jī)的工作原理，對(duì)軸、鏈輪、帶輪等主要零件的設(shè)計(jì)及精度的確定具備了一定的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，能夠正確地選取標(biāo)準(zhǔn)零件的結(jié)構(gòu)及尺寸。由于知識(shí)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，尚存在許多不足之處，尤其是減速器的體積、效果等方面，有待以后的工作、學(xué)習(xí)中改進(jìn)。關(guān)鍵詞：起毛機(jī)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；主傳動(dòng)設(shè)計(jì)；減速器設(shè)計(jì)1 前言本課題研究的對(duì)象是，在紡織機(jī)械的起毛機(jī)中，如何由電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)部分，使起毛機(jī)獲得不同的絨毛風(fēng)格和高質(zhì)量的起絨

3、效果。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活水平的提高，人們對(duì)穿著的要求越來(lái)越高，這就要求紡織行業(yè)能夠開(kāi)發(fā)出更好的紡織機(jī)械，以滿足人們的需要。本課題來(lái)源于鹽城市紡織機(jī)械有限公司的生產(chǎn)實(shí)踐。通過(guò)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，淘汰舊產(chǎn)品，使之成為符合加工要求的產(chǎn)品，不斷提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。本設(shè)計(jì)就是從改變起毛機(jī)的傳統(tǒng)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)入手，使用新的傳動(dòng)方法，這樣做不但能滿足加工要求,而且從經(jīng)濟(jì)性方面考慮是可行的。在設(shè)計(jì)主傳動(dòng)部分時(shí),提出了一些具體的要求：a. 傳動(dòng)設(shè)計(jì)要緊湊，且輸出軸的方向須達(dá)到要求，輸出轉(zhuǎn)速要滿足織物起毛的速度要求。b. 減速器的傳動(dòng)軸及傳動(dòng)齒輪，需要進(jìn)行剛度、強(qiáng)度的校核。c. 主傳動(dòng)部分應(yīng)該運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠，結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)單

4、。在老師的指導(dǎo)下，首先進(jìn)行了方案的論證。經(jīng)過(guò)討論與研究，初步確定了該機(jī)器的傳動(dòng)方案，主要采用帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)，通過(guò)中間的減速器來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)軸與軸之間的動(dòng)力和功率的傳遞。根據(jù)老師提供的原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行了詳細(xì)而認(rèn)真地分析，然后根據(jù)分析的結(jié)果，開(kāi)始查手冊(cè)確定各輸出軸的轉(zhuǎn)速和方向，計(jì)算各根軸的軸向力、徑向力、圓周力以及運(yùn)轉(zhuǎn)功率和轉(zhuǎn)矩等。進(jìn)而繪制傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，分配各級(jí)傳動(dòng)比，接下來(lái)進(jìn)行齒輪和軸的設(shè)計(jì)與校核。然后進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，包括零件與零件之間的位置關(guān)系和配合關(guān)系，確保能夠?qū)⒘慵b配成功。最后進(jìn)行手工繪圖，上機(jī)繪圖，完善結(jié)構(gòu)。該傳動(dòng)部分改變了傳統(tǒng)的傳動(dòng)方法，用行星輪系減速器取代傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)

5、，有很大的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。其最大的優(yōu)點(diǎn)是：能保持起毛機(jī)針輥運(yùn)轉(zhuǎn)的連續(xù)、均勻與平穩(wěn)，而且能滿足織物運(yùn)轉(zhuǎn)的速度要求。這是本課題創(chuàng)新的地方，在加工技術(shù)上也有很大的改進(jìn)，經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性非常強(qiáng)，將具有很大的開(kāi)發(fā)市場(chǎng)。 但是如何能確定其傳動(dòng)箱底部?jī)啥穗妱?dòng)機(jī)分別一致，并與帶傳動(dòng)減速器的電動(dòng)機(jī)之間有有定的速比。以前的起毛機(jī)中只有單臺(tái)電機(jī)控制布運(yùn)動(dòng)和針輥運(yùn)動(dòng)，在他們之間有一無(wú)級(jí)變速器可進(jìn)行調(diào)節(jié)速比，但其方便使用率不理想。在我的設(shè)計(jì)中需再加上一個(gè)plc進(jìn)行控制，在布與針輥之間接一個(gè)檢測(cè)器測(cè)其信號(hào)，使他們之間有穩(wěn)定速比，可以在一開(kāi)始時(shí)設(shè)定初始值，然后根據(jù)每個(gè)用戶要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣就可以很方便地使用了，而且每次設(shè)定的

6、值都可以很方便的進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。此設(shè)計(jì)題目為起毛機(jī)住傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是屬于機(jī)械類的，但plc控制屬于電氣方面，所以沒(méi)有進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此這也但是一部分遺憾，不過(guò)我會(huì)在以后的工作生活中深一步的進(jìn)行研究。目錄2概述52.1 課題的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀52.2 研究的價(jià)值52.3 研究的主要物化成果53總體方案論證63.1 已知技術(shù)參數(shù)63.2 結(jié)構(gòu)方案的確定64 主傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)6-4.1 設(shè)計(jì)總述74.2 電動(dòng)機(jī)的選擇74.3皮帶輪的設(shè)計(jì)7-94.4鏈輪的設(shè)計(jì)10-124.5減速器齒輪的設(shè)計(jì)12-184.6減速器軸的設(shè)計(jì)18-244.7減速器箱體的設(shè)計(jì)24-265 裝配圖與傳動(dòng)路線265.1裝配圖26-275.2傳動(dòng)

7、路線27-296 總結(jié)30參考文獻(xiàn)31致謝32附錄332 概述2.1 課題的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀鑒于目前國(guó)內(nèi)外絕大部分鋼絲起毛機(jī)系復(fù)作用式針輥起毛機(jī)。國(guó)際上自1886-1891年，這種復(fù)作用式針輥起毛機(jī)問(wèn)世以后，經(jīng)歷了一百多年的使用和改進(jìn)，雖然在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、便利操作、控制功能和人機(jī)工程學(xué)等方面均有了很多改進(jìn)和提高，但在其基木原理、技術(shù)設(shè)計(jì)和起毛部分排列結(jié)構(gòu)上均沒(méi)有大的變動(dòng)。而且目前使用較廣泛的國(guó)產(chǎn)m301起毛機(jī)由單臺(tái)電機(jī)作拖動(dòng)動(dòng)力源，各傳動(dòng)部分由機(jī)械聯(lián)接協(xié)同運(yùn)行。該類起毛機(jī)工作穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修簡(jiǎn)單，但產(chǎn)量低，起梳毛率不易調(diào)節(jié)，改變工藝?yán)щy，難以獲得不同的絨毛風(fēng)格和高質(zhì)量的起絨效果。起毛率取決于在起毛輥

8、與織物的接觸點(diǎn)上各速度合成迭加后，針布與織物相對(duì)位移的方向和瞬時(shí)速率。方向相反，速率越大，起毛率越高。顯然起毛率的高低將影響起絨的質(zhì)量、產(chǎn)量和風(fēng)格。采用單臺(tái)電機(jī)作傳動(dòng)動(dòng)力的起毛機(jī)各部分的速度無(wú)法調(diào)節(jié)，如采用機(jī)械方式在小范圍作些微調(diào)，起毛風(fēng)格和產(chǎn)量、質(zhì)量的控制范圍也十分狹窄.所以近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在起毛機(jī)的設(shè)計(jì)上大多采用各傳動(dòng)部分由單臺(tái)電機(jī)獨(dú)立傳動(dòng)，速度獨(dú)立可調(diào)的方案。本課題研究的主要內(nèi)容，主要是如何通過(guò)電機(jī)控制實(shí)現(xiàn)起毛機(jī)針輥的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)獲得不同的絨毛風(fēng)格和高質(zhì)量的起絨效果。2.2 研究的價(jià)值通過(guò)對(duì)起毛機(jī)主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)由電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)齒輪、鏈輪與減速器速度地改變，轉(zhuǎn)變?yōu)槠鹈珯C(jī)針輥的連

9、續(xù)公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)，并且針輥的轉(zhuǎn)動(dòng)必須平穩(wěn)、均勻。針輥的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，直徑較大，為了實(shí)現(xiàn)針輥的平穩(wěn)、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，需要在針輥兩端的底部，分別用電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶輪帶動(dòng)針輥的自轉(zhuǎn)。故在電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶輪帶動(dòng)針輥主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，另外兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶輪帶動(dòng)針輥?zhàn)赞D(zhuǎn)。最終實(shí)現(xiàn)織物的傳輸速度為20到60米/秒。2.3 研究的主要物化成果研究的主要物化成果簡(jiǎn)述如下：a畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（不少于10000字）。b主傳動(dòng)裝配圖1張；部件裝配圖若干張；其它零件圖若干張。c減速器總裝配圖1 張，手工繪制。d圖紙總量折合成a0幅面在4張以上（不含手工繪制圖），并且全部用計(jì)算機(jī)繪制。3 總體方案論證 本課題研究的對(duì)象為：起毛機(jī)主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

10、，主要完成由電動(dòng)機(jī)到針輥的轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)是：如何確保針輥轉(zhuǎn)動(dòng)的連續(xù)、快速與均勻，包括公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，所以電動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速與各級(jí)傳動(dòng)的轉(zhuǎn)速都應(yīng)該考慮好。每個(gè)輪與軸的轉(zhuǎn)速都不同，所以每一步確定的轉(zhuǎn)速都要合理，以確保達(dá)到設(shè)計(jì)要求。3.1 已知技術(shù)參數(shù) 緊邊的張緊力 f = 7500n 松邊的張緊力 f = 200n 針輥總直徑 d = 1.3 m 織物通過(guò)針輥的速度 2060 m/min3.2 結(jié)構(gòu)方案的確定 本傳動(dòng)方案由電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)，連入減速器的輸入軸，再由減速器的輸出軸通過(guò)鏈傳動(dòng)，連接到帶動(dòng)針輥的主軸上，以實(shí)現(xiàn)針輥的連續(xù)、平穩(wěn)與均勻轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，連接在針輥主軸上的大鏈輪處于整個(gè)主傳動(dòng)箱體的

11、中心位置，其余的減速器與電動(dòng)機(jī)的位置需要安排好，而且還要把位置固定好。另外，本傳動(dòng)方案的減速器傳動(dòng)比較大，需額外設(shè)計(jì)，考慮到蝸桿蝸輪減速器的方向不好處理，而且用傳統(tǒng)的機(jī)械協(xié)同聯(lián)結(jié)來(lái)傳動(dòng)，有其弊端，故采用行星輪系減速器。 針輥在繞主軸公轉(zhuǎn)的同時(shí)，還要自轉(zhuǎn)，所以需要在傳動(dòng)箱的底部另安裝一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)帶傳動(dòng)，來(lái)實(shí)現(xiàn)針輥的自轉(zhuǎn)。4 主傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)與校核4.1設(shè)計(jì)總述已知針輥總直徑d=1.3 m，則周長(zhǎng)c = （4-1） = 。已知針物速度為2060 m/min，則針輥的公轉(zhuǎn)速度為520 r/min。由于小皮帶輪轉(zhuǎn)速為1460 r/min，取鏈傳動(dòng)比為i= = 4.7，參考文獻(xiàn)169頁(yè)，查表4.6得

12、工況系數(shù)k = 1.1參考文獻(xiàn)169頁(yè)，由式（4-22），pca = kp （4-2）得 pca = kp = 1.1×11kw = 12.1 kw按pca = 12.1kw, = 1460 r/min參考文獻(xiàn)171頁(yè)，查圖4.11：選b型v帶參考文獻(xiàn)171頁(yè)，查圖4.11及參考文獻(xiàn)161頁(yè)，表4.4得，選擇帶輪直徑： = 212 mm ， = 250 mm故i =dd2 / dd1 （4-3）= = 1.18所以大帶輪轉(zhuǎn)速 = = = 1237.3 r/min。由于針輥的公轉(zhuǎn)速度即大鏈輪的速度為520 r/min，故小鏈輪的轉(zhuǎn)速為23.594 r/min，所以減速器的傳動(dòng)比范圍為1

13、3.16 - 52.65?？紤]到機(jī)器的生產(chǎn)效率,考慮到轉(zhuǎn)速越低，扭矩越大等,取針輥的正常運(yùn)轉(zhuǎn)速度v = 40 m/min ，即n = 10 r/min，所以大鏈輪的轉(zhuǎn)速為 10 r/min ,小鏈輪轉(zhuǎn)速為 47 r/min 。因?yàn)樾л喌霓D(zhuǎn)速為1460 r/min ,所以大帶輪的轉(zhuǎn)速為: = 1237.3 r/min故整個(gè)減速器的傳動(dòng)比為i= = 26.32，實(shí)際針輥的公轉(zhuǎn)速度即大鏈輪的速度為10.13 r/min，小鏈輪轉(zhuǎn)速為47.6 r/min。4.2 電動(dòng)機(jī)的選擇由f = 7500 n得， = f v = 7500n = 5 kw。參考文獻(xiàn)398-99頁(yè)，參表11-9得，。由 = （4-

14、4） 5 = p得 p = 6.4 kw根據(jù)工程實(shí)際情況，選取電動(dòng)機(jī)的功率一般要比計(jì)算出的功率大，故選擇主電動(dòng)機(jī)m1為y160m-4型， = 11 kw， = 1460 r/min。4.3 皮帶輪的設(shè)計(jì)與校核1 選擇v帶型號(hào)1）、確定計(jì)算功率由式（4-2）計(jì)算得，pca = 12.1 kw。2）、選擇v帶型號(hào)按pca = 12.1kw， = 1460 r/min，參考文獻(xiàn)171頁(yè)，查圖4.11得，選b型v帶。2 確定, 1）、選擇帶輪直徑參考文獻(xiàn)171頁(yè)，參圖4.11及參考文獻(xiàn)161頁(yè)，表4.4得，選擇帶輪直徑： = 212 mm； = 250 mm2）、計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比i = = 1.183）

15、、驗(yàn)算帶速參考文獻(xiàn)164頁(yè)，由式（4-8）， = 得， （4-5） = = = 16.2 m/s，符合要求。4）、驗(yàn)算帶輪的轉(zhuǎn)速 = 1460 r/min； = = = 1237.3 r/min（允許）。3 確定中心距和帶長(zhǎng)1）、初選中心距參考文獻(xiàn)170頁(yè)，由式（4.23），(+)2(+) （4-6）得 (+)2(+)325.5 930，取 = 590 mm。2）、求帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度參考文獻(xiàn)170頁(yè)，由式（4.24）得 = + ( + ) + （4-7） = 2590 + (212+250) + = 1906 mm參考文獻(xiàn)160頁(yè)，查表4.2得， = 2000 mm。3）、計(jì)算中心距參考文獻(xiàn)1

16、70頁(yè)，由式（4.25）， = + （4-8）得 = 590 + = 637 mm 4）、確定中心距調(diào)整范圍參考文獻(xiàn)172頁(yè)，由式（4-26），得 mm （4-9a） mm （4-9b）4 驗(yàn)算小帶輪包角參考文獻(xiàn)165頁(yè)，由式（4-12）得， （4-10） = 小帶輪的包角符合要求。5 確定v帶根數(shù)z1）、確定額定功率由 = 212 mm , = 1460 r/min參考文獻(xiàn)168頁(yè)，查表4.5得，單根b型v帶 ,額定功率 = 5.4 kw。2）、確定v帶根數(shù)z參考文獻(xiàn)173頁(yè)，由式（4.28）， （4-11）參考文獻(xiàn)168頁(yè)，查表4.8得， = 1，參考文獻(xiàn)160頁(yè)，查表4.2得， = 0.

17、98，故 根，取z = 4根。6 計(jì)算單根v帶初拉力f參考文獻(xiàn)159頁(yè)，查表4.1得, q = 0.17kg/m參考文獻(xiàn)174頁(yè)，由式（4.29）得，f = （4-12）= = 184.6 n7 計(jì)算對(duì)軸的壓力參考文獻(xiàn)160頁(yè)，由式（4-30）得， = （4-13）= = 1476 n 8 確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸,繪制帶輪的零件圖由于 = 212 mm； = 250 mm所以大小帶輪均采用孔板式結(jié)構(gòu),其零件圖如圖4-1與圖4-2所示。圖4-1 大皮帶輪零件圖圖4-2 小皮帶輪零件圖4.4 鏈輪的設(shè)計(jì)與校核1 選擇鏈輪的齒數(shù)小鏈輪的齒數(shù) z = 23大鏈輪的齒數(shù) z = 108傳動(dòng)比 = = 4.7

18、2 初定中心距 取 = 20p3 確定鏈節(jié)數(shù)參考文獻(xiàn)192頁(yè)，由式（5-6）得， （4-14） = = 114.7 故取 = 114(偶數(shù))。4 計(jì)算功率p由f = 7500 n得， = f v = 7500n = 5 kw參考文獻(xiàn)193頁(yè)，查表5.6得， = 1.3，參考文獻(xiàn)194頁(yè)，查表5.7得， = 1.23，參考文獻(xiàn)194頁(yè)，查表5.8得， = 1.04（經(jīng)線性插值），參考文獻(xiàn)194頁(yè)，查表5.9得， = 1.7（雙排），參考文獻(xiàn)193頁(yè)，由式（5.8）得，p = （4-15）= = 3 kw5 選定鏈條型號(hào)，確定鏈節(jié)距p根據(jù)，p，參考文獻(xiàn)191頁(yè)，查圖5.10得，選雙排12a型滾子鏈

19、，p = 19.05 mm。6 驗(yàn)算鏈速 參考文獻(xiàn)188頁(yè)，由式（5-1）得， v = （4-16） = = 0.35 m/s7 確定中心距aa = 20p = = 381 mm8 計(jì)算對(duì)軸的壓力參考文獻(xiàn)195頁(yè)，由式（5-10）得， （4-17） = = 17142.86 n9 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于 = 139.9 mm, = 654.98 mm故小鏈輪選用實(shí)心式，大鏈輪選用孔板式，零件圖如圖4-3與圖4-4所示。圖4-3 小鏈輪零件圖4.5 減速器齒輪的設(shè)計(jì)與校核1 選擇齒輪材料、熱處理方法、精度等級(jí)、齒數(shù)、及齒寬系數(shù)考慮到該減速器功率不大，故所有四個(gè)齒輪都選用45鋼，齒面硬度為220-260hb

20、s，屬于軟齒面閉式傳動(dòng)，載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，初選8級(jí)精度，各個(gè)齒輪數(shù)分別為35，。取齒寬系數(shù)?？紤]到該減速器傳動(dòng)比較大，故可以采用行星輪系減速器。參考文獻(xiàn)2177頁(yè)，如圖4-5所示行星輪系減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖:其傳動(dòng)比為 由于，故得 由此得圖4-4 大鏈輪零件圖所以整個(gè)減速器的傳動(dòng)比為： = 26；小鏈輪轉(zhuǎn)速為:1237.3/26 = 47.6 r/min； 大鏈輪轉(zhuǎn)速為:47.6/4.7 = 10.13 r/min， 即針輥的運(yùn)轉(zhuǎn)速度為：10.13 r/min2. 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)1118頁(yè)，由式（6-11）得， （4-18）1）、確定公式中各參數(shù)a.載荷系數(shù)kt試選載荷系數(shù)kt

21、 = 1.5b.小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距由 （4-19）得 圖4-5 行星輪系減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖c.材料系數(shù)參考文獻(xiàn)1117頁(yè)，查表6.3得， d.大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度，按齒面硬度，參考文獻(xiàn)1110頁(yè)，查圖6.8得，, e.應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n = = 60×1237.3×10×300×8 = 1.78×10n= nu = 1.78×10×1.4 = 2.49×10f.接觸疲勞壽命系數(shù)，參考文獻(xiàn)1108頁(yè)，查圖6.6得， = 0.92 , = 0.92g.確定許用接觸應(yīng)力，取安全系數(shù) = 1則 2）、設(shè)計(jì)計(jì)算a.試算小齒輪分度圓直

22、徑取 mmb.計(jì)算圓周速度 m/sc.計(jì)算載荷系數(shù)k參考文獻(xiàn)1112頁(yè)，查表6.2得，使用系數(shù) = 1.25參考文獻(xiàn)1114頁(yè)，查圖6.10得，動(dòng)載系數(shù) = 1.2參考文獻(xiàn)1115頁(yè)，查圖6.13得， = 1.15參考文獻(xiàn)1112頁(yè)，由式（6.5），得 （4-20）= = 1.725d.校正分度圓直徑參考文獻(xiàn)1120頁(yè)，由式（6.14），得 （4-21）= = 72.3 mm3）、計(jì)算齒輪傳動(dòng)的模數(shù)m 按標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)取m = 4 mm對(duì)于齒輪3,4，同理,不再重復(fù)計(jì)算3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核參考文獻(xiàn)1120頁(yè)，由式(6-12)得， （4-22）1）、確定公式中個(gè)參數(shù)值a.大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極

23、限，參考文獻(xiàn)1111頁(yè)，查圖6.9得，取, b.彎曲疲勞壽命極限，參考文獻(xiàn)1109頁(yè)，查圖6.7得，取 = 0.87, = 0.86c.許用彎曲應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù) = 1.4，應(yīng)力修正系數(shù) = 2.0，由參考文獻(xiàn)1107頁(yè)，由式(6-2) 得， （4-23a）= = 273.4 （4-23b）= = 294.86 d.齒形系數(shù)，和應(yīng)力修正系數(shù)，參考文獻(xiàn)1120頁(yè)，查表6.4得， = 2.45 , = 2.65 , = 1.65 , = 1.59e.計(jì)算齒輪的與，并加以比較取其中較大值代入公式計(jì)算 大齒輪的數(shù)值較大，應(yīng)按大齒輪校核齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度2）、 校核計(jì)算所以齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。4

24、. 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制零件圖由,，m = 4 mm ，1）、計(jì)算分度圓直徑2）、計(jì)算中心距a所以對(duì)齒輪3，4采用正傳動(dòng):其參數(shù)為 3）、全齒高h(yuǎn) h = = 9 mm，4）、齒輪3，4的齒厚參考文獻(xiàn)2135頁(yè)，由表5-2得， （4-24） = = 6.28 mm 5）、齒輪1，2的計(jì)算對(duì)齒輪1，2采用變位傳動(dòng):參考文獻(xiàn)2150頁(yè)，由式（5-34）， （4-25） 得 = = 參考文獻(xiàn)2150頁(yè)，由式(5-33e)得， （4-26）代入計(jì)算得 取 參考文獻(xiàn)2151頁(yè)，由式（5-35）得， （4-27a） = 70 5 + 1.2 = 66.2 mm （4-27b） = 505 + 0.8 = 4

25、5.8 mm參考文獻(xiàn)2151頁(yè)，由式（5-36）得， （4-28a） = 122 - 45.8 - 1 = 75.2 mm （4-28b） = 122 - 66.2 - 1 = 54.8 mm 參考文獻(xiàn)2149頁(yè)，由式（5-32）得，齒厚 （4-29） = 6.28 + = 7.15 mm = 6.28 + = 6.86 mm6）、計(jì)算齒寬，取 ； ，取 ，取 ； ，取 7）、繪制零件工作圖由于齒輪直徑較小，均采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)。變位傳動(dòng)齒輪1與正傳動(dòng)齒輪3的零件圖如圖4-6與4-7所示，其余略。圖4-6 減速器的齒輪14.6 減速器軸的設(shè)計(jì)與校核1 減速器的輸入軸的設(shè)計(jì)1）、最小軸徑的確定減速器

26、的輸入軸結(jié)構(gòu)，如圖4-8所示。圖4-7 減速器的齒輪3圖4-8 減速器的輸入軸45鋼調(diào)質(zhì)處理，參考文獻(xiàn)1292頁(yè)，查表11.3 確定軸的c值，取c = 105得 （4-30） = = 17.86 mm 因?yàn)檩S段裝大帶輪的直徑為最小直徑，故取 mm 2）、確定軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)參考文獻(xiàn)398-99頁(yè)，查表11-9得， （8級(jí)精度），（一對(duì)）， ，故3）、確定各段軸的直徑a.左端安裝帶輪，其直徑為，長(zhǎng)度為80 mm； 右端安裝齒輪，其直徑也為，長(zhǎng)度也為80 mm； b.帶輪與齒輪需要通過(guò)軸肩來(lái)定位，其直徑為，長(zhǎng)度為45 mm；c.整個(gè)軸需要通過(guò)一對(duì)軸承來(lái)支撐，軸承的內(nèi)徑也就是軸的直徑為，安裝軸承的

27、長(zhǎng)度為16 mm；d.兩個(gè)軸承之間的距離為50 mm，直徑為；e.為了防止軸承的軸向移動(dòng)，軸承外部需要安裝軸承端蓋，安裝軸承端蓋段軸的直徑為，長(zhǎng)度為35 mm。2. 減速器的輸入軸的校核1）、求軸上載荷a.計(jì)算齒輪受力齒輪的分度圓直徑 mm參考文獻(xiàn)1125頁(yè)，由式（6-16）得，圓周力 （4-31a）徑向力 （4-31b）直齒圓柱齒輪沒(méi)有軸向力b.求帶輪受力大帶輪包角，單根v帶初拉力大帶輪對(duì)軸的壓力 c. 求支反力 參見(jiàn)圖4-2左右支點(diǎn)間距離：帶輪距左支點(diǎn)距離： 齒輪距右支點(diǎn)距離：左支點(diǎn)水平面支力：， 右支點(diǎn)水平面支反力：， 左支點(diǎn)垂直面支反力：， 右支點(diǎn)垂直面支反力：， 2）、繪制彎矩圖和扭

28、矩圖面a處水平面彎矩：面a處垂直面彎矩： 截面a處合成彎矩： 軸的彎矩和扭矩圖如圖4-9所示：3）、彎扭合成強(qiáng)度校核通常只校核軸上受最大彎矩和扭矩的截面強(qiáng)度，也就是危險(xiǎn)截面a的強(qiáng)度。 截面a處計(jì)算彎矩：考慮啟動(dòng)、停機(jī)的影響，扭矩為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取參考文獻(xiàn)2149頁(yè)，由式（11-58）得， （4-32）= = 截面a處計(jì)算應(yīng)力：強(qiáng)度校核：45鋼調(diào)質(zhì)處理，參考文獻(xiàn)1288頁(yè)，查表11.2得， ，彎扭合成強(qiáng)度滿足要求4）、疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核a.確定危險(xiǎn)截面截面a處應(yīng)力最大，但由于配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中在該軸段的兩端，故不必校核。截面處應(yīng)力接近最大，應(yīng)力集中，為危險(xiǎn)截面，截面的左右兩側(cè)均需校核。

29、圖4-9 軸的彎矩和扭矩圖b.截面的左側(cè)強(qiáng)度校核抗彎截面系數(shù)：抗扭截面系數(shù)：截面左側(cè)的彎矩：截面上的彎曲應(yīng)力：截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：平均應(yīng)力：彎曲正應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)彎應(yīng)力， 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，即 ， 應(yīng)力幅： ， ，材料的力學(xué)性能：45鋼調(diào)質(zhì)，參考文獻(xiàn)1288頁(yè)，查表11.2，得 ，軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù)：，參考文獻(xiàn)1427頁(yè)，查附表1.6，并經(jīng)線性插值計(jì)算得， 材料的敏性系數(shù)：r = 2.0 mm,參考文獻(xiàn)129頁(yè)，查圖2.8并經(jīng)線性插值，得 ，有效應(yīng)力集中系數(shù)：尺寸及截面形狀系數(shù)：由h = 5 mm,d = 40mm，參考文獻(xiàn)130頁(yè)，查圖2.9得，扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)：由d = 40 m

30、m, 參考文獻(xiàn)130頁(yè)，查圖2.10得，表面質(zhì)量系數(shù)：軸按磨削加工，由，參考文獻(xiàn)131頁(yè)，查圖2.12得， 表面強(qiáng)化系數(shù)：軸未經(jīng)過(guò)表面強(qiáng)化處理疲勞強(qiáng)度綜合影響系數(shù)： 等效系數(shù)：45鋼：取,僅有彎曲正應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù)： 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù)： 彎扭聯(lián)合作用下的計(jì)算安全系數(shù)：設(shè)計(jì)安全系數(shù)：材料均勻，載荷與應(yīng)力計(jì)算準(zhǔn)確時(shí)：取s = 1.5疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核：, 故左側(cè)疲勞強(qiáng)度合格c.截面的右側(cè)強(qiáng)度校核抗彎截面系數(shù)： 抗扭截面系數(shù)：截面左側(cè)的彎矩：截面上的彎曲應(yīng)力：截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：平均應(yīng)力：彎曲正應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)彎應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，即 ， 應(yīng)力幅： ， ，材料的力學(xué)性

31、能：45鋼調(diào)質(zhì)，參考文獻(xiàn)1288頁(yè)，查表11.2得， ， ， 軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù)： ， 參考文獻(xiàn)1427頁(yè)，查附表1.6，并經(jīng)線性插值計(jì)算得，及值： = 3， = 0.8 = 0.8 * 3 = 2.4疲勞強(qiáng)度綜合影響系數(shù)：僅有彎曲正應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù)： 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù)： 彎扭聯(lián)合作用下的計(jì)算安全系數(shù)：設(shè)計(jì)安全系數(shù)： 取s = 1.5疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核：，故右側(cè)疲勞強(qiáng)度合格5）、靜強(qiáng)度安全系數(shù)校核該設(shè)備無(wú)過(guò)大的瞬時(shí)過(guò)載和嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱，無(wú)需靜強(qiáng)度校核。6）、繪制軸的零件工作圖 軸的零件工作圖如附圖4所示，其余軸的設(shè)計(jì)與校核，與此類似，不再重復(fù)計(jì)算。4.7 減速器箱體

32、的設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)起毛機(jī)主傳動(dòng)過(guò)程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)起毛機(jī)的正常工作要求。但是本課題中的減速器，不是傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)中使用的減速器，而是專門為起毛機(jī)配備的行星輪系減速器，需要專門設(shè)計(jì)、制造。這就要求公司為減速器的生產(chǎn)，必須另外配備一條生產(chǎn)線。這也是本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處。提到減速器，它的箱體是必不可少的。因?yàn)闇p速器的箱體是鑄件，尺寸要求與加工精度同樣不能少。這就需要對(duì)箱體的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，以確保起毛機(jī)能正常工作，而且不影響傳動(dòng)箱的結(jié)構(gòu)，總體結(jié)構(gòu)看上去能合理、美觀。本課題的減速器的箱體，如圖4-10所示：圖4-10 減速器的箱體1.箱體內(nèi)部尺寸的確定1）、內(nèi)部寬度的確定首先從內(nèi)部入手，因?yàn)楦鱾€(gè)齒輪數(shù)分別為 35

33、，分度圓直徑分別為，齒輪中心距為，所以箱體內(nèi)壁的寬度必須確保行星輪系的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而且齒輪頂部與箱體內(nèi)壁之間必須留有一定的間隙。這個(gè)行星輪系減速器，取齒輪頂部到箱體內(nèi)壁的距離為20 mm ，加上齒輪的中心距122 mm與齒輪的齒頂圓半徑56 mm ，所以箱體內(nèi)壁的總寬度為376 mm 。2）、內(nèi)部長(zhǎng)度的確定箱體內(nèi)部的長(zhǎng)度，有行星輪的傳動(dòng)軸b的長(zhǎng)度確定。為了減小減速器的體積，應(yīng)該盡可能地縮短軸b的長(zhǎng)度。為了保證裝載這跟軸上的兩個(gè)齒輪2、3在圍繞齒輪1、4公轉(zhuǎn)的同時(shí)，還要自轉(zhuǎn)，故需要用兩個(gè)軸承支撐起軸b。軸b的長(zhǎng)度，加上兩端圓螺母的厚度，總長(zhǎng)度為313 mm。右側(cè)圓螺母與箱體內(nèi)壁的間隙為14mm；左

34、側(cè)由于要安裝軸承，為了防止軸承的軸向移動(dòng)，需要在軸承外側(cè)加上軸承端蓋，軸承端蓋四周要用四個(gè)m10的螺栓，這樣，齒輪1與螺栓的距離為5mm，圓螺母與箱體內(nèi)壁的距離為18 mm，所以箱體內(nèi)壁的長(zhǎng)度為339 mm。3）、內(nèi)部深度的確定減速器要正常運(yùn)轉(zhuǎn)，需要有潤(rùn)滑油，所以需要在箱體的底部加上潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑油的深度以浸沒(méi)輪齒高度的2/3為準(zhǔn)，潤(rùn)滑油的高度為40-48 mm，因此，箱體的平均深度約為228 mm。4）、內(nèi)部其它尺寸的確定 箱體內(nèi)部的左側(cè)，要安裝軸承端蓋，所以凸緣的直徑不小于130 mm，左面要安裝軸徑為50 mm 的7010 c型角接觸球軸承，軸承的外徑為80 mm；兩軸承之間須有凸起的部分

35、，以防止軸承的軸向移動(dòng)，其孔徑為73 mm。 箱體內(nèi)部的右側(cè)，通過(guò)4跟m12的螺栓，將齒輪4固定在箱體的內(nèi)部，箱體內(nèi)部防止軸承的軸向移動(dòng)的孔徑為68 mm，最右側(cè)安裝的兩個(gè)軸的直徑為60 mm的7012c型角接觸球軸承，軸承外徑為95 mm。2. 箱體外部尺寸的確定1）、總體尺寸的確定 根據(jù)箱體內(nèi)部已經(jīng)確定的尺寸，箱體的總長(zhǎng)為570 mm，總寬為440 mm，總高為240 mm。2）、其余尺寸的確定 取箱體的壁厚為12 mm，箱體下部的長(zhǎng)度在箱體內(nèi)部的基礎(chǔ)上增加24 mm，所以箱體下部的長(zhǎng)度為363 mm。減速器要固定，必須通過(guò)箱體上的地腳螺栓固定在支撐架上，整個(gè)減速器通過(guò)六個(gè)m12的地腳螺栓

36、固定在支撐架上。將箱體外部底面的厚度定為24 mm，寬度定為 24 mm，長(zhǎng)度與箱體底面的長(zhǎng)度相同。 左側(cè)是安裝軸承端蓋的，其外部直徑為142 mm。 右側(cè)同樣是安裝軸承端蓋的，其外部直徑為156 mm。 箱體通過(guò)12個(gè)m12的螺栓，與箱蓋連接。箱體兩側(cè)突出部分的寬度為24 mm，厚度為20 mm。再加上壁厚，箱體上表面邊緣的寬度為36 mm。箱體與箱蓋的連接，必須確保螺栓不會(huì)被破壞，是通過(guò)12個(gè)m 12的螺栓，螺栓的中心距箱體連接邊緣的外壁為12 mm。另外，箱體還要通過(guò)地腳螺栓，固定在支撐架上，由6個(gè)m12的螺栓固定。5 裝配圖與傳動(dòng)路線5.1裝配圖1 起毛機(jī)總體結(jié)構(gòu)裝配圖起毛機(jī)的總體結(jié)構(gòu)

37、裝配圖如圖5-1所示：圖5-1起毛機(jī)總體結(jié)構(gòu)裝配圖2 主傳動(dòng)部分的裝配圖主傳動(dòng)部分的裝配圖如圖5-2所示：圖5-2主傳動(dòng)部分裝配3 減速器裝配圖減速器裝配圖如圖5-3所示： 圖53 減速器裝配圖5.2 傳動(dòng)路線這臺(tái)起毛機(jī)的具體傳動(dòng)路線如下：如圖5 - 2，由電動(dòng)機(jī)4開(kāi)始，將小皮帶輪2安裝在電機(jī)上，通過(guò)帶傳動(dòng)，帶動(dòng)大皮帶輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，大皮帶輪安裝在減速器16的輸入軸a上，通過(guò)減速器的傳動(dòng)，由按照在減速器輸出軸上的小鏈輪15，通過(guò)鏈傳動(dòng)，帶動(dòng)大鏈輪14，從而帶動(dòng)針輥的主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)針輥的轉(zhuǎn)動(dòng)針輥在饒主軸公轉(zhuǎn)的同時(shí)，還在自轉(zhuǎn)，所以需要在傳動(dòng)箱的底部的兩端分別安裝一個(gè)電動(dòng)機(jī)，通過(guò)帶傳動(dòng)，在針輥的公轉(zhuǎn)的同時(shí)

38、實(shí)現(xiàn)針輥的自轉(zhuǎn)。另需再加上一個(gè)plc進(jìn)行控制，在布與針輥之間接一個(gè)檢測(cè)器測(cè)其信號(hào)，使他們之間有穩(wěn)定速比，可以在一開(kāi)始時(shí)設(shè)定初始值，然后根據(jù)每個(gè)用戶要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣就可以很方便地使用了。6 總結(jié)與展望為期近五個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲，在這五個(gè)月的時(shí)間里，我結(jié)合自己的設(shè)計(jì)課題和任務(wù)書的要求，首先進(jìn)行了觀察，做好了記錄，對(duì)所設(shè)計(jì)的內(nèi)容有了感性認(rèn)識(shí)，為畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，我還針對(duì)起毛機(jī)的整體結(jié)構(gòu)與主傳動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了文獻(xiàn)檢索，了解了起毛機(jī)主傳動(dòng)部分的發(fā)展現(xiàn)狀，并制定了設(shè)計(jì)方案和具體的進(jìn)度計(jì)劃。按照設(shè)計(jì)進(jìn)度安排，我先是邊畫總裝圖，邊計(jì)算，然后繪制零件圖，確定其尺寸精度要求和表面粗糙度要求

39、，同時(shí)還要反過(guò)來(lái)修改總裝圖，以期能實(shí)現(xiàn)各個(gè)零件的裝配，變成一臺(tái)能正常工作的機(jī)器。通過(guò)以上工作的完成，我對(duì)傳動(dòng)部分的全過(guò)程有了清醒而直觀的認(rèn)識(shí)，了解了起毛機(jī)的工作原理，對(duì)軸、鏈輪、帶輪等主要零件的設(shè)計(jì)及精度的確定具備了一定的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，能夠?qū)鲃?dòng)中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題提出合理的解決方法，能夠正確地選取標(biāo)準(zhǔn)零件的結(jié)構(gòu)及尺寸等等。在傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，精度要求的確定是非常重要的，要綜合考慮尺寸精度及配合要求，特別是軸與軸承等配合精度要求高的部件，其精度確定的合理與否將影響到傳動(dòng)的效果，從而對(duì)產(chǎn)品的使用性能、使用壽命及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生很大的影響。由于知識(shí)水平及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，尚存在許多不足之處，尤其是

40、減速器的體積、效果等方面，有待以后的工作、學(xué)習(xí)中改進(jìn)。參 考 文 獻(xiàn)1 徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì)m.北京：高等教育出版社，2004.2 沈世德.機(jī)械原理m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.3 王旭，王積萍.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)m. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.4 錢志峰，劉蘇.工程圖學(xué)基礎(chǔ)教程m.北京：科學(xué)出版社，2001.5 吉衛(wèi)喜.機(jī)械制造技術(shù)m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001. 6 王伯平.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.7 朱龍根.簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.8 王之煦，許杏根.簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.9 謝新倉(cāng).鋼絲起毛機(jī)的機(jī)電一體化技術(shù)j.染整技術(shù),1998-12,(6)：