(精品論文)搓絲機(jī)設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書一、 設(shè)計(jì)任務(wù)書1、 設(shè)計(jì)題目：搓絲機(jī)設(shè)計(jì)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：專業(yè)機(jī)械廠制造，可加工7、8級(jí)精度齒輪、蝸輪。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;公稱搓動(dòng)力 9kN;生產(chǎn)率 32件/分 4、 設(shè)計(jì)任務(wù)：a、 設(shè)計(jì)總體傳動(dòng)方案，畫總體機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖，完成總體方案論證報(bào)告。b、 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）。c、 設(shè)計(jì)主要零件，完成兩張零件工作圖（A3）。d、 編寫設(shè)計(jì)說明書。二、 傳動(dòng)方案的擬定根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，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：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.故，原動(dòng)機(jī)選用電動(dòng)機(jī)。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)重過載時(shí)，可能燒壞電動(dòng)機(jī)，所以要有一個(gè)過載保護(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，也沒有過載保護(hù)；蝸桿傳動(dòng)效率低，沒有緩沖吸震和過載保護(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)。可選擇的有：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)。本設(shè)計(jì)是要將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且無須考慮是否等速，是否有急回特性。所以連桿機(jī)構(gòu)，凸輪機(jī)構(gòu)，齒輪齒條機(jī)構(gòu)均可，但凸輪機(jī)構(gòu)和齒輪齒條機(jī)構(gòu)加工復(fù)雜，成本都較高，所以還是連桿機(jī)構(gòu)更合適一些。 在連桿機(jī)構(gòu)中，可以選擇的又有對(duì)心曲柄滑快機(jī)構(gòu)，正切機(jī)構(gòu)和多桿機(jī)構(gòu)。根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，工作機(jī)應(yīng)該帶動(dòng)上搓絲板，且結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單，所以選擇對(duì)心曲柄滑快機(jī)構(gòu)。三、 電動(dòng)機(jī)的選擇1、 類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇：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)。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： 公稱搓動(dòng)力：F=9000N 滑快最大速度： 電動(dòng)機(jī)功率：3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算確定傳動(dòng)比范圍：二級(jí)齒輪傳動(dòng)比范圍；V帶傳動(dòng)比范圍電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍在相關(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：同步轉(zhuǎn)速r/min滿載轉(zhuǎn)速r/min額定功率kW10009707.52.02.0四、 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1、 計(jì)算總傳動(dòng)比： 2、 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 3、 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)a、 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速電機(jī)軸：1軸： 2軸： 3軸： b、 計(jì)算各軸輸入功率電機(jī)軸： 1軸： 2軸： 3軸： c、 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：將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行整理并列于下表：軸名功率P / kW轉(zhuǎn)矩T /Nm轉(zhuǎn)速nr/min傳動(dòng)比i效率輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸5.79257.02497020.961軸5.560109.4864854.6060.95062軸5.286479.38105.33.2910.95063軸5.0241499.71832五、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算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圖軸受力圖水平面反力垂直面反力垂直面受力圖見圖垂直面受力圖水平面受力圖見圖水平面受力圖垂直面彎矩圖見圖垂直面彎矩圖水平面彎矩圖見圖水平面彎矩圖合成彎矩圖見圖合成彎矩圖 轉(zhuǎn)矩圖見圖轉(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。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)矩公稱搓動(dòng)力齒輪圓周力齒輪徑向力齒輪軸向力軸受力圖見圖軸受力圖水平面反力垂直面反力垂直面受力圖見圖垂直面受力圖水平面受力圖見圖水平面受力圖垂直面彎矩圖見圖垂直面彎矩圖水平面彎矩圖見圖水平面彎矩圖合成彎矩圖見圖合成彎矩圖 轉(zhuǎn)矩圖見圖轉(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=1.918校核結(jié)果合格4) 軸承的設(shè)計(jì)1、高速軸軸承的選擇該軸為工作于普通溫度下的短軸，故支點(diǎn)采用兩端單向固定的方式，所受軸向力比較小，選用一對(duì)交接觸軸承，按軸徑初選6208。下面進(jìn)行校核：計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果軸承主要性能參數(shù)查表22-31 得6208軸承主要性能參數(shù)如下：軸承受力情況； 校核軸承1 即可X、Y值由表22-31，沖擊載荷系數(shù)由表22-16查得當(dāng)量動(dòng)載荷軸承壽命（球軸承）14400h，壽命合格、查表22-31，當(dāng)量靜載荷兩式中取大值安全系數(shù)正常使用球軸承,查表22-18計(jì)算額定靜載荷；靜載合格載荷系數(shù)查圖載荷分布系數(shù)查圖18.20許用轉(zhuǎn)速大于工作轉(zhuǎn)速485r/min結(jié)論：所選軸承能滿足壽命、靜載荷與許用轉(zhuǎn)速的要求，且各項(xiàng)指標(biāo)潛力都很大。2、中間軸軸承的選擇該軸為工作于普通溫度下的短軸，故支點(diǎn)采用兩端單向固定的方式，所受軸向力比較小，選用一對(duì)交接觸軸承，按軸徑初選6210。下面進(jìn)行校核：計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果軸承主要性能參數(shù)查表22-31 得6210軸承主要性能參數(shù)如下：軸承受力情況； 校核軸承2 即可X、Y值由表22-31，沖擊載荷系數(shù)由表22-16查得當(dāng)量動(dòng)載荷軸承壽命（球軸承）14400h，壽命合格、查表22-31，當(dāng)量靜載荷兩式中取大值安全系數(shù)正常使用球軸承,查表22-18計(jì)算額定靜載荷；靜載合格載荷系數(shù)查圖11.3-11載荷分布系數(shù)查圖11.3-12許用轉(zhuǎn)速大于工作轉(zhuǎn)速105.3r/min結(jié)論：所選軸承能滿足壽命、靜載荷與許用轉(zhuǎn)速的要求，且各項(xiàng)指標(biāo)潛力都很大。3、低速軸軸承的選擇該軸為工作于普通溫度下的短軸，故支點(diǎn)采用兩端單向固定的方式，所受軸向力比較小，選用一對(duì)交接觸軸承，因彎扭矩較大，按軸徑初選6313。下面進(jìn)行校核：計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果軸承主要性能參數(shù)查表22-31 得6313軸承主要性能參數(shù)如下：軸承受力情況； 校核軸承2 即可X、Y值由表22-31，沖擊載荷系數(shù)由表22-16查得當(dāng)量動(dòng)載荷軸承壽命（球軸承）14400h，壽命合格、查表22-31，當(dāng)量靜載荷兩式中取大值安全系數(shù)正常使用球軸承,查表22-18計(jì)算額定靜載荷；靜載合格載荷系數(shù)查圖11.3-11載荷分布系數(shù)查圖11.3-12許用轉(zhuǎn)速大于工作轉(zhuǎn)速32r/min結(jié)論：所選軸承能滿足壽命、靜載荷與許用轉(zhuǎn)速的要求，且各項(xiàng)指標(biāo)潛力都很大。 5） 鍵的選擇與校核 鍵的選擇主要考慮所傳遞的扭矩的大小，軸上零件是否需要沿軸向移動(dòng)，零件的對(duì)中要求等等。計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì) 算 結(jié) 果（1）高速軸大帶輪鍵的選擇與校核鍵的選擇和參數(shù)為靜聯(lián)接，選用普通平鍵，圓頭。由表6-57查得d=26mm時(shí)，應(yīng)選用鍵 GB1096-79轉(zhuǎn) 矩鍵 長(zhǎng)接觸長(zhǎng)度許用擠壓應(yīng)力校 核查表7-3可得鋼的許用擠壓應(yīng)力為=150MPa故滿足要求許用剪切應(yīng)力校核查表7-3可得鋼的許用剪切應(yīng)力為=故滿足要求（2）中間軸鍵的選擇和校核鍵的選擇和參數(shù)靜聯(lián)接,選用普通平鍵，圓頭，由表6-57得d=55mm時(shí)，同時(shí)考慮到同一跟軸上盡量選用相同公稱尺寸的鍵，故應(yīng)選用鍵， GB1096-79轉(zhuǎn) 矩鍵 長(zhǎng)接觸長(zhǎng)度許用擠壓應(yīng)力校 核查表7-3可得鋼的許用擠壓應(yīng)力為=150MPa故滿足要求許用剪切應(yīng)力校核查表7-3可得鋼的許用剪切應(yīng)力為=故滿足要求（3）低速軸鍵的選擇和校核鍵的選擇和參數(shù)靜聯(lián)接,選用普通平鍵，圓頭由表6-57查得d=72/60mm時(shí)，同時(shí)考慮到同一根軸盡量選用相同公稱尺寸的鍵，故應(yīng)選用鍵， GB1096-79轉(zhuǎn) 矩鍵 長(zhǎng)接觸長(zhǎng)度 許用擠壓應(yīng)力校 核查表7-3可得鋼的許用擠壓應(yīng)力為=150MPa故滿足要求許用剪切應(yīng)力校核查表7-3可得鋼的許用剪切應(yīng)力為=誤差在5%內(nèi)，故滿足要求六、減速器機(jī)體各部分結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號(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=軸承端蓋螺栓直徑 軸承端蓋外徑 取 軸承端蓋凸緣厚度 取 七、潤(rùn)滑和密封形式的選擇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。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。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。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。十、其他技術(shù)說明減速器裝配前，必須按圖紙檢驗(yàn)各個(gè)部分零件，然后需用煤油清洗，滾動(dòng)軸承用汽油清洗，內(nèi)壁涂刷抗機(jī)油浸蝕的涂料兩次。在裝配過程中軸承裝配要保證裝配游隙。軸承部位油脂的填入量要小于其所在軸承腔空間的2/3。減速器的潤(rùn)滑劑在跑合后要立即更換，其次應(yīng)該定期檢查，半年更換一次。潤(rùn)滑軸承的潤(rùn)滑脂應(yīng)定期添加。在機(jī)蓋機(jī)體間，裝配是涂密封膠或水玻璃，其他密封件應(yīng)選用耐油材料。對(duì)箱蓋與底座結(jié)合面禁用墊片，必要時(shí)可涂酒精漆片或水玻璃。箱蓋與底座裝配好后，在擰緊螺栓前應(yīng)用0.05mm塞尺檢查其密封性。在運(yùn)轉(zhuǎn)中不許結(jié)合面處有漏油滲油現(xiàn)象。減速器裝配完畢后要進(jìn)行空載試驗(yàn)和整機(jī)性能試驗(yàn)。空