平板搓丝机的执行机构综合与传动装置设计.doc

1、一 课程设计题目二、设计数据与要求5三、 设计任务四、 机构的尺寸设计五、 机构运动简图六、 滑块的速度、位移变化曲线七、 曲柄所需的驱动力矩八、 确定电动机的功率与转速九、 确定曲柄轴上的飞轮转动惯量十、 确定减速系统中各零部件的尺寸 1、V带传动 2、低速级齿轮传动 3、高速级齿轮传动 4、轴的设计与校核十一、图纸 1、减速传动系统装配图 2、齿轮零件图 3、轴的零件图十二、设计心得十三、参考文献一、设计题目图8为平板搓丝机结构示意图，该机器用于搓制螺纹。电动机1通过V带传动、齿轮传动3减速后，驱动曲柄4转动，通过连杆5驱动下搓丝板（滑块）6往复运动，与固定上搓丝板7一起完成搓制螺纹功能。

2、滑块往复运动一次，加工一个工件。送料机构（图中未画）将置于料斗中的待加工棒料8推入上、下搓丝板之间。图8 平板搓丝机结构示意图二、设计数据与要求平板搓丝机设计数据如表3所示。表3 平板搓丝机设计数据分组最大加工直径(mm)最大加工长度(mm)滑块行程(mm)搓丝动力(kN)生产率(件/min)18160300320840该机器室内工作，故要求振动、噪声小，动力源为三相交流电动机，电动机单向运转，载荷较平稳。工作期限为十年，每年工作300天；每日工作8小时。三、设计任务1. 针对图8所示的平板搓丝机传动方案，依据设计要求和已知参数，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图；2. 假设曲柄AB等速转

3、动，画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线；3. 在工作行程中，滑块C所受的阻力为常数（搓丝动力），在空回行程中，滑块C所受的阻力为常数1kN；不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩；4. 确定电动机的功率与转速；5. 取曲柄轴为等效构件，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量；6. 设计减速传动系统中各零部件的结构尺寸；7. 绘制减速传动系统的装配图和齿轮、轴的零件图；8. 编写课程设计说明书。四、 机构的尺寸设计滑块行程300320，可以初设曲柄AB=150mm,结合平板搓丝机结构示意图、后期尺寸计算与设计、查阅资料，可以确定其余尺寸，如下图所示 五、机构运动简图 分

4、析机构运动简图，其中 可得到; ；得，对 其中。通过solidworks对运动进行仿真，可得到具体的变化曲线如下。 六、 滑块的速度、位移、加速度变化曲线 滑块的速度变化曲线（1） 滑块的位移变化曲线（2） 滑块的加速度变化曲线（3） 七、分析曲柄所受的驱动力矩 图1 图2分析：当曲柄AB经逆时针转到时，滑块C向左运动，受到搓丝阻力.易知 此时 驱动力矩 其中 有其中 =结合以上各式即可求得（表达式太变态了，懒得输进来）同样的方法可以求得当曲柄AB经逆时针转到时所受驱动力矩八、 确定电动机的功率与转速 选用Y系列三相异步电动机 确定工作机所需功率考虑曲柄在传动过程中会受到阻力与受到穿东莞效率的

5、影响，初定工作机所需克服的阻力略大于搓丝机所受的阻力；工作机效率取； 求得工作机所需功率 确定电动机同步转速=r/min 确定电动机输出功率、额定功率 查资料可以得到V带传动效率；齿轮啮合效率；滚动轴承效率；联轴器效率求得 取； 继而确定电动机型号为Y132S2-2九、 确定各级传动装置传动比、各轴转速、输入功率、输入转矩传动装置总传动比 取V带传动比 两级齿轮减速传动比 因为 取 各轴转速 各轴输入功率 各轴输入转矩 十、 确定曲柄轴上的飞轮转动惯量之前已经求得曲柄的驱动力矩，由于曲柄与飞轮安装在同一轴上，所以曲柄所受的力矩与飞轮所受力矩一样大，考虑驱动力矩为一变化的值，设计飞轮时以受到的最

6、大驱动力矩为标准设计。由质点系对轴的角动量定理 有 又 即可以求得飞轮转动惯量 （这种求法应该有问题，但是题目没有给出速度不均匀系数，即使我对飞轮所受力矩进行每10求值最后根据能量公式来转换计算，也求不出来，所以，你懂得。）十一、确定减速系统中各零部件的尺寸1、V带传动V带设计功率 确定带型 由、（小带轮转速）可以选定截型为B型的V带确定传动比 大小带轮转速 前面已经取定传动比;由 ； 得到确定小带轮最小基准直径 查表选定 取确定大带轮最小基准直径 由计算出确定带速 初定中心距 取 确定基准长度 查V带基准长度系列 取确定实际中心距 确定小带轮包角 2、 高速级齿轮传动确定齿轮啮合类型 由图可

7、以看出采用的是直齿圆柱齿轮、硬齿面闭式传动；因为工作机转速40r/min 转速不高，故选用8级精度；确定材料 小齿轮 20（渗碳淬火） 硬度 5662HRC 大齿轮 20（渗碳淬火）硬度 5662HRC确定设计方案 因为采用的是硬齿面闭式传动，所以按齿根弯曲强度设计，齿面接触疲劳强度校核。设计 查表知 小齿轮弯曲疲劳强度极限 大齿轮弯曲疲劳强度极限因为一般工业齿轮传动，采用一般可靠度，故选安全系数 ；因为硬齿面闭式传动，为提高轮齿弯曲强度，应取较小齿数与较大模数，所以取， 因为查机械设计基础13-6得齿形系数 （小齿轮） （大齿轮）查表13-3得载荷系数 比较大小齿轮的，计算后知小齿轮大，故对

8、小齿轮进行弯曲强度计算。查表选择宽度系数 =0.6 取。继而得到分度圆直径 中心距 齿宽 取 ；校核满足要求。 3、确定低速级齿轮传动确定齿轮啮合类型 由图可以看出采用的是直齿圆柱齿轮、硬齿面闭式传动；选用8级精度；确定材料 小齿轮 40（表面淬火） 硬度 4855HRC 大齿轮 45钢（表面淬火）硬度 4050HRC确定设计方案 因为采用的是硬齿面闭式传动，所以按齿根弯曲强度设计，齿面接触疲劳强度校核。设计 查表知 小齿轮弯曲疲劳强度极限 ；（） 接触疲劳强度极限；（） 大齿轮弯曲疲劳强度极限；（） 接触疲劳强度极限 ；（） 因为一般工业齿轮传动，采用一般可靠度，故选安全系数 ；因为硬齿面闭

9、式传动，为提高轮齿弯曲强度，应取较小齿数与较大模数，所以取，；查机械设计基础13-6得齿形系数 （小齿轮） （大齿轮）查表13-3得载荷系数 比较大小齿轮的，计算后知小齿轮大，故对小齿轮进行弯曲强度计算。查表选择宽度系数 =0.6 取。继而得到分度圆直径 中心距 齿宽 取 ；校核满足要求。4、 轴的设计与校核 本题中轴支撑齿轮，所以同时传递转矩与承受弯矩； 选轴的材料为45钢，调质，硬度170255 ，因为题中各轴主要传递转矩，所以取较小值， 粗估直径 由； 计算 因为题中未给出轮毂宽度、齿轮上面径向力、轴向力圆周力的大小，所以无法确定轴各段的直径与长度 文档来源网络，版权归原作者。如有侵权，请告知，我看到会立刻处理。13