机械设计课程设计-搓丝机传装置设计.docx

机械设计课程设计设计说明书设计题目： 搓丝机传动装置设计班级学号：设计者： 指导教师： 北京航空航天大学2017年3月15日一：设计题目：搓丝机传动装置设计1.1 设计要求1) 该机用于加工轴辊螺纹，其结构见下图，上搓丝板安装在机头上，下搓丝板安装在滑块上。加工时，下搓丝板随着滑块作往复运动。在起始（前端）位置时，送料装置将工件送入上、下搓丝板之间，滑块往复运动时，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，可同时搓出工件两端的螺纹。滑块往复运动一次，加工一件。2) 室内工作，生产批量为5台。3) 动力源为三相交流380/220V，电动机单向运转，载荷较平稳。4) 使用期限为10年，大修周期为3 年，双班制工作。5) 专业机械厂制造，可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮。图1.1: 搓丝机简图1.2原始技术数据数据组编号3最大加工直径/mm10最大加工长度/mm200滑块行程/mm340公称搓动力/kN10生产率/（件/min）241.3设计任务1. 完成搓丝机传动装置总体方案的设计和论证，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1 张（用A0 或A1 图纸），零件图2 张。4. 编写设计说明书1 份。二：机械装置的总体方案设计2.1 拟定传动方案方案一：方案二：根据系统要求可知：滑块每分钟要往复运动24次，所以机构系统的原动件的转速应为24r/min。以电动机作为原动机，则需要机构系统有减速功能。运动形式为连续转动→往复直线运动。根据上述要求，可采用曲柄滑块机构，该机构有尺寸较小，结构简洁的特点。利用曲柄和连杆共线，滑块处于极限位置时，可得到瞬时停歇的功能。同时该机构能承受较大的载荷。整个搓丝机由电动机、开式齿轮减速器、一级减速器、曲柄滑块机构、最终执行机构组成。如方案一图所示。其中，r=148.5mm; l=1371.5mm; e=666mm; 最大压力角α=33°; 急回夹角β=7°,急回特性为k=1.081。采用一级圆柱齿轮减速器，外加开式齿轮减速器，主要优点是结构简单可靠，设计制造，维护方便。2.2装置运动学仿真先使用solidworks绘制传动方案一的三维模型。将三维模型导入adams中，添加连接，驱动进行运动分析。如图所示。图2.1：装置图图2.2：滑块位移曲线图图2.3：滑块速度曲线图2.3装置动力学仿真在机构中加入力，在对零件受力，力矩，功率进行分析，绘制变化曲线。图2.4：搓应力曲线图图2.5：摇臂力矩曲线图图2.6：摇臂功率曲线图2.4电动机的选择2.4.1 计算传动方案所需功率P装置=F×已知：vmax=F=10000N得出：F×v已知：η=η（装置有3个轴承）η轴承=0.98得出：P装置=F×vmaxη=2.4.2 计算电机所需功率减速齿轮组结构简单图：已知：η圆柱齿轮=0.96η轴承=0.98η减速装置=η(减速器和开式齿轮共有3对轴承，2处圆柱齿轮啮合)得出：η减速装置≈0.87P电机=P因载荷平稳，取电动机额定功率P电机额定略大于P电机即可。故选电动机的额定功率P电机额定为7.5kw。2.4.3 计算电机所需转速已知：减速n搓丝机=24r/min设电机转速为n电机=720r/min得出：总传动比i总=n电机由上述条件，选取开式齿轮传动比:i开式=6.02闭式单极齿轮减速器传动比:i闭式=4.98综合价格、传动比、质量等因素，差取书P201表格，选用电机Y160L—8。2.4.4 运动和动力参数计算0轴（电动机轴）P0=P电机=6.44kn0=n电机=720r/minT0=9550P1轴（高速轴）P1=P0η轴承=6.44n1=n0T0=9550P2轴（中间轴）P2=P1η轴承η齿轮=6.31n2=n1i12=7204.98T2=9550P3轴（低速轴）P3=P2η轴承η齿轮=5.94n3=n2i23=1456.02T2=9550P1~3 轴的运动和动力参数的计算结果汇总如下：轴名功率 P/kw转矩 T/N·m转速nr/min传动比i效率η输入输出输入输出0轴6.44k85.4N7201轴6.44k6.31k85.4N83.7N7200.982轴6.05k5.94k8391.2N1454.980.943轴5.70k5.6020.98 三：主要零部件设计计算3.1 齿轮设计3.1.1 闭式斜齿轮减速器参数要求：n1=720r/min; n2=145r/min；i闭式=4.98。预期使用寿命10 年，每年365个工作日，一天工作16小时。闭式齿轮，软齿面设计。选择材料和精度因为齿轮转速不高，选用软齿面，使用45钢，调质处理，硬度HB=229~286，平均取为240HB。同侧齿面精度等级为7级。初步估计小齿轮直径d1 因采用闭式软