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鎮(zhèn) 江 高 專(zhuān) ZHENJIANG COLLEGE 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文) 搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 英文論文題目（16pt Time New Roman，Bold） 系 名： （四號(hào)宋體） 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： （四號(hào)宋體） 學(xué)生姓名： （四號(hào)宋體） 學(xué) 號(hào)： （四號(hào)宋體） 指導(dǎo)教師姓名： （四號(hào)宋體） 指導(dǎo)教師職稱： （四號(hào)宋體） 年 月 3 摘 要 摘 要 搓絲機(jī)用于加工軸輥螺紋，上搓絲板安裝在機(jī)頭上，下搓絲板安裝在滑塊上。加工時(shí)，下搓絲板隨滑塊作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，工件在上下搓絲板之間搓制出與搓絲板一致的螺紋。其主要由床身、傳動(dòng)系統(tǒng)、滑塊、機(jī)頭、送料裝置、上搓絲板、工件、下搓絲板構(gòu)成。 本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先，通過(guò)對(duì)搓絲機(jī)結(jié)構(gòu)及原理進(jìn)行分析，在此分析基礎(chǔ)上提出了搓絲機(jī)的總體結(jié)構(gòu)方案和本案要重點(diǎn)設(shè)計(jì)的傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案；接著，對(duì)主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算選擇；然后，對(duì)各主要零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與校核；最后，通過(guò)AutoCAD制圖軟件繪制了搓絲機(jī)總裝圖、傳動(dòng)裝置裝配圖及主要零部件圖。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，鞏固了大學(xué)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，如：機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、公差與互換性理論、機(jī)械制圖等；掌握了普通機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法并能夠熟練使用AutoCAD制圖軟件，對(duì)今后的工作于生活具有極大意義。 關(guān)鍵詞:搓絲機(jī)，傳動(dòng)裝置，齒輪，軸 Abstract Roll the roller axis for machining thread, thread rolling plate mounted on the machine head, under Roll plate mounted on the slider. When processed, the next Roll plate with a slider to reciprocate, the workpiece between the upper and lower plates rub Roll made a consistent and Roll board thread. Which is mainly composed of bed, drive, slider, nose, feeding device, the Roll plate, the workpiece, under Roll plate. The design focused on Roll gear design. First, by carrying on the thread rolling machine structure and principle analysis, the analysis presented in this thread rolling machine and the overall structure of the program designed to focus on the case design based on gearing; Next, the main technical parameters were calculated selection; Then, for each of the main components were designed and verification; and finally, through the AutoCAD drawing software to draw the thread rolling machine assembly diagram, the main gear assembly drawings and parts diagram. Through this design, the consolidation of the university is expertise, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerances and interchangeability theory, mechanical drawing, etc; mastered the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD drawing software for the future work of great significance in life. Keywords: Thread rolling machines, Gear, Gears, Shafts 目錄 目錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 搓絲機(jī)簡(jiǎn)介 1 1.2 搓絲機(jī)研究現(xiàn)況 1 第2章 方案擬定 2 2.1 設(shè)計(jì)要求 2 2.2.1 主要技術(shù)條件 2 2.2.2參數(shù)要求 2 2.2 方案設(shè)計(jì) 2 2.2.1 總體方案設(shè)計(jì) 2 2.2.2 傳動(dòng)裝置方案設(shè)計(jì) 3 第3章 總體參數(shù)計(jì)算與選擇 4 3.1參數(shù)分析 4 3.2電動(dòng)機(jī)的選擇 4 3.2.1選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型 4 3.2.2電動(dòng)機(jī)容量的選擇 4 3.2.3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 5 3.3分配傳動(dòng)比 5 3.3.1總傳動(dòng)比 5 3.3.2分配傳動(dòng)比 5 3.4運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 6 3.4.1各軸的轉(zhuǎn)速 6 3.4.2各軸的輸入功率 6 3.4.3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 6 第4章 主要零部件的設(shè)計(jì) 8 4.1V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 8 4.1.1 V帶的基本參數(shù) 8 4.1.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 10 4.2高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 10 4.2.1齒輪的類(lèi)型 10 4.2.2尺面接觸強(qiáng)度較合 11 4.2.3按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 12 4.2.4 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度 15 4.2.5驗(yàn)算齒面彎曲強(qiáng)度 15 4.3低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 15 4.3.1齒輪的類(lèi)型 15 4.3.2尺面接觸強(qiáng)度較合 16 4.3.3按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 17 4.3.4 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度 20 4.3.5驗(yàn)算齒面彎曲強(qiáng)度 20 4.4軸及軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì) 20 4.4.1 輸入軸的設(shè)計(jì) 20 4.4.2中間軸的設(shè)計(jì) 23 4.4.3 輸出軸的設(shè)計(jì) 25 4.4.4軸承及鍵的校核和壽命計(jì)算 28 4.5潤(rùn)滑與密封 32 4.5.1潤(rùn)滑方式的選擇 32 4.5.2密封方式的選擇 32 4.5.3潤(rùn)滑油的選擇 32 4.6箱體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 32 總 結(jié) 34 參考文獻(xiàn) 35 致 謝 36 第1章 緒論 第1章 緒論 1.1 搓絲機(jī)簡(jiǎn)介 搓絲機(jī)，是專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)螺絲的設(shè)備。有多種規(guī)格的搓絲機(jī)，如，自動(dòng)搓絲機(jī)、平板搓絲機(jī)、半自動(dòng)搓絲機(jī)、全自動(dòng)搓絲機(jī)、高速搓絲機(jī)等。搓絲機(jī)輕便、靈活、高效以及具有其它類(lèi)似設(shè)備無(wú)法取代的優(yōu)點(diǎn)。搓絲機(jī)避免了車(chē)床、鉆床或手動(dòng)攻絲的局限，省時(shí)、省力、不易爛牙、絲錐不易折斷等。搓絲機(jī)適用于所有機(jī)械制造行業(yè)，機(jī)床、模具(廠)機(jī)械、塑膠機(jī)械、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械制造廠、工程機(jī)械、汽車(chē)摩托車(chē)零部件、航空發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)車(chē)車(chē)輛、煙草機(jī)械以及通用機(jī)械等行業(yè)。 圖1.1 搓絲機(jī) 1.2 搓絲機(jī)研究現(xiàn)況 螺紋原理的應(yīng)用可追溯到公元前?220年希臘學(xué)者阿基米德發(fā)明的螺旋提水工具。公元4世紀(jì)，地中海沿岸國(guó)家在釀酒用的壓力機(jī)上開(kāi)始應(yīng)用螺栓和螺母的原理。1500年左右，意大利人列奧納多達(dá)芬奇繪制的螺紋加工裝置草圖中，已有應(yīng)用母絲杠和交換齒輪加工不同螺距螺紋的設(shè)想。此后，機(jī)械切削螺紋的方法在歐洲鐘表制造業(yè)中有所發(fā)展。1760年，英國(guó)人J.懷亞特和W.懷亞特兄弟獲得了用專(zhuān)門(mén)裝置切制木螺釘?shù)膶?zhuān)利。1778年，英國(guó)人J.拉姆斯登曾制造一臺(tái)用蝸輪副傳動(dòng)的螺紋切削裝置，能加工出精度很高的長(zhǎng)螺紋。1797年，英國(guó)人莫茲利.在由他改進(jìn)的車(chē)床上，利用母絲杠和交換齒輪車(chē)削出不同螺距的金屬螺紋，奠定了車(chē)削螺紋的基本方法。19世紀(jì)20年代，莫茲利制造出第一批加工螺紋用的絲錐和板牙。20世紀(jì)初，汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了螺紋的標(biāo)準(zhǔn)化和螺紋加工方法的發(fā)展，各種自動(dòng)張開(kāi)板牙頭和自動(dòng)收縮絲錐相繼發(fā)明，螺紋銑削開(kāi)始應(yīng)用。30年代初，出現(xiàn)了螺紋磨削。螺紋滾壓技術(shù)雖在19世紀(jì)初期就有專(zhuān)利，但因模具制造困難，發(fā)展很慢，直到第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期，由于軍火生產(chǎn)的需要和螺紋磨削技術(shù)的發(fā)展解決了模具制造的精度問(wèn)題，才獲得迅速發(fā)展。? 第2章 方案擬定 第2章 方案擬定 2.1 設(shè)計(jì)要求 2.2.1 主要技術(shù)條件 設(shè)計(jì)一用于搓絲機(jī)的傳動(dòng)裝置，該搓絲機(jī)的技術(shù)條件如下： 該機(jī)用于加工軸輥螺紋，上搓絲板安裝在機(jī)頭上，下搓絲板安裝在滑塊上。加工時(shí)，下搓絲板隨滑塊作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在起始（前端）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)，工件在上下搓絲板之間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。 （1）室內(nèi)工作，生產(chǎn)批量為5臺(tái)； （2）動(dòng)力源為三相交流380/220V，電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)； （3）使用期限為10年，大修周期為3年，雙班制工作； （4）專(zhuān)業(yè)機(jī)械廠制造，可加工7、8級(jí)精度齒輪、蝸輪。 2.2.2參數(shù)要求 （1）最大加工直徑（6、8、10、12、16）mm； （2）最大加工長(zhǎng)度（160、180、200）mm （3）滑塊行程（300、320、340、360）mm （4）公稱搓動(dòng)力為（8、9、10）KN （5）生產(chǎn)率為（40、32、24）件/分。 2.2 方案設(shè)計(jì) 2.2.1 總體方案設(shè)計(jì) 1-床身 2-傳動(dòng)系統(tǒng) 3-滑塊 4-機(jī)頭 5-送料裝置 6-上搓絲板 7-工件 8-下搓絲板 圖2.1 搓絲機(jī)總體方案簡(jiǎn)圖 2.2.2 傳動(dòng)裝置方案設(shè)計(jì) 考慮到螺紋的搓絲加工對(duì)傳動(dòng)裝置的剛度和精度要求均比較高，并且本次設(shè)計(jì)的搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置的減速比并不大（輸出轉(zhuǎn)速為：24~40r/min），因此采用二級(jí)圓柱齒輪減速器即可。為保證傳動(dòng)的平穩(wěn)性，兩級(jí)齒輪均采用斜齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下： 圖2.2 搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置方案簡(jiǎn)圖 第3章 總體參數(shù)計(jì)算與選擇 第3章 總體參數(shù)計(jì)算與選擇 3.1參數(shù)分析 根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)要求可得： 最大加工直徑 d 最大加工長(zhǎng)度 L 滑塊行程 S 公稱搓動(dòng)力 F 生產(chǎn)率(件/分) N v（m/s） v=(2S*N)/60 P（KW） P=F*v 6 8 10 12 16 160 180 200 300 8 40 0.4 3.2 320 9 32 0.341 3.069 340 10 24 0.272 2.72 360 0.288 2.88 為了確保該搓絲機(jī)同時(shí)滿足所需功率和轉(zhuǎn)速要求，通過(guò)對(duì)上述參數(shù)的對(duì)比分析選取最后一組數(shù)據(jù)即：曲柄滑塊機(jī)構(gòu)所需功率P=2.88KW，傳動(dòng)裝置輸出轉(zhuǎn)速n=24r/min，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。 3.2電動(dòng)機(jī)的選擇 3.2.1選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型 電動(dòng)機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)部件。因?yàn)槭覂?nèi)工作，運(yùn)動(dòng)載荷平穩(wěn)，所以選擇Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。 3.2.2電動(dòng)機(jī)容量的選擇 1）搓絲機(jī)所需要的功率為： 2）電動(dòng)機(jī)的輸出功率為 ——電動(dòng)機(jī)至滾筒軸的傳動(dòng)裝置總效率。 取V帶傳動(dòng)效率，圓柱齒輪傳動(dòng)效率，滾子軸承效率，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)至滾筒軸的傳動(dòng)裝置總效率為： 3）電動(dòng)機(jī)所需功率為： 因有輕微震動(dòng) ，電動(dòng)機(jī)額定功率只需略大于即可，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表19-1選取電動(dòng)機(jī)額定功率為4KW。 3.2.3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 傳動(dòng)裝置輸出轉(zhuǎn)速： 展開(kāi)式二級(jí)減速器推薦的傳動(dòng)比為： V帶的傳動(dòng)比為： 得總推薦傳動(dòng)比為： 所以電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的推薦值為： 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為750、1000、1500r/min。 綜合考慮傳動(dòng)裝置機(jī)構(gòu)緊湊性和經(jīng)濟(jì)性，選用同步轉(zhuǎn)速1000r/min的電機(jī)。 型號(hào)為Y132M1-6，滿載轉(zhuǎn)速，功率4。 3.3分配傳動(dòng)比 3.3.1總傳動(dòng)比 滿載轉(zhuǎn)速。故總傳動(dòng)比為： 3.3.2分配傳動(dòng)比 為使傳動(dòng)裝置尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱、不發(fā)生干涉現(xiàn)象，選V帶傳動(dòng)比：； 則減速器的傳動(dòng)比為：； 考慮兩級(jí)齒輪潤(rùn)滑問(wèn)題，兩級(jí)大齒輪應(yīng)該有相近的浸油深度。則兩級(jí)齒輪的高速級(jí)與低速級(jí)傳動(dòng)比的值取為1.3，取 則：； ； 3.4運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 3.4.1各軸的轉(zhuǎn)速 1軸 2軸 3軸 3.4.2各軸的輸入功率 1軸 2軸 3軸 3.4.3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電機(jī)軸 1軸 2軸 3軸 整理列表 軸名 功率 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)比 電機(jī)軸 3.46 34.42 960 1軸 3.322 99.14 320 3 2軸 3.19 399.85 76.19 4.2 3軸 3.064 1228.95 23.81 3.2 35 鎮(zhèn)江市高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第4章 主要零部件的設(shè)計(jì) 4.1 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 4.1.1 V帶的基本參數(shù) 1）確定計(jì)算功率： 已知：；； 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表13-8得工況系數(shù)：； 則： 2）選取V帶型號(hào)： 根據(jù)、查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖13-15選用A型V帶, 3）確定大、小帶輪的基準(zhǔn)直徑 （1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑： ； （2）計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑： ； 圓整取，誤差小于5%，是允許的。 4）驗(yàn)算帶速： 帶的速度合適。 5）確定V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距： 中心距： 初選中心距 （2）基準(zhǔn)長(zhǎng)度： 對(duì)于A型帶選用 （3）實(shí)際中心距： 6）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角： 由 得 主動(dòng)輪上的包角合適。 7）計(jì)算V帶的根數(shù)： ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表13-3 得： ； （2），查表得：； （3）由查表得，包角修正系數(shù) （4）由，與V帶型號(hào)A型查表得： 綜上數(shù)據(jù)，得 取合適。 8）計(jì)算預(yù)緊力（初拉力）： 根據(jù)帶型A型查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表13-1得： 9）計(jì)算作用在軸上的壓軸力： 其中為小帶輪的包角。 10）V帶傳動(dòng)的主要參數(shù)整理并列表： 帶型 帶輪基準(zhǔn)直徑(mm) 傳動(dòng)比 基準(zhǔn)長(zhǎng)度(mm) A 3 1600 中心距（mm） 根數(shù) 初拉力(N) 壓軸力(N) 459 4 246.11 2397.54 4.1.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1）帶輪的材料： 采用鑄鐵帶輪（常用材料HT200） 2）帶輪的結(jié)構(gòu)形式： V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與V帶的基準(zhǔn)直徑有關(guān)。小帶輪接電動(dòng)機(jī)，較小，所以采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)帶輪。 4.2高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4.2.1齒輪的類(lèi)型 1）依照設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)高速級(jí)選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2）搓絲機(jī)為一般工作機(jī)器，運(yùn)轉(zhuǎn)速度不高，查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表11-2，選用8級(jí)精度。 3）材料選擇：材料選擇 選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)）硬度為280HBS，大齒輪材料為45（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，兩者材料硬度差為40HBS。 （1）由表6.3查得材料的彈性影響系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表11-5，取，。 查表11-4，取區(qū)域系數(shù)。 （2）由圖6.14按齒面硬度查得 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 （3）由式6.11計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （4）由圖6.16查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) （5）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1.0，由式10-12得 4）螺旋角：8°<β<20°,初選β=15° 5）齒數(shù)：初選小齒輪齒數(shù)：； 大齒輪齒數(shù)： 4.2.2尺面接觸強(qiáng)度較合 （1）取載荷 （2）兩支承相對(duì)小齒輪非對(duì)稱分布，故取 （3）， ， （4）計(jì)算模數(shù) （5） （6）計(jì)算齒輪圓周速度 4.2.3按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 因?yàn)樗x材料硬小于350HBS,所以為軟齒面。 1）法向模數(shù) 2）查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表11-3，得載荷系數(shù)k=1.3 3）查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表11-6，得齒寬系數(shù) 由圖6.15查得 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由圖6.16查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1.3，由式10-13得 4）小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 5）齒形系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖11-8得：， 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖11-9得：， 因?yàn)? 和比較 大齒輪的數(shù)值較大。 6）法向模數(shù) 對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，取，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度,需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)，于是有： ，圓整取 則，圓整取 7）中心距 圓整為175mm。 8）確定螺旋角： 9）確定齒輪的分度圓直徑： 10）齒輪寬度： 圓整為55mm 圓整后?。?。 11）重合度確定 ，查表得 所以 = 12）齒輪尺寸表： 將幾何尺寸匯于表： 序號(hào) 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式及參數(shù)選擇 1 端面模數(shù) 2 螺旋角 3 分度圓直徑 4 齒頂高 5 齒根高 6 全齒高 7 頂隙 8 齒頂圓直徑 9 齒根圓直徑 10 中心距 175mm 4.2.4 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度 可知是安全的 校核安全。 4.2.5驗(yàn)算齒面彎曲強(qiáng)度 校核安全 4.3低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 4.3.1齒輪的類(lèi)型 1）依照設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)高速級(jí)選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2）搓絲機(jī)為一般工作機(jī)器，運(yùn)轉(zhuǎn)速度不高，查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表11-2，選用8級(jí)精度。 3）材料選擇：材料選擇 選擇小齒輪材料為45（調(diào)質(zhì)）硬度為280HBS，大齒輪材料為45（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，兩者材料硬度差為40HBS。 （1）由表6.3查得材料的彈性影響系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表11-5，取，。 查表11-4，取區(qū)域系數(shù)。 （2）由圖6.14按齒面硬度查得 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 （3）由式6.11計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （4）由圖6.16查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) （5）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1.25，由式10-12得 4）螺旋角：8°<β<20°,初選β=15° 5）齒數(shù)：初選小齒輪齒數(shù)：； 大齒輪齒數(shù)： 4.3.2尺面接觸強(qiáng)度較合 （1）取載荷 （2）兩支承相對(duì)小齒輪非對(duì)稱分布，故取 （3）， ， 2、計(jì)算模數(shù) 3、 4、計(jì)算齒輪圓周速度 4.3.3按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 因?yàn)樗x材料硬小于350HBS,所以為軟齒面。 1）法向模數(shù) 2）查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表11-3，得載荷系數(shù)k=1.3 3）查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表11-6，得齒寬系數(shù) 由圖6.15查得 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由圖6.16查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1.3，由式10-12得 4）小齒輪上的轉(zhuǎn)矩 5）齒形系數(shù) 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖11-8得：， 查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖11-9得：， 因?yàn)? 和比較 大齒輪的數(shù)值較大。 6）法向模數(shù) 對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),取,已可滿足彎曲強(qiáng)度.但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度,需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù),于是由 ，取26 則取83 7）中心距 圓整為225mm。 8）確定螺旋角： 9）確定齒輪的分度圓直徑： 10）齒輪寬度： 圓整為85mm 圓整后?。?。 11）重合度確定 ，查表得 所以 = 12）齒輪尺寸表：將幾何尺寸匯于表： 序號(hào) 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式及參數(shù)選擇 1 端面模數(shù) 2 螺旋角 3 分度圓直徑 4 齒頂高 5 齒根高 6 全齒高 7 頂隙 8 齒頂圓直徑 9 齒根圓直徑 10 中心距 225mm 4.3.4 驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度 可知是安全的 校核安全。 4.3.5驗(yàn)算齒面彎曲強(qiáng)度 校核安全 4.4軸及軸承裝置、鍵的設(shè)計(jì) 4.4.1 輸入軸的設(shè)計(jì) （1）尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 1）高速軸上的功率P1,轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1 ，， 2）初步確定軸的最小直徑 先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表11.3，取，于是得： 該處開(kāi)有鍵槽故軸徑加大5%～10%，且高速軸的最小直徑顯然是安裝帶輪處的直徑。為了使所選的軸直徑與帶輪的孔徑相適應(yīng)，故??；。 3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 （a）為了滿足帶輪的軸向定位的要求2軸段左端需制出軸肩，軸肩高度軸肩高度，取故取2段的直徑，長(zhǎng)度。 (b) 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。根據(jù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30207，故，，軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，軸肩高度軸肩高度，取，因此，取。 (c) 齒輪處由于齒輪分度圓直徑，故采用齒輪軸形式，齒輪寬度B=60mm，齒故取。另考慮到齒輪端面與箱體間距10mm以及兩級(jí)齒輪間位置配比，取，。 4）軸上零件的周向定位 查機(jī)械設(shè)計(jì)表，帶輪的平鍵截面。 （2）強(qiáng)度校核計(jì)算 1）求作用在軸上的力 已知高速級(jí)齒輪的分度圓直徑為 ，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》（軸的設(shè)計(jì)計(jì)算部分未作說(shuō)明皆查此書(shū)）式(10-14)，則 2）求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于30207型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得a=15mm。因此，軸的支撐跨距為L(zhǎng)1=72mm。 根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面C處的MH、MV及M的值列于下表。 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F ， ， C截面彎矩M 總彎矩 扭矩 3）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù) ，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。 4）鍵的選擇 采用圓頭普通平鍵A型（GB/T 1096—1979）連接，聯(lián)接聯(lián)軸器的平鍵截面，。 齒輪與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是過(guò)渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為。 4.4.2中間軸的設(shè)計(jì) 1） 軸2的轉(zhuǎn)速和功率轉(zhuǎn)矩： P2=3.19Kw，n2=76.19n/min，T2=399.85N.m 2） 求作用在齒輪上的力 （1）求作用在低速級(jí)小齒輪上的力 　　　　　 圓周力： 　　　　　 徑向力： 　　　　　 軸向力： （2）求作用在高速級(jí)大齒輪上的力。因大齒輪為從動(dòng)輪，所以作用在其上的力與主動(dòng)輪上的力大小相等方向相反。 　　　　　 圓周力： 徑向力： 軸向力： 3）初步確定軸的最小直徑 先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)-表15-3，取，于是得： 該軸有兩處鍵槽，軸徑應(yīng)增加5~10%，Ⅱ軸的最小直徑顯然是軸承處軸的直徑和，故 4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案 （2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 　 (a)初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承不受軸向力的作用，故選用深溝球軸承。參照工作要求，根據(jù)　，選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30209型，其尺寸為，得： 軸段取安裝齒輪處的Ⅱ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅴ取，根據(jù)齒輪寬并為保證齒輪定位準(zhǔn)確軸段適當(dāng)縮短1~2mm，故：， 軸段Ⅲ-Ⅳ為兩側(cè)齒輪定位軸環(huán)，根據(jù)箱體尺寸。(3)軸上零件的周向定位 　 齒輪采用平鍵聯(lián)接，按，查機(jī)械設(shè)計(jì)表得平鍵截面，聯(lián)接小圓柱齒輪的平鍵長(zhǎng)度為80mm，聯(lián)接大圓柱齒輪的平鍵長(zhǎng)度為50mm. 5）求軸上的載荷 對(duì)于單列圓錐滾子軸承30209，， 計(jì)得：，，根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。如下圖所示 載荷 水平面 垂直面 支反力F 彎矩M 總彎矩 扭矩T 6）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 　 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面，即圓柱齒輪的截面，取，軸的計(jì)算應(yīng)力： 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)表，查得，因此，安全。 4.4.3 輸出軸的設(shè)計(jì) （1）尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 1）低速軸上的功率P3,轉(zhuǎn)速n3和轉(zhuǎn)矩T3 ，， 2）初步確定軸的最小直徑 先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表11.3，取，于是得： 該處開(kāi)有鍵槽故軸徑加大5%～10%，且Ⅲ軸的最小直徑顯然是安裝偏心輪處的直徑。故取，。 3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 （a）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位的要求2軸段左端需制出軸肩，軸肩高度軸肩高度，取故取2段的直徑，長(zhǎng)度。 (b) 初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。根據(jù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30214，其尺寸為，故，考慮到還需安裝檔油環(huán)取，軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位，軸肩高度，取，因此，取。 (c)取安裝齒輪處的軸的直徑；齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為90mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，取，則。因三根軸在箱體內(nèi)的長(zhǎng)度大致相等，取， 。 4）軸上零件的周向定位 查機(jī)械設(shè)計(jì)表偏心輪的平鍵截面；聯(lián)接圓柱齒輪的平鍵截面 （2）強(qiáng)度校核計(jì)算 1）求作用在軸上的力 已知低速級(jí)齒輪的分度圓直徑為，根據(jù)式(10-14)，則 2）求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，從手冊(cè)中查取a值。對(duì)于30314型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得a=21mm。因此，軸的支撐跨距為 根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面B是軸的危險(xiǎn)截面。先計(jì)算出截面B處的MH、MV及M的值列于下表。 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F B截面彎矩M 總彎矩 扭矩 3）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力 已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。 4）鍵的選擇 （a）采用圓頭普通平鍵A型（GB/T 1096—1979）連接，查機(jī)械設(shè)計(jì)表，聯(lián)接偏心輪的平鍵截面；聯(lián)接圓柱齒輪的平鍵截面，。齒輪與軸的配合為，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是過(guò)渡配合保證的，此外選軸的直徑尺寸公差為。 4.4.4軸承及鍵的校核和壽命計(jì)算 （1）輸入軸的軸承 1）按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)，因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。軸承類(lèi)型選為深溝球軸承，軸承的預(yù)期壽命取為：L'h＝29200h 由上面的計(jì)算結(jié)果有軸承受的徑向力為Fr1=340.43N， 軸向力為Fa1=159.90N， 2）初步選擇圓錐滾子軸承30207，其基本額定動(dòng)載荷為Cr=51.8KN，基本額定靜載荷為C0r=63.8KN。 3）徑向當(dāng)量動(dòng)載荷 動(dòng)載荷為，查得，則有 由式13-5得 滿足要求。 （2）輸入軸的鍵 1）選擇鍵聯(lián)接的類(lèi)型和尺寸 帶輪處選用單圓頭平鍵，尺寸為 2)校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 鍵、軸材料都是鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為 鍵的工作長(zhǎng)度 ，合適 （3）中間軸的軸承 1）選擇的圓錐滾子軸承30209，尺寸為，基本額定動(dòng)載荷。 2） 當(dāng)量動(dòng)載荷 前面已求得，，，， 　　　　軸承　1、2受到的徑向載荷為： 　　　　 　　　　 　　　　軸承　1、2受到的軸向載荷為： 　　　　　查簡(jiǎn)明機(jī)械工程師手冊(cè)-表7.7-39得 　　　　軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷為： 　　　　 　　　　　按機(jī)械設(shè)計(jì)-表13-6查得 3）驗(yàn)算軸承壽命 因?yàn)椋园摧S承2的受力驗(yàn)算。 　　　對(duì)于滾子軸承，。 　　　減速器的預(yù)定壽命 　　　　　　，合適。 （4）中間軸的鍵 1）選擇鍵聯(lián)接的類(lèi)型和尺寸 聯(lián)接小圓柱齒輪處選用圓頭平鍵，尺寸為 聯(lián)接大圓柱齒輪處選用圓頭平鍵，尺寸為。 2)校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 鍵、軸材料都是鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為。鍵的工作長(zhǎng)度， ，合適 ，合適 （5）輸出軸的軸承 1）選擇的圓錐滾子軸承30214，尺寸為，基本額定動(dòng)載荷。 2） 當(dāng)量動(dòng)載荷 　　　前面已求得 ，，， 軸承　1、2受到的徑向載荷為： 　　　　 　　　　 　　　　軸承　1、2受到的軸向載荷為： 　　　　　查簡(jiǎn)明機(jī)械工程手冊(cè)-表7.7-39得 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷為： 　　　　 　　　　　按機(jī)械設(shè)計(jì)查得 3）驗(yàn)算軸承壽命 因?yàn)?，所以按軸承1的受力驗(yàn)算。 　　　對(duì)于滾子軸承，。 　　　 　　　減速器的預(yù)定壽命 　　 ，合適。 （6）輸出軸的鍵 1）選擇鍵聯(lián)接的類(lèi)型和尺寸 偏心輪處選用單圓頭平鍵，尺寸為 　 圓柱齒輪處選用普通平頭圓鍵，尺寸為。 2)校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 鍵、軸材料都是鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為。鍵的工作長(zhǎng)度， ，合適 4.5潤(rùn)滑與密封 4.5.1潤(rùn)滑方式的選擇 齒輪用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，并利用箱內(nèi)傳動(dòng)件濺起的油潤(rùn)滑軸承。 根據(jù)I，II，III軸的速度因子，I，II，III軸的軸承用脂潤(rùn)滑 4.5.2密封方式的選擇 由于I，II，III軸與軸承接觸處的線速度，所以采用氈圈密封 4.5.3潤(rùn)滑油的選擇 因?yàn)樵摐p速器屬于一般減速器，查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)可選用中負(fù)載 工業(yè)齒輪油N100號(hào)潤(rùn)滑油。 4.6箱體結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 1 箱座壁厚 ， 2 箱蓋壁厚 3 箱座凸緣厚度 4 箱蓋凸緣厚度 5 箱座底凸緣厚度 6 地底螺釘直徑 ，取M20 7 地底螺釘數(shù)目 8 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 ，取M14 9 箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑 取M10 10 聯(lián)接螺栓的間距 12 窺視孔蓋螺釘直徑 ,取M6 13 定位銷(xiāo)直徑 14 ，，至外箱壁距離 15 軸承旁凸臺(tái)半徑 16 凸臺(tái)高度 17 箱體外壁至軸承座端面距離 19 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 20 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 21 箱蓋，箱座筋厚 ， 22 軸承端蓋外徑 23 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 24 大齒輪齒頂圓至箱底內(nèi)壁的距離 25 箱底至箱底內(nèi)壁的距離 26 減速器中心高 27 箱體內(nèi)壁至軸承座孔端面的距離 28 軸承端蓋凸緣厚度 29 軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離 30 旋轉(zhuǎn)零件間的軸向距離 31 齒輪頂圓至軸表面的距離 總 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，通過(guò)這次對(duì)搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置理論知識(shí)和實(shí)際設(shè)計(jì)的相結(jié)合，鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高了我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范能力以及其他專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平，而且通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力以及耐力也都得到了不同程度的提升。 這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在，提高是有限的但卻是全面的，正是這一次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我積累了許多實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被知識(shí)武裝起來(lái)，也必然讓我在未來(lái)的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。 順利如期的完成本此畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專(zhuān)業(yè)的發(fā)展前景充滿信心，但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己的許多不足與欠缺，留下了些許遺憾，不過(guò)不足與遺憾不會(huì)給我打擊只會(huì)更好的鞭策我前行，今后我更會(huì)關(guān)注新科技新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭(zhēng)取盡快的掌握這些先進(jìn)知識(shí)，更好的為祖國(guó)的四化服務(wù)。 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) [1] 徐灝，新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) . 冶金工業(yè)出版社 [2] 呂慧瑛，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) . 冶金工業(yè)出版社 [3] 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)(第七版).高等教育出版社，2001.6 [4] 王昆,何小柏,汪信遠(yuǎn).機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè).高等教育出版社,1995.12 [5] 冷興聚，王春華，王琦 主編 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]沈陽(yáng) 東北大學(xué)出版社2002 致 謝 大學(xué)生活即將結(jié)束，在這短短的四年里，讓我結(jié)識(shí)了許許多多熱心的朋友、工作嚴(yán)謹(jǐn)教學(xué)相幫的教師。畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成也脫離不了他們的熱心幫助及指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)，在此向所有給予我此次畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)表示最誠(chéng)摯的感謝。 首先，向本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師——****老師表示最誠(chéng)摯的謝意。在自己緊張的工作中，仍然盡量抽出時(shí)間對(duì)我們進(jìn)行指導(dǎo)，時(shí)刻關(guān)心我們的進(jìn)展?fàn)顩r，督促我們抓緊學(xué)習(xí)。老師給予的幫助貫穿于設(shè)計(jì)的全過(guò)程，從借閱參考資料到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際操作，他都給予了指導(dǎo)，不僅使我學(xué)會(huì)書(shū)本中的知識(shí)，更學(xué)會(huì)了學(xué)習(xí)操作方法。也懂得了如何把握設(shè)計(jì)重點(diǎn)，如何合理安排時(shí)間和論文的編寫(xiě)，同時(shí)在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，她和我們?cè)谝黄鸸餐鉀Q了設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。 其次，要向給予此次畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助的老師們，以及同學(xué)們以誠(chéng)摯的謝意，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，他們也給我很多幫助和無(wú)私的關(guān)懷，更重要的是為我們提供不少技術(shù)方面的資料，在此感謝他們，沒(méi)有這些資料就不是一個(gè)完整的論文。 另外，也向給予我?guī)椭乃型瑢W(xué)表示感謝。 總之，本次的設(shè)計(jì)是老師和同學(xué)共同完成的結(jié)果，在設(shè)計(jì)的一個(gè)月里，我們合作的非常愉快，教會(huì)了大我許多道理，是我人生的一筆財(cái)富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝！