北航机械设计课程设计说明书

滑块每分钟要往复运动32次，所以机构系统的原动件的转速应为32 r/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，有以下几种备选方案，在所有方案中齿轮1、2可看作传动部分的最后一级齿轮。

方案一：

方案二：

方案一采用了曲柄滑块机构，曲柄长度仅为滑块行程的一半，故机构尺寸较小，结构简洁。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。

方案二采用凸轮机构，该机构随能满足运动规律，然而系统要求的滑块行程为320～340mm，因而凸轮的径向尺寸较大，于是其所需要的运动空间也较大，同时很难保证运动速度的平稳性。

综合分析可知：方案一最为可行，应当选择曲柄滑块机构实现运动规律。整个搓丝机由电动机、带传动、二级减速器、曲柄滑块机构、最终执行机构组成。

三传动装置设计

1 机构初步设计

采用同轴式的主要优点是结构长度较小，两对齿轮的吃油深度可大致相等，利于润滑等。

曲柄长取滑块行程的一半，即160mm，初取箱体浸油深度为50mm，箱体底座厚30mm，初取滑块所在导轨厚度为60mm，连杆与滑块接触点距导轨高为30mm，则可大致得出减速器中心轴的高度为160+50+30=230mm，曲柄滑块机构的偏心距e=170mm，考虑到留下足够的空间防止减速器箱体与滑块干涉接触，初取连杆长度为1000mm，此时可以计算出急回特性为，传动平稳。滑块行程约为325mm。

2 设计参数

（1）工作机输出功率计算：

已知水平搓丝力大小为9KN，生产率为32件/min，则滑块需要功率为

又滑块效率为，铰链效率为，带传动效率，齿轮传动效率，轴承效率，则

=×××=

电动机所需实际功率为

要求Ped略大于Pd，则选用Y系列电动机，额定功率

( 2 ) 工作机转速32r/min

传动比范围:

V型带：i1=2-4；

减速器：i2=8-40;

总传动比i= i1*i2=16-160

电动机转速可选范围为：nd=i*n w=384-3840r/min

可知电动机应选型号为Y132M—4，同步转速1500r/min，满载转速为1440r/min

（3）总传动比i==1440/32=45

初步取带轮传动比i1=，则减速器传动比i2=i /i1=18

取两级圆柱齿轮减速器高速级传动比

（4）各轴转速

（5）各轴输入功率

（6）各轴输入转矩

电动机所需实际转矩及电动机的输出转矩为

轴输入功率输出功率输入转矩输出转矩转速传动比效率

电机轴1440r/min

高速轴576r/min

中间轴min

低速轴min

四带传动主要参数及几何尺寸计算

注：以下计算过程中所用图表均出自《机械设计基础下册（第2版）》（吴瑞祥王之栎郭卫东刘静华主编）。

计算项目计算内容计算结果

确定计算功率由表31-7

由公式

选取带型由图31-15 选用A带

选取小带轮直径由表31-3

大带轮直径

小带轮带速

初选中心距

初选

带初步基准长度

带基准长度

由表31-2

实际中心距

选取

小带轮包角

带的根数由表31-3求额定功率P0

由表31-4的基本额定功率增量

由表31-9取包角系数

由表31-2取长度系数

带的初拉力

取 4

带的压轴力

由表31-1取

初压力:

五齿轮传动设计计算

1低速级

材料选取：小齿轮使用40Cr，调质处理，硬度241-286HBS；大齿轮使用45钢，调质处理，硬度217-255HBS；精度等级均为8级

计算项目计算内容计算结果

（1）初步计算

转矩

齿宽系数

由表27-11

接触疲劳极限由表27-14

许用接触应力计

算

由表B1，估计

动载荷系数K

初步计算小齿轮

直径

取

初步齿宽b

=126mm

（2）校核计算

圆周速度

精度等级由表27-1选取8级精度8级精度齿数z

取

取

模数

查表27-4取标准值

确定齿数

取

使用系数

由表27-7

动载系数

由表27-6

区域系数

由图27-18

弹性系数

由表27-15

重合度系数

由表27-5

由于无变位，端面啮合角

螺旋角系数

齿间载荷分配系

数

非硬齿面斜齿轮，8级精度，由表27-8知：

齿向载荷分配系

数

A=,B=,C=

许用接触应力

由表27-17取最小安全系数

总工作时间

盈利循环次数

单向运转

由图27-27取接触寿命系数

齿面工作硬化系数

由表27-18接触强度尺寸系数

润滑油膜影响系数取值

验算

= MPa

合格

（3）确定主要传动尺寸

中心距

取整

螺旋角

端面模数

分度圆直径

齿宽

当量齿数

取

取（4）齿根弯曲疲劳强度验算

齿形系数

由当量齿宽查图27-20取值

应力修正系数由图27-21取值

螺旋角系数

由图27-22取值

重合度系数=

齿向载荷分配系

数由图27-9取值

许用弯曲应力

由图27-30取试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限

由表27-17取最小安全系数

由表27-33确定尺寸系数

由图27-32确定弯曲寿命系数

另外取值如右

验算

合格

（5）齿轮主要传动尺寸列表