搓丝机设计说明书(北航)

《机械设计基础课程设计说明书》

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20XX-X -XX

传动方案的拟定

根据系统要求可知：

①需要机构具有急回特性。

②要有运动形式转换功能，即单向连续转动→往复直线运动。

根据上述要求，可以选择若干机构组合成多种机构系统，现列出以下方案加以比较，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1：

方案2：

方案1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2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300～320mm，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1最为可行。

传动装置设计

一、机构设计简图

二、各部分功能

1、动力装置：选择合适的电动机，动力源为三相交流380/220V，电动机单向

运转，载荷较平稳。

2、传动装置：因传动比较大，故采用两级传动减速，为使传动更平稳，在加

一级带传动。

3、执行装置：曲柄滑块机构，有急回特性，可提高生产率。

三、工作流程

开动电动机，经过皮带传到1轴，经过两级减速，由3轴输出，带动曲柄滑块机构，使滑块（搓丝板）水平运动进行搓丝。

执行机构的设计

本设计是要将旋转运动转换为往复运动，所以连杆机构、凸轮机构、齿轮齿条机构均可，但凸轮机构和齿轮齿条机构加工复杂，成本都较高，所以还是连杆机构更合适一些。根据设计的要求，工作机应该带动上搓丝板，且结构应该尽量简单，所以选择曲柄滑快机构。

可设压力角为30α=，11.5e L =，代入直角三角形33OB C 得1

2

sin e L L α+=

， 215L L ∴=在直角三角形1OAC 和2OAC 中列方程得222

22AO OC AC +=

即)

()2

2

2

12e H

L L +

=+

解得L1=152.38

12

152.38761.9228.57320L mm L mm e mm H mm

=⎧⎪=⎪⎨

=⎪⎪=⎩ 三、电动机选择和运动、动力参数计算 1、电动机选择 选择类型

采用Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压380V （1） 选择容量

V 带传动： 10.96=η 一对轴承： 20.99=η 二级圆柱齿轮： 30.97=η

摩擦传动： 40.96=η

曲柄滑块： 0.87=5η

总传动率：4242

1234.0.960.990.970.960.870.68=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯=5ηηηηηη

公称搓动力：F=8500N 滑快平均速度：3

6032

2320100.341/v m s -⨯⨯=

=

电动机功率：max

85000.341

4.2620.68

d F v p kw η

⋅⨯=

=

=

载荷平稳，电动机额定功率ed p 略大于d p 即可，取ed p =4kw 。 （2） 确定电动机转速

曲柄转速w n =32r/min

确定传动比范围： V 带传动比范围1

2~4i '=；二级齿轮传动比范围28~40i '=,电动机转速范围1

2512~5920/min d W n i i n r ''=⨯⨯≈（） 在相关手册中查阅符合这一转速范围的电机，综合考虑总传动比，结构尺寸及成本选取电动

机型号定为Y132s-4，其技术数据如下表：

分配传动比

a) 计算总传动比： 1440/min 4532/min

M a W n r i n r =

== b) 分配减速器的各级传动比：

若V 带的传动比取03i =，则减速器的传动比为

0145

153

a i i i =

== 取两级的圆柱齿轮减速器高速级的传动比为

12 4.583i ==

则低速级的传动比为

2312

15

3.273

4.583

i i i =

=

= 3、计算传动装置的运动和动力参数

a ）、计算各轴转速

电机轴：01440/min M n n r == 1轴：01011440

480/min 3

n n r i =

== 2轴：1212480/min 104.735/min 4.583n r n r i =

== 3轴：2323104.735/min 32.000/min 3.273

n r n r i =

== b)、计算各轴输入功率 电机轴： 4.262d p kw =

1轴：11 4.2620.96 4.092d p p kW kW η=⨯=⨯=

2轴：2123 4.0920.990.97 3.929p p kW kW ηη=⨯⨯=⨯⨯= 3轴：3223 3.9290.990.97 3.773p p kW kW ηη=⨯⨯=⨯⨯= c)、计算各轴输入转矩

电动机输出转矩：

000 4.2629550955028.2651440

p T N m n =⋅

=⨯=⋅ 1轴：111 4.092

9550955081.414480p T N m n =⋅

=⨯=⋅ 2轴：222 3.92995509550358.26104.735p T N m n =⋅

=⨯=⋅ 3轴：333 3.773955095501126.032

p T N m n =⋅=⨯=⋅