搓丝机

湖北民族学院理学院

机械原理课程设计

设计题目：平板搓丝机的执行机构综合与传动装置设计

姓名：xxx

学号：xxxxxxxx

专业：机械电子工程

指导老师：xxx

2012年5 月28日

本设计为机械设计基础课程设计的内容，是先后学习过画法几何、机械原理、机械设计、工程材料、加工工艺学等课程之后的一次综合的练习和应用。本设计说明书是对搓丝机传动装置设计的说明，搓丝机是专业生产螺丝的机器，使用广泛，本次设计是使用已知的使用和安装参数自行设计机构形式以及具体尺寸、选择材料、校核强度，并最终确定形成图纸的过程。通过设计，我们回顾了之前关于机械设计的课程，并加深了对很多概念的理解，并对设计的一些基本思路和方法有了初步的了解和掌握。

前言 (2)

目录 (1)

一课程设计题目..................................................................................... 错误!未定义书签。

二、设计数据与要求............................................................................... 错误!未定义书签。

三、设计任务 (4)

四、拟定传动方案 (5)

五传动装置设计 (6)

1 机构初步设计 (6)

2 运动简图 (6)

3设计参数 (6)

六带传动主要参数及几何尺寸计算 (9)

七齿轮传动设计计算 (10)

1低速级 (10)

2高速级 (13)

八轴的设计与校核 (14)

1初估轴径 (14)

2轴强度校核 (15)

1 高速轴 (15)

2 中间轴 (16)

3 低速轴 (17)

4 数据列表 (18)

九轴承的选择与校核 (19)

1 高速轴轴承30209 (19)

2 中间轴轴承30212 (20)

3 低速轴轴承30217 (21)

十参考文献 (22)

一、课程设计题目

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。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)

1 1

2 200 340~360 10 24

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、拟定传动方案

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24 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340～360mm，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。

五、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，利于润滑等。

曲柄长取滑块行程的一半，即170mm，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=240mm，曲柄滑块机构的偏心距e=180mm，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1200mm，此时可以计算出机会特性为1.024，传动平稳。

2 运动简图

3、设计参数

（1）工作机输出功率计算：

已知水平搓丝力大小为10KN ，生产率为24件/min ，则有

s m

s m

PI T

PIr v 427.024603^1017022=-⨯⨯⨯==

则曲柄的功率为

kw kw FV p H 27.4427.010=⨯== 又滑块效率为0.9，铰链效率为0.95，则

η=0.9=0.81225

kw

p p H

25.581225.027

.40

==

=

η

输出

补充系统总效率为

8764.02^97.03^98.096.0=⨯⨯=总η

电动机所需实际功率为

kw

00.68764.0257

.5==

=

总

输出

η

p p d

要求Ped 略大于Pd ，则选用Y 系列电动机，额定功率7.5KW ( 2 ) 工作机转速24r/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Y160M —6，同步转速1000r/min ，满载转速为970r/min （3）总传动比i =

w m

n n =970/24=40.42

初步取带轮效率i 1=2，则减速器传动比i2=i /i1=20.21 取两级圆柱齿轮减速器高速级传动比

4956.42312===i i i 取6.412=i 4.423=i