大学机械设计课程设计搓丝机传动装置

机械设计课程设计设计说明书

设计题目：搓丝机传动装置

设计者：

指导教师：

日期： 20 年 6 月 2 日

前言

该设计说明书是对本学期机械设计课程设计的归纳和总结，涵盖了设计的全部过程。课程的设计任务是：搓丝机传动装置设计。从总体方案选择、传动结构的设计、再到齿轮、轴等等主要传动件的选择设计，检验及校核，以及箱体、执行机构等的设计，我们最终完成了一个搓丝机传动装置的全部设计任务。该传动装置是由带传动、二级同轴式圆柱斜齿轮减速器和曲柄滑块机构组成，传动比为45。

通过本次课程设计，我们将学过的基础理论知识进行了综合应用，培养了结构设计和计算能力，并由此对一般的机械装置设计过程有了一定的认识。

下面是同轴式减速器的三维建模效果图：

目录

第一章设计任务书 (3)

1.1 设计要求 (3)

1.2 原始技术数据 (3)

1.3 设计任务 (3)

第二章机械装置的总体方案设计 (4)

2.1 传动装置方案的选择 (4)

2.2 执行机构方案的选择 (4)

2.3 总体方案简图 (4)

2.4 执行机构简图 (4)

2.5 电动机的选择 (5)

2.6 传动装置运动及动力参数的确定 (6)

第三章主要零部件的设计计算 (8)

3.1 齿轮传动设计计算 (8)

3.2 带传动的设计计算 (19)

3.3 执行机构的设计计算 (22)

3.4 轴的设计及校核计算 (25)

3.5 滚动轴承的选择及校核计算 (37)

3.6 键联接的设计及校核计算 (43)

第四章减速器箱体及附件的设计 (46)

4.1 减速器箱体结构尺寸的确定 (46)

4.2 减速器的润滑和密封 (47)

第五章其它技术要求 (49)

参考文献： (50)

第一章设计任务书

1.1 设计要求

（1）该机用于加工轴辊螺纹，其结构如图所示。上搓丝板安装在机头上，下搓丝板安装在滑块上。加工时，下搓丝板随滑块做往复运动。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280/220V，电动机单向运转，载荷较为平稳。

（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精度的齿轮、蜗轮。

1.2 原始技术数据

1.3 设计任务

（1）完成搓丝机传动装置总体方案的设计和论证，绘制总体设计原理图；

（2）完成主要传动装置的结构设计；

（3）完成装配图（用A0图纸），零件图两张；

（4）编写设计说明书一份。

第二章机械装置的总体方案设计

2.1 传动装置方案的选择

传动装置选用带传动和二级圆柱斜齿齿轮减速器的组合。其中，在电机到齿轮减速器之间使用的是带传动，这是因为带传动传动平稳，成本较低，高速传动时输出功率较大。而在带传动到执行机构之间，使用的是二级同轴式齿轮减速器。这是为了在获得较大的减速比的同时，尽量缩小减速器长度方向的尺寸，以获得较为紧凑的结构。由于斜齿轮啮合特性好，传动平稳，故选用斜齿轮作为齿轮传动件。

2.2 执行机构方案的选择

根据搓丝机的工作原理，我们选用曲柄滑块机构作为执行机构。曲柄滑块机构能够将回转运动转化为直线往复运动，其结构简单、使用较为广泛，符合设计要求。

2.3 总体方案简图

2.4 执行机构简图

2.5 电动机的选择

按工作条件的要求，选用Y 系列三相异步电动机，卧式结构。

2.5.1选择电动机的容量

注：1η为V 带传输效率，1η取0.96；

2η为滚动轴承效率，2η取0.99； 3η为闭式齿轮传动效率，3η取0.97；

4η为连杆机构传动效率，粗估4η为0.7

（参考资料[1] 表2-5）

2.5.2 选择电动机型号

根据电动机所需输出功率，可以查阅到符合要求的电动机（参考资料[1] 200-203页)

综合考虑电动机的尺寸和价格，以及减速器的传动比，认为方案2较为合适，所以选定电动机型号Y132S-4

2.6 传动装置运动及动力参数的确定

2.6.1 传动比的计算

2.6.2 运动参数计算

2.6.3 动力参数计算

2.6.4运动和动力参数计算结果汇总

第三章主要零部件的设计计算

3.1 齿轮传动设计计算

3.1.1 输出级齿轮设计计算

由于斜齿轮啮合特性好，传动平稳，故选用斜齿轮作为传动件。小齿轮材料选用40Cr，调质处理，硬度241HB～286HB，平均取260HB，大齿轮选用45钢，调质处理，硬度为

= 31

3.1.2 输入级齿轮设计计算

根据同轴式减速器的特点，当输入级与输出级传动比相同时，两级齿轮传动可以只有不同的齿宽系数，而其它系数均相同。由此，设计输入级齿轮时，可以在输出级的设

ψ，然后校核其强度。

计基础上，降低齿宽系数

d

小齿轮材料选用40Cr，调质处理，硬度241HB～286HB，平均取260HB，大齿轮选用45钢，调质处理，硬度为229HB～286HB，平均取240HB。计算步骤如下：

根据计算结果可知，输入级齿轮齿面接触疲劳强度强度和齿根弯曲疲劳强度余量均很大，这是由于同轴式结构设计，输入级中心距必须和输出级一致，故而使得强度余量较大。

ψ减小到0.3，即齿宽为28.5mm时，强度仍然有富经过进一步计算可知，齿宽系数

d

余。然而过窄的齿轮可能会造成结构失稳及其它问题，故这里我们选用55mm的齿宽。