平板搓絲機(jī)、兩級(jí)齒輪減速、V帶傳動(dòng) 課題設(shè)計(jì)

第3題平板搓絲機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)綜合與傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)一課程設(shè)計(jì)題目二、 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求錯(cuò)誤！未定義書簽。三、 設(shè)計(jì)任務(wù)四、 機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)五、 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖六、 滑塊的速度、位移變化曲線七、 曲柄所需的驅(qū)動(dòng)力矩八、 確定電動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速九、 確定曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量十、確定減速系統(tǒng)中各零部件的尺寸1、 V帶傳動(dòng)2、 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)3、 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)4、 軸的設(shè)計(jì)與校核十一、圖紙1、 減速傳動(dòng)系統(tǒng)裝配圖2、 齒輪零件圖3、 軸的零件圖十二、設(shè)計(jì)心得十三、參考文獻(xiàn)一、設(shè)計(jì)題目圖8為平板搓絲機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，該機(jī)器用于搓制螺紋。電動(dòng)機(jī)1通過V帶傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)3減速后，驅(qū)動(dòng)曲柄4轉(zhuǎn)動(dòng)，通過連桿5驅(qū)動(dòng)下搓絲板(滑塊)6往復(fù)運(yùn)動(dòng)，與固定上搓絲板7一起完成搓制螺紋功能?；瑝K往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，加工一個(gè)工件。送料機(jī)構(gòu)(圖中未畫)將置于料斗中的待加工棒料8推入上、下搓絲板之間。圖8平板搓絲機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖二、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與要求平板搓絲機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如表3所示。表3平板搓絲機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分組最大加工直徑(mm)最大加工長(zhǎng)度(mm)滑塊行程(mm)搓絲動(dòng)力(kN)生產(chǎn)率(件/min)18160300~320840該機(jī)器室內(nèi)工作，故要求振動(dòng)、噪聲小，動(dòng)力源為三相交流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)。工作期限為十年，每年工作300天；每日工作8小時(shí)。三、設(shè)計(jì)任務(wù)針對(duì)圖8所示的平板搓絲機(jī)傳動(dòng)方案，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和已知參數(shù)，確定各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖；假設(shè)曲柄AB等速轉(zhuǎn)動(dòng)，畫出滑塊C的位移和速度的變化規(guī)律曲線；在工作行程中，滑塊C所受的阻力為常數(shù)(搓絲動(dòng)力)，在空回行程中，滑塊C所受的阻力為常數(shù)1kN；不考慮各處摩擦、其他構(gòu)件重力和慣性力的條件下，分析曲柄所需的驅(qū)動(dòng)力矩；確定電動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速；取曲柄軸為等效構(gòu)件，確定應(yīng)加于曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；設(shè)計(jì)減速傳動(dòng)系統(tǒng)中各零部件的結(jié)構(gòu)尺寸；繪制減速傳動(dòng)系統(tǒng)的裝配圖和齒輪、軸的零件圖；編寫課程設(shè)計(jì)說明書。

四、機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)滑塊行程300?320,可以初設(shè)曲柄AB=150mm，結(jié)合平板搓絲機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖、后期尺寸計(jì)算與設(shè)計(jì)、查閱資料，可以確定其余尺寸，如下圖所示五、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，其中V=3^RA可得至qV^=628mm/s.V2=V2+V2V=Vr'6282-V2V求積分，得到S=i+VyVdt=^++^yC C _VyC~Vy6282-V2+6282\y2V

arcsiny+C

628Vye(-62682)。8通過solidworks對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真，可得到具體的變化曲線如下。六、滑塊的速度、位移、加速度變化曲線平動(dòng)位移-X-涓塊eg終1272119910539800.00 1.00 2.00 3.00 4.005.00

時(shí)間(sec)6.00 7.00 8.001272119910539800.00 1.00 2.00 3.00 4.005.00

時(shí)間(sec)6.00 7.00 8.009.00 10.00滑塊的速度變化曲線（1）質(zhì)心速度-X-滑塊C最終-121-291-6030.00 1.00 2.007.00 8.004.00 5.00 6.00時(shí)間(sec)21-291-6030.00 1.00 2.007.00 8.004.00 5.00 6.00時(shí)間(sec)9.00 10.00滑塊的位移變化曲線（2）38123B22號(hào)田琵￡-467-1762-30571.009.008.007.006.004.0038123B22號(hào)田琵￡-467-1762-30571.009.008.007.006.004.003.002.000.005.00

時(shí)間(sec)10.00滑塊的加速度變化曲線（3）七、分析曲柄所受的驅(qū)動(dòng)力矩圖2分析：①當(dāng)曲柄AB經(jīng)AB?逆時(shí)針轉(zhuǎn)到AB1時(shí)，滑塊C向左運(yùn)動(dòng)，受到搓絲阻力f1=8kN人由8逐漸變化到。.2 1 1易知sin8=eXC-ABsinpeXC-ABY=AB?sinosiny=(Y+e)/(X-X)X=AB?coS0=??to=2n/T=Y=AB?sino此時(shí)驅(qū)動(dòng)力矩M1=F1?AB其中F=fco^有M=fcosX?150?sinZABC其中sin/ABC=sinZABX?cos/XBC+sin/XBC?cosZABX=cos0sinX+sin0cosX =sin(0+y)結(jié)合以上各式即可求得M1（表達(dá)式太變態(tài)了，懶得輸進(jìn)來）同樣的方法可以求得當(dāng)曲柄AB經(jīng)AB逆時(shí)針轉(zhuǎn)到時(shí)AB所受驅(qū)動(dòng)力矩M2 2八、確定電動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)確定工作機(jī)所需功率PW考慮曲柄在傳動(dòng)過程中會(huì)受到阻力與受到穿東莞效率的影響，初定工作機(jī)所需克服的阻力略大于搓絲機(jī)所受的阻力F=9kN；v=vB=0.628m/s；工作機(jī)效率取門=0.95；求得工作機(jī)所需功率P=Fw^vw=5.95kWw1000Hw確定電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速〃電動(dòng)機(jī)2曲柄?'總=40(2~5)v帶傳動(dòng)比(8~40)兩級(jí)齒輪減速傳動(dòng)比=40X3X25=3000r/min確定電動(dòng)機(jī)輸出功率P、額定功率PmP=P/門門=門.門2.門3.門0w bgrc查資料可以得到V帶傳動(dòng)效率門b=0.95；齒輪嚙合效率門g=0.97；滾動(dòng)軸承效率門r=0.99；聯(lián)軸器效率門=0.99求得P=5.95/0.86=6.92kW0P=(1?1.3)P=(6.92?8.99)kW取P=7.5kW；繼而確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132S2-2九、確定各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比、各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、輸入轉(zhuǎn)矩n2900①傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比匕廣w=72.5②取v②取v帶傳動(dòng)比■=4b兩級(jí)齒輪減速傳動(dòng)比兩級(jí)齒輪減速傳動(dòng)比P=18.1251 2因?yàn)椋?(1.22?P=18.1251 2因?yàn)椋?(1.22?1.4)，1 2取z'=1.3?1 2=4.85i=3.732各軸轉(zhuǎn)速各軸轉(zhuǎn)速n―n―tft-竺2=725,/min429°°_=i49-/min4x4.85nin2900=40r/minin4x4.85x3.73各軸輸入功率PIpnpnlP*r|=6.92x0.99=6.85W0cPIpnpnl=P*r|?門=6.85x0.99x0.97=6.58WIrg=P*r|*r|=6.58x0.99x0.97=6.32Wnrg各軸輸入轉(zhuǎn)矩TOC\o"1-5"\h\zT=9.55x106xi=9x1042V?mmi niPT=9.55x106x—=4.2x105A^?mmn nniPT=9.55x106x—=1.5x106m nini十、確定曲柄軸上的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之前已經(jīng)求得曲柄的驅(qū)動(dòng)力矩，由于曲柄與飛輪安裝在同一軸上，所以曲柄所受的力矩與飛輪所受力矩一樣大，考慮驅(qū)動(dòng)力矩為一變化的值，設(shè)計(jì)飛輪時(shí)以受到的最大驅(qū)動(dòng)力矩為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。由質(zhì)點(diǎn)系對(duì)軸的角動(dòng)量定理有L=jMdt又L=Jw即可以求得飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J（這種求法應(yīng)該有問題，但是題目沒有給出速度不均勻系數(shù)，即使我對(duì)飛輪所受力矩進(jìn)行每10°求值最后根據(jù)能量公式來轉(zhuǎn)換計(jì)算，也求不出來，所以，你懂得。。。。）十一、確定減速系統(tǒng)中各零部件的尺寸1、V帶傳動(dòng)V帶設(shè)計(jì)功率P=KAXP=1.2X7.5=9kW確定帶型 由P/n1(小帶輪轉(zhuǎn)速)可以選定截型為B型的V帶確定傳動(dòng)比大小帶輪轉(zhuǎn)速前面已經(jīng)取定傳動(dòng)比i=3;由，=氏=華=3；n=2900r/minnd 12 1得到n=967r/min2確定小帶輪最小基準(zhǔn)直徑查表選定125<d1<200(mm)取《=150確定大帶輪最小基準(zhǔn)直徑由d=i?d?(1—&)其中&=0.01?0.02TOC\o"1-5"\h\z2 1計(jì)算出d=445mm確定帶速V=nd1n1=22.765m/s<v=25?30m/s60X1000 max初定中心距0.7(d+d)<a<2(d+d)取a=1.2(d+d)=714mm2 1 0 2 1 0 2 1確定基準(zhǔn)長(zhǎng)度L=2a+n(d+d)/2+(d22d22=2392mm0 021 4a0查V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度系列取L=2500mm確定實(shí)際中心距a=a0+(L-L0)/2=768mm確定小帶輪包角 =180°-(d2-d)x57.3/a=158。2、高速級(jí)齒輪傳動(dòng)確定齒輪嚙合類型 由圖可以看出采用的是直齒圓柱齒輪、硬齒面閉式傳動(dòng)；因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)轉(zhuǎn)速40r/min 轉(zhuǎn)速不高，故選用8級(jí)精度；確定材料小齒輪20CrMnTi（滲碳淬火）硬度56~62HRC大齒輪20Cr（滲碳淬火）硬度56~62HRC確定設(shè)計(jì)方案因?yàn)椴捎玫氖怯昌X面閉式傳動(dòng)，所以按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。設(shè)計(jì)查表知小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限。fiimi=850Mpa大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限。f響=850Mpa因?yàn)橐话愎I(yè)齒輪傳動(dòng)，采用一般可靠度，故選安全系數(shù)MSFT.25；因?yàn)橛昌X面閉式傳動(dòng)，為提高輪齒彎曲強(qiáng)度，應(yīng)取較小齒數(shù)與較大模數(shù)，所以取十18，Z2=〈?彳=4.85x18=87.3w87因?yàn)閎f廣。f2=bf「JSf=850+1.25=680MPa查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》13-6得齒形系數(shù)Y/2.91七=1.53（小齒輪） YFa2=2.20 七2=1.78（大齒輪）查表13-3得載荷系數(shù)K=1.5比較大小齒輪的Yf*，計(jì)算后知小齒輪大，故對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。F查表選擇寬度系數(shù)'d=0.6=2.09繼而得到分度圓直徑D=繼而得到分度圓直徑D=Z?m=54mmD=Z?m=261mm==157.5mm中心距齒寬b=8?D=32.4mm取b=34mmb=40mm；⑥校核b=Z?Z?：2?K?T?也=541~667MPa<In ]/S=1364MPaHEH?b?D2 U HlimminH滿足要求。

3、確定低速級(jí)齒輪傳動(dòng)確定齒輪嚙合類型 由圖可以看出采用的是直齒圓柱齒輪、硬齒面閉式傳動(dòng)；選用8級(jí)精度；確定材料小齒輪40Cr（表面淬火）硬度48-55HRC大齒輪45鋼（表面淬火）硬度40~50HRC確定設(shè)計(jì)方案因?yàn)椴捎玫氖怯昌X面閉式傳動(dòng)，所以按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核。設(shè)計(jì)查表知小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限。fiimi=700~740Mpa；（720MPa）接觸疲勞強(qiáng)度極限。 =1150~1210MPa；（10Ma）Hlim大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 =680~700Mpa；（690MPa）Flim2接觸疲勞強(qiáng)度極限。由皿=1120~1150MPa（11M）因?yàn)橐话愎I(yè)齒輪傳動(dòng)，采用一般可靠度，故選安全系數(shù)msf=1-25；因?yàn)橛昌X面閉式傳動(dòng)，為提高輪齒彎曲強(qiáng)度，應(yīng)取較小齒數(shù)與較大模數(shù)，所以取十18，Z2=〈?彳=3.73x18=67.14；查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》13-6得齒形系數(shù)Y廣2.91七=1.53（小齒輪）Y/2.24 七2=1.75 （大齒輪）查表13-3得載荷系數(shù)K=1.5比較大小齒輪的上.*，計(jì)算后知小齒輪大，故對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。F查表選擇寬度系數(shù)'d=0.6=3.686繼而得到分度圓直徑中心距a=D1+D1 2=170mmD=Z?m=72mmD=Z?m=繼而得到分度圓直徑中心距a=D1+D1 2=170mmb=50mm；1齒寬b=4?D=43.2mm取b=44mmb=50mm；1⑥校核Q=Z?Z?：2?K?T?也=722-950MPa<In ]/S=1036MPaHEH*b?D2 U HlimminH滿足要求。4、軸的設(shè)計(jì)與校