畢業(yè)設(shè)計（論文）-自動螺紋搓絲機設(shè)計

全套圖紙加V信153893706或扣3346389411摘要近年來，由于我國繼續(xù)全面深化改革開放，我國各行業(yè)各都取得了顯著的成效，經(jīng)濟明顯增長，我國的機械制造業(yè)更是取得了巨大的成就，自動化程度明顯提高，隨著我國2025計劃的提出，更是助長了我國機械自動化技術(shù)的進步。隨著中國智能制造業(yè)的發(fā)展，螺絲等標準件的加工設(shè)備隨著自動化的發(fā)展也在不斷更新?lián)Q代，也在朝著自動化的方向發(fā)展。作為螺絲的加工設(shè)備，搓絲機避免了車床、鉆床和手工攻絲的缺陷。另外，搓絲機可以大大提高工作效率，減少工作量和工作壓力，而且比較耐用，在機械制造行業(yè)中進行了普及。當下，商場上雖然搓絲機很多，但大多數(shù)都是小廠產(chǎn)物，產(chǎn)物質(zhì)量和安穩(wěn)性都有待于進一步的進步。有些搓絲機常常呈現(xiàn)機器毛病，給產(chǎn)物生產(chǎn)廠家造成了很大的困惑。在這種情況下，設(shè)計一種全自動能夠進行螺絲加工制作的搓絲機，顯得尤為必要?；谝陨戏治?，本文主要針對搓絲機進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。首先，對搓絲機的工作原理進行介紹，其次，對搓絲機進行總體方案結(jié)構(gòu)的設(shè)計，接著，對搓絲機上的電動機、聯(lián)軸器、皮帶、齒輪以及軸承等重要組分展開計算與挑選。筆者借助對大量資料的查閱和梳理并給予老師的指導下展開關(guān)于搓絲機的設(shè)計研究。關(guān)鍵詞：螺紋；送料機構(gòu)；移送機構(gòu)；搓絲機

AbstractWiththedevelopmentofsociety,China'sreformhasgonefurtherandopeningup,China'svariousindustrieshaveachievedremarkableresultsandremarkableeconomicgrowth.China'smachinerymanufacturingindustryhasmadegreatachievements,andthedegreeofautomationhasbeensignificantlyimproved.WiththeproposalofChina2025plan,IthasmadepositivecontributionstothedevelopmentofmechanicalautomationtechnologyinChina.Gradually,withthedevelopmentofChina'sintelligentmanufacturingindustryandtheprocessingofstandardpartssuchasscrews,theaboveequipmentisalsoconstantlyupdatedwiththeadventoftheeraofautomation,andisalsodevelopinginthedirectionofautomation.Asascrewprocessingequipment,thethreadrollingmachineavoidsthelimitationsoflathe,drillingmachineormanualtapping.Secondly,thethreadrollingmachinesavestimeandlabor,isnoteasytorotteeth,andthetapisnoteasytobreak.Itismoreandmoreitisfullyapplicabletomachinerymanufacturingindustry.Nowdays,althoughtherearemanysilkrubbingmachinesinshoppingmalls,mostofthemaretheproductsofsmallfactories,andtheproductqualityandstabilityneedtobefurtherimproved.Somewirerollingmachinesoftenpresentmachineproblems,whichhascausedgreatconfusiontotheproductmanufacturers.Inthiscase,itisparticularlynecessarytodesignafullyautomaticthreadrollingmachinewhichcanprocessandmanufacturescrews.Basedonthetosumup,thispapermainlystudiesonthestructuraldesignofthewirerollingmachine.Firstly,theworkingprincipleofthewirerollingmachineisintroduced.Secondly,theoverallschemeandstructureofthewirerollingmachinearedesigned.Finally,themotorandotherimportantcomponents,coupling,belt,gearandbearingonthewirerollingmachineareselectedandcalculated.Thispaperfocusesonthedesignofwirerubbingmachinebysearchingliteratureandconsultingteachers.Keywords：Thread;Feedingmechanism;Transferorganization;Threadrollingmachine目錄11517引言 引言1.背景現(xiàn)代工業(yè)的飛速進步導致大眾關(guān)于制造業(yè)的標準也在同步提升，尤其體現(xiàn)在進度和效率兩方面。而精密機械在動載高負荷的工作條件下對螺紋聯(lián)接件要求也逐步升高，具體體現(xiàn)在強度、精度、硬度和質(zhì)量四方面。搓絲機通過兩個搓絲板的擠壓作用將螺桿制成螺絲,完成螺紋連接件的制作，但也因為進料角度、震動等問題使螺紋件達不到使用要求。自我國實行改革開放至今，同時加上我國于WTO的企業(yè)數(shù)量日益提升，我國機械行業(yè)得到不斷的發(fā)展，也推動了我國螺絲制作的工藝，人們開始研究用機器代替人工攻絲，進而搓絲機的得到了發(fā)展，搓絲方式也豐富起來，人們研究出通過在搓絲機上調(diào)節(jié)不同的料道活動夾板，來生產(chǎn)制作不同大小的螺絲來，機器逐漸取代手工作業(yè)，我們只需要購買螺釘?shù)仍牧希缓蟀崖葆斣牧戏湃氪杲z機進料裝置中，機器可以按照設(shè)定的時間和程序，將其加工成帶有螺紋的螺絲。2.搓絲機研究的目的及意義螺絲在機械產(chǎn)業(yè)中扮演非常重要的角色，特別是在機床、非標自動化設(shè)備、醫(yī)療機械、航空航天等領(lǐng)域，很多設(shè)備的正常工作都離不了螺絲這種標準件。隨著機械自動化技術(shù)的發(fā)展和普及，越來越少的人有多余的時間手工攻絲制作螺絲了。在這種背景下，研究一種能夠進行自動生產(chǎn)螺紋的設(shè)備顯得尤為重要?，F(xiàn)如今市面中正在銷售的部分螺絲制造設(shè)備，關(guān)于工藝方面均存在部分弊端。如何尋找一種優(yōu)質(zhì)、高效、自動進行螺絲的制作的方法已經(jīng)非常有必要。本課題的目的主要設(shè)計一款自動螺絲機加工的機器，用來快速、方便地對螺絲進行攻絲生產(chǎn)制作，從而高效地實現(xiàn)螺絲的加工。本設(shè)計主要采用自動化程度高，精度高和防振措施好的結(jié)構(gòu)特點，解決目前手工加工帶來的生產(chǎn)率低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。此設(shè)備可適用于中小型企業(yè)的生產(chǎn)要求和能力。通過本設(shè)計使我們掌握自動化設(shè)備的設(shè)計方法，強化我們的了解問題和處理問題的能力。3.搓絲機國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問題搓絲機國內(nèi)主要發(fā)展現(xiàn)狀自動搓絲機是設(shè)立他來生產(chǎn)螺母的現(xiàn)有設(shè)備，它具有其他設(shè)備所不具備的簡便性、靈巧性和高機能的優(yōu)點。2006年，我國政府對自動搓絲機的節(jié)能指標是4%，但是很可惜因為技術(shù)水準未能達到世界領(lǐng)先水平，并沒有完成預定的目標。經(jīng)過改革開放二十多年的發(fā)展，目前我國有著上萬家的螺絲生產(chǎn)廠家，是世界上螺絲產(chǎn)量最多的國家，大量螺絲生產(chǎn)企業(yè)的誕生也推動了搓絲機的發(fā)展。搓絲機市場需求量不斷增加，在國家十二五規(guī)劃的指引下，搓絲機產(chǎn)業(yè)正逐步走向系統(tǒng)化，正規(guī)化，節(jié)能環(huán)保將是螺絲機企業(yè)未來發(fā)展的新方向。但是搓絲機的發(fā)展也有其局限性，目前絕大多數(shù)的高速搓絲機都是引進外國技術(shù)，絕大多數(shù)的企業(yè)不具備自主創(chuàng)新能力。部分企業(yè)為了節(jié)省成本，購進技術(shù)起點低的搓絲機，嚴重的破壞了生態(tài)環(huán)境，消耗了大量的資源，成為中國的不可承受之痛。為此，有需要研究搓絲機產(chǎn)業(yè)全體市場的供需形勢及產(chǎn)業(yè)前景做出判斷，研究設(shè)計自動化程度高的螺紋加工搓絲機，以更好地滿足市場需求。國內(nèi)設(shè)計制造的搓絲機存在的主要問題在于搓絲機的傳動系統(tǒng)大多暴露在外面，沒有采取保護措施，搓絲機在工作過程中容易對人造成傷害。搓絲機國外主要發(fā)展現(xiàn)狀國外搓絲機的發(fā)展較國內(nèi)較早，技術(shù)較先進，一般都是自動化的操作，以德國、韓國、日本等國家的先進技術(shù)為代表，他們制造的搓絲機多為互換性和先進，可實現(xiàn)不同種螺絲規(guī)格的攻絲要求，最主要的是加工精度比較的高，加工的效率和加工的質(zhì)量都非常的高，除此之外，國外的搓絲機一般對采用機器人操作，在無人的條件下，機器人可根據(jù)程序的控制，完成既定的加工過程。國外搓絲機的發(fā)展存在的主要問題在于自動化程度太高，其制造成本偏高?？傊S著社會的發(fā)展和科技的進步，搓絲機在平常的應用中經(jīng)過技術(shù)人員的不斷發(fā)展和更新，設(shè)備開始慢慢日趨自動化，市面中傳統(tǒng)搓絲機逐漸淡出大眾視野，全自動智能化搓絲機深受大眾所青睞。由此搓絲機制造商進行自動化設(shè)備的研發(fā)過程中逐漸開始重視科技的力量，因此展開同科研組織、高等學校和專業(yè)工作單位的合作目的在于進行技術(shù)商洽，同時通過技術(shù)協(xié)作共同完成關(guān)于非標自動化設(shè)備的研發(fā)工作，以此促進商用搓絲機盡快朝著更加自動化和智能化的方向發(fā)展。4.搓絲機的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要內(nèi)容和方法課題的主要內(nèi)容在目前搓絲機的基礎(chǔ)上進行創(chuàng)新改進，本畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容如下：1）對搓絲機的需求進行分析，調(diào)研搓絲機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理等數(shù)據(jù)，收集搓絲機的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)。2）了解以往搓絲機結(jié)構(gòu)，總結(jié)搓絲機設(shè)計過程中遇到的問題點及難點，確定螺紋加工搓絲機的總體結(jié)構(gòu)方案。3）關(guān)于搓絲機設(shè)計方案內(nèi)容方面共計包括以下四方面，分別是傳動系統(tǒng)、進給系統(tǒng)、進料裝置以及出料裝置。4）按照搓絲機設(shè)計方案展開關(guān)于傳動系統(tǒng)及相關(guān)組分的設(shè)計工作，帶傳動設(shè)計、齒輪傳動設(shè)計、軸設(shè)計、軸承設(shè)計等，最終完成搓絲機的設(shè)計。5）完成搓絲機的設(shè)計說明書的撰寫，二維圖的繪制。課題的主要方法1）通過查閱文獻，對搓絲機的需求進行分析，調(diào)研面條機的傳動系統(tǒng)、進給系統(tǒng)等數(shù)據(jù)，以及搓絲機的進料裝置結(jié)構(gòu)，收集搓絲機的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)。2）展開關(guān)于傳統(tǒng)搓絲機的優(yōu)勢與不足的深入研究與分析，然后將傳統(tǒng)搓絲機的優(yōu)勢融入筆者本次的畢業(yè)設(shè)計中，將不足加以改進，從而為本畢業(yè)設(shè)計奠定了良好的理論基礎(chǔ)。3）實際設(shè)計時，部分超出自己認知和解決范圍外的專業(yè)知識可以及時請教專業(yè)人士，比如老師以及專家教授等。

第一章搓絲機總體方案的設(shè)計1.1搓絲機的工作原理1）螺絲加工直徑最大為10mm；2）螺絲加工最大長度為180mm；3）曲柄滑塊的最大行程為320mm-340mm；4）搓絲動力為：9kN;5)生產(chǎn)綱領(lǐng)為：10萬件/每天（即每分鐘為70件/min），兩班制。本次所設(shè)計的搓絲機主要由帶傳動系統(tǒng)，曲柄滑塊系統(tǒng)，和工作部分等組成。帶傳動體統(tǒng)主要由電動機、主動帶輪、從動帶輪、皮帶和傳動軸等組成；曲柄滑塊系統(tǒng)主要由包括鏈桿、齒輪連桿軸等組成，工作部分主要由動搓絲板、定搓絲板、導料槽等組成。其運動原理是電動機提供動力，通過帶傳動體統(tǒng)將動力傳遞給曲臂系統(tǒng)。通過彎曲臂的旋轉(zhuǎn)，帶動移動的搓絲板來回移動，并與固定的搓絲板相互作用，擠壓工件，從而達到加工螺釘?shù)淖罱K目的1.2移送機構(gòu)方案設(shè)計1.2.1帶傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計帶傳動體統(tǒng)主要由電動機、主動帶輪、從動帶輪、皮帶和傳動軸等組成。帶傳動的主要作用是傳遞電動機的功率和轉(zhuǎn)矩。在傳遞過程中，由于帶傳動中有損耗，所以電動機的功率經(jīng)過帶傳動后稍有損耗。由于帶傳動的傳動比，經(jīng)過帶傳動軸時傳動速度較低，轉(zhuǎn)矩增大。帶傳動的結(jié)構(gòu)示意圖見下圖1.1所示。1-從動帶輪；2-傳動軸；3-皮帶；4-主動帶輪；5-電動機圖1.1帶傳動系統(tǒng)1.2.2曲柄滑塊系統(tǒng)的方案設(shè)計曲柄滑塊系統(tǒng)主要由鏈桿、齒輪連桿軸等組成。曲柄滑塊的主要作用是帶動活動搓絲板不停的來回運動，從而完成搓絲的加工。曲柄滑塊系統(tǒng)的方案結(jié)構(gòu)示意圖見下圖1.2所示。1-搖桿；2-曲柄；3-齒輪；4-軸圖1.2曲柄滑塊系統(tǒng)的方案結(jié)構(gòu)示意圖1.2.3工作部分的方案設(shè)計工作部分主要由動搓絲板、定搓絲板、出料槽等組成。工作部分的功能為將螺絲原材料通過動搓絲板和定搓絲板之間的摩擦，在螺桿原材料上搓出螺紋，并把搓絲后得螺桿推向出料槽處。工作部分是本次設(shè)計的主要和關(guān)鍵部分，工作部分結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞，將直接影響到搓絲質(zhì)量的好壞。本次所設(shè)計的工作部分的方案結(jié)構(gòu)示意圖見下圖1.3所示。1-出料槽；2-動搓絲板；3-滑道鎖板；4-燕尾滑道圖1.3送料機構(gòu)的方案結(jié)構(gòu)示意圖1.3送料機構(gòu)的設(shè)計送料機構(gòu)主要由偏凸輪、送料搖桿、送料導桿、線性軸承座、彈簧、送料塊推桿、送料塊等組成。送料機構(gòu)的主要作用是將來料推送至搓絲機工作部分，在推送的過程中只能將單個的將要搓絲的螺桿推送至工作部分處。偏凸輪在轉(zhuǎn)動的過程中，帶動送料搖桿左右扭動，送料導桿直接和送料搖桿相連，且送料導桿的兩端都帶有彈簧，這樣就帶動送料塊不斷左右擺動，每當偏凸輪轉(zhuǎn)動一圈，將會帶動送料塊左右擺動一次，即將一個螺桿推入工作部分內(nèi)，實現(xiàn)多螺桿的搓絲作業(yè)，即完成一個搓絲任務。搓絲機的送料都是以上過程周而復始的運轉(zhuǎn)實現(xiàn)批量螺桿搓絲的。送料機構(gòu)的方案結(jié)構(gòu)示意圖如下圖1.4所示：偏凸輪；2-送料搖桿；3-送料導桿；4-彈簧；5-線性軸承座；6-送料塊；7-連接軸；8-送料塊推桿圖1.5送料機構(gòu)示意圖1.4搓絲機總體方案的設(shè)計經(jīng)過前面的方案設(shè)計及匯總，本次所設(shè)計的搓絲機總體方案如下：本次所設(shè)計的搓絲機用于加工螺釘?shù)葮藴始系穆菁y。在搓絲機工作部分，定搓絲板安裝在機頭上，動搓絲板和滑塊相連接。實際進行螺絲的加工時，借助滑塊的帶動，動挫絲板進行來回運動。于初始狀態(tài)下，送料系統(tǒng)負責把要加工的部件置于兩搓絲板中間，借助滑塊的帶動使得所要加工部件于兩搓絲板間來回運動，從而制得同搓絲板高度吻合的螺紋。搓絲板數(shù)量是兩組，以此能夠?qū)崿F(xiàn)所要加工部件兩端螺紋的同步搓制?；瑝K循環(huán)一次，加工一個工件。搓絲機總體的方案結(jié)構(gòu)示意圖見下圖1.6所示。圖1.6搓絲機總體結(jié)構(gòu)示意圖第二章搓絲機移送機構(gòu)的設(shè)計2.1電動機的功能分析和功率計算2.1.1電動機的功能分析搓絲機的動力來源于電動機，在整個搓絲作業(yè)過程中，電動機為其整個過程提供足夠的轉(zhuǎn)矩。恰當?shù)倪x擇合適的電動機是機械設(shè)計中的一個非常主要的環(huán)節(jié)。選擇合適的電機可以簡化設(shè)計，最大限度地提高電機的效率。2.1.2電動機的功率的計算由題意可知，要加工的螺絲長度為:那么所需要的下搓絲板的寬度至少要跟螺絲的長度相等，本次取下搓絲板寬度和螺絲的最大長度相等。經(jīng)過軟件測繪，曲柄滑塊上搖桿的長度為：曲柄轉(zhuǎn)動的角速度計算公式如下：曲柄和搖桿連接處的線速度：曲柄轉(zhuǎn)動所需要的功率如下：曲柄處需要的轉(zhuǎn)矩計算如下：需要的電機功率：在上式中,查電機選型手冊得：時間系數(shù)；工況系數(shù)；溫度系數(shù)；由此查機械設(shè)計手冊，所選擇三相異步的電動機型號為：1LE1-IMB3-160L-4，電動機同步轉(zhuǎn)速設(shè)定于1500r/min，額定轉(zhuǎn)速設(shè)定為1460r/min，額定功率是15kW，額定電流是29.5A，額定轉(zhuǎn)矩是98kN.m，該電動機的安裝形式為不帶法蘭安裝，其防護等級為IP55等級。2.2帶傳動的設(shè)計2.2.1各種傳動方案的比較及傳動裝置的確定在現(xiàn)在化機械制造過程中，傳動方式經(jīng)過不斷的發(fā)展和演變，已經(jīng)基本上形成了標注化和固定化的傳動形式，在現(xiàn)在我們進行機械設(shè)計的過程中，對于傳動方式的選取，基本上都形成了規(guī)范性的文件。關(guān)于傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計方面，現(xiàn)如今在傳動方式上共包括以下幾種，分別是齒輪傳動、鏈輪鏈條傳動、皮帶傳動、渦輪蝸桿傳動、絲桿傳動以及液壓氣壓傳動等，其傳動的優(yōu)缺點見下表2-1所示：表2-1各種傳動方式的優(yōu)缺點比較序號傳動方式優(yōu)點缺點備注1齒輪傳動傳動功率大、速度快；傳動比穩(wěn)定且精準；工作效率高；耐用；結(jié)構(gòu)精簡。工藝復雜；成本高；中心距較大環(huán)境下無法使用。2鏈輪鏈條傳動無彈性滑移，平均傳動比恒定；鏈條無需張緊，作用在軸上的徑向力弱，軸承耐磨，傳動效率高；流線型結(jié)構(gòu)；可在惡劣的環(huán)境下使用。瞬時傳動比不穩(wěn)定，存在動載荷，使用中存在沖擊、振動及噪音；只能在兩個平行軸中間以同一方向旋轉(zhuǎn)和驅(qū)動；齒輪磨損后容易跳檔，不適合負荷變化大、變化快的場合。3皮帶傳動可以吸振、緩沖，傳動穩(wěn)定，幾乎無噪音；打滑具有安全保護功能；便于加工，長距離傳動效率高。傳動比不穩(wěn)定；整體尺寸設(shè)計大；需要張力，軸和軸承上的壓力大；傳動效率低，使用年限短，不適用于高速和易燃環(huán)境。4渦輪蝸桿傳動傳動比高，結(jié)構(gòu)精簡；傳動穩(wěn)定；存在自鎖功能。傳動效率低；成本高；安裝時對中心距精度要求高。5絲桿傳動傳動效率高、精度高；反向間隙?。挥锌赡嫘?；壽命長。成本高；無自鎖性。6液壓氣壓傳動質(zhì)量輕、體積小、反應快；可實現(xiàn)無級調(diào)速，調(diào)節(jié)方便；操作簡單，易于控制；；使用安全、可靠。制造精度要求高；傳動比不可控。對上表中關(guān)于所有傳動方式的對比，同時與筆者畢業(yè)設(shè)計需求相結(jié)合，最后將本次畢業(yè)設(shè)計關(guān)于搓絲機傳動系統(tǒng)中傳動方式的選擇方面確定為帶傳動方式。2.2.2皮帶的設(shè)計1）計算功率的計算借助電動機額定功率展開關(guān)于計算功率的計算，具體公式如下：查清華大學出版社.銀金光、劉揚主編的機械設(shè)計書P101頁表5-7工作情況系數(shù)的取值，本次，帶入已知數(shù)據(jù)，計算出2）V帶型號選擇根據(jù)小帶輪轉(zhuǎn)速和計算功率，查清華大學出版社.銀金光、劉揚主編的機械設(shè)計書P101頁圖5-11得，本次選擇的皮帶為B型。3）明確計算帶輪的直徑并檢驗帶速v主動帶輪實際選擇過程中切忌過大或過小。主動帶輪的直徑偏大的話，直接會影響帶的外形尺寸，影響就是使得整體的結(jié)構(gòu)不緊湊。清華大學出版社.銀金光、劉揚主編的機械設(shè)計書P101圖5-11在帶選擇過程中，取小帶輪的直徑為：帶速的驗證計算公式為：（2-1）由本次搓絲機生產(chǎn)綱領(lǐng)可知，搓絲機工作轉(zhuǎn)速為：搓絲機總的傳動比值為：初定帶輪傳動比為：則齒輪的傳動比為：則大帶輪的直徑計算公式為：（2-2）把已知數(shù)據(jù)代入公式（3-2），計算出大帶輪的大小是：（2-3）帶輪安裝傳動軸的轉(zhuǎn)速為：（2-4）查機械設(shè)計手冊可知，電動機輸出的功率一般為帶傳動的效率為：齒輪傳動的效率為：那么帶輪安裝傳動軸的輸入功率為：齒輪安裝傳動軸的輸入功率為：聯(lián)立公式（3-1）-公式（3-4），計算出帶速為：由于，因此本次所設(shè)計的帶速是合理的。4）確定中心距離，并選擇V形皮帶的參考長度查清華大學出版社.銀金光、劉揚主編的機械設(shè)計書P102頁帶輪中心距計算公式（5-22）得到初定帶輪中心距的計算公式如下：（2-5）帶入已知數(shù)據(jù)得，初定中心距為：a0=800mm。根據(jù)帶傳動的幾何關(guān)系，借鑒清華大學出版社.銀金光、劉揚編制的機械設(shè)計書P103頁中關(guān)于帶長的計算公式（5-23）可得，（2-6）帶入數(shù)據(jù)可得，L0=2636mm。查清華大學出版社.銀金光、劉揚主編的機械設(shè)計書P91頁帶的基準長度：Ld=2500mm。所以實際中心距的計算公式如下：5)檢驗小帶輪上的包角查清華大學出版社.銀金光、劉揚主編的機械設(shè)計書P103頁驗算主動帶輪上的包角計算公式如下：6）確定V帶的根數(shù)Z查清華大學出版社.銀金光、劉揚主編的機械設(shè)計書P103頁V帶根數(shù)計算公式如下：（2-7）為了使得V帶的受載均勻，因此V帶的數(shù)量選擇一般不超過8，一般取3-6根為宜，且V帶在計算時應該為整數(shù)。查清華大學出版社.銀金光、劉揚主編的機械設(shè)計書P96頁表5-4由于所選帶型為B帶，小帶輪的基準直徑為160mm，由此查得許用功率為：（2-8）查表5-5，可得基本額定功率增量為：（2-9）查表5-6得包角系數(shù)：（2-10）查表5-2，可得帶長修正系數(shù)為：（2-11）（2-12）將公式（3-8）、（3-12）帶入公式（3-7）得，取整數(shù)后，故本次帶Z=3根。7）計算單根V帶的初拉力F0查清華大學出版社.銀金光、劉揚主編的機械設(shè)計書P90頁表5-1普通V帶的截面尺寸圖，B型帶每米質(zhì)量為0.18，單位是kg/m。單根V帶的初拉力F0的計算公式如下：8)V帶對軸的壓力Q的計算查清華大學出版社.銀金光、劉揚主編的機械設(shè)計書P103頁V帶對軸的壓力Q計算公式為：2.3帶輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的主要作用是在回轉(zhuǎn)類傳動系統(tǒng)中，支撐軸系上的軸承等零件，同時，用來傳遞運動和動力。圍繞承受載荷方面對軸展開分類，主要包括心軸、轉(zhuǎn)軸以及傳動軸三種；圍繞軸線方式方面對軸展開分類，主要包括曲軸和直軸兩種，應用最普遍的當屬直軸，直軸中又包括光軸和階梯軸。2.3.1帶輪軸的材料選擇軸材料的選擇方面通常用碳鋼和合金鋼兩種。關(guān)于軸的工藝方面，則按照軸的實際應用選擇所需方式，部分發(fā)揮關(guān)鍵作用且重載的軸通常選擇軋鋼圓鋼和鍛件，其他普通輕載軸通常選擇一般的碳鋼加進行處理。由于本次所設(shè)計的帶輪軸受力不是很大，所傳遞的力矩也不是很大，根據(jù)設(shè)計要求，綜合考慮使用45號鋼作為帶輪軸的材料。2.3.2帶輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)于帶輪軸設(shè)計方面，重點針對兩方面來進行，一方面是結(jié)構(gòu)設(shè)計，另一方面是加工能力。軸在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中重點關(guān)注其形式及尺寸兩方面。若在最終方案里面出現(xiàn)問題，關(guān)于最終工作表現(xiàn)方面一定造成不良影響，對于整個組分的平穩(wěn)運行極為不利，另外，結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)問題對于成本也造成極大的浪費，對于各組分的組裝方面造成阻礙，所以，在整個軸的設(shè)計過程中重點需加強關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的工作。通常，軸的工作能力與強度密切相關(guān)，并且可以直接對工作能力產(chǎn)生影響，展開關(guān)于軸剛度的計算，主要是為了防止軸在工作過程中產(chǎn)生變形，進而影響軸系零件的使用。在高速運行的特殊條件下，應計算軸的振動穩(wěn)定性。為了防止軸因共振而損壞，本次主要檢查軸的強度。帶輪軸于設(shè)計時，一般借助以下公式展開最小直徑的計算：上式中：表達扭轉(zhuǎn)切應力（Mpa）T表達軸所承受的扭矩（N.m）表達軸的抗扭截面系數(shù)（）P表達軸所傳遞的功（kw）d表達截面部位直徑大?。╩m）表達許用扭轉(zhuǎn)應力（Mpa）由上式可求得經(jīng)查清華大學出版社.銀金光、劉揚主編的機械設(shè)計書P288表12-3可得A0的范圍為126到103，為了設(shè)計方便取A0=110。由前面的計算數(shù)據(jù)可得，本次設(shè)計的帶輪軸的最小直徑dmin：軸直徑≤100mm前提下，若僅有一個鍵槽，此時軸徑需增加5%至7%，若存在兩個鍵槽，此時需增加10%至15%。本畢業(yè)設(shè)計由于僅具備一個鍵槽，因此，鍵槽周圍實際軸直徑的計算公式如下：mm另外，因為搓絲機關(guān)于主軸所負荷的是沖擊動載荷，因此實際設(shè)計過程中，關(guān)于軸最小部位的直徑需略高于理論值，出于安全因素及其他相關(guān)因素的共同考慮，最終將本次畢業(yè)設(shè)計的帶輪軸最小直徑設(shè)置為。根據(jù)其它軸上零件的選型，確定各軸段直徑：1段：d1=φ45mm,根據(jù)軸承孔徑的大小確定；2段：d2=φ50mm,根據(jù)軸承座安裝直徑的關(guān)系確定；3段：d3=φ55mm,取決小齒輪安裝內(nèi)徑的大??；4段：d3=φ60mm,取決軸承支座安裝內(nèi)徑的大?。?段：d3=φ70mm,取決軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的大??；6段：d3=φ60mm,取決軸承安裝的直徑；根據(jù)其它軸上零件的選型，確定軸上各軸段長 1段：l1=26mm,取決軸承的寬度；2段：l2=40mm,根據(jù)軸承座的寬度尺寸確定；3段：l3=208mm,根據(jù)小齒輪安裝及長度的估算；4段：l4=92mm,根據(jù)軸承的寬度；5段：l5=100mm,根據(jù)軸身的寬度；6段：l6=80mm,根據(jù)大帶輪的寬度；經(jīng)過計算和強度校核。最終所設(shè)計的軸結(jié)構(gòu)示意圖具體見圖2.1：圖2.1帶輪軸的結(jié)構(gòu)示意圖2.3.3軸的強度校核本次所設(shè)計的帶輪軸由于主要受轉(zhuǎn)矩，因此彎矩負荷并不大，因此將帶輪軸依據(jù)傳動軸進行校驗。軸結(jié)構(gòu)尺寸完成設(shè)計后最終能否正常使用必須展開關(guān)于危險截面的進一步校驗。帶輪軸實際旋轉(zhuǎn)過程中軸向負荷較低，所以軸在彎矩負荷并不大，與扭矩相比可不予考慮。主軸所受的扭矩T：扭轉(zhuǎn)強度條件為：帶入公式數(shù)值得：—指軸在對稱循環(huán)變應力條件下的容許彎曲應力，由于本次軸的材料為45，查找機械設(shè)計中頁表12-1軸的慣用材料及其主要力學性能表，得是180MPa；由于帶輪軸屬于傳動軸，所以原設(shè)計強度足夠。2.4設(shè)計和選用V帶帶輪2.4.1確定V帶帶輪的材料滑輪一般采用鑄鐵制造，常用材料牌號為HT150或HT200；鑄鋼應用于轉(zhuǎn)速高的地方；轉(zhuǎn)速較低的宜選擇鑄鋁及塑料。筆者所設(shè)計的搓絲機中關(guān)于V帶輪材料方面選取鑄鐵HT150；2.4.2帶輪結(jié)構(gòu)的確定鑄鐵V帶輪有四種結(jié)構(gòu)，使用頻率高，通常為實心式、腹板式、孔板式和橢圓輪輻式。實際帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，關(guān)鍵在于按照帶輪的基準直徑有針對性的設(shè)計其結(jié)構(gòu)類型；根據(jù)V形皮帶輪槽類型和皮帶輪參考直徑，查[6]表小滑輪的參考直經(jīng)，B型槽，制備實心輪；大帶輪的基準直徑,B型槽，設(shè)計為六橢圓輻輪形式；根據(jù)以上計算結(jié)果，本次設(shè)計的大小滑輪結(jié)構(gòu)見圖2.2和圖2.3：圖2.2小帶輪結(jié)構(gòu)圖圖2.3大帶輪結(jié)構(gòu)圖2.5V帶輪上平鍵的選型關(guān)于V帶輪端部擋板鍵實際設(shè)計時，采用圓頭傳統(tǒng)平鍵聯(lián)接。由于圓頭傳統(tǒng)平鍵（A型）更適合置于軸內(nèi)鍵槽中，以此保證鍵槽內(nèi)具備最佳的穩(wěn)定性。上述鍵在現(xiàn)實中備受青睞。然而也存在不足，即鍵端端兩側(cè)同輪轂相分離，導致無法進行轉(zhuǎn)矩的傳遞，由此圓頭部分無法真正發(fā)揮最佳功能，另外，軸上鍵槽端位置受力相對集中。平頭平鍵（B型）主要置于軸端位置的鍵槽中，由于不存在上述不足，然而關(guān)于相對較大的鍵往往更適合將其固定于鍵槽內(nèi)，避免出現(xiàn)松動。單圓頭平鍵（C型）其用途往往是連接軸端和轂類部件。實際設(shè)計時為使結(jié)構(gòu)更加精簡和易于裝配，盡可能使鍵保持一致，本設(shè)計內(nèi)所用鍵槽的用途主要是帶輪與軸的連接，因此最終采取A型鍵槽。表2-2鍵的尺寸選擇6～8＞8～10＞10～12＞12～17＞17～22＞22～30＞30～38＞38～44b×h2×23×34×45×56×68×710×812×8軸的直徑＞44～50＞50～58＞58～65＞65～75＞75～85＞85～95＞95～110＞110～130b×h14×916×1018×1120×1222×1425×1428×1632×18鍵長系列6，8，10，12，14，16，18，20，22，25，28，32，36，40，45，50，56，63，70，80，90，100，110，125，140，180，200……由上表可來確定鍵的尺寸。通過上述關(guān)于電動機的選型表明，電機輸出軸伸出長度為112mm；軸直徑為42mm；V帶傳動的徑向定位采用平鍵方式。(查表可知：小帶輪上的鍵應選擇：12×90GB1096—79；表示為：圓頭普通平鍵（A型）；b=14mm，h=8mm；l=90mm；大帶輪上的為：鍵14×28GB1096—79；即：圓頭普通平鍵（A型）；b=14mm，h=9mm；l=70mm；)鍵的材料應為抗拉強度不低于600MPa的鋼，通常為45號鋼。鍵槽表面粗糙度：軸槽兩側(cè)的表面粗糙度參數(shù)RA和鍵槽寬度B建議為1.6~3.2um；軸的長度由90毫米的L系列鍵的長度決定。檢查平鍵的強度。選擇一個好的鑰匙，檢查其強度是否符合實際工作的需要。根據(jù)強度校核公式：P=[P]τ=[τ]T代表傳遞的轉(zhuǎn)矩（N·m）；d代表軸直徑（mm）；l代表鍵的工作長度（mm）；k代表接觸高度（mm），k=0.5h，h代表鍵的高度；b代表鍵寬度（mm）；由表可知，5-3-17[8]動連接，輕微連接，表明[P]=40MPa，[τ]=990MPa校核鍵12×90帶輪直接放在電動機軸上N.m校核鍵14×70N.m經(jīng)過校核，本次所選擇的平鍵完全滿足強度要求。

第三章搓絲機送料機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1偏凸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1.1偏凸輪的功能分析在送料機構(gòu)設(shè)計過程中，需要有一個機構(gòu)為送料塊提供擺動的推力。該結(jié)構(gòu)的功能本次用偏凸輪來實現(xiàn)。由于偏凸輪和送料搖桿之間依靠摩擦力接觸，故偏凸輪需要具備耐磨的特性。3.1.2偏凸輪的材料選擇經(jīng)過查閱資料可得，比較耐磨的常見的金屬材料主要特性有比較高的硬度，其次，其組成成分中含有比較高的錳、碳、鉻和硅等微量元素。故本次所選擇的材料為ZGMn13。3.1.3偏凸輪的三維建模經(jīng)過以上的分析和材料選擇，結(jié)合偏凸輪的作用，本次對偏凸輪的三維建模如下圖3.1所示：圖3.1偏凸輪三維結(jié)構(gòu)示意圖3.2送料遙桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.2.1送料遙桿的功能分析在送料機構(gòu)設(shè)計過程中，需要有一個桿件用于連接和傳遞偏凸輪和送料導桿的推力。該桿件的功能本次用連接搖桿來實現(xiàn)。由于偏凸輪和送料導桿之間需要傳遞動力，故送料搖桿需要具備一定的強度的特性。3.2.2送料遙桿的材料選擇由題目設(shè)計可知，在送料機構(gòu)的工作過程中，所傳遞的力并不是很大，故本次所選擇的材料為Q235A鋼板，經(jīng)過銑加工，表面經(jīng)過發(fā)黑而成。3.2.3送料遙桿的三維建模經(jīng)過以上的分析和材料選擇，結(jié)合送料搖桿的作用，本次對送料搖桿的三維建模如下圖3.2所示：圖3.2送料搖桿三維結(jié)構(gòu)示意圖3.3送料塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.3.1送料塊的功能分析在送料機構(gòu)設(shè)計過程中，需要有一個桿件用于將攻絲的螺桿推至動搓絲板和定搓絲板之間去進行搓絲作業(yè)。該桿件的功能本次用送料塊來實現(xiàn)。由于偏凸輪和送料導桿之間會傳遞給送料塊推力，故送料塊需要具備一定的強度和剛度的特性，且不能對將要攻絲的螺桿造成磨損、刮傷、碰傷等破壞。3.3.2送料塊的材料選擇由題目設(shè)計可知，在送料機構(gòu)的工作過程中，所傳遞的力并不是很大，故本次所選擇的材料為尼龍PA66鋼板，經(jīng)過銑加工而成。3.3.3送料塊的三維建模經(jīng)過以上的分析和材料選擇，結(jié)合送料塊的作用，本次對送料塊的三維建模如下圖3.3所示：圖3.3送料塊三維結(jié)構(gòu)示意圖3.4送料結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)經(jīng)過上述的分析，本次所設(shè)計的送料結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)示意圖如下圖3.4所示。圖3.41-偏凸輪；2-送料搖桿；3-送料導桿；4-線性軸承座；5-送料塊；6-送料導桿；7-送料塊推桿

第四章螺紋搓絲機總裝圖的設(shè)計經(jīng)過前面的對搓絲機的調(diào)研，還有對移動機構(gòu)和送料機構(gòu)的方案設(shè)計和選型計算，然后對三維模型進行二維轉(zhuǎn)化，得到了本次所設(shè)計的搓絲及總裝圖，如下圖4.1所示。圖4.1螺紋搓絲機總裝圖

結(jié)論筆者主要展開關(guān)于特定搓絲機的設(shè)計工作，尤其關(guān)于結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計，基于傳統(tǒng)設(shè)備加工方案的基礎(chǔ)上，借鑒其優(yōu)勢，對不足予以改進，最終完成設(shè)計。實際設(shè)計時，筆者進行了非常多的相關(guān)聯(lián)文獻內(nèi)容的閱讀和整理工作，將傳統(tǒng)設(shè)計方案的不足和優(yōu)勢展開研究與分析，最終確定設(shè)計方案，隨后對搓絲機方案用三維軟件畫了方案圖，根據(jù)三維模型的裝配形式對搓絲機模型結(jié)構(gòu)做優(yōu)化和更改。根據(jù)任務書的要求和三維方案的模型，最終順利完成新型搓絲機的設(shè)計方案，參照方案逐一實現(xiàn)方案中所有環(huán)節(jié)的所有工作。至今本次畢業(yè)設(shè)計的完滿結(jié)束讓我感觸頗深，從最初畢業(yè)設(shè)計的選題至現(xiàn)在的結(jié)束，將理論轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵺`，在設(shè)計的過程中我收獲滿滿，一方面對于學校所學內(nèi)容進了復習和鞏固，另一方面也學會了很多新內(nèi)容。本畢業(yè)設(shè)計的完滿結(jié)束讓我深刻體會到理論同實際結(jié)合的意義，僅僅學習理論非常有限，必須將理論同實踐有機結(jié)合方可真正用于實處，并用于實際生產(chǎn)工作。本次畢業(yè)設(shè)計時也曾出現(xiàn)很多困難，從中讓我認識到自身知識的短缺，關(guān)于理論內(nèi)容掌握的不深入也不扎實，借助畢業(yè)設(shè)計工作，將所學理論內(nèi)容再次進行鞏固。

致謝本課題自動搓絲機的設(shè)計從開始到現(xiàn)在，可謂是經(jīng)歷了一個不平凡的過程。美好的時光總流逝的非?？?，轉(zhuǎn)眼之間大學四年就接近了尾聲，還有一個月我們就要拿著畢業(yè)證各奔東西，萬分感慨。都說大學是一個社會的縮影，在這四年，體驗到學業(yè)的艱辛，也感受到很多的關(guān)懷，總的來說，還是受益良多的。機械是一門很復雜的學科，在這一次的畢業(yè)設(shè)計中，我基本運用完了我所有學的理論知識，并且將鮮有的在暑假等假期時獲得的實踐也融入其中，也沒有讓畢業(yè)設(shè)計變得簡單一些。另外，也要感謝我的室友，在制圖軟件上給我了極大的技術(shù)支持。在我設(shè)計思路出現(xiàn)分歧的時候，指導老師耐心給我指正，在我的畢業(yè)設(shè)計過程中給予充分的肯定和鼓勵，老師讓我信心滿滿，讓我的設(shè)計思路不斷清晰，正是因為老師的指導，從而在設(shè)計中避免