北航机械设计课程设计说明书Word格式文档下载.docx
《北航机械设计课程设计说明书Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北航机械设计课程设计说明书Word格式文档下载.docx（27页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
3低速轴
七轴承的选择与校核
1高速轴轴承30209
2中间轴轴承30212
3低速轴轴承30217
八键的选择与校核
九减速器箱体各部分结构尺寸
1箱体
2润滑及密封形式选择
3箱体附件设计
十参考文献
轴辊搓丝机传动装置的设计
课程设计题目
1轴辊搓丝机传动装置设计
1—电动机2—传动装置3—床身4—搓丝机
1）设计背景
搓丝机用于加工轴辊螺纹，基本结构如上图所示，上搓丝板安装在机头4上，下搓丝板安装在滑块3上。
加工时，下挫丝板随着滑块作往复运动。
在起始（前端）位置时，送料装置将工件送入上、下搓丝板之间，滑块向后运动时，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，可同时搓制出工件两端的螺纹。
滑块往复运动一次，加工一个工件。
室内工作，生产批量为5台。
3）
动力源为三相交流380/220V，电动机单向运转，载荷较平稳。
5）
专业机械厂制造，可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮。
2数据表
最大加工直径
最大加工长度
滑块行程
搓丝动力
生产率
/mm
/kN
/（件/min）
10
160
320~340
9
32
拟定传动方案
根据系统要求可知：
32r/min。
以电动机
滑块每分钟要往复运动32次，所以机构系统的原动件的转速应为作为原动机，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：
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320～340mm，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。
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等，利于润滑等。
曲柄长取滑块行程的一半，即160mm，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=230m，m曲柄滑块机构的偏心距e=170mm，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1000mm，此时可以计算出急回特性为，传动平稳。
滑块行程约为325mm。
1）工作机输出功率计算：
已知水平搓丝力大小为9KN，生产率为32件/min，则滑块需要功率为
又滑块效率为，铰链效率为，带传动效率，齿轮传动效率，轴承效率，则
=×
×
=
电动机所需实际功率为
要求Ped略大于Pd，则选用Y系列电动机，额定功率
（2）工作机转速32r/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*nw=384-3840r/min可知电动机应选型号为Y132M—4，同步转速1500r/min，满载转速为1440r/min
3）总传动比i==1440/32=45
初步取带轮传动比i1=，则减速器传动比i2=i/i1=18
取两级圆柱齿轮减速器高速级传动比
4）各轴转速
电动机所需实际转矩及电动机的输出转矩为
轴
输入功率
输出功率
输入转矩
输出转矩
转速
传动比
效率
电机轴
1440r/min
高速轴
576r/min
中间轴
min
低速轴
4带传动主要参数及几何尺寸计算
注：
以下计算过程中所用图表均出自《机械设计基础下册（第2版）》（吴瑞祥王之栎郭
卫东刘静华主编）。
计算项目
计算内容
计算结果
确定计算功率
由表31-7
由公式
选取带型
由图31-15
选用A带
选取小带轮直径
由表31-3
大带轮直径
小带轮带速
初选中心距
初选
带初步基准长度
带基准长度
由表31-2
实际中心距
选取
小带轮包角
带的根数
由表31-3求额定功率P0
由表31-4的基本额定功率增量
由表31-9取包角系数
由表31-2取长度系数
带的初拉力
取4
带的压轴力
由表31-1取
初压力:
5齿轮传动设计计算
1低速级
材料选取：
小齿轮使用40Cr，调质处理，硬度241-286HBS；
大齿轮使用45钢，调质处理，
硬度217-255HBS；
精度等级均为8级
计算项
目
（1）初
步计算
转矩
齿宽系
数
由表27-11
接触疲
劳极限
由表27-14
许用接
触应力计
算
由表B1，估计
动载荷
系数K
初步计
算小齿轮
直径
初步齿宽b
=126mm
2）校核计算
圆周速度
精度等级
由表27-1选取8级精度
齿数z
取
模数
查表27-4取标准值
确定齿数
使用系
由表27-7
动载系
由表27-6
区域系
由图27-18
弹性系
由表27-15
重合度系数
由表27-5
由于无变位，端面啮合角
8级精度
齿间载
齿向载
荷分配系
许用接触应力
非硬齿面斜齿轮，8级精度，由表27-8知：
A=,B=,C=
由表27-17取最小安全系数
总工作时间
盈利循环次数
单向运转
由图27-27取接触寿命系数
齿面工作硬化系数
由表27-18接触强度尺寸系数
润滑油膜影响系数取值
验算
=MPa
合格
（3）确
定主要传动尺寸
中心距
取整
螺旋角
端面模
分度圆
齿宽
当量齿
（4）齿
根弯曲疲劳强度验算
齿形系
由当量齿宽查图27-20取值
应力修
正系数
由图27-21取值
系数
由图27-22取值
另外取值如右
5）齿轮主要传动尺寸列表
压力角
齿顶高
齿根高
齿顶间
隙
2高速级
217-255HBS；
大齿
小齿轮分度圆直径较小，采用齿轮轴形式，调质处理，硬度
轮使用45钢，调质处理，硬度217-255HBS；
精度等级均为8级。
1）初步计算
重合度
=
由图27-9取值
许用弯
曲应力
由图27-30取试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限
由表27-33确定尺寸系数
由图27-32确定弯曲寿命系数
6轴的设计与校核
1初估轴径
C取112
2轴强度校核
1高速轴
受力分析：
水平面
垂直面
弯矩图：
由受力分析知
查表26-2：
安全
2中速轴
安全3低速轴
垂直面
轴承的选择与校核
1高速轴轴承6309
计算公式
轴承主要性能参数
轴承6309性能参数
轴承受力情况
e=
冲击载荷系数
当量动载荷
轴承寿命
由表38-4得
结论：
所选用轴承可用。
轴承主
要性能参数
轴承受
轴承A
力情况
轴承B
极限转速
2
中速轴轴承6309
算项目
承主要性能参数
承受力
情况
承A
击载荷系数
量动载荷
承B
承寿命
限转速
3低速轴轴承6216
轴承6216性能参数
轴承A
轴承B受力明显比A小，故无需校核
键的选择和参数
选用普通平键,圆头,d=30,选用键
键长
接触长度
许用挤压应力
查表铸铁许用挤压应力为
中速轴
选用普通平键,圆头,d1=50mm,d2=50mm,选用键
选用普通平键,圆头,d1=70mm,d2=85mm,选用键
满足要求，可用
名称
符号
尺寸
箱盖壁厚
箱座壁厚
箱盖凸缘厚度
箱座凸缘厚度
地脚螺钉直径
地脚螺钉数目
轴承旁连接螺钉直径
箱盖与箱座连接螺钉直径
轴承端盖螺钉直径
窥视孔盖螺钉直径
定位销直径
起盖螺钉直径
大齿轮顶圆与内壁距离
齿轮端面与内壁距离
轴承端盖外径
轴承端盖凸缘厚度
设计项目
设计内容
密封装置
高速轴密封
毡圈密封，，挡油板内密封
中间轴密封
挡油板内密封
低速轴密封
润滑油以及润滑脂的选择
轴承
脂润滑
齿轮
油润滑
3
箱体附件设计
指标：
通气器
,，，,,
,,
,
其组合件
参考文献
机械设计基础（下策），吴文祥等主编，北京：
北京航空航天大学出版社出版，
机械设计综合课程设计，王之栋、王大康主编，北京：
机械工业出版社，年月机械设计手册
升级会员 