1、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置ms該設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)是對(duì)本學(xué)期機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的歸納和總結(jié)，涵蓋了設(shè)計(jì)的全 部過(guò)程。課程的設(shè)計(jì)任務(wù)是：搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)。從總體方案選擇、傳動(dòng)結(jié)構(gòu) 的設(shè)計(jì)、再到齒輪、軸等等主要傳動(dòng)件的選擇設(shè)計(jì)，檢驗(yàn)及校核，以及箱體、執(zhí) 行機(jī)構(gòu)等的設(shè)計(jì)，我們最終完成了一個(gè)搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置的全部設(shè)計(jì)任務(wù)。該傳動(dòng) 裝置是由帶傳動(dòng)、二級(jí)同軸式圓柱斜齒輪減速器和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)組成，傳動(dòng)比為 45o通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我們將學(xué)過(guò)的基礎(chǔ)理論知識(shí)進(jìn)行了綜合應(yīng)用，培養(yǎng)了結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算能力，并由此對(duì)一般的機(jī)械裝置設(shè)計(jì)過(guò)程有了一定的認(rèn)識(shí)。下面是同軸式減速器的三維建模效果圖:目錄第一章設(shè)計(jì)任

2、務(wù)書(shū)41. 1設(shè)計(jì)要求41.2原始技術(shù)數(shù)據(jù)41.3設(shè)計(jì)任務(wù)4第二章機(jī)械裝置的總體方案設(shè)計(jì)52.1傳動(dòng)裝置方案的選擇52.2執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案的選擇52.3總體方案簡(jiǎn)圖52.4執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖52. 5 電動(dòng)機(jī)的選擇62. 6傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的確定7第三章主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算93. 1齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算93. 2帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算213.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算253. 4 軸的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算293. 5滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算433. 6鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算52第四章減速器箱體及附件的設(shè)計(jì)554.1減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸的確定554.2減速器的潤(rùn)滑和密封56第五章其它技術(shù)要求59參考文獻(xiàn):60第一章設(shè)計(jì)任務(wù)

3、書(shū)1.1設(shè)計(jì)要求（1）該機(jī)用于加工軸規(guī)螺紋，其結(jié)構(gòu)如圖所示。上搓絲板安裝在機(jī)頭上，下搓絲板 安裝在滑塊上。加工時(shí)，下搓絲板隨滑塊做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在起始（前端）位置時(shí), 送料裝置將工件送入上下搓絲板z間。滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，工件在上下搓絲板z 間滾動(dòng)，搓制出與搓絲板一致的螺紋。搓絲板共兩對(duì)，可同時(shí)搓出工件兩端的 螺紋。滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，加工一件。（2）室內(nèi)工作，生產(chǎn)批量為5臺(tái)。（3）動(dòng)力源為三相交流280/220v,電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較為平穩(wěn)。（4）使用期限為10年，大修周期為3年，雙班制工作。軸輾搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)參考圖1床身2傳動(dòng)系統(tǒng)3-滑塊4 一機(jī)頭5送料裝置6上搓絲板7工件8下搓絲板1.2原始

4、技術(shù)數(shù)據(jù)最大加工直徑/mm12最大加工長(zhǎng)度/mm180滑塊行程/mm340公稱搓動(dòng)力/kn9生產(chǎn)率/（件/min）321.3設(shè)計(jì)任務(wù)（1）完成搓絲機(jī)傳動(dòng)裝置總體方案的設(shè)計(jì)和論證，繪制總體設(shè)計(jì)原理圖;（2）完成主要傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（3）完成裝配圖（用a0圖紙），零件圖兩張；（4）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。第二章機(jī)械裝置的總體方案設(shè)計(jì)2.1傳動(dòng)裝置方案的選擇傳動(dòng)裝置選用帶傳動(dòng)和二級(jí)圓柱斜齒齒輪減速器的組合。其中，在電機(jī)到齒輪減速 器z間使用的是帶傳動(dòng)，這是因?yàn)閹鲃?dòng)傳動(dòng)平穩(wěn)，成本較低，高速傳動(dòng)時(shí)輸出功率較 大。而在帶傳動(dòng)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間，使用的是二級(jí)同軸式齒輪減速器。這是為了在獲得較 大的減速比的同時(shí)

5、，盡量縮小減速器長(zhǎng)度方向的尺寸，以獲得較為緊湊的結(jié)構(gòu)。由于斜 齒輪嚙合特性好，傳動(dòng)平穩(wěn)，故選用斜齒輪作為齒輪傳動(dòng)件。2. 2執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案的選擇根據(jù)搓絲機(jī)的工作原理，我們選用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)能夠 將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用較為廣泛，符合設(shè)計(jì)要求。2. 3總體方案簡(jiǎn)圖帶傳動(dòng)2. 4執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖2. 5電動(dòng)機(jī)的選擇按工作條件的要求，選用y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，臥式結(jié)構(gòu)。2. 5.1選擇電動(dòng)機(jī)的容量計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果由電機(jī)至搓絲板的傳動(dòng)總效率總= 0.96x0.993x0.972x0.7帀總=0 614搓絲機(jī)末端輸出功率你計(jì)算搓絲板行程* 340加加粗取執(zhí)

6、行機(jī)構(gòu)急回系數(shù)k=l, 則搓絲板前進(jìn)一次所需吋間：1 min1八八十t =x = 0.937s322所以末端平均速度：v = s/t = 0.3621m/s末端輸出功率：p辰=f-v = 9knxo3621m/sp菲=3.264kw電動(dòng)機(jī)所需實(shí)際功率（輸出功率）*p _ p 3.264kw ° 總0.614e=532kw注：為v帶傳輸效率，77,4x0. 96；77?為滾動(dòng)軸承效率，2取°99;3為閉式齒輪傳動(dòng)效率，3取°97;久為連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率，粗估久為0.7（參考資料1表2-5）2. 5.2選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需輸出功率，可以查閱到符合要求的電動(dòng)機(jī)（參

7、考資料1 200-203頁(yè)）方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kw電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（,7 min ）同步滿載1y132s1-25.5300029202y132s-45.5150014403y160m2-85.5750720綜合考慮電動(dòng)機(jī)的尺寸和價(jià)格，以及減速器的傳動(dòng)比，認(rèn)為方案2較為合適，所以選定 電動(dòng)機(jī)型號(hào)y132s-42. 6傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的確定2. 6.1傳動(dòng)比的計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速§根據(jù)1表6-164得y132s-4額定轉(zhuǎn)速：h() =1440r/minh0 = 1440r/ min總傳動(dòng)比ii =32/v minz = 45分配各級(jí)傳動(dòng)比由于同軸式減速器的特點(diǎn)

8、，可取每一級(jí)齒輪減速比：片=2 =4由此，帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為：/（）=± = 2.81,傳動(dòng)比較為理想%=2.812. 6. 2運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果輸入軸n. = = 512.46r / minq =512.46 廠/minz，o計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速n2 =128.11廠/min中間軸n, = = 12 &11廠 / min 片/73 =32.03/7 min輸出軸佝= = 32.03/*/min h2. 6. 3動(dòng)力參數(shù)計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果計(jì)算各軸的輸入 功率輸入軸片= hq=5 allcw中間軸馬=丘4 “2 弘=4.90kw輸出軸厶=£ 弘仏？

9、 就=4.7uw片=51冊(cè)p2 = 4.9(w片=4.71kw計(jì)算各軸的輸入 轉(zhuǎn)矩輸入軸7；二9549二95.門(mén)n m叫p中間軸 7； =9549竺= 365.572 加 _兀2輸出軸石=9549 % = 1404.nm57 =95 ylnmt2 =365.57n-m7； =1404.nm2. 6. 4運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果匯總軸名功率p/kw轉(zhuǎn)矩t/n m轉(zhuǎn)速 /r min'1傳動(dòng)比1效率輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸5. 3235. 2814402.810. 96輸入軸5. 1195. 17512. 4640. 9603中間軸4. 90365. 57128. 1140. 9603輸出軸4

10、. 711404. 132. 03第三章主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算3. 1齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1.1輸出級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算由于斜齒輪嚙合特性好，傳動(dòng)平穩(wěn)，故選用斜齒輪作為傳動(dòng)件。小齒輪材料選用40cr,調(diào)質(zhì)處理，硬度241hb286hb,平均取260hb,大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理, 硬度為229hb286hb,平均取240hb。計(jì)算步驟如下:計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果(1)初步計(jì)算小齒輪輸入轉(zhuǎn)矩人p4 904t. = 9549 - 2 =9549xtv m匚n2128.11t2 =36557n 加齒寬系數(shù)屮由2表27j4查得屮 =1.0咒=1.0接觸疲勞極限ahhm由圖2724(a)查得幾唄=710m

11、pa %汕2 = 580mpa初步計(jì)算需用接觸應(yīng)力hp<7腫=0.9<7中的=0.9x710mpa(jhp2 =0.9cr/71im2 =0.9x580mpq(thp! = 639 mpa (yhp2 = 522mpa4/值由表bl,估計(jì)0 = 13°取a” =756,ad = 756動(dòng)載荷系數(shù)kk = iak = l4初步計(jì)算小齒輪直徑、人1u +1v wqhp u=94.55mm初取£ = 95mm初步齒寬bb - tydx - 1.0x95 - 95mmb = 95mm(2)齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算圓周速度nd.n-yx95xl28.11v 60x1000

12、60x1000v = 0.631m/ s 取8級(jí)精度較為合理精度等級(jí)由表27j選擇8級(jí)精度初取zj =31z2 = iz、= 4x31 = 124一般可與z?應(yīng)取為互質(zhì)數(shù)取 z = 31, z2 = 123齒數(shù)z、故取z2 =123_ld+*模數(shù)加和螺旋角= d、1 z、= 95/31 = 3.065加加mt = 3.065“0取法向模數(shù)加“ =3mmmn = 3mm£ = mfzl = 95.015幷 d2 = mtz2 = 376.9959di = 95.0l5m/?zqmn3d° = 376.995mmp - arccosl = arccosm(3.0650 = 11

13、.821。使用系數(shù)由表277原動(dòng)機(jī)均勻平穩(wěn)，工作機(jī)有中等沖擊ka = 1.50由圖27-6動(dòng)載系數(shù)kv =1.1先求切向力療= 2tjd =2x365.57/0.095015ft = 7696.2/v齒間載荷k f= l5x= 121.5 n / mm> 100 n / mm分配系數(shù)b95b由表27-8,非硬齒面斜齒輪，精度等級(jí)k%=1.2 k=l28級(jí)/齒向載荷/» 2khb = a + b+cl()7.b“dk hb = 1.388分布系數(shù)a )h p= 1.17 +0.16 xl.o2 +0.61 x 107x95區(qū)域系數(shù)由圖27-18查出非變位斜齒輪z” = 2.45z

14、h = 2.45彈性系數(shù)rfl表 27-15 查出 ze = 189mpaz£ = 189mpa由表275重合度系tan antan 20數(shù)a. - arctan 1- - arctan (cos0 丿(cosl 1.821“ 丿oct = 20.398= arccos = arccosdal"£ cos a、 、£ + 2hai 丿(95.015cos 20.398)=arccos i 95.015 + 2x3=28.16vaat = 28.161°a at 2 = arccosd(dr cos a, '= arccos zd“2+

15、2力“2 >乞沁=22.689°=arccos376.995 cos 20.398<376.995 +2x3由于無(wú)變位(x=0),端面嚙合角at = at = 20.398 °1 zs=z|(tang“tane) 2tt/+z2(tan-tana,)=22.689°a' = 20.398°比=1.71£p = 2.064 > 1zf = 0.76螺旋角系數(shù)z p = jcos 0 = vcos 11 .821 °z 卩=0.989接觸應(yīng)力kak"kh召爛d、b u£ =59&14m

16、pq由表27-17取最小安全系數(shù)shhms 訕=1.05許用接觸應(yīng)力oup總工作時(shí)間th = 10 x 300 x 16 xh應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n l = 60 了訕（一對(duì)齒輪嚙合取卩=1 ）_nll _ 3.69x10sf4th = 48000 hn l = 3.69 x10sn l2 =9.22xl07接觸壽命系數(shù)zw由2圖27-27查出7 乙n=1z 厶n2=1齒面工作硬化系數(shù)z -z -12 叫口0ulu21700z w1=zw2 = 114接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)zx由2表27-18按調(diào)質(zhì)鋼查得7 厶xi=z x2 = 1.0潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)取為= zl2 = zr、= zr? = zv1 = z

17、vi = 1r °h limz"zv zrzw zxhp = 110.86 mpau hp 帶入公式怙計(jì)算hp 2= 629 ji mpa驗(yàn)算(7” < minfdpi qhpi 齒面接觸疲勞強(qiáng)度合格（3）確定主要傳動(dòng)尺寸中心距a = (d + d?) / 2 = 236 .005圓整取d = 236n _叫(zi + z2)u dlccoo2a螺旋角3 x (31 + 123 )=arccos 2 x 236b =11.815°切向模數(shù)m = mn / cos 0 = 1 / cos 11 .815 °=3.064935mm分度圓直 徑d - m

18、 n z / cos p右= d 2 =95 .013 mm376 .987 mm齒寬b = 95取hbi = 98 mm 9 = 95 mm（4）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算齒形系數(shù)z“| = zj / cos3 (3 = 31 / cos311.815 ° = z”2 = z? / cos3 p = 123 /cos311.815ftl 2圖 27-20,根據(jù) z” 和 x = 0 查得 yfa= 33.06=131 .16=2.55=2.20應(yīng)力修正 系數(shù)f由圖27-21查得y%2= 1.63= 1.79螺旋角系由圖27-22查得yp = 0.90數(shù)丫0其中引=bsin 0 /（勿7“

19、）= 2.064 > 1重合度系0750 75.亠匕一0.25+-0.25 +cos=匕=0.672數(shù)丫0% %£齒向載荷b! h =95.013 /（2.25 x3）= 14.076k y= 1.45分布系數(shù)八f0由圖27-9 5得將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入公式：彎曲應(yīng)力6 =f=162 ampafl二 153 .9mpa可得一對(duì)齒輪的齒根彎曲應(yīng)力ofx x 62由圖27-30得實(shí)驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限aflimcrfv=300mpa6 lim 2 = 270 mpa由2表27-17確定彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)sims f lim=1.25由2圖27-33確定彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)許用彎曲l =y

20、x2 = 1。應(yīng)力由圖27-32確定彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)丫人？ynti=0.89o fp另外収st = st 2 = 2vrelt 1 = vrelt 2 = 1 、rrelt 1 = rrelt 2 = 1ynt2=0.910 ppflim st 丫 vrelt rre/tfp= 427.20mpq_sq f limb fp2= 393.12 mpa驗(yàn)算61 =162 a mpa < o fpx齒根彎曲疲勞強(qiáng)度合格。卜2 =153 .9mpa < afp2（5）小結(jié):齒輪主要傳動(dòng)尺寸列表法向模數(shù)加3mm端面模數(shù)mtmt = mn / cos p3.0649 mm螺旋角011.815&

21、#176;壓力角a(aj20°齒數(shù)z召=31 z2 =123分度圓直徑d= 95.013mm d2 = 376.987mm中心距qa =+ “2）236mm當(dāng)量齒數(shù)z“zn = z/ cos3 卩ztl =33.06 z“2 = 131.16齒頂高h(yuǎn)a = hamn = 1x33mm齒根高ilfhj = hmn 1.25 x 33.75mm齒頂間隙cc = 0.25 mn = 0.25 x 30.15mm齒頂圓直徑必=£ + 2ha4,2 "2+2 蔦dai = 101.013mm da2 = 382.987mm齒根圓直徑dj=d- 2hf dp =d2 2hfd

22、n = 87.513mm df2 = 369.487mm齒寬bb2=b = 95 mmb、=/? + （3 5）mmb、= 98mm h2 = 95mm3.1.2輸入級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)同軸式減速器的特點(diǎn)，當(dāng)輸入級(jí)與輸出級(jí)傳動(dòng)比相同時(shí)，兩級(jí)齒輪傳動(dòng)可以只 有不同的齒寬系數(shù)，而其它系數(shù)均相同。由此，設(shè)計(jì)輸入級(jí)齒輪時(shí)，可以在輸出級(jí)的設(shè) 計(jì)基礎(chǔ)上，降低齒寬系數(shù)屮，然后校核其強(qiáng)度。小齒輪材料選用40cr,調(diào)質(zhì)處理，硬度241hb286hb,平均取260hb,大齒輪選 用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為229hb286hb,平均取240hb。計(jì)算步驟如下：計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果(1)初步擬定參數(shù)小齒輪輸入轉(zhuǎn)矩7

23、；t =9549 -=9549x 5,11 n/?,512.46t2 =95.17n-m齒寬系數(shù)屮取屮 =().58屮 =().58接觸疲勞極限由圖27-24(a)查得hl lim 2=5 80mpa動(dòng)載荷系數(shù)ka： = 1.4k = 1.4小齒輪直徑仏取 d =95.013/7imd =95.013mm初步齒寬bh =屮 d = 0.58x95.013mm = 55 mmb = 55 mm(2)齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算圓周速度7td.n.龍 x95x512.46v 60x100060x1000v = 2.549m/s 取8級(jí)精度較為合理精度等級(jí)由表27-1選擇8級(jí)精度齒數(shù)z、 模數(shù)加 和螺旋

24、角0取 z = 31, z? = 123取法向模數(shù)mfl = 3mm取 0 = 11.815°z =31 z2 =123mn = 3mm0 = 11.815°使用系數(shù)由2表27-7原動(dòng)機(jī)均勻平穩(wěn)，工作機(jī)有屮等沖擊ka =1.50動(dòng)載系數(shù)由2圖 27-6kv=a齒間載荷 分配系數(shù)先求切向力 ft=2tjd= 2x95.17/0.095013kaft * 2003.3“乃=1.5x= 54.63n / mmb55由表27-8,非硬齒面斜齒輪，精度等級(jí)8級(jí)ft = 2oo3.37v心人 v i()()7v/mm bk如=1.2 k滄=1.2/齒向載荷 分布系數(shù)s = 4 + +

25、c 103 “=1.17 + 0.16 x 0.58 2 + 0.61 x 10 3 x 55k” = 1.257區(qū)域系數(shù)由圖27-18査出非變位斜齒輪zr = 2.45zh = 2.45彈性系數(shù)由表 27j5 查出 z” = 189 .sy/mpaza = 189 zmpa重合度系 數(shù)由2表 27-5"anaj( tan 20，)a, = arctan = arctan (cos0 丿(cosl 1.821°)dh( cl、cos at )zy amncc ” arcccq11a, = 20.398°cvzl#. <11 uvur> <11 c

26、cobid .dx + 2h ,a1a /(95.015cos 20.398)“ 。aat = 28.161°diccos zo< io ii 95.015 + 2x3 丿乞心=22.689°a ai 2 = arccosd方2= arccosd q2'd2 cos af、+ 2嘰2丿=arccos(376.995 cos20.398、= 22.689)< 376.995 +2x3 )/rti于無(wú)變位(x=o),端而嚙合角e =20.398°/at = at = 20.398 °1 /6=z(tana沁tan)l7t-= 1.71/+

27、z2 (tan aat2 一 tan at)» = 1.195 > 1。_ b sin 0 _ 55 x sin11 .821 0z廠二 0.76c0 一兀x3 ze 一 j程-71.71=0 .76螺旋角系 數(shù)z 卩=jcos0 = a/cos 11 .821 °7廠二 0.989接觸應(yīng)力ft u +1 b uh - z hz ez gz 0k akk hpk ha a(jh = 378.59mpq由2表27-17取最小安全系數(shù)him = 1°5總工作時(shí)間th= 10x300 x16x1/?s =48000 h應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n l、= 60 ynxth(一對(duì)

28、齒輪嚙合取卩=1 )%=1.476 xlo91._ 1-476x 10 9n"= 3.69x2許用接觸4應(yīng)力接觸壽命系數(shù)z"由圖27-27查出z n=1z“2=1齒面工作硬化系數(shù)ljd2 - 130z,=zw2 =1-14-1 0 "1700接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)zx由2表27j8按調(diào)質(zhì)鋼查得zxi=zx 0 = 1.0潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)取為z l z/.2 = z r - z r2 zvl = zv2 = 1k_limntrw° hp q帶入公式計(jì)算(thp、=770.86 mpa o hpz = 629.71 mpa驗(yàn)算巧 < min(7hp| qhp

29、i 齒而接觸疲勞強(qiáng)度合格（3）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算齒形系數(shù)zrtl =zi/cos3/? = 31/cos311.815° =33.06 z”2 = z2/cos3/? = 123/cos 311.815° = 131 .16由2圖27-20,根據(jù)z“和x = 0查得yf(i=2.55% = 2.20應(yīng)力修正 系數(shù)由2圖2721査得=1.633 =179螺旋角系數(shù)與由圖27-22查得丫卩=0.90重合度系數(shù)與w 八 “ 0.75 八 “ 0.759 qys =0-25 += 0.25 +cos f3h%比ye = 0.672齒向載荷 分布系數(shù)心0b/ h = 55 /(2.

30、25 x3)= 8.15由2圖27-9查得心卩=1.25彎曲應(yīng)力將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入公式：6 = kakvkfpkfa-yfaysay£y可得一對(duì)齒輪的齒根彎曲應(yīng)力x （jf2(jf = 75.54 mpa (jf2 二 71.57 mpa許用彎曲 應(yīng)力q fp由圖27-30得實(shí)驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限（7flim由2表27-17確定彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)sim由2圖27-33確定彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)300 mpa6 lim 2 = 270 mpas 訕=1.251=x2=10由2圖27-32確定彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)乙7ynt - 0-87st 1 = st 2 = 2ynt2 =0.89另外取*vr

31、elt 1 = vrelt 2=1v- v- 11 rrelt 1 1 rrelt 2 1(yfp = 417.60 mpa o* fp flim st nt vrelt rrelt x=384.48mpd_s1° flim驗(yàn)算61 =75.54mpa <(jfpi齒根彎曲疲勞強(qiáng)度合格f2 =71.57 mpa <(jfp2(4)小結(jié):齒輪主要傳動(dòng)尺寸列表法向模數(shù)加“3mm端面模數(shù)mtm( = mn / cos p3.0649加加螺旋角011.815°壓力角a(aj20°齒數(shù)zzj =31 z2=123分度圓直徑dd =95.013/w?2 £

32、; = 376.987mm中心距qd = fa + 厶)236mm當(dāng)量齒數(shù)z”zn = z / cos3 卩z“ = 33.06 zn2 = 131.16齒頂高力°ha = hamn = 1x33mm齒根高h(yuǎn)fhj = h f mn = 1.25 x 33.7 5 mm齒頂間隙cc = 0.25= 0.25 x 3q.15mm齒頂圓直徑/=%+ 2ha4,2 =+ 2ha<,=101.013mm da2 = 382.987mm齒根圓直徑clj = dx 2hf df2 = d2 - 2*dj =87.513mm dr =369.487如”齒寬bb2=b = 55mmb、=b 十

33、（3 5）mmb =5smm b2 = 55mm根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)知，輸入級(jí)齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度余量均很 大，這是由于同軸式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，輸入級(jí)屮心距必須和輸出級(jí)一致，故而使得強(qiáng)度余量較大。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步計(jì)算可知，齒寬系數(shù)w,減小到0.3,即齒寬為28.5mm吋，強(qiáng)度仍然有富余。然而過(guò)窄的齒輪可能會(huì)造成結(jié)構(gòu)失穩(wěn)及其它問(wèn)題，故這里我們選用55mm的齒寬。3. 2帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3. 2.1帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果確定傳動(dòng)比根據(jù)2.6.1可知：總傳動(dòng)比：z = 45 根據(jù)3.1可知，齒輪傳動(dòng)的實(shí)際傳動(dòng)比：z 123i嚴(yán)= 2 = =3.9677 z 31故帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為二z

34、 =2.8584也z()= 2.8584傳遞功率根據(jù) 2.6.3 可知：p=i=5.32kwp = 532kw小帶輪轉(zhuǎn)速根據(jù) 2.6.1 可知:n0 =1440r/minn0 =1440廠/min確定計(jì)算功率pc根據(jù)2表31-7取 心=1計(jì)算功率 pc = kap = . 1x5.32rw = 5.852例pc=5.s52kw選擇帶型根據(jù)圖31-15,由c和如選取v帶型號(hào)為a型a型帶確定帶輪直徑 和帶速根據(jù)2表31-3選取小帶輪直徑，取彳門(mén)=120mm大帶輪直徑</2二iq 島（1 一 £）二339.58加加取 d2 = 340mm小帶輪帶速為：v=心 /x120x1440加“

35、 = 905加/$60x100060x1000滿足5m/s < v<25m/s的要求ddx =20mmdd2 = 340mm計(jì)算帶傳動(dòng)中 心距q和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度ld根據(jù)公式：055（為+心2）§兔§ 2（£ +d2）可以得到中心距的范圍：253mm < cz0 < 920mm選取中心距a（） = 650mma = 655mmld = 2050mm計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果根據(jù)公式：sd血+心)+詠嚴(yán)) 2-4%)帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：= 2041.18mm根據(jù)2表 31-2,取 ld = 2050mm根據(jù)公式：=,帶入相關(guān)數(shù)據(jù)得：0 2實(shí)際中心距：

36、a - 654.4mm取。=655mm校核小帶輪包 角0|根據(jù)公式：0 =180" 20 = 180°%_九 x57.3°a帶入相關(guān)數(shù)據(jù)得：0=160.6°少120°,滿足要求確定帶的根數(shù)根據(jù)公式：z=pc =卩。可得帶的根數(shù)。p ()+ap)v/其中:根據(jù)2表3"可知，基本額定功率=1.93kw根據(jù)2表31-9可知，包角系數(shù)©=().94根據(jù)2表312可知，長(zhǎng)度系數(shù)匕=101根據(jù)表314可知，基本額定功率增量：af=0.17kw根據(jù)3.2.1可知，傳動(dòng)比=2.8584帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：z = 2.94取z = 3根z =

37、3確定帶的初拉力丘p (25根據(jù)公式牡=500二 1 +pzv2計(jì)算初拉力 vzka丿其中：根據(jù)2表31-1可知，單位質(zhì)量pi =qa0kg /m帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：丘 “87.05n計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果初拉力：=187.05/v計(jì)算帶傳動(dòng)的壓軸力（y根據(jù)公式：=2zsin計(jì)算壓軸力2帶入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：倫=1106n= 1106/v小結(jié)：帶傳動(dòng)的主要參數(shù)列表v帶型號(hào)a型帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度ldld = 2050m/?帶的根數(shù)zz =3小帶輪直徑d(lx = 120mm大帶輪直徑dd2 = 340mm中心距a = 655mm小帶輪包角=160.6°初拉力花坨=187.05n壓軸力= 1106n

38、3. 2.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比校核計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果齒輪傳動(dòng)的傳 動(dòng)比根據(jù)3.1可知，齒輪傳動(dòng)的實(shí)際傳動(dòng)比： 厶=.= 123 =3.9677| 召 31z； = i2 =3.9677帶傳動(dòng)的傳動(dòng) 比取滑動(dòng)率*0.01根據(jù)321可知，帶傳動(dòng)的實(shí)際傳動(dòng)比：%=仏（1一£）= 2805z0= 2.805總傳動(dòng)比校核實(shí)際總傳動(dòng)比：f =44.16根據(jù)2.6.1可知，理論傳動(dòng)比7 = 45 傳動(dòng)比誤差：傳動(dòng)比誤差滿足要求計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果二xl00% = 1.9%3. 3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇根據(jù)搓絲機(jī)的工作原理，我們選用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作 為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。曲

39、柄滑塊機(jī)構(gòu)能夠?qū)⒒剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為 直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用較為廣泛，符合 設(shè)計(jì)要求。選用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖177777參數(shù)試算根據(jù)設(shè)計(jì)要求：搓絲板（滑塊）的行程為340mm 行程范圍的幾何約束：j（厶 + r）2-h2 -j（厶-呼 _屮=340mm當(dāng)r為定值時(shí)，其數(shù)學(xué)含義為：在h -厶平面內(nèi)，2d = 340,且以（±/?,0）為焦點(diǎn)的雙曲線。l = aqqmmr = 120mmh = 256al mm計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果,'/-1866.75)當(dāng)r變化時(shí)，將獲得一 經(jīng)過(guò)試算，舍棄負(fù)值、i 后，獲得一個(gè)計(jì)算初值(£,/?,/) = (400,120,2,

40、對(duì)(l,r,h)的取值進(jìn)冇 可以獲得一系列合理的'1866.75 *x-125425簇焦點(diǎn)不同的雙曲線。1大過(guò)小等不合理結(jié)果之56.47)。:合理范圍的改動(dòng)，由此wo參數(shù)選擇范圍l / mmr / mmh / mm&/°k%廠50057.8442.2037.551.539045064.22385.7841.391.609040072.25327.7546.001.6890400100292.8141.81.6077.43400120256.4736.791.5166.34400140205.4029.831.4052.2400145189.0027.541.3647.

41、83400150170.3924.921.3242.9735082.57267.4351.811.8190350130197.1439.401.5663.65350140173.5534.991.4855.73350150143.9729.311.394&04350160103.3821.261.2732.96參數(shù)選擇要求參數(shù)選擇的要求：(1) 考慮到搓絲機(jī)的實(shí)際工作情況，在一定的各運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)見(jiàn)上表計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果工作時(shí)間中，我們希望工作行程所占的時(shí) 間越多越好，而返回行程所占的時(shí)間越短 越好。因此，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的急回系數(shù)k應(yīng)該 越大越好。會(huì)廠n好宀、180° 4- 0急

42、回系數(shù)定乂： k =180°-&對(duì)于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，根據(jù)其幾何特點(diǎn)， 可以推算得其極位夾角：nhh& = arccosarccosl + rl-r將上述各組參數(shù)帶入公式中，求得極位 夾角&和急回系數(shù)k ,并填寫(xiě)在相應(yīng)的 位置上。（2） 為保證機(jī)構(gòu)具有良好的傳力特性，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證最小傳動(dòng)角yinin > 40 ,即最大壓力角久ax <50°對(duì)于曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，根據(jù)其兒何特點(diǎn)， 可以推算得其最大壓力角：.h最小傳動(dòng)角人血=90°-amax將上述各組參數(shù)帶入公式中，求得最大壓力角y噸，并填寫(xiě)在相應(yīng)的位置上。參數(shù)選擇觀察數(shù)據(jù)可以看出，這兩個(gè)

43、條件難以同時(shí)達(dá)到 最好，即急回系數(shù)k很大時(shí)，最大壓力角匕皿往 往也很大，需要在兩個(gè)條件間進(jìn)行權(quán)衡比較。我們將兩個(gè)條件細(xì)化為：最大壓力角 amax <50°,急回系數(shù)k>1.30,由此可以篩選 岀符合條件的數(shù)據(jù)：l = 350mm/? = 150mmh = 43.91 mml / mmr / mmh! mm400145189.00計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果400150170.39350150143.97權(quán)衡比較后，選擇參數(shù)l = 350加加r = 15o/7tmo/ = 143.97mm參數(shù)校核對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)校核：根據(jù)2.6.3可知，輸出轉(zhuǎn)矩7； =1404wn fn根據(jù)設(shè)計(jì)

44、要求，公稱搓動(dòng)力f = 9kn由此可知，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的偏心距：h = = 156.0mmlllcixy-if山于he%，故幾何參數(shù)選擇較為合理3. 4軸的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算3. 4.1輸入級(jí)軸的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果材料的選擇根據(jù)軸的使用條件，選擇45鋼,正火hb170-217材料系數(shù)根據(jù)2表26-3有c = 112估算軸徑d > c 3= 112 乂/11=24 mmv nxv512 .46取 min =mm所受轉(zhuǎn)矩根據(jù)2.6可得t=95vlnm初步設(shè)計(jì)軸的 結(jié)構(gòu)1014ids0.48_1)亠43 -一 57-31 一249 foi fbyx-y平面受力圖!frmxy=19

45、907.25x-y平面支反力計(jì)算-1247.537vfby =972.94n取b為支點(diǎn)，山力矩平衡可得:匸 _ 65.5你 + mvv-(88.5 + 55.5 + 62.5)坨fa>'62.5 + 65.5取a為支點(diǎn)，由力矩平衡可得：62.5®-mvv+88.5花62.5 + 65.5xy面彎矩圖x-z平面受力圖faz4iftifbz/%= 1025.282vx-z平面支反力計(jì)算65.5"62.5 + 65.5x-z面彎矩圖合成彎矩圖62.5 件62.5 + 65.5fbz =978.32"64080根據(jù)m = jm j + m j可得合成彎矩圖最

46、大彎矩為afniax =109.697 m,在齒寬中點(diǎn)處。取& =也1 = 0.58危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩me他= 122.802 加=j109.697?+(0.58x95.17)2me計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸徑簡(jiǎn)dn 3min-vo.ll(t_lbj v0.1x55x106122,8028.2mm考慮到單鍵對(duì)軸的削弱，將品值加大4%,故d- =29.2mm強(qiáng)度校驗(yàn)"min= * .04x 28.2mm=29.2mm危險(xiǎn)截面（齒寬中點(diǎn)）所取軸徑為40mm,滿足強(qiáng)度要求3. 4.2中間級(jí)齒輪軸的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果材料的選擇由于是齒輪軸，故選擇40cr,調(diào)質(zhì)處理hb241-286材料系數(shù)查2表 26-3 wc = 102估算軸徑取= 40 mm所受轉(zhuǎn)矩根據(jù)2.6可得t2 =365.57n 加初步設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)54匚 9813匚37»376軸受力圖齒輪圓周力齒輪徑向力齒輪軸向力2t, 2x365.57x1000ftl =-=dd2376.987_ 2t? _ 2x365.57x1000 "17-95.013ftitan«n _ 1939.36 xtan20°cos0 cosl 1.815&#