机械设计课程设计-搓丝机传动装置设计

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1、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班级学号：设计者：指导教师：北京航空航天大学2017年3月15日一：设计题目：搓丝机传动装置设计1.1设计要求1)该机用于加工轴辊螺纹，其结构见下图，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380/22

2、0V，电动机单向运转，载荷较平稳。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级精度的齿轮、蜗轮。图1.1:搓丝机简图1.2原始技术数据数据组编号3最大加工直径/mm10最大加工长度/mm200滑块行程/mm340公称搓动力/kN10生产率/（件/min）241.3设计任务1.完成搓丝机传动装置总体方案的设计和论证，绘制总体设计原理方案图。2.完成主要传动装置的结构设计。3.完成装配图1张（用A0或A1图纸），零件图2张。4.编写设计说明书1份。二：机械装置的总体方案设计2.1拟定传动方案方案一：方

3、案二：根据系统要求可知：滑块每分钟要往复运动24次，所以机构系统的原动件的转速应为24r/min。以电动机作为原动机，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，可采用曲柄滑块机构，该机构有尺寸较小，结构简洁的特点。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。整个搓丝机由电动机、开式齿轮减速器、一级减速器、曲柄滑块机构、最终执行机构组成。如方案一图所示。其中，r=148.5mm;l=1371.5mm;e=666mm;最大压力角α=33°;急回夹角β=7°,急回特

4、性为k=1.081。采用一级圆柱齿轮减速器，外加开式齿轮减速器，主要优点是结构简单可靠，设计制造，维护方便。2.2装置运动学仿真先使用solidworks绘制传动方案一的三维模型。将三维模型导入adams中，添加连接，驱动进行运动分析。如图所示。图2.1：装置图图2.2：滑块位移曲线图图2.3：滑块速度曲线图2.3装置动力学仿真在机构中加入力，在对零件受力，力矩，功率进行分析，绘制变化曲线。图2.4：搓应力曲线图图2.5：摇臂力矩曲线图图2.6：摇臂功率曲线图2.4电动机的选择2.4.1计算传动方案所需功率P装置=F×vmaxη已知：v

5、max=0.53m/sF=10000N得出：F×vmax=5300w已知：η=η轴承3（装置有3个轴承）η轴承=0.98得出：P装置=F×vmaxη=5631.2w≈5.6kw2.4.2计算电机所需功率减速齿轮组结构简单图：已知：η圆柱齿轮=0.96η轴承=0.98η减速装置=η轴承3×η圆柱齿轮2(减速器和开式齿轮共有3对轴承，2处圆柱齿轮啮合)得出：η减速装置≈0.87P电机=P装置η减速装置≈6.44kw因载荷平稳，取电动机额定功率P电机额定略大于P电机即可。故选电动机的额定功率P电机额定为7.5kw。2.4.3计算电机所需转速已

6、知：减速开式：带：缓冲，吸震，高速级，i≤3开式齿轮：i≤5~6闭式：一级传动减速器斜齿轮，i=3~5二级，展开式减速器n搓丝机=24r/min设电机转速为n电机=720r/min得出：总传动比i总=n电机n搓丝机=30由上述条件，选取开式齿轮传动比:i开式=6.02闭式单极齿轮减速器传动比:i闭式=4.98综合价格、传动比、质量等因素，差取书P201表格，选用电机Y160L—8。2.4.4运动和动力参数计算0轴（电动机轴）P0=P电机=6.44kwn0=n电机=720r/minT0=9550P0n0=95506.44720=85.4N

7、·m1轴（高速轴）P1=P0η轴承=6.44·0.98=6.31kwn1=n0i1=720r/minT0=9550P1n1=95506.31720=83.7N·m2轴（中间轴）P2=P1η轴承η齿轮=6.31·0.98·0.96=5.94kwn2=n1i12=7204.98=145r/minT2=9550P2n2=95505.94145=391.2N·m3轴（低速轴）P3=P2η轴承η齿轮=5.94·0.98·0.96=5.6kwn3=n2i23=1456.02=24r/minT2=9550P2n2=95505.624=2228.3N·

8、m1~3轴的运动和动力参数的计算结果汇总如下：轴名功率P/kw转矩T/N·m转速nr/min传动比i效率η输入输出输入输出0轴6.44kw85.4N·m7201轴6.44kw6.31kw85.4N·m83.