ued体育官方网站:搓丝机传动装置设计

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  搓丝机，是生产螺丝的众多设备之一。搓丝机机身简便、灵活性高、效率高相比众多设备有着较为突出的优点。搓丝机的传动机构、曲柄臂部分和工作部分由机架、运行轨道、动搓丝板、定搓丝板和导槽等组成。其工作原理是通过曲柄臂的转动带动活动搓丝板往复运动，固定搓丝板相互作用挤压工件，进而达到加工目的[1]。

  传动装置对于大部分机器来说都是很重要的组成部分，它连接着驱动机器与工作机器，利用系统能量做有用功，传送或更改运动的方式，起到对能量不断利用以及改变其形式的作用，为机械运动提供动能，为机械装置的工作传递能量[2]。

  搓丝机传动装置的毕业设计，从传动方案的拟定、传动零部件的设计与计算及减速器箱体与附件的设计计算等多个方向确定搓丝机传动装置的具体设计过程，对部分技术参数做出合理的选择计算，同时设计、校核主要零部件，并绘制二级减速器装配图一张（A0图纸绘制）和零件图两张（A3图纸绘制）。

  搓丝机，是众多加工生产螺丝的机器之一,现已有各种各样的搓丝机在生活中随处可见，搓丝机相比其他生产螺丝的设备具备了更高的效率和精度，在生产生活中逐步取代了其他同类型的机械设备[3]。车床、钻床和手动攻丝已经不能够满足当代机械行业对螺纹的要求，而搓丝机既节约时间、人力又不易烂牙、丝锥也不会轻易弯曲折断。搓丝机的性能以及加工出的零件适用于各种机械行业，如今成为了机械行业必不可缺的设备之一[4]。搓丝机工作时完美的将往复运动的优点发挥到了极致，并充分的利用了系统的能量，从根本上减少了螺纹材料的浪费，同时提高了螺纹质量和生产效率。真正的推进了机械行业的发展[5]。

  由于现代工业在飞速的进步，中小型以及大型机械设备由于工作原因不得不需要精度更高的螺纹联接，精密的工作仪器尤其对螺纹连接的要求更为严格[6]。再对螺纹联接件强度、硬度、精度的要求增高的同时其表面上的质量也成为了必须提高的要求之一,如今加工螺纹的设备效率普遍偏低，而且在加工时对金属的结构产生了影响，这样生产出的零件质量偏低，这些零件不能够满足如今社会机械行业的需要,所以必需寻求一种更先进有效的螺纹加工方法[7]。在正常的情况下，用平丝板搓丝机搓制的螺纹已能满足使用制造要求，所以用平丝板搓丝的方法用的最广。

  和搓丝相关机械的专利申请开始于1760年，这一年在英国有两人发明了一种新型装置，这种装置专门切制木螺钉，他们成功的申请了专利。在1797年还是一位英国人改进了车床，这位叫莫兹利的英国人改进的车床可以削出不同螺距的金属螺纹，这种改进方法奠定了车削螺纹的基础，最后他发明了丝锥和板牙[8]。跟着社会的进步传统工业逐渐退出了历史的舞台，各种新式机器的性能让传统机械望尘莫及，螺纹加工伴随着一代又一代的机械见证了各式机械的出现和消亡，如今终于到了自身更迭的时候，为了机械行业能够持续发展，螺纹加工必须要进步，各国工业行业也将螺纹加工设施的研究创新，列为最重要的工作之一[9]。2001年我国成功改良了新一代的搓丝机，经过不断的实践，所取得的成效令国人甚是骄傲，经过一系列的生产实践，同类型的搓丝机已经成功大规模的投入了各种机械加工行业[10]。

  改革开放以来,我国在经济发展上取得了突出成就,与此同时机械制造业也有了长足的发展,特别是在机械设计以及机械制造方面取得了突出的成就,两者相辅相成共同促进了中国工业水平的提高,为我们国家的国民经济的发展作出了重要的贡献。希望可以促进我国机械工业的可持续发展[11]。

  （1）搓丝机用于加工螺纹，上搓丝板机头相固定，下搓丝板与滑块相接，滑块的往复运动每进行一次，加工一件成品。

  （2）工作年限为10年，大修周期三年，两班制工作。动力源为三相交流，电压380/220V，单向运转，载荷平稳，室内工作。

  根据设计的基本要求可知，变速箱一定要使用皮带传动和二级变速箱的组合。其中，V型皮带传动装置用于电机和变速箱之间，因为V型皮带传动装置传动平稳，结构相对比较简单紧凑，成本降低，而且还能够更好的起到减震和动力输出的作用很重要。在皮带传动装置和传动装置之间，带有齿轮箱的两级齿轮箱用于实现高效率，稳定性和可靠性，同时保持较大的齿轮比，齿轮箱采用封闭式设计。这有助于在尘土飞扬的环境中工作。二级齿轮的设计采用斜齿轮，因为螺旋齿轮相对于圆柱齿轮拥有非常良好的抓地特性，更大程度的重合和紧凑的机构，并且设计和制造的成本基本上与圆柱齿轮的成本相同[12]。并且扩展的类型紧凑。

  执行机构应该选取往复运动的机构。本次设计是要将旋转运动转换为往复运动，所以考虑选择连杆机构。在连杆机构中，按照设计的要求，执行机构应该带动下搓丝板运动，并且设计的结构并不复杂，则考虑应该选取曲柄滑块机构[13]。

  根据工作条件以及为符合搓丝机的设计的基本要求，经多方面衡量后选用用途一般的Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，其电压380/220V。

  搓丝板行程s=320mm，粗取执行机构急回系数k=1，则搓丝板前进一次所需时间

  根据载荷相对于平稳（但是仍有微量的波动），故选用电机的额定功率应该大于理论所需要的功率。

  查[13]表2-2得：取V带的传动比为i1=4，则二级齿轮减速器的传动比为i2=11.25，

  高速轴（Ⅰ轴）、中间轴（Ⅱ轴）、低速轴（Ⅲ轴）的输出功率经过计算为各轴的输入功率和滚动轴承的效率99%的乘积，所以在合并齿轮效率内，相当于前一轴的输出功率与下一轴的输入功率近似相等，输入的转矩计算结果相同。

  根据主动轮的转速为360r/min，而且转速不是很高，其传动的尺寸并没有特别的限制。小齿轮为40Cr调质，硬度为241~286HBW，取260HBW；大齿轮选用45号钢调质处理，硬度为229HBW~286HBW,取240HBW,选择7级精度[15]。

  根据材料以及其精度等级，小齿轮为调质处理的40Cr，其硬度范围为242~285HBW，取260HBW；大齿轮选用调质处理的45号钢，228HBW~287HBW,取240HBW,精度为7级精度。

  取95mm符合标准要求，齿宽系数的值为ψd=1.2，初步齿宽b=ψ，dd1=114mm。

  综上所述：根据以上的计算结果能显示，接触的疲劳强度较为贴切，并不是特别需要作出改变。

  （1）材料的选择：根据轴的使用条件由[2]表8-26选用常用的材料45钢，正火HB170~217[16]。

  ②按照轴向定位的设计的基本要求确定各部分轴段相关尺寸,由大带轮的轴向定位方式可知，12段轴的右端需要制造出一个轴肩，所以23段的直径d23=42mm，12段的长度应该略比L小一部分，因此选取L12=78mm。

  ③滚动轴承的选择 轴承在受轴向力的时候也受径向力，因此选择单列圆锥滚子轴承较为合适[17]，则d23=42mm。

  所以d34=23mm，轴承都选择轴肩进行轴向定位，由计算结果可知定位轴肩高度da=51mm,故d45=51mm；

  ④轴段67的直径为d67=42mm；为了让套筒能够压紧轴承，56轴段需要略微小于轴承的宽度，还应该要考虑加挡油环，所以L56=40mm,d56=45mm；

  ⑤轴承端盖的总宽度为20mm.大带轮右端面与端盖外端间的距离L=20mm 所以取L23=55mm；

  平键截面键槽长度为56mm；大带轮的平键截面是；由于与轴的配合为滚动轴承与轴为过渡配合故轴的尺寸公差为H7。

  综上所述：根据计算，满足设计的基本要求的条件，所以设计的轴有足够的强度，并且有一定裕量，故合格。

  （1）材料的选择：根据设计的基本要求选择45号钢，选用正火的方式来进行处理，硬度为170HB~217HB。材料系数查[2]表9-8得C=120。

  ②按照设计要求来确定各轴段的相关尺寸，滚动轴承应进行先选择，因为轴向和径向的两个力会同时作用在轴承上，因此

  则l23=78mm；由于轴承都选择轴肩进行轴向定位，查阅[12]可以取得d34=70mm；

  综上所述：由设计计算的结果可知，其设计能够满足要求，所以设计的轴的强度符合要求，故合格。

  （1）材料的选择：根据设计要求选择45号钢，选用正火的方式做处理，硬度为170HB~217HB。材料系数查[3]表14.1得C=112。

  ②按照设计的基本要求来确定各轴段的相关尺寸，滚动轴承应进行先选择，因为轴向和径向的两个力会同时作用在轴承上，因此

  综上所述：根据设计计算，满足设计的基本条件，所以设计的轴有足够的强度，并且还有一定裕量，合格。

  这段轴是在普通温度下工作而且尺寸不大，所以选用了一对深沟球轴承，按照轴径初步选取4尺寸系列的角接触球轴承6408。

  小结：选取的轴承基本能满足设计要求，即：静载荷、寿命以及许用转速的都符合标准要求。

  这段轴是在普通温度下工作而且尺寸不大，所以选用了一对深沟球轴承，由[2]表11-9按照轴径首先应该选择3尺寸系列的角接触球轴承6312。

  球轴承，L10h=7年，寿命合格。轴承基本能满足设计的基本要求，即：静载荷、寿命以及许用转速的都符合要求。

  这段轴是在普通温度下工作而且尺寸不大，所以选用了一对深沟球轴承，按照轴径首先选择2尺寸系列的角接触球轴承6214。

  小结：取的轴承基本能满足设计的基本要求，即：静载荷、寿命以及许用转速的都符合要求。

  ①选择静联接，选用普通的平键，圆头，根据查阅[2]表8-13可以得d=30mm时，则应选择键为10mm×8mm，材料为铸铁。

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