平板搓丝机设计说明书
北航搓丝机传动装置设计设计说明书
北京航空航天大学机械设计课程设计计算说明书搓丝机传动装置设计班级： 390411班设计：李建福时间： 2012年5月23日前言本设计为机械设计基础课程设计的内容，在大一到大三先后学习过画法几何、机械原理、机械设计、工程材料、加工工艺学等课程之后的一次综合的练习和应用。
本设计说明书是对搓丝机传动装置的设计，搓丝机是专业生产螺丝的机器，使用广泛，本次设计是使用已知的使用和安装参数自行设计机构形式以及具体尺寸、选择材料、校核强度，并最终确定形成图纸的过程。
通过设计，我们回顾了之前关于机械设计的课程，并加深了对很多概念的理解，并对设计的一些基本思路和方法有了初步的了解和掌握。
在本次设计中，黄老师及身边同学给予了自身很大的帮助，在此表示感谢。
目录一、设计任务书 (4)二、总体方案设计................................. 错误!未定义书签。
1、传动方案的拟定................................. 错误!未定义书签。
2、电动机的选择................................... 错误!未定义书签。
3、传动比的分配。
................................. 错误!未定义书签。
4、确定各轴转速、功率、转矩。
..................... 错误!未定义书签。
5、传动零件的设计计算。
........................... 错误!未定义书签。
Ⅰ、带传动设计.................................. 错误!未定义书签。
II．锥齿轮传动设计.............................. 错误!未定义书签。
III．轴的设计计算............................... 错误!未定义书签。
IV．轴承设计计算................................ 错误!未定义书签。
平板搓丝机
6、设计减速传动系统中各零部件的结
构尺寸； 7、绘制减速传动系统装配图和齿轮轴 零件图 8、编写课程设计说明书
传动方案
滑块每分钟要往复运动40次，该机构 原动件的转速为40r/min，以电动机为 原动机，则需要系统机构具有减速功 能。运动形式为连续传动→往复直线 运动。根据上述要求，设计方案如下：
(1) (2) (3) (4)(5 Nhomakorabea (6)
由（4）得 a+b=e/sinα
(7)
将（1）（7）带入整理，得
esinα/s=sinα*sin(α+θ) 由（8）得 cos(2α+θ)=cosθ-2e*sinθ/s 由（9）得
(8) (9)
α={arccos(cosθ-2esinθ/s)}/2-θ/2 (10)
荣誉感. 毕竟是我们的第一次机械设计,是我们对本专 业课程的一次实践,其中包含了小组成员的辛 酸,也包括了每个人的欣喜.自己出题目,自己总 体设计,自己动手把设计图形化,整个过程必须 节节相扣,哪个环节出了错,会给整个设计过程 带来意想不到的困难,因此需要每个成员慎之 又慎,丝毫的麻痹大意都不允许出现.
杨志强，张明勤编，机械工业出版社。 （2)《理论力学》（第一版），范钦珊 刘燕 王琪编，清华大学出版社。 （3）《材料力学》（第三版），单辉 祖著 高等教育出版社。 （4）解析法设计曲柄滑块机构，尚先 云
心得体会
课程设计就在我们小组成员的共同努力下即 将结束,回顾这几天来的辛勤努力,再看一下我 们的成果,心中充满了喜悦和一种强烈的集体
由（10）得
将（11）（12）代入（5）（6）式得
上式为已知s, K，e 时确定曲柄和连杆a
和b的计算公式 计算数据见excel表 sinα=e/a+b=0.68262 ﹤sin40
自动(半自动)搓丝机操作规程范本
操作规程编号：LX-FS-A30015自动（半自动）搓丝机操作规程范本In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall BehaviorCan Reach The Specified Standards编写：_________________________审批：_________________________时间：________年_____月_____日A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑自动（半自动）搓丝机操作规程范本使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。
资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。
适用机型：A251（Z25-6）A253AA255（Z25-20）、A253Ж，91938。
一、认真执行《锻压设备通用操作规程》有关规定。
二、认真执行下述有关补充规定：（一）、工作前检查搓丝板、夹具应完好无崩损，安装正确，紧固牢靠。
（二）工作中认真做到：1、料斗内不得混入切屑和脏物。
加料不得过多。
2、如遇螺栓被卡在搓丝板间发生焖车时，只准用人工盘动飞轮来消除，不准开动设备。
请在该处输入组织/单位名称Please Enter The Name Of Organization / Organization Here。
搓丝机设计说明书(修改版)(1)
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P0
由表31-4的根本额定功率增量
由表31-9取包角系数
由表31-2取长度系数
带的初拉力
取 5
带的压轴力
由表31-1取
初压力:
五 齿轮传动设计计算
计算工程
计算内容
计算结果
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；
〔2〕工作条件
室内工作，动力源为三相交流电动机，电动机单向运转，载荷较平。
〔3〕使用期限
工作期限为十年，每年工作300天；检修期间隔为三年。
〔4〕生产批量及加工条件
中等规模的机械厂，可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮。
2
最大加工直径
/mm
最大加工长度
/mm
滑块行程
/mm
搓丝动力
/kN
生产率
/〔件/min〕
齿轮主要传动尺寸列表
计算工程
计算内容
计算结果
中心距
分度圆直径
×
齿数
取 =152
模数
3.102
传动比
4.61
螺旋角
分度圆直径
齿宽
〔5〕齿轮主要传动尺寸列表
压力角
螺旋角
分度圆直径
齿顶高
齿根高
齿顶间隙
中心距
六 轴的设计与校核
1
电机轴
取
高速轴
取
中间轴
取
低速轴
取
2轴强度校核
1 高速轴
齿轮上的作用力
转矩
圆周力
搓丝机传动装置课程设计
机械设计基础课程设计说明书设计题目：搓丝机传动装置系班设计者：指导老师：目录目录 (2)前言 (4)轴辊搓丝机传动装置的设计 (4)一课程设计题目 (4)1搓丝机传动装置设计 (4)2原始技术数据 (5)二拟定传动方案 (6)三传动装置设计 (7)1 机构初步设计 (7)2 设计参数 (7)四带传动主要参数及几何尺寸计算 (10)五齿轮传动设计计算 (11)1低速级 (11)2高速级 (18)六轴的设计与校核 (25)1初估轴径 (25)2轴强度校核 (26)1 高速轴 (26)2 中间轴 (28)3 低速轴 (30)七轴承的选择与校核 (32)1 输入轴承6203 (32)2中间轴轴承6209 (32)3输出轴轴承6216 (33)八键的选择与校核 (34)九减速器箱体各部分结构尺寸 (36)十润滑及密封形式选择 (36)1二级减速齿轮的润滑 (36)2滚动轴承的润滑 (37)3密封形式的选择 (37)十一其他技术说明 (37)十二参考文献 (39)前言搓丝机用于加工轴辊螺纹，上搓丝板安装在机头上，下搓丝板安装在滑块上。
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。
本课程设计的要求是设计一套搓丝机传动装置，配以适当的电动机等零部件，实现自措置螺纹的功能。
要求使用期限是双班制10年大修期为3年，电机单向运转，载荷比较平稳。
我感觉自己的收获还是相当大的，从最初的方案简图，到A0的大图（我立起来画草图时要用1:1就用两张方格纸拼接了一下），再到最后的CAD制图，我花了很大的精力，也力图使自己所设计的图尽善尽美，同时感谢老师的指导，让我们逐渐学会了机械设计的基本方法，从一个完完全全的外行人一点点向内行迈进，为未来的自主设计能力的锻炼打下了坚实的基础。
机械原理课程设计---平板搓丝机
汇报人： 小组成员：王
指导老师：
课程设计题目： 平板搓丝机
目录:
一.方案设计 二.方案比较 三.最优方案 四.模型仿真生产螺丝的设备。定义搓丝机，是专业生产螺丝的设备。 搓丝机，有 多种规格的搓丝机，如，自动搓丝机、平板搓丝机、半自动搓丝机、全自动搓丝机、高 速搓丝机等
方案三
方案三中，搓丝部分采用了凸轮传动机构，设计中要求滑块行程为300~320mm， 因而凸轮的尺寸要求也就比较大，会导致传动不稳定，增大传动负担，也降低了 传动行程效率，此外，凸轮的轮廓线的加工工艺高，同时就大大增加了加工成本。
方案四
方案四为齿轮齿条机构，其具有 结构紧凑、传递的功率大、能保证 恒定传动比、速度范围广、效率高、 工作可靠、寿命长等优点。
平板搓丝机
下图为平板搓丝机结构示意图，该机器用于搓制螺纹。电动机 1通过V带传动、齿轮 传动了滅速后，驱动曲柄 4 转动，通过连杆5驱动下搓丝板(消块）6往复运动，与固定 上搓丝板了一起完成捲制螺纹功能。滑块往复运动一次，加工一个工件。送料机构（图 中未面）将置于料斗中的待加工棒料 8推入上、下搓丝板之间。
传动计算
传动计算
传动计算
各轴转速
传动计算
运动分析
瞬心法求滑块速度，加速度
已知：
wAB=w1=3.35(rad/s),lAB=150mm,lBC=400mm,
μl=75 由瞬心定理得： V3=Vc=wAB×lAD=3.35×217.5=728.625mm/s 由瞬心的定义得： VD1=VD3=V3=wAB×lAD 对两端同时求导得： dV3\dt=wAB×dlAD\dt+dwAB\dt×lAD； 式中：dV3\dt=a3;dlAD\dt=VAD(VAD为动点D沿 AE线移动速度)；dwAB\dt=0 则：a3=wAB×VAD
Z25-12A型自动搓丝机
-
电
话
:
47593 1 6066 1 6 10 0 5
:
电报 挂号 邮政 编码
:
:
:
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5
1
A 型 自动 搓 丝 机
主 要技术 参数
自动搓 丝 机 是 用 两 块 平 搓 丝 板 在有头 部 的
螺钉
、
型 搓丝 直 径
号
2 2 5
一
12A
螺 栓 及 其 它 类 似零 件的 坯 料 上 滚 压 螺 纹
。
_
最大 最小
最大 最小
(毫 米 ) (毫 米 ) 〔 毫米 ,
(
l 2 8 1 20 2 5 6 5 4 48 85 7
.
的自动 化螺 纹 加 工 设 备 作可靠
、
匕料采 用 链条 料 斗 工
。
,
螺纹精 度好
、
、
生产率高
适 用于大 量
。
杆 部 长度
生产的 标 准件
汽车
、
拖 拉机
。。
、
毫米
(毫
)
电 器 等 制造 业
m
Z
。
搓 丝 长度 滑 块行 程 生 产率 主 传动 电机 功 率
毛坯 材 料的 极限 强 度 为
镇 6 0 kg / m
最大
米)
(毫 米 ) (个 /分 ) (千 瓦 )
5
长 外形尺 寸 宽 高 搓丝 机净重 约
(毫 米 )
(
300 0 ]84 0 16 00 300 0
毫米 )
(毫 米 ) (公 斤 )
工厂 名称 厂 地 长 址
:
齐 齐 哈 尔 第 二机 床 厂 孙振 英 齐 齐 哈 尔 市水 安 大 街 5 4 号
平板搓丝机设计说明书
目录一、问题的提出------------------------------(3)1.1设计题目简介------------------------------------------(3)1.2设计参数与要求---------------------------------------(3)1.3设计任务------------------------------------------------(4)二、数据设计---------------------------------(4)2.1机械简图如下------------------------------(4)2.2杆件长度确定---------------------------(5) 2.3曲柄功率及所需驱动力矩计算--------------(5)2.4电机的选择------------------------------(6)2.5各轮直径选择--------------------------------(6)三、机构的运动分析--------------------------（7）3.1建立如图所示的坐标系--------------------(7)3.2列方程--------------------- ------------(7)3.3运动曲线------------------------------------(8)3.4最终方案的机构运动简图----------------- (9)四、总结-------------------------------------(10)4.1机构设计原理---------------------------(10)4.2、心得与收获---------------------------(11)五、参考文献---------------------------------(11)一、问题的提出1.1设计题目简介图示为平板搓丝机结构示意图，该机器用于搓制螺纹。
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目录一、问题的提出------------------------------(3)1.1设计题目简介------------------------------------------(3)1.2设计参数与要求---------------------------------------(3)1.3设计任务------------------------------------------------(4)二、数据设计---------------------------------(4)2.1机械简图如下------------------------------(4)2.2杆件长度确定---------------------------(5) 2.3曲柄功率及所需驱动力矩计算--------------(5)2.4电机的选择------------------------------(6)2.5各轮直径选择--------------------------------(6)三、机构的运动分析--------------------------（7）3.1建立如图所示的坐标系--------------------(7)3.2列方程--------------------- ------------(7)3.3运动曲线------------------------------------(8)3.4最终方案的机构运动简图----------------- (9)四、总结-------------------------------------(10)4.1机构设计原理---------------------------(10)4.2、心得与收获---------------------------(11)五、参考文献---------------------------------(11)一、问题的提出1.1设计题目简介图示为平板搓丝机结构示意图，该机器用于搓制螺纹。
电动机1通过V带传动、齿轮传动3减速后，驱动曲柄4转动，通过连杆5驱动下搓丝板（滑块）6往复运动，与固定上搓丝板7一起完成搓制螺纹功能。
滑块往复运动一次，加工一个工件。
送料机构（图中未画）将置于料斗中的待加工棒料8推入上、下搓丝板之间。
图1 平板搓丝机结构示意图1.2、设计数据与要求平板搓丝机设计数据该机器室内工作，故要求振动、噪声小，动力源为三相交流电动机，电动机单向运转，载荷较平稳。
工作期限为十年，每年工作300天；每日工作8小时。
1.3、设计任务（1）针对图1所示的平板搓丝机传动方案，依据设计要求和已知参数，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图；（2）假设曲柄AB等速转动，画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线；（3）在工作行程中，滑块C所受的阻力为常数（搓丝动力），在空回行程中，滑块C所受的阻力为常数1kN；不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩；（4）取曲柄轴为等效构件，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量；（5）用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。
（6）图纸上绘出最终方案的机构运动简图（可以是计算机图）并编写说明书。
二、传动设计2.1机械简图如下2.2杆件长度确定（1）题目要求最大加工长度为180，则下搓丝板宽度b=180（2假设几组数据，经计算验证，最终选取取偏心距e=150；AB=150;BC=400（经验证；滑块行程=529.1-200=329.1满足要求）2.3曲柄功率及所需驱动力矩计算：AB 飞轮（曲柄）角速度为：s rad nAB /351.3602==πω B 点速度为：s m ABABBl /5027.0=⨯=ωυ曲柄功率为：kw F B524.49P=⨯==υυ曲曲柄所需驱动力矩为：)357.1/n 9549m kN 357.1P Pm kN T T AB•=⨯=•==曲曲曲曲（或ω取齿轮传动效率为0.97；一对轴承的传动效率为0.98；带传动效率为0.96，则电机所需效率为计算如下：2.4电机的选择：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可知电动机应选型号为Y160M —6，同步转速1000r/min ，满载转速为970r/min 选取Y2-132M-4型号电机，额定功率：7.5Kw （大于6.551） ；额定电流：15.6A ；转速；1440r/min;效率:87%；功率因素；0.84；最大转矩；2.3KN·m ；最小转矩：1.4KN·m ；2.5传动比AB 轮转速n=32r/min;总传动电动机转速n=1440r/min 总传动比为1440/32=45；初定传动比为1i =3、i 2=i i 1⁄=453⁄=15i 12=i 23=√i 2=√15=3.87取12i =3.87、23i =3.872.6 各轴转速kwP d 551.69.095.098.097.096.0232P==⨯⨯⨯⨯曲r/min97.138124.03/3.8=/i n =n r/min 03.241480/3.87=/i n =n 480r/min 1440/3=/i n =n 1440r/min =n =n 23231212101m 0===2.7 各轴输入功率P 0=P d =6.551KWP 1=P d ×η带×η承=6.551×0.96×0.98=6.163KW P 2=P 1×η承×η齿=6.163×0.98×0.97=5.859KW P 3=P 2×η承×η齿=5.859×0.99×0.97=5.569KW 2.8 各轴输入转矩电动机所需实际转矩及电动机的输出转矩为T 0=9550 P d / n m =43.446N ·m T 1= 9550P 1/ n 1=122.618N ·mT 2= 9550 P 2 / n 2=451.128N ·m T 3= 9550 P 3/n 3=1663.558N ·m2.9各轴参数列表三、运动分析3.1建立如图所示的坐标系3.2列方程以C点在为左极限时初始位置，求C点的位置方程：AB角速度为：351.3=ωAB 初始角度为：πϕ794.00=AB 角度为：)0(0≥+⨯-=t t ϕωϕB 点的位置方程为：)sin 1(150sin 150150cos 150ϕϕϕ+=+==B B y xC 点的位置方程为：)400(2122=-+=c B B c y y x x3.3运动曲线运用Matlab 绘制C 点运动曲线（一个周期）如下：3.4机构最终运动简图四、带传动设计4.1 确定计算功率P ca由书中表8-7查的工作情况系数为1=K A ,故kW kW P KP Aca551.6551.61=⨯==4.2 选择V 带的带型根据P ca 、n 1由图8-10选用B 型。
4.3确定带轮的基准直径d d 并验算带速v初选小带轮的基准直径d d 1。
由表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径mmd d 1601=。
验算带速v 。
按式（8-13）验算带的速度sm v n d d /05.12100060144016010006011=⨯⨯⨯=⨯=ππ因为s m v s m /30/5<<，故带速合适。
计算大带轮的基准直径。
根据式（8-15a ），计算大带轮的基准直径d d 2mmmm id dd d 480160312=⨯== 根据表8-8，圆整为mmd d 5002=。
验算实际传动比为125.3160500==i %5%2.4%10033125.3<=⨯-=∆i故mmd d 5002=。
4.4确定V 带的中心距a 和基准长度L d（1） 根据式（8-20），初定中心距700=a 。
（2） 由式（8-22）计算带所需的基准长度ad d d d a L d d d d d 022100412)(22)(-+++≈πmm mm 24787004)500160(27002)160500(2≈⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯++⨯+⨯=-π 由表8-2选带的基准长度mm L d 2500=。
（3） 按式（8-23）计算实际中心距a 0。
mm mm a L L a d d711)224782500700(2≈-+=-+= 中心距的变化范围为4.5验算小带轮上的包角1α1201535003.57)160500(1803.57)(180121≥≈--=--≈a d d d d α4.6 计算带的根数z（1） 计算单根V 带的额定功率r P 。
由mm d d 1601=和m in /14401r n =，查表8-4a 得kW P 62.30=. 根据m in /14401r n =，3=i 和B 型带，查表8-4b 得kW P 46.00=∆。
查表8-5得93.0=αK ，表8-2得03.1=L K ，于是kW K K P P P L r 91.303.193.0)46.062.3()(00=⨯⨯+=⨯⨯∆+=α （2） 计算V 带的根数z 。
68.191.3551.6===r ca P P z 取2根。
4.7计算单根V 带的初拉力的最小值(F 0)min由表8-3得B 型带的单位长度质量q =0.18kg m ⁄,所以(F 0)min =500（2.5−K α）P ca K αzv +qv 2=[500×(2.5−0.93)×6.5510.93×2×12.05+0.18×12.052]N=256N应使带的实际初拉力 F 0>(F 0)min 。
4.8 计算压轴力F p压轴力的最小值为(F 0p )min=2z(F 0)min sin α12=2×2×256×sin 153°2N =996N4.9 带传动各参数列表五、齿轮设计5.1 材料选取：（1）按下图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。
（2）平板搓丝机为一般工作机器，速度不太高，故选用7级精度（GB10095-88）。
（3）由书表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，而这材料硬度差为40HBS。
5.2 低速级（1）选小齿轮齿数z1=25,大齿轮齿数z2=3.87×25=96.75取z2=97。