A272F型系列并条机车头箱设计说明书

XXX 大学毕业设计设计题目：A272F型系列并条机车头箱的设计系别：专业：班级：姓名：学号：指导老师：完成时间：目录一、毕业设计的目的——————————３二、课题简介————————————３三、箱体结构的设计———————————４四、结构尺寸的设计计算—————————５五、轴的设计——————————————１９六、参考文献——————————————２５七、毕业小结——————————————２６一、毕业设计的目的毕业设计是学生完成本专业的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论.基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练，这对学生即将从事的有关技术工作和未来的开拓具有一定意义，其主要目的是：1、学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。

2、学生树立正确的设计思路，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序.规范和方法。

3、学生正确使用技术资料.国家标准，有关手册.图册等工具书。

进行设计计算.数据处理.编写技术文件等方面的工作能力。

4、学生今昔功能调查研究。

面向实际。

面向生产。

向工人和工程技术人员学习的基本工作态度.工作作风和工作方法。

二、课题简介A272F型系列并条机适应于75mm以下的纤维的纯纺与混纺，在纺纱工艺过程中，位于梳棉工序之后，梳棉纤维条经过本机并合与牵伸，能够提高纤维的条长片段均匀度、纤维的伸直度，使不同品质纤维的混合更趋均匀，为获得良好的细纱创造必要的条件。

2100型号的车头箱是陕西宝鸡宝成纺织机械厂的产品，年产量1000台，车头箱是A272F型系列并条机的主要动力传递机构，它通过按一定的速比排布的齿轮将电机的动力经车头箱的变速，传递给各工作主轴，使其获得一定的动力、转速和方向。

该车头箱是铸造而成，内部的零件主要由圆柱斜齿轮组成，齿轮要求加工精度较高，生产批量大。

针对生产现状和要求设计2100型号的车头箱。

由被加工零件的不同，并条机设计方案各异，其车头箱可以垂直或水平安装。

该设计的车头箱是水平安装在A272F高速并条机右侧上方的。

三、确定箱体结构、绘制原始依据图车头箱箱体及前后盖，均采用灰铸铁HT200铸造而成，箱体的形状和尺寸按国家标准GB3668-83和实际设计情况选择。

箱体长度L=L1=L2+L3+L4式中：L1是左端台座的长度L2是齿轮纵向轴系方向上两最远齿轮的中心距L3是两端厚度之和L4是两最远轴距箱体壁的长度则L=195+30+530+182=937箱体宽度B=B1+B2+B3+B4式中:B1是横向最大轴系齿轮宽度B2是箱体厚度B3轴端至箱壁的距离B4突出箱盖的宽度则B=125+30+40+56=251箱体的高度H=H1+H2+H3式中H1是轴系高度方向上两最远主轴的中心距H2是两最远主轴的中心距箱壁的距离H3是箱体的厚度则H=354+180+45=569最后结合设计手册与实际的结构尺寸确定箱体的尺寸为L×B×H=940×254×573四、结构尺寸设计已知：电机功率P=1.8KW,电机转速n=1470r/minnⅰ1=1006r/min, nⅱ5=n电机=1470r/min, nⅲ7=2123r/min, nⅳ15=205r/min, nⅴ17=143r/min1)确定传动比及分配传动比总传动比：iⅰ总=n电机/n1=1470/1006=1.5iⅱ总=n电机/n5=1470/1470=1iⅲ总=n电机/n7=1470/2123=0.7iⅳ总=n电机/n15=1470/205=7.2iⅴ总=n电机/n17=1470/143=10.3传动比的分配：iⅰ总=i45×i23×i12则：i45 =1.46i23=1.77i12=0.565iⅱ总=i5=1iⅲ总=i56×i67则：i56=1.10i67=0.63iⅳ总=i45×i48×i9 10×i11 12×i13 14×i14 15则：i45=1.46 i48=1.18 i9 10=1.14 i11 12=3 i13 14=1.34 i14 15=0.92iⅴ总=i45×i48×i9 10×i11 12×i13 16×i16 17则：i13 16=1.34 i16 17=1.312)、运动参数的和动力参数的设计（1）各输出轴速度已知：nⅰ1=1006r/min nⅱ5=n电机=1470r/min nⅲ7=2123r/min nⅳ15=205r/min nⅴ17=143r/min则其它各轴的转速为：nⅰ34=n电机/i45=1470/1.46=1006r/minnⅰ2= nⅰ34/i23=1006/1.77=586 r/minnⅰ=1006 r/minnⅱ5=n电机=1470r/minnⅲ6= nⅱ5/i56=1470/1.10=11336 r/minnⅲ7= nⅲ6/i67=1336/0.63=2123 r/minnⅳ34=1006 r/minnⅳ89= nⅳ34/i48=1006/1.18=853 r/minnⅳ10 11= nⅳ89/i9 10=853/1.14=748 r/minnⅳ12 13= nⅳ10 11/i11 12=748/3=249 r/minnⅳ14= nⅳ12 13/i14=249/1.34=186 r/minnⅳ15= 205 r/minnⅴ16= nⅳ12 13/i13 16=249/1.34=186 r/minnⅴ17= 143 r/min（2）各轴的功率：电机到各传动轴的效率：ηⅠ1=η1·η2·η3=0.96×0.98×0.97=0.82ηⅠ2=η1·η22·η32 =0.96×0.982×0.972=0.87ηⅠ34=η1·η23·η33=0.96×0.983=0.91ηⅡ5=η1·η2=0.96×0.98=0.94ηⅢ6=η1·η2·η3=0.96×0.98×0.97=0.91ηⅢ7=η1·η22·η32=0.96×0.982×0.972=0.87ηⅣ89=η1·η22·η32=0.96×0.982×0.972=0.87ηⅣ10 11=η1·η23·η33=0.96×0.983×0.973=0.82ηⅣ12 13=η1·η24·η34=0.96×0.984×0.974=0.78ηⅣ14=η1·η25·η35=0.96×0.985×0.975=0.75ηⅣ15=η1·η26·η36=0.96×0.986×0.976=0.71ηⅴ16=η1·η25·η35=0.96×0.985×0.975=0.75ηⅴ17=η1·η26·η36=0.96×0.986×0.976=0.71查《机械设计实训教程》∮1=0.96（V带传动效率）∮2=0.98（滚动轴承的传动效率）∮3=0.97（齿轮精度为8级）实际功率：P电机=1.8KWPⅰ1= P电机·ηⅠ1=1.8×0.82=1.18 KWPⅰ2= P电机·ηⅠ2=1.8×0.87=1.57 KWPⅰ34= P电机·ηⅠ34=1.8×0.91=1.64 KWPⅱ5= P电机·ηⅡ5=1.8×0.94=1.70 KWPⅲ6= P电机·ηⅢ6=1.8×0.91=1.64 KWPⅲ7 P电机·ηⅢ7=1.8×0.87=1.57 KWPⅳ89= P电机·ηⅣ89=1.8×0.87=1.57 KWPⅳ10 11= P电机·ηⅣ10 11=1.8×0.82=1.48 KW Pⅳ12 13= P电机·ηⅣ12 13=1.8×0.78=1.4 KW Pⅳ14= P电机·ηⅣ14=1.8×0.75=1.35 KWPⅳ15= P电机·ηⅣ15=1.8×0.71=1.26 KWPⅴ16= P电机·ηⅴ16=1.8×0.75=1.35 KWPⅴ17= P电机·ηⅴ16=1.8×0.71=1.26 KW（3）各轴的扭矩：电机轴：T0=9550P/n=9550×1.8/1470=11.69 N·MTⅰ1=9550 Pⅰ1/nⅰ1=9550×1.48/1006=14.05 N·M Tⅰ2=9550 Pⅰ1/nⅰ2=9550×1.57/568=26.4 N·MTⅰ34=9550 Pⅰ1/nⅰ34=9550×1.64/1006=15.6 N·MTⅱ5 =9550 Pⅱ5/nⅱ5=9550×1.7/1470=11.04 N·MTⅲ6=9550 Pⅲ6=9550×1.64/1336=11.7 N·MTⅲ7=9550 Pⅲ7=9550×1.57/2123=7.06 N·MTⅳ89=9550 Pⅳ89=9550×1.57/853=17.6 N·MTⅳ10 11=9550 Pⅳ10 11=9550×1.48/748=18.9 N·M Tⅳ12 13=9550 Pⅳ12 13=9550×1.4/249=53.7 N·MTⅳ14=9550 Pⅳ14=9550×1.35/186=69.3 N·MTⅳ15=9550 Pⅳ15=9550×1.26/205=58.7 N·MTⅴ16=9550Pⅴ16=9550×1.35/186=69.3 N·MTⅴ17=9550Pⅴ17=9550×1.26/143=84.1 N·M3、选择齿轮材料并确定许用应力1)查《机械设计基础》表6-9大小齿轮均采用45钢调质，齿面硬度分别为240BHS ,200HBS.由图6-30 ，6-31查得σH lim5=580MPa σF lim5=460MPaσH lim4=540 MPa σF lim4=420 MPa取S Hmin=1 S Fmin=1〔σH5〕=σH lim1/S Hmin=580/1=580 MPa〔σH5〕=σH lim2/S Hmin=540/1=540 MPa〔σF4〕=σF lim1/ S Fmin=460/1=460 MPa〔σF4〕=σF lim2/ S Fmin=420/1=420 MPa2)按齿面接触疲劳强度设计计算d≧3√(590/σH) 2·KT1(i+1)/￠di传递扭矩:T5=9.55×106 ·P电机/n=9.55×106×1.8/1470=11694 N·M载荷系数K:因为有轻微的冲击，齿轮相对轴承对称，由《机械设计基础》表6-6取K=1.0,齿宽系数￠d：由《机械设计基础》表6-7取￠d=0.4许用接触应力〔σH〕：〔σH〕=〔σH2〕=540MPa传动比：i=1.46将以上参数代入上式，得d≧3√(590/σH) 2·KT1(i+1)/￠di=3√（590/540）2×11694×（1.46+1）/0.4×1.46=30mm取接触应力直径为：d5=52mm3)确定齿轮的参数及主要尺寸齿数：初选参数：输入轴齿数Z5=39Z4=i·Z5=1.46×39=57模数：初选螺旋角β=20°则法面模数: m n=d5 cosβ/ Z5=52×cos20°/39=1.25取标准植m n=2标准中心距：a45= m n (Z5 +Z4)/2 cosβ=2×(39+57)/2×cos20°100.9 mm为了便于箱体加工和测量取a=100 mm则实际螺旋角βˊ= arc cos m n(Z5 +Z4)/2a= arc cos2×(39+57)/2×100=16.26°在8°～25°范围内合适4）其它主要尺寸的计算:分度圆直径:d5= m n·Z5/ cosβˊ=2×39/cos16.26°=81.25 mmd4 =m n·Z4/ cosβˊ=2×57/cos16.26°=118.75 mm齿顶圆直径：d a5= d5+2 m n=81.25+2×2=85.25 mmd a4= d4+2 m n=118.75+2×2=122.75 mm齿根圆直径：d f5= d5-2 m n((ha﹡+c﹡)=81.25-2×2(1+0.25)=76.25 mmd f4= d4-2 m n((ha﹡+c﹡)=118.75-2×2(1+0.25)=113.75 mm齿宽：b=￠d·d5=0.4×81.25=32.5 mm则取齿宽b=32 mm5）验算齿根弯曲疲劳强度：σF=1.6KT1 cosβ/b m n d1 ·Y f s≦〔σF〕当量齿数Zv:Zv5=z5/cos3βˊ=39/ cos316.26°=44.08Zv4=z4/cos3βˊ=57/ cos316.26°=64.432复合齿形系数：Y fs根据Zv5，Zv4查《机械设计基础》得 Y fs5=3.85Y fs4=4.0σF5=1.6KT1 cosβ/b m n d1 ·Y f s5=1.6×1×11694×cos20°×3.85/32×2×81.25=13 Mpa﹤〔σF〕σF4=σF5·Yfs4/Yfs5=13×4.0/3.85=13.5 Mpa﹤〔σF〕弯曲疲劳强度足够6）确定齿轮传动精度：齿轮圆周速度 V=πd5n5/60×1000=3.14×81.25×1470/60×1000=6.25 m/s查《机械设计基础》表6-4确定公差组均为8级精度。