GD76X1型紡織機(jī)的送經(jīng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)【含13張CAD圖紙】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 摘要 本設(shè)計(jì)說明主要參考沈陽紡織機(jī)械廠GD76X1型織機(jī)傳動原理設(shè)計(jì)。該型紡織機(jī)主要有以下傳動機(jī)構(gòu)：主軸與打維機(jī)構(gòu)、開口機(jī)構(gòu)、絞邊機(jī)構(gòu)、送經(jīng)機(jī)構(gòu)、卷取機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)主要對GD76X1型紡織機(jī)的送經(jīng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。送經(jīng)機(jī)構(gòu)的傳動部件主要有V帶、直齒圓柱齒輪，變速箱、直齒錐齒輪，蝸輪蝸桿減速器。本說明書主要對直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)和校核，直齒錐齒輪設(shè)計(jì)和校核，蝸輪蝸桿進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核說明，還對減速器的軸進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核，V帶的選型進(jìn)行了設(shè)計(jì)說明。關(guān)鍵字：直齒圓柱齒輪；錐齒輪；蝸輪蝸桿；V帶；減速箱ABSTRACT This design uses the principle design of Shenyang Textile Machinery Factory GD76X1 loom transmission as primary reference. This type of textile machines has mainly the following transmission mechanism: spindle with hit-dimensional bodies, opening agencies, the selvage institutions, off mechanism, winding mechanism. This design is mainly of GD76X1 textile machine off mechanism, which has the parts of V-belts, spur gear, gearbox, straight bevel gears, worm reducer. This manual mainly concludes not only the spur gear design and check, straight bevel gear design and verification, worm design and check instructions, but also the reducer shaft design and check the selection of V with the design specification.Key words： spur gear；straight bevel gears；Worm gear and worm；V-belts；reducer目錄 摘要IIIABSTRACTIV目錄V1 緒論11.1本課題的研究內(nèi)容和意義11.2國內(nèi)外的發(fā)展概況11.3 編織機(jī)的發(fā)展前景11.4 本課題應(yīng)達(dá)到的要求22 噴水織機(jī)機(jī)構(gòu)與原理32.1 織機(jī)機(jī)構(gòu)32.2 GD76X1型織機(jī)行傳動原理32.3 GD76X1型織機(jī)傳動機(jī)構(gòu)33 設(shè)計(jì)過程論述63.1 電機(jī)選擇63.2 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比63.3 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)63.3.1 進(jìn)行傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算，要推算出各軸的轉(zhuǎn)速。63.3.2 各軸的輸入、輸出功率73.4 直齒輪設(shè)計(jì)83.4.1 選定齒輪類型、精度等級、材料和齒數(shù)83.4.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)83.4.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)103.4.4 幾何尺寸計(jì)算113.5直齒圓錐齒輪的設(shè)計(jì)134 減速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算174.1蝸桿的選擇174.1.1蝸桿蝸輪材料的選擇174.1.2蝸桿蝸輪的結(jié)構(gòu)174.1.3 蝸桿頭數(shù)z1，蝸輪齒數(shù)z2和傳動比i174.1.4 蝸桿蝸輪的主要參數(shù)和幾何尺寸的計(jì)算184.1.5 蝸桿傳動的強(qiáng)度計(jì)算184.1.6計(jì)算蝸桿的滑動速度和傳遞效率214.1.7確定蝸桿傳動的精度等級224.1.8桿傳動的潤滑和熱平衡計(jì)算224.2 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算234.2.1軸的功率p，轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T234.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)244.3鍵的選擇和鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算294.3.1鍵的選擇294.4離合器的選擇305 減速器箱體設(shè)計(jì)325.1箱體設(shè)計(jì)325.2減速器附件設(shè)計(jì)336 帶傳動356.1 帶傳動的類型356.2 帶的彈性滑動和打滑356.3 帶傳動參數(shù)的選擇356.3.1 中心距a356.3.2傳動比i356.3.3 帶輪的基準(zhǔn)直徑356.3.4 帶速v356.4 帶的選型366.5 帶輪的選擇367 結(jié)論和展望377.1 結(jié)論377.2展望37致 謝38參考文獻(xiàn)39III 紡織機(jī)傳動系統(tǒng)-基于蝸輪蝸桿傳動1 緒論 1.1本課題的研究內(nèi)容和意義 在國外編機(jī)搶占中國市場的同時(shí)，我國的編織企業(yè)也在呼喚國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)編機(jī)，對國內(nèi)編織機(jī)械企業(yè)提出新的要求。 在機(jī)理構(gòu)造上，一些國產(chǎn)編機(jī)也與進(jìn)口編機(jī)無太大差別。但國產(chǎn)編機(jī)在有關(guān)在線檢測方面與進(jìn)口編機(jī)的功能差距較大，尚不能很好地滿足有些高檔產(chǎn)品的生產(chǎn)需要；另外，國產(chǎn)編機(jī)在生產(chǎn)中的通用性較強(qiáng)，而針對性不高，不易生產(chǎn)出特色產(chǎn)品，這些方面國產(chǎn)編機(jī)在今后的生產(chǎn)中有待加強(qiáng)。 國外企業(yè)的競爭，國內(nèi)用戶要求的不斷提升，編機(jī)企業(yè)走創(chuàng)新路子，形成核心競爭力的呼聲更高。國產(chǎn)編織機(jī)械與國外同類產(chǎn)品的差距，除了研發(fā)能力技術(shù)創(chuàng)新不足之外，還主要表現(xiàn)在加工精度和運(yùn)行可靠性兩個(gè)方面。因此，必須下大力氣研究從生產(chǎn)過程、管理過程流通過程與創(chuàng)新的系統(tǒng)優(yōu)化問題，借助系統(tǒng)論控制論的理論，努力消除現(xiàn)存的問題，縮短差距。應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，開創(chuàng)教育與企業(yè)新局面。通過企業(yè)和科研院所的人才與設(shè)施、科研與生產(chǎn)互動，加快人才培養(yǎng)和技術(shù)提升。 研究編織機(jī)的傳動系統(tǒng)，對于提高生產(chǎn)效率降低生產(chǎn)成本具有重要意義。此項(xiàng)研究也是對大學(xué)四年所學(xué)課程的一次總復(fù)習(xí)，它將機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)電傳動控制等機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化主要專業(yè)課程緊密聯(lián)系在一起，利用所學(xué)的機(jī)械與控制相關(guān)知識來解決實(shí)際的生產(chǎn)問題，將理論設(shè)計(jì)與實(shí)際運(yùn)用聯(lián)系起來，需要考慮多方面的問題，如成本、系統(tǒng)可靠性和機(jī)械設(shè)備使用壽命等等。1.2國內(nèi)外的發(fā)展概況 改革開放20多年來，國內(nèi)紡織工業(yè)經(jīng)歷了持續(xù)快速發(fā)展的過程，到了2005年我國紡織纖維加工總量已達(dá)2690t，約占世界纖維加工總量的37%，主要的紡織產(chǎn)品化纖、棉紗、棉布、絲織品和服裝產(chǎn)量均居世界第一位。紡織業(yè)依然是國內(nèi)重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在滿足人民紡織產(chǎn)品消費(fèi)，出口創(chuàng)匯，為其他產(chǎn)業(yè)提供支持，解決就業(yè)問題等方面發(fā)揮重要作用。 今年來隨著紡織行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級的升入，通過國內(nèi)技術(shù)的改造和國外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)和吸收，織造行業(yè)的裝備和技術(shù)水平大幅提高，企業(yè)自主創(chuàng)新能力也有所增強(qiáng)，生產(chǎn)效率不斷提高，品種范圍迅速擴(kuò)展，生產(chǎn)已從勞動密集型向科技型轉(zhuǎn)換。淘汰落后裝備和工藝，光、機(jī)、電、氣動、液壓、傳感、計(jì)算機(jī)技術(shù)的復(fù)合應(yīng)用，為織物附加值提高和新產(chǎn)品開發(fā)提供了強(qiáng)有力的保障，針織產(chǎn)品休閑化，個(gè)性化，高檔化趨勢日益明顯，紡織面料出口以年均19%的速度增長，出口服裝面料自給率也提高到70%，徹底扭轉(zhuǎn)了面料進(jìn)口量高于出口量的局面，增強(qiáng)了行業(yè)的國際競爭力。但我國織造行業(yè)的整體水平與世界先進(jìn)國家相比仍有較大差距。僅以棉織設(shè)備為例，其無梭織機(jī)、自動絡(luò)筒機(jī)的使用率僅占25%和21%，而發(fā)達(dá)國家已達(dá)90%左右。應(yīng)對整個(gè)織造領(lǐng)域的飛速發(fā)展有了一個(gè)總體認(rèn)識，以期待找出與國外差距和今后提高今后科技水平的方向。1.3 編織機(jī)的發(fā)展前景 （1）進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量 在編織機(jī)上裝上各類顯示檢測和控制的裝置，可以彌補(bǔ)人工操作的不足和管理上的缺陷。 （2）提高機(jī)器運(yùn)行的安全性 在控制驅(qū)動系統(tǒng)中應(yīng)用微電子技術(shù)，可使機(jī)器運(yùn)行可靠。 （3）機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)高速化，提高單機(jī)質(zhì)量 采用各種自動化措施和微機(jī)控制技術(shù)，可使機(jī)器運(yùn)行更加可靠。 （4）傳動方式多樣化 單機(jī)采用機(jī)電一體化的新技術(shù)，打破現(xiàn)有單純機(jī)械傳動的局面，使單一機(jī)電帶動皮帶及齒輪變速的傳動方式有新的突破。 （5）改善勞動環(huán)境 多方面提高自動化程度，減輕工人勞動量。 （6）減少設(shè)備占地空間1.4 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 通過參觀現(xiàn)有的 編織機(jī)，了解其傳動系統(tǒng)的傳動原理。并找出傳統(tǒng)編織機(jī)傳動系統(tǒng)不足之處，初步設(shè)定圓筒編織機(jī)傳動系統(tǒng)總體方案。根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案，通過計(jì)算選擇電機(jī)、傳動零件、并校核零件強(qiáng)度、用CAD繪制裝配圖、零件圖，用ProE繪制實(shí)體模型仿真，仿真通過后編寫設(shè)計(jì)說明書并進(jìn)行設(shè)計(jì)答辯。2 噴水織機(jī)機(jī)構(gòu)與原理 2.1 織機(jī)機(jī)構(gòu)噴水織機(jī)是一種高速無梭織機(jī)。它是用水射流代替了兩百多年世界織布產(chǎn)業(yè)上長期使用的梭子，通過噴嘴將緯線引入經(jīng)絲梭口的一種新型織機(jī)。這種從根本上改變了織機(jī)原理的噴射織機(jī)，裝有具備創(chuàng)新技術(shù)的新裝備：水噴射裝置，連續(xù)測緯及儲緯裝置，緯紗切斷裝置，邊紗處理裝置。下面就GD76X1型織機(jī)行傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要運(yùn)動部分送經(jīng)機(jī)構(gòu)：將織軸上的經(jīng)紗均勻送出，滿足交織需要。卷取機(jī)構(gòu)：將織物引離織口，卷至卷布輥上。由電動機(jī)經(jīng)減速裝置帶動卷布輥轉(zhuǎn)動，將編織好的導(dǎo)火帶卷到卷布輥上。在卷繞的過程中，保持張力均勻是非常重要?？棛C(jī)的織口大小變換機(jī)構(gòu)：根據(jù)編織的需要來改變織口的大小。2.2 GD76X1型織機(jī)行傳動原理（1） 緯紗是直接由錐形筒子或筒子紗等貢紗器供給，通過張力器調(diào)節(jié)適當(dāng)張力，用側(cè)長盤連續(xù)測取長度相當(dāng)于筘幅的一根緯紗，通過儲緯器，其前端即由緯紗夾持裝置握持，引入噴嘴口。（2） 從水源將噴射用水引入保持一定水壓的水箱，由浮閥保持一定水面，經(jīng)過濾而被吸入水泵，水泵屬于柱塞式，調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)乃畨汉退?，然后壓人噴嘴。?） 在噴嘴處，緯紗和水在此合流，以30-50m/s的速度向梭口射去。（4） 投入的緯紗前端被織機(jī)對側(cè)的捕緯器夾持，經(jīng)捻紗而得到適當(dāng)張力。（5） 在此同時(shí)，由衛(wèi)星齒輪式絞邊裝置進(jìn)行邊紗的開口運(yùn)動，使緯紗兩端皆被擰織而成結(jié)實(shí)的布邊。（6） 緯紗均從噴嘴向一個(gè)方向飛行，在梭口兩端位置裝有熱熔絲切斷投入的緯線，或采用機(jī)械剪斷投入的緯紗。（7） 緯紗的飛行如受到毛羽等影響，不能到達(dá)右側(cè)，裝在右邊的探緯器可立即檢出，并使織機(jī)自動停下來。 原理圖如圖2.1所示。2.3 GD76X1型織機(jī)傳動機(jī)構(gòu)1) 主軸與打維機(jī)構(gòu)的傳動主電動機(jī)經(jīng)帶輪2和多楔帶3傳動皮帶輪4和主軸5，皮帶輪4裝有單片式電磁制動器，曲軸用聯(lián)軸器與主軸5連接。另一側(cè)用聯(lián)軸器連接傳動軸，曲軸經(jīng)手和筘座6進(jìn)行打緯。2）開口機(jī)構(gòu)的傳動 經(jīng)曲軸齒輪7傳動過橋齒輪8，另一側(cè)通過聯(lián)軸器傳動主軸曲軸齒輪7，傳動過橋齒輪8，通過過橋軸傳動偏心輪，經(jīng)牽手傳動開口軸，兩側(cè)牽手偏心位置相差180。，形成連桿式開口機(jī)構(gòu)。3）絞邊機(jī)構(gòu)的傳動 主軸5經(jīng)齒輪7,8,9和一齒輪使絞邊齒輪得到傳動，由于行星齒輪和恒星齒輪的周轉(zhuǎn)輪系傳動，實(shí)現(xiàn)了邊經(jīng)紗的開口和繩狀扭絞動作。4）送經(jīng)機(jī)構(gòu)的傳動 由凸輪10通過三角皮帶與傳動軸11，傳動機(jī)械式無極變速器的輸入軸12，經(jīng)變速器的內(nèi)部機(jī)構(gòu)作用變速后，由輸出軸輸出，在經(jīng)變速齒13和14，經(jīng)錐齒輪傳動，由渦輪蝸桿減速器減速后，由送經(jīng)小齒輪15，傳動經(jīng)軸齒輪16使經(jīng)軸傳動。送經(jīng)機(jī)構(gòu)的經(jīng)紗張力感應(yīng)升降桿，其位置的高低可以控制無級變速器的變速比。5) 卷取機(jī)構(gòu)的傳動 主軸5經(jīng)同步帶輪19、20傳動減速器，經(jīng)離合器22齒輪帶動卷取主動齒輪23，傳動三只變換齒輪，最末一只變換齒輪傳動計(jì)數(shù)齒輪，與計(jì)數(shù)齒輪同軸的有小鏈輪和小齒輪，小齒輪可傳動卷取齒輪24，而齒輪裝在摩擦輥軸上，這樣可帶動摩擦輥25一起轉(zhuǎn)動。摩擦輥的卷取表面包覆糙面橡膠帶，在兩根壓輥的作用下與繞在圓周表面上的織物產(chǎn)生摩擦作用而將織物送到卷布輥26。卷布輥是由卷取鏈輪經(jīng)鏈條傳動活輪，與同軸齒輪傳動。主動齒輪再通過卷取制動器作用，帶動卷布輥一起傳動，當(dāng)卷布輥因不斷卷取織物而直徑增大時(shí)，能依靠卷取制動器的打滑作用，使卷布輥轉(zhuǎn)速變慢，保持織物有一定張力。 6） 送經(jīng)機(jī)構(gòu)的傳動路線：電動機(jī)1（帶輪） 軸5（齒輪）軸10（帶輪）軸11（變速箱）軸12（齒輪）軸17（減速箱）軸18（齒輪）送經(jīng)機(jī)構(gòu) 打緯機(jī)構(gòu)的傳動路線：電動機(jī)1（帶輪 ）軸5（曲柄搖桿機(jī)構(gòu)）打緯機(jī)構(gòu)開口機(jī)構(gòu)的傳動路線：電動機(jī)1（帶輪） 軸5（齒輪）軸（過橋齒輪8）偏心輪開口機(jī)構(gòu)絞邊機(jī)構(gòu)的傳動路線：電動機(jī)1（帶輪） 軸5（齒輪）軸10（齒輪）絞邊動作（絞邊齒輪） 圖2.1 工作原理3 設(shè)計(jì)過程論述3.1 電機(jī)選擇 為保證機(jī)器正常運(yùn)作?，F(xiàn)選用型號為Y112M-4三相異步電動機(jī)。其技術(shù)參數(shù)如表3-1所示 表3-1 電機(jī)參數(shù)額定功率KW滿 載 時(shí)啟動電流啟動轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩重量kg轉(zhuǎn) 速r/min電流（380V）效 率%功率因數(shù)額定電流額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩2.214408.7784.50.827.02.22.3433.2 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動軸轉(zhuǎn)速n，可得傳動裝置總傳動比為： 由于電動機(jī)轉(zhuǎn)速 =1440r/min，最終輸出的速度v=40m/min=0.667m/s，卷筒直徑設(shè)為 mm，則：最后輸出轉(zhuǎn)速： (3.1)故傳動裝置總傳動比：分配傳動比考慮以下原則：1）各級傳動的傳動比應(yīng)在合理范圍內(nèi)，不超過允許的最大值，以符合各種傳動形式的工作特點(diǎn)，并使結(jié)構(gòu)比較緊湊。2）應(yīng)注意使各級傳動尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)比較合理。3）盡量是傳動裝置外廓尺寸緊湊或重量較小。4）盡量使各級大齒輪浸油深度合理。5）要考慮傳動零件之間不會干涉碰撞。 =2 =2 =1/2 =0.75 =7/9 =1/3 =2 =39 =33.3 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 3.3.1 進(jìn)行傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算，要推算出各軸的轉(zhuǎn)速。各軸轉(zhuǎn)速5軸：=720r/min12軸：=16軸：=17軸：=18軸：19軸： 3.3.2 各軸的輸入、輸出功率 傳動效率如下： 帶傳動的傳動效率=0.96，軸承=0.98，齒輪傳動效率=0.97, v帶的傳動效率=0.94,錐齒輪傳動效率，渦輪蝸桿傳動效率。 輸入功率：5 軸： =12軸： = 16軸： 17軸： 18軸：19軸： 輸出功率：5 軸： 12軸： 16軸： 17軸： 18軸: 19軸: 各軸的輸入、輸出轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩： (3.2) 輸入轉(zhuǎn)矩： 5軸： 12軸： 16軸： 17軸： 18軸: 19軸: 輸出轉(zhuǎn)矩：5軸： 12軸： 16軸： 17軸： 18軸: 19軸: 3.4 直齒輪設(shè)計(jì)3.4.1 選定齒輪類型、精度等級、材料和齒數(shù)1) 選用直齒圓柱齒輪。2) 紡織機(jī)機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度(GB 10095-88)3)材料選擇，小齒輪為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，選擇大齒輪為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS,二者材料硬度差為40HBS。4)選用小齒輪齒數(shù)為Z=20，大齒輪齒數(shù)為Z=60。3.4.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算； （ 3.3）（1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1）試選載荷系數(shù) 2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3）由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-7選擇齒寬系數(shù) 4）由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 5）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限， 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。 6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： = 7)查表得接觸疲勞壽命系數(shù)： ， 8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力： 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，得 ( 3.4） 9） 計(jì)算 (1)試算小齒輪分度圓直徑d1t，代入H中較小的值 = = 22.81mm （3.5） (2) 計(jì)算圓周速度v 4.41m/s （3.6） (3）計(jì)算齒寬 b = (4) 計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h 模數(shù) 齒高 8.89 (5)計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=4.41m/s，7級精度、由圖10-8查得動載荷系數(shù) =1.5；直齒輪，假設(shè)KAFt/b100 N/mm。又查得查得使用系數(shù)KA=1；查得7 級精度、小齒輪相對支承 對稱布置時(shí)， 再由b/h=9.10，查得 ；故 (6)實(shí)際載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑， （3.7） 27.6mm (7) 計(jì)算模數(shù)， 3.4.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由公式10-5得彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為： （3.8）（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）由機(jī)械設(shè)計(jì)由10-20c查得小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；2）由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，；3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由機(jī)械設(shè)計(jì)由10-12式可得 （3.9）4）計(jì)算載荷系數(shù)k 5）由10-5查取齒形系數(shù) ； 查取應(yīng)力校正系數(shù) 6) 由表10-5查得 ； 7)計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 （3.10） 大齒輪的數(shù)值比較大(2)設(shè)計(jì)計(jì)算=0.85對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取通過由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)0.85并整為標(biāo)準(zhǔn)值m =1.5，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1 =27.6 mm，算出小齒輪的齒數(shù) =18.3 取，大齒輪齒數(shù) 60取z2=60。這樣設(shè)計(jì)出來的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)緊湊。3.4.4 幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算分度圓直徑 2）計(jì)算中心距 =60mm3） 選擇齒輪寬度 B=30mm ； 4）計(jì)算齒頂高、齒根高、齒全高 =11.5=1.5mm = =（2+0.25）1.25=3.375mm5）計(jì)算齒頂圓直徑、齒根圓直徑、基圓直徑= （3.11）= （3.12）= = （3.13） 6）計(jì)算齒距、齒厚、齒槽寬 =2.36驗(yàn)算：= （3.14） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖，如圖3.1所示： 圖3.1 直齒圓柱齒輪3.5直齒圓錐齒輪的設(shè)計(jì) (1)、選定直齒圓錐齒輪傳動類型、材料、熱處理方式、精度等級。 a.小齒輪選硬齒面，大齒輪選軟齒面， b.小齒輪：45鋼。調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為230HBS； 大齒輪：45鋼。正火處理，齒面為190HBS。 c.齒輪精度初選6級(2)、初選參數(shù)Z1=28，u=2 Z2=Z1u=262=56 取 ,（3）確定許用應(yīng)力a: 確定極限應(yīng)力和 齒面硬度：小齒輪按230HBS，大齒輪按190HBS 查機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21得=580Mpa, =550 Mpa 查機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20得=450Mpa, =380Mpab: 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，確定壽命系數(shù)kHN,kFN N1=60n3jLh =603692.311（283005）= N2=N1/u=3.883108/2= 查圖1019得kHN1=0.96,kHN2=0.98c：計(jì)算接觸許用應(yīng)力 取 由許用應(yīng)力接觸疲勞應(yīng)力公式查圖10-18得kFE1=0.89 kFE2=0.91 （4）初步計(jì)算齒輪的主要尺寸因?yàn)榈退偌壍妮d荷大于高速級的載荷，所以通過低速級的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算按式（1026）試算，即 dt （3.16）確定各參數(shù)值1) 試選載荷系數(shù)K=1.22) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3) 材料彈性影響系數(shù)由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6取 ZE=189.84）試算小齒輪分度圓直徑 dt （3.17） = 5）計(jì)算圓周速度 v= =6.3m/s 因?yàn)橛休p微震動，查表10-2得KA=1.25。根據(jù)v=6.3m/s,6級精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)圖108查得動載系數(shù)KV=1.3；取故載荷系數(shù) K=KA*KV*KH*KH=1.251.311.2=1.956） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由機(jī)械設(shè)計(jì)式（1010a）得 d1= 7） 計(jì)算大端模數(shù)m m =mm （5）、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式(3.16) 確定計(jì)算參數(shù) 1） 計(jì)算載荷系數(shù) 由表10-9查得KHbe=1.25 則KF=1.5 KHbe=1.875K=KAKVKFKF=1.251.0311.875=2.414 2）齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)因?yàn)辇X形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)按當(dāng)量齒數(shù)算。其中 （3.18） （3.19） 查表10-5 齒形系數(shù) YFa1=2.52；YFa2=2.16 應(yīng)力修正系數(shù) Ysa1=1.62；Ysa2=1.83）計(jì)算大、小齒輪的并加以比較= = 大齒輪的數(shù)值大。4）設(shè)計(jì)計(jì)算 =1.147對比計(jì)算結(jié)果，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.15并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=1.25mm 按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=32.81mm，算出小齒輪齒數(shù) Z1=d1/m=32.81/1.25=26.25取Z1=28 大齒輪齒數(shù) Z2=2x28=56（6）、幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算分度圓直徑d1=mZ=1.2528=35 mm d2=mZ1=1.2556=70mm(7)計(jì)算齒頂圓直徑、齒根圓直徑 = （3.20）= （3.21）= 2)計(jì)算錐距R=39.2mm （3.22）3)計(jì)算齒輪寬度b= RR=39.2x0.3=11.76 取B2=20mm B1=15mm 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖，如圖3-2所示： 圖3.2 直齒錐齒輪4 減速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1蝸桿的選擇選用蝸桿制造簡單的圓柱蝸桿，鑒于圓柱蝸桿按其齒廓曲線不同，又可分為阿基米德蝸桿和漸開線蝸桿等，阿基米德蝸桿的加工與測量方便，所以在工程上應(yīng)用最廣。漸開線蝸桿的端面齒廓為漸開線，它的制造精度較高，利于成批生產(chǎn)，適用于功率較大的高速傳動。鑒于阿基米德和漸開線蝸桿的優(yōu)缺點(diǎn)以及結(jié)合GD76X1型織機(jī)行傳動的實(shí)際需要，選用圓柱蝸桿中的阿基米德蝸桿（即ZA蝸桿）。4.1.1蝸桿蝸輪材料的選擇蝸桿材料一般選用碳素鋼或合金鋼，根據(jù)工作條件合適的熱處理。對于高速重載的蝸桿傳動，蝸桿材料常用20Cr，20CrMnTi，12CrNi3A（滲碳淬火到5863HRC）或40、45鋼和40Cr、40CrNi、42SiMn（表面淬火到4555HRC），淬火后需磨削。一般情況下，蝸桿多采用40、45鋼調(diào)質(zhì)處理（硬度270HBS），因此，此次設(shè)計(jì)中我選用40Cr為制作蝸桿的材料。蝸輪常用的材料是鑄造錫青銅和無錫青銅。高速重載的重要傳動，可選用ZCuSn10P1和ZCuSn5PbZn5等鑄造青銅制作蝸輪的齒圈，其減摩性和抗膠合能力均好，允許的滑動速度可達(dá)1025m/s，但價(jià)格較貴。當(dāng)滑動速度vs101052綜合表4-3所列69級蝸桿傳動的應(yīng)用范圍，制造方法和許用滑動速度以及紡織機(jī)的自身需求，我認(rèn)為選用7級精度的蝸桿傳動最適宜。因此，此次設(shè)計(jì)中的蝸桿蝸輪均確定為7級精度。4.1.8桿傳動的潤滑和熱平衡計(jì)算1、蝸桿傳動的潤滑為了提高蝸桿傳動的效率，承載能力及壽命，應(yīng)當(dāng)充分重視蝸桿傳動的潤滑。為了減輕磨損及防止膠合破壞，潤滑劑通常采用粘度較大的礦物油，并在礦物油中加入添加劑，以提高抗膠合能力。但是，青銅蝸輪不能采用抗膠合能力強(qiáng)的活性潤滑油，以免腐蝕。閉式蝸桿傳動一般采用油池潤滑或噴油潤滑。采用油池浸油潤滑時(shí)，蝸桿浸油深度為一個(gè)齒高。當(dāng)滑動速度vs4m/s時(shí)，應(yīng)采用上置式蝸桿，蝸輪帶油潤滑，這時(shí)，蝸桿的浸油深度為1/3的半徑。若潤滑速度vs1015vm/s時(shí)，則采用壓力噴油潤滑。開式蝸桿傳動選用粘度較高的的潤滑油和潤滑脂。我設(shè)計(jì)中的蝸桿傳動潤滑采用一般的油池潤滑即可。2、蝸桿傳動的熱平衡計(jì)算由于蝸桿傳動摩擦損耗大，效率低、工作時(shí)發(fā)熱量很大。在閉式蝸桿傳動中，若不及時(shí)散熱，將會因油溫不斷升高而使?jié)櫥拖♂專瑥亩龃竽Σ翐p耗，甚至發(fā)生膠合。所以，必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算。使單位時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量Q1等于同時(shí)間內(nèi)的散熱量Q2，以保證溫度穩(wěn)定地處于規(guī)定的范圍內(nèi)。在單位時(shí)間內(nèi)，蝸桿傳動由于摩擦損耗產(chǎn)生的熱量為： （4.8）以自然冷卻方式，從箱體外壁散發(fā)到周圍空氣中的熱量為： （4.9）當(dāng)達(dá)到熱平衡時(shí)，可求得箱體內(nèi)潤滑油的工作溫度： （4.10）式中 P1蝸桿傳動的輸入功率（kW）； Kt散熱系數(shù)，Kt=1017W/（m2），當(dāng)周圍空氣流通良好時(shí)，取大值。取15 W/（m2） t箱體內(nèi)油的工作溫度（），一般應(yīng)限制在6070，最高不超過80； t0環(huán)境溫度，一般取20 A散熱面積（m2），指內(nèi)壁被油飛濺到、外壁為周圍空氣所冷卻的箱體表面積值。這里，由減速器裝配圖估算箱殼散熱面積S=0.98； 則，故散熱條件滿足。4.2 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2.1軸的功率p，轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T對I軸： 對II軸： 由公式： 初步確定軸的最小直徑，其中為軸的許用切應(yīng)力所確定的系數(shù)，由于I軸選用的材料是40Cr，查表取=107，而II軸選用的材料為45鋼，則： I軸： II軸： 因II軸在設(shè)計(jì)中不是重點(diǎn)，此處只計(jì)算它的最小軸徑，其具體的尺寸結(jié)構(gòu)見裝配圖。4.2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1） 擬定軸上零件機(jī)構(gòu)方案 如圖4.1所示 圖4.12）確定蝸桿上零件的位置及蝸桿上零件的固定方式因此處是單級蝸桿減速器，蝸桿與軸的重要區(qū)別是：蝸桿中間部位上有輪齒，而軸上則需與齒輪相配。相對來說蝸桿上的零件及固定方式要簡單一些，軸承對稱分布在輪齒兩側(cè)，蝸桿的外伸端安裝聯(lián)軸器，用來連接蝸桿與電動機(jī)。兩對軸承分別靠軸肩和擋圈實(shí)現(xiàn)軸向定位，靠過盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定，蝸桿通過軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸軸向定位。聯(lián)軸器靠擋圈和平鍵分別實(shí)現(xiàn)軸向和周向固定。3）聯(lián)軸器的選擇與計(jì)算校核蝸桿軸上帶有鍵槽的一端很顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號。因?yàn)槲仐U的轉(zhuǎn)速較高，啟動頻繁，載荷有變化，宜選用緩沖性能較好，同時(shí)具有可移動的彈性柱銷聯(lián)軸器。計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩，查機(jī)械設(shè)計(jì)原理與方法表15-12得，故取=1.5。名義轉(zhuǎn)矩 所以，計(jì)算轉(zhuǎn)矩 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選用HL2型彈性柱銷聯(lián)軸器。其技術(shù)參數(shù)為：其公稱轉(zhuǎn)矩為315；許用轉(zhuǎn)速nmax=5600r/min，孔徑范圍為2535mm。結(jié)構(gòu)參數(shù)為：兩半聯(lián)軸器均選用長圓柱形孔（Y型），A型鍵槽，電動機(jī)輸出端孔徑為；蝸桿輸入端孔徑長為，則該聯(lián)軸器標(biāo)記為： GB5014854）根據(jù)軸向定位的要求確定軸上的各段直徑和長度I、蝸桿的最小直徑由前面計(jì)算可得dz1z2為8.6mm，但考慮到該段軸上需安裝固定軸承的擋圈，此處有一退刀槽，故所算軸徑應(yīng)增大5%，即dz1z2=（1+5%）x8.6=9.03mm，取其標(biāo)準(zhǔn)直徑為20mm。又因該軸段上需裝一對軸承，因此該軸段長度需選定軸承后方可確定。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用深溝球軸承，參照工作要求并根據(jù)dz1z2=20mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選取軸承代號為6004，其尺寸為。軸承的寬度為12mm，軸承右側(cè)的擋圈寬度粗略估計(jì)為2mm，擋圈右側(cè)稍微留3mm，其末端倒角。 因此，dz1dz2軸段的長度為12mm+2mm+3mm=17mm。II、dz2dz3段的直徑應(yīng)大于dz1dz2的直徑，現(xiàn)估計(jì)dz2z3=28mm，由于該段上不需安裝軸承，因此其長度由設(shè)計(jì)需求定為52mm。III、因蝸桿的分度圓直徑為40mm，齒頂圓的直徑為48mm，故取，。為了避免齒輪與蝸桿軸的摩擦在蝸桿齒輪的兩端需制出一段很小的倒角。IV、dz6dz7段的直徑和dz2dz3段的直徑相同，因此dz6z7=28mm，但其長度需按照設(shè)計(jì)要求給定，因此其長度與dz2dz3段不同，L z6z7=48mm。V、dz8dz9段需安裝聯(lián)軸器和一對軸承，聯(lián)軸器的尺寸前面已經(jīng)算出并已經(jīng)校合。故dz8z9=35mm，L =65mm。聯(lián)軸器的右側(cè)有一個(gè)擋圈，其寬度粗略估計(jì)為2mm，擋圈右端安裝了一對軸承，因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用深溝球軸承，參照工作要求并根據(jù)dz8z9=35mm，由軸承產(chǎn)品目錄中選取軸承代號為6007，其尺寸為。軸承的寬度為14mm。故L z8z9=91mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。5）軸上零件的周向定位彈性柱銷聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接選用平鍵為10mmx8mmx63mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為，滾動軸承與軸的周向定位是借過盈配合來保證，此處選軸的直徑尺寸公差為。6）確定軸上圓角和倒角尺寸參考資料，取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見圖。7）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度I、畫受力簡圖畫軸的空間受力簡圖，如圖5-2所示。其作用力分解為垂直面受力5-5和平面受力圖5-3分別求出垂直面上的支反力和水平面的支反力。零件作用于蝸桿上的分布力或轉(zhuǎn)矩可當(dāng)作集中載荷作用于蝸桿零件的寬度中點(diǎn)來處理。支反力的作用位置隨軸承類型和布置方式不同而異，近似計(jì)算時(shí)，一般取為蝸桿的軸承寬度中心。II、計(jì)算蝸輪受力蝸桿傳遞的轉(zhuǎn)矩：蝸輪的圓周力：蝸輪的徑向力：蝸輪的軸向力：III、計(jì)算于蝸桿上的支反力垂直面內(nèi)支反力： 水平面內(nèi)支反力：IV、計(jì)算蝸桿的彎矩，并畫彎矩、轉(zhuǎn)矩圖剖面a-a處彎矩有突變： 左截面： 右截面： 分別作出垂直面和水平面上的彎矩圖4.4、4.6V、作合成彎矩圖4.7，扭矩圖4.8截面a-a左側(cè)的合成彎矩為：截面a-a右側(cè)的合成彎矩為：VI、計(jì)算并畫當(dāng)量彎矩圖5-9因蝸桿單向運(yùn)轉(zhuǎn)，故其轉(zhuǎn)矩可看做動脈循環(huán)變化，取。危險(xiǎn)截面a-a處的當(dāng)量彎矩為： VII、計(jì)算危險(xiǎn)截面a-a的軸徑由在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，此處的軸徑為40mm，故強(qiáng)度滿足。圖4.2空間受力簡圖圖4.3水平受力圖圖4.4水平彎距圖圖4.5垂直受力圖圖4.6垂直彎距圖 圖4.7合成彎距圖圖4.8扭距圖圖4.9 當(dāng)量彎矩圖4.3鍵的選擇和鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算4.3.1鍵的選擇由于鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個(gè)方面。鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用要求和工作條件來選擇；鍵的尺寸則按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來取定。鍵的主要尺寸為其截面尺寸（一般以鍵寬b鍵高h(yuǎn)表示）與長度L。鍵的截面尺寸按軸的直徑d由標(biāo)準(zhǔn)中選定。鍵的長度L一般可按輪轂的長度而定。即鍵長等于或略短于輪轂的長度；而導(dǎo)向平鍵則按輪轂的長度及其滑動距離而定。一般輪轂的長度可能為。這里d為軸的直徑，所選定的鍵長亦應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長度系列。根據(jù)其上面所需的要求，我們選定蝸桿和聯(lián)軸器的連接用平鍵聯(lián)接。由于蝸桿的直徑d=35，故鍵的尺寸為可從機(jī)械設(shè)計(jì)課程手冊中查得：。4.3.2鍵聯(lián)接強(qiáng)度計(jì)算平鍵聯(lián)接傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，鍵的側(cè)面受擠壓，截面受剪切，可能的失效形式是較弱零件（通常為輪轂）工作面的壓潰（對于靜聯(lián)接）或磨損（對于動聯(lián)接）和鍵的剪斷。對于實(shí)際采用的材料和按標(biāo)準(zhǔn)選用的鍵尺寸來說，工作面的壓潰或磨損是主要的失效形式。由于普通平鍵多用于靜聯(lián)接，因此對于平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度計(jì)算，通常只進(jìn)行擠壓應(yīng)力。根據(jù)其要求，普通平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件為：