本设计说明主要参考沈阳纺织机械厂GD76X1型织机传动原理设计。该型纺织机主要有以下传动机构：主轴与打维机构、开口机构、绞边机构、送经机构、卷取机构。本设计主要对GD76X1型纺织机的送经机构进行设计。送经机构的传动部件主要有V带、直齿圆柱齿轮，变速箱、直齿锥齿轮，蜗轮蜗杆减速器。本说明书主要对直齿圆柱齿轮设计和校核，直齿锥齿轮设计和校核，蜗轮蜗杆进行设计和校核说明，还对减速器的轴进行设计和校核，V带的选型进行了设计说明。

关键字：直齿圆柱齿轮；锥齿轮；蜗轮蜗杆；V带；减速箱

摘要III

ABSTRACTIV

目录V

1 绪论1

1.1本课题的研究内容和意义1

1.2国内外的发展概况1

1.3 编织机的发展前景1

1.4 本课题应达到的要求2

2 喷水织机机构与原理3

2.1 织机机构3

2.2 GD76X1型织机行传动原理3

2.3 GD76X1型织机传动机构3

3 设计过程论述6

3.1 电机选择6

3.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比6

3.3 计算传动装置的运动和动力参数6

3.3.1 进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速。6

3.3.2 各轴的输入、输出功率7

3.4 直齿轮设计8

3.4.1 选定齿轮类型、精度等级、材料和齿数8

3.4.2 按齿面接触强度设计8

3.4.3 按齿根弯曲强度设计10

3.4.4 几何尺寸计算11

3.5直齿圆锥齿轮的设计13

4 减速器的设计与计算17

4.1蜗杆的选择17

4.1.1蜗杆蜗轮材料的选择17

4.1.2蜗杆蜗轮的结构17

4.1.3 蜗杆头数z1，蜗轮齿数z2和传动比i17

4.1.4 蜗杆蜗轮的主要参数和几何尺寸的计算18

4.1.5 蜗杆传动的强度计算18

4.1.6计算蜗杆的滑动速度和传递效率21

4.1.7确定蜗杆传动的精度等级22

4.1.8杆传动的润滑和热平衡计算22

4.2 轴的设计计算23

4.2.1轴的功率p，转速n和转矩T23

4.2.2结构设计24

4.3键的选择和键联接强度计算29

4.3.1键的选择29

4.4离合器的选择30

5 减速器箱体设计32

5.1箱体设计32

5.2减速器附件设计33

6 带传动35

6.1 带传动的类型35

6.2 带的弹性滑动和打滑35

6.3 带传动参数的选择35

6.3.1 中心距a35

6.3.2传动比i35

6.3.3 带轮的基准直径35

6.3.4 带速v35

6.4 带的选型36

6.5 带轮的选择36

7 结论和展望37

7.1 结论37

7.2展望37

致谢38

参考文献39

1 绪论

1.1本课题的研究内容和意义

在国外编机抢占中国市场的同时，我国的编织企业也在呼唤国产优质编机，对国内编织机械企业提出新的要求。在机理构造上，一些国产编机也与进口编机无太大差别。但国产编机在有关在线检测方面与进口编机的功能差距较大，尚不能很好地满足有些高档产品的生产需要；另外，国产编机在生产中的通用性较强，而针对性不高，不易生产出特色产品，这些方面国产编机在今后的生产中有待加强。

　　国外企业的竞争，国内用户要求的不断提升，编机企业走创新路子，形成核心竞争力的呼声更高。国产编织机械与国外同类产品的差距，除了研发能力．技术创新不足之外，还主要表现在加工精度和运行可靠性两个方面。因此，必须下大力气研究从生产过程、管理过程．流通过程与创新的系统优化问题，借助系统论控制论的理论，努力消除现存的问题，缩短差距。应加强产学研结合，开创教育与企业新局面。通过企业和科研院所的人才与设施、科研与生产互动，加快人才培养和技术提升。

研究编织机的传动系统，对于提高生产效率降低生产成本具有重要意义。此项研究也是对大学四年所学课程的一次总复习，它将机械制图、机械设计和机电传动控制等机械设计制造及其自动化主要专业课程紧密联系在一起，利用所学的机械与控制相关知识来解决实际的生产问题，将理论设计与实际运用联系起来，需要考虑多方面的问题，如成本、系统可靠性和机械设备使用寿命等等。

1.2国内外的发展概况

改革开放20多年来，国内纺织工业经历了持续快速发展的过程，到了2005年我国纺织纤维加工总量已达2690t，约占世界纤维加工总量的37%，主要的纺织产品——化纤、棉纱、棉布、丝织品和服装产量均居世界第一位。纺织业依然是国内重要的支柱产业之一，在满足人民纺织产品消费，出口创汇，为其他产业提供支持，解决就业问题等方面发挥重要作用。

今年来随着纺织行业结构调整和产业升级的升入，通过国内技术的改造和国外先进技术的引进和吸收，织造行业的装备和技术水平大幅提高，企业自主创新能力也有所增强，生产效率不断提高，品种范围迅速扩展，生产已从劳动密集型向科技型转换。淘汰落后装备和工艺，光、机、电、气动、液压、传感、计算机技术的复合应用，为织物附加值提高和新产品开发提供了强有力的保障，针织产品休闲化，个性化，高档化趋势日益明显，纺织面料出口以年均19%的速度增长，出口服装面料自给率也提高到70%，彻底扭转了面料进口量高于出口量的局面，增强了行业的国际竞争力。但我国织造行业的整体水平与世界先进国家相比仍有较大差距。仅以棉织设备为例，其无梭织机、自动络筒机的使用率仅占25%和21%，而发达国家已达90%左右。应对整个织造领域的飞速发展有了一个总体认识，以期待找出与国外差距和今后提高今后科技水平的方向。

1.3 编织机的发展前景

（1）进一步提高产品质量

在编织机上装上各类显示检测和控制的装置，可以弥补人工操作的不足和管理上的缺陷。

（2）提高机器运行的安全性

在控制驱动系统中应用微电子技术，可使机器运行可靠。

（3）机器运转高速化，提高单机质量

采用各种自动化措施和微机控制技术，可使机器运行更加可靠。

（4）传动方式多样化

单机采用机电一体化的新技术，打破现有单纯机械传动的局面，使单一机电带动皮带及齿轮变速的传动方式有新的突破。

（5）改善劳动环境

多方面提高自动化程度，减轻工人劳动量。

（6）减少设备占地空间

1.4 本课题应达到的要求

通过参观现有的编织机，了解其传动系统的传动原理。并找出传统编织机传动系统不足之处，初步设定圆筒编织机传动系统总体方案。根据总体设计方案，通过计算选择电机、传动零件、并校核零件强度、用CAD绘制装配图、零件图，用Pro／E绘制实体模型仿真，仿真通过后编写设计说明书并进行设计答辩。

QQ截图20131117215928.gif

纺织机传动系统基于涡轮蜗杆传动设计.gif

内容简介：: 无锡太湖学院信机系机械制造及自动化专业一、题目及专题1、题目纺织机传动系统设计 2、专题基于蜗轮蜗杆传动二、课题来源及选题依据课题来源为沈阳纺织机械厂实际产品。通过毕业设计是为了培养学生开发和创新机械产品的能力，要求学生能够结合原GD76X1型织机的传动系统，针对实际使用过程中存在的问题，综合所学的机械理论设计与方法，对GD76X1型织机变速箱的传动系统进行改进，从而达到解决问题。在设计传动件时，在满足产品工作要求的情况下，应尽可能多的采用标准件，提高其互换性要求，以减少产品的设计生产成本。三、本设计（论文或其他）应达到的要求1、该部件工作时，能运转正常； 2、拟定工作机构和传动系统的运动方案，并进行多方案对比分析； 3、当电动机输入功率时，对主要工作机构进行运动和动力分析； 4、设计GD76X1型织机传动件系统总装图1张（A0）； 5 、设计绘制寸行传动件蜗轮箱的零件图1张（A0）； 6、设计绘制零件工作图12张（二张A0，一张A1，七张A1，三张A4）； 7、编制设计计算说明书1份（2万字以上）。四、接受任务学生：机械97 班姓名储传民五、开始及完成日期：自2012年11月7日至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任学科组组长研究所所长签名系主任签名年月日I编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：纺织机传动系统设计基于涡轮蜗杆传动信机系机械工程及自动化专业学号： 0923814学生姓名：储传民指导教师：鲍虹苏（职称：高工）（职称：） 2013 年 5 月 25 日III无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）纺织机传动系统基于涡轮蜗杆传动是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械97 学号： 0923814 作者姓名：年月日编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：纺织机传动系统的设计 -基于蜗轮蜗杆传动机电系机械制造及自动化专业学号： 0923814 学生姓名：储传民指导教师：鲍虹苏（职称：高工）（职称：） 2013年 5 月 25 日无锡太湖学院毕业设计（论文）相关资料题目：纺织机传动系统的设计 -基于蜗轮蜗杆传动机电系机械工程及自动化专业学号： 0923814 学生姓名：储传民指导教师：鲍虹苏（职称：高工）（职称：） 2013年 5 月 25日目录（1）封面；（2）目录；（3）毕业设计（论文）开题报告；（4）毕业设计（论文）外文资料翻译及原文；（5）学生“毕业设计（论文）计划、进度、检查及落实表”；（6）实习鉴定表。无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目：纺织机传动系统设计基于涡轮蜗杆传动信机系机械工程及自动化专业学号： 0923814 学生姓名：储传民指导教师：鲍虹苏（职称：高工）（职称：） 2012年11月14日课题来源沈阳纺织机械厂科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）（1）课题科学意义在国外编机抢占中国市场的同时，我国的编织企业也在呼唤国产优质编机，对国内编织机械企业提出新的要求。在机理构造上，一些国产编机也与进口编机无太大差别。但国产编机在有关在线检测方面与进口编机的功能差距较大，尚不能很好地满足有些高档产品的生产需要；另外，国产编机在生产中的通用性较强，而针对性不高，不易生产出特色产品，这些方面国产编机在今后的生产中有待加强。国外企业的竞争，国内用户要求的不断提升，编机企业走创新路子，形成核心竞争力的呼声更高。国产编织机械与国外同类产品的差距，除了研发能力技术创新不足之外，还主要表现在加工精度和运行可靠性两个方面。因此，必须下大力气研究从生产过程、管理过程流通过程与创新的系统优化问题，借助系统论控制论的理论，努力消除现存的问题，缩短差距。应加强产学研结合，开创教育与企业新局面。通过企业和科研院所的人才与设施、科研与生产互动，加快人才培养和技术提升。研究编织机的传动系统，对于提高生产效率降低生产成本具有重要意义。此项研究也是对大学四年所学课程的一次总复习，它将机械制图、机械设计和机电传动控制等机械设计制造及其自动化主要专业课程紧密联系在一起，利用所学的机械与控制相关知识来解决实际的生产问题，将理论设计与实际运用联系起来，需要考虑多方面的问题，如成本、系统可靠性和机械设备使用寿命等等。（2）发展趋势 1、高速，高效 2、高灵活性 3、高品质 4、高环保性 5、纺织数字化研究内容通过调研应明白要对一个产品进行改进或创新以满足用户的需求，信息的获取是非常重要的，分析GD76X1型织机传动件的功能要求，完成GD76X1型织机传动件的设计研究的结构分析、建模、工艺分析等，在满足产品工作要求的情况下，应尽可能多的采用标准件，提高其互换性要求，以减少产品的设计生产成本。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析通过现场调研与相关资料查阅，对GD76X1型织机传动进行数学建模，并通过模拟实验分析建立GD76X1型织机传动件的实体模型，设计GD76X1型织机传动件，进行现场实验，来进行传动件的最优化设计。研究计划及预期成果研究计划：2012年10月12日-2012年12月25日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。2013年1月11日-2013年3月5日：填写毕业实习报告。2013年3月8日-2013年3月14日：按照要求修改毕业设计开题报告。2013年3月15日-2013年3月21日：学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。2013年3月22日-2013年4月11日：撰写设计说明书。 2013年4月12日-2013年4月25日：零件图、工程图的绘制。2013年4月26日-2013年5月20日：毕业论文撰写和修改工作。特色或创新之处适用于本厂的某生产线的设计，可降低工人的劳动强度和生产成本。已具备的条件和尚需解决的问题针对实际使用过程中GD76X1型织机的传动系统存在的问题，综合所学的机械理论设计与方法，如何对GD76X1型织机变速箱的传动系统进行改进，进而提高学生开发和创新机械产品的能力。指导教师意见指导教师签名：年月日教研室（学科组、研究所）意见教研室主任签名：年月日系意见主管领导签名：年月日摘要摘要本设计说明主要参考沈阳纺织机械厂 GD76X1 型织机传动原理设计。该型纺织机主要有以下传动机构：主轴与打维机构、开口机构、绞边机构、送经机构、卷取机构。本设计主要对 GD76X1 型纺织机的送经机构进行设计。送经机构的传动部件主要有 V 带、直齿圆柱齿轮，变速箱、直齿锥齿轮，蜗轮蜗杆减速器。本说明书主要对直齿圆柱齿轮设计和校核，直齿锥齿轮设计和校核，蜗轮蜗杆进行设计和校核说明，还对减速器的轴进行设计和校核，V 带的选型进行了设计说明。关键字关键字：直齿圆柱齿轮；锥齿轮；蜗轮蜗杆；V 带；减速箱 IABSTRACT 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 II目录目录摘要.IIIABSTRACT.IV目录 .V1 绪论.11.1 本课题的研究内容和意义.11.2 国内外的发展概况.11.3 编织机的发展前景.11.4 本课题应达到的要求.22 喷水织机机构与原理.32.1 织机机构.32.2 GD76X1 型织机行传动原理.32.3 GD76X1 型织机传动机构.33 设计过程论述.63.1 电机选择.63.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比.63.3 计算传动装置的运动和动力参数.63.3.1 进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速。.63.3.2 各轴的输入、输出功率.73.4 直齿轮设计.83.4.1 选定齿轮类型、精度等级、材料和齿数.83.4.2 按齿面接触强度设计.83.4.3 按齿根弯曲强度设计.103.4.4 几何尺寸计算.113.5 直齿圆锥齿轮的设计.134 减速器的设计与计算.174.1 蜗杆的选择.174.1.1 蜗杆蜗轮材料的选择.174.1.2 蜗杆蜗轮的结构.174.1.3 蜗杆头数 z1，蜗轮齿数 z2 和传动比 i.174.1.4 蜗杆蜗轮的主要参数和几何尺寸的计算.18 III4.1.5 蜗杆传动的强度计算.184.1.6 计算蜗杆的滑动速度和传递效率.214.1.7 确定蜗杆传动的精度等级.224.1.8 杆传动的润滑和热平衡计算.224.2 轴的设计计算.234.2.1 轴的功率 p，转速 n 和转矩 T.234.2.2 结构设计.244.3 键的选择和键联接强度计算.294.3.1 键的选择.294.4 离合器的选择.305 减速器箱体设计.325.1 箱体设计.325.2 减速器附件设计.336 带传动.356.1 带传动的类型.356.2 带的弹性滑动和打滑.356.3 带传动参数的选择.356.3.1 中心距 a .356.3.2 传动比 i.356.3.3 带轮的基准直径.356.3.4 带速 v.356.4 带的选型.366.5 带轮的选择.367 结论和展望.377.1 结论.377.2 展望.37致谢.38参考文献.39无锡太湖学院学士学位论文 01 绪论绪论 1.1 本课题的研究内容和意义本课题的研究内容和意义在国外编机抢占中国市场的同时，我国的编织企业也在呼唤国产优质编机，对国内编织机械企业提出新的要求。在机理构造上，一些国产编机也与进口编机无太大差别。但国产编机在有关在线检测方面与进口编机的功能差距较大，尚不能很好地满足有些高档产品的生产需要；另外，国产编机在生产中的通用性较强，而针对性不高，不易生产出特色产品，这些方面国产编机在今后的生产中有待加强。国外企业的竞争，国内用户要求的不断提升，编机企业走创新路子，形成核心竞争力的呼声更高。国产编织机械与国外同类产品的差距，除了研发能力技术创新不足之外，还主要表现在加工精度和运行可靠性两个方面。因此，必须下大力气研究从生产过程、管理过程流通过程与创新的系统优化问题，借助系统论控制论的理论，努力消除现存的问题，缩短差距。应加强产学研结合，开创教育与企业新局面。通过企业和科研院所的人才与设施、科研与生产互动，加快人才培养和技术提升。研究编织机的传动系统，对于提高生产效率降低生产成本具有重要意义。此项研究也是对大学四年所学课程的一次总复习，它将机械制图、机械设计和机电传动控制等机械设计制造及其自动化主要专业课程紧密联系在一起，利用所学的机械与控制相关知识来解决实际的生产问题，将理论设计与实际运用联系起来，需要考虑多方面的问题，如成本、系统可靠性和机械设备使用寿命等等。1.2 国内外的发展概况国内外的发展概况改革开放 20 多年来，国内纺织工业经历了持续快速发展的过程，到了 2005 年我国纺织纤维加工总量已达 2690t，约占世界纤维加工总量的 37%，主要的纺织产品化纤、棉纱、棉布、丝织品和服装产量均居世界第一位。纺织业依然是国内重要的支柱产业之一，在满足人民纺织产品消费，出口创汇，为其他产业提供支持，解决就业问题等方面发挥重要作用。今年来随着纺织行业结构调整和产业升级的升入，通过国内技术的改造和国外先进技术的引进和吸收，织造行业的装备和技术水平大幅提高，企业自主创新能力也有所增强，生产效率不断提高，品种范围迅速扩展，生产已从劳动密集型向科技型转换。淘汰落后装备和工艺，光、机、电、气动、液压、传感、计算机技术的复合应用，为织物附加值提高和新产品开发提供了强有力的保障，针织产品休闲化，个性化，高档化趋势日益明显，纺织面料出口以年均 19%的速度增长，出口服装面料自给率也提高到 70%，彻底扭转了面料进口量高于出口量的局面，增强了行业的国际竞争力。但我国织造行业的整体水平与世界先进国家相比仍有较大差距。仅以棉织设备为例，其无梭织机、自动络筒机的使用率仅占 25%和 21%，而发达国家已达 90%左右。应对整个织造领域的飞速发展有了一个总体认识，以期待找出与国外差距和今后提高今后科技水平的方向。1.3 编织机的发展前景编织机的发展前景（1）进一步提高产品质量纺织机传动系统-基于蜗轮蜗杆传动 1 在编织机上装上各类显示检测和控制的装置，可以弥补人工操作的不足和管理上的缺陷。（2）提高机器运行的安全性在控制驱动系统中应用微电子技术，可使机器运行可靠。（3）机器运转高速化，提高单机质量采用各种自动化措施和微机控制技术，可使机器运行更加可靠。（4）传动方式多样化单机采用机电一体化的新技术，打破现有单纯机械传动的局面，使单一机电带动皮带及齿轮变速的传动方式有新的突破。（5）改善劳动环境多方面提高自动化程度，减轻工人劳动量。（6）减少设备占地空间1.4 本课题应达到的要求本课题应达到的要求通过参观现有的编织机，了解其传动系统的传动原理。并找出传统编织机传动系统不足之处，初步设定圆筒编织机传动系统总体方案。根据总体设计方案，通过计算选择电机、传动零件、并校核零件强度、用 CAD 绘制装配图、零件图，用 ProE 绘制实体模型仿真，仿真通过后编写设计说明书并进行设计答辩。无锡太湖学院学士学位论文 22 喷水织机机构与原理喷水织机机构与原理 2.1 织机机构织机机构喷水织机是一种高速无梭织机。它是用水射流代替了两百多年世界织布产业上长期使用的梭子，通过喷嘴将纬线引入经丝梭口的一种新型织机。这种从根本上改变了织机原理的喷射织机，装有具备创新技术的新装备：水喷射装置，连续测纬及储纬装置，纬纱切断装置，边纱处理装置。下面就 GD76X1 型织机行传动系统设计主要运动部分送经机构：将织轴上的经纱均匀送出，满足交织需要。卷取机构：将织物引离织口，卷至卷布辊上。由电动机经减速装置带动卷布辊转动，将编织好的导火带卷到卷布辊上。在卷绕的过程中，保持张力均匀是非常重要。织机的织口大小变换机构：根据编织的需要来改变织口的大小。2.2 GD76X1 型织机行传动原理型织机行传动原理（1）纬纱是直接由锥形筒子或筒子纱等贡纱器供给，通过张力器调节适当张力，用侧长盘连续测取长度相当于筘幅的一根纬纱，通过储纬器，其前端即由纬纱夹持装置握持，引入喷嘴口。（2）从水源将喷射用水引入保持一定水压的水箱，由浮阀保持一定水面，经过滤而被吸入水泵，水泵属于柱塞式，调节适当的水压和水量，然后压人喷嘴。（3）在喷嘴处，纬纱和水在此合流，以 30-50m/s 的速度向梭口射去。（4）投入的纬纱前端被织机对侧的捕纬器夹持，经捻纱而得到适当张力。（5）在此同时，由卫星齿轮式绞边装置进行边纱的开口运动，使纬纱两端皆被拧织而成结实的布边。（6）纬纱均从喷嘴向一个方向飞行，在梭口两端位置装有热熔丝切断投入的纬线，或采用机械剪断投入的纬纱。（7）纬纱的飞行如受到毛羽等影响，不能到达右侧，装在右边的探纬器可立即检出，并使织机自动停下来。原理图如图 2.1 所示。2.3 GD76X1 型织机传动机构型织机传动机构1) 主轴与打维机构的传动主电动机经带轮 2 和多楔带 3 传动皮带轮 4 和主轴 5，皮带轮 4 装有单片式电磁制动器，曲轴用联轴器与主轴 5 连接。另一侧用联轴器连接传动轴，曲轴经手和筘座 6 进行打纬。2）开口机构的传动经曲轴齿轮 7 传动过桥齿轮 8，另一侧通过联轴器传动主轴曲轴齿轮 7 ，传动过桥齿轮 8 ，通过过桥轴传动偏心轮，经牵手传动开口轴，两侧牵手偏心位置相差 180。，形成连杆式开口机构。3）绞边机构的传动纺织机传动系统-基于蜗轮蜗杆传动 3 主轴 5 经齿轮 7,8,9 和一齿轮使绞边齿轮得到传动，由于行星齿轮和恒星齿轮的周转轮系传动，实现了边经纱的开口和绳状扭绞动作。4）送经机构的传动由凸轮 10 通过三角皮带与传动轴 11，传动机械式无极变速器的输入轴 12，经变速器的内部机构作用变速后，由输出轴输出，在经变速齿 13 和 14，经锥齿轮传动，由涡轮蜗杆减速器减速后，由送经小齿轮 15，传动经轴齿轮 16 使经轴传动。送经机构的经纱张力感应升降杆，其位置的高低可以控制无级变速器的变速比。5) 卷取机构的传动主轴 5 经同步带轮 19、20 传动减速器，经离合器 22 齿轮带动卷取主动齿轮 23，传动三只变换齿轮，最末一只变换齿轮传动计数齿轮，与计数齿轮同轴的有小链轮和小齿轮，小齿轮可传动卷取齿轮 24，而齿轮装在摩擦辊轴上，这样可带动摩擦辊 25 一起转动。摩擦辊的卷取表面包覆糙面橡胶带，在两根压辊的作用下与绕在圆周表面上的织物产生摩擦作用而将织物送到卷布辊 26。卷布辊是由卷取链轮经链条传动活轮，与同轴齿轮传动。主动齿轮再通过卷取制动器作用，带动卷布辊一起传动，当卷布辊因不断卷取织物而直径增大时，能依靠卷取制动器的打滑作用，使卷布辊转速变慢，保持织物有一定张力。 6）送经机构的传动路线：电动机 1（带轮）轴 5（齿轮）轴 10（带轮）轴 11（变速箱）轴12（齿轮）轴 17（减速箱）轴 18（齿轮）送经机构打纬机构的传动路线：电动机 1（带轮）轴 5（曲柄摇杆机构）打纬机构开口机构的传动路线：电动机 1（带轮）轴 5（齿轮）轴（过桥齿轮 8）偏心轮开口机构绞边机构的传动路线：电动机 1（带轮）轴 5（齿轮）轴 10（齿轮）绞边动作（绞边齿轮）无锡太湖学院学士学位论文 4 图 2.1 工作原理纺织机传动系统-基于蜗轮蜗杆传动 53 设计过程论述设计过程论述3.1 电机选择电机选择为保证机器正常运作。现选用型号为Y112M-4三相异步电动机。其技术参数如表3-1所示表3-1 电机参数满载时启动电流启动转矩最大转矩额定功率KW转速r/min电流（380V）效率%功率因数cos额定电流额定转矩额定转矩重量kg2.214408.7784.50.827.02.22.3433.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比确定传动装置的总传动比和分配传动比由选定的电动机满载转速和工作机主动轴转速n，可得传动装置总传动比为：mn manin由于电动机转速 =1440r/min，最终输出的速度v=40m/min=0.667m/s，卷筒直径设mn为 mm，则：800最后输出转速： (3.1)min/92.1580014. 360/40100060100060rDVn故传动装置总传动比：45.9092.151440nnima分配传动比考虑以下原则：1）各级传动的传动比应在合理范围内，不超过允许的最大值，以符合各种传动形式的工作特点，并使结构比较紧凑。2）应注意使各级传动尺寸协调，结构比较合理。3）尽量是传动装置外廓尺寸紧凑或重量较小。4）尽量使各级大齿轮浸油深度合理。5）要考虑传动零件之间不会干涉碰撞。 =2 =2 =1/2 =0.75 =7/9 =1/3 1i2i3i4i5i6i =2 =39 =37i8i9i3.3 计算传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数 3.3.1 进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速。进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速。各轴转速无锡太湖学院学士学位论文 65 轴：=720r/min1n1inm2144012 轴：=2nin1min/77.1230585. 0720*54321riiiin16 轴：=3nmin/31.36923/173.123062rin17 轴：=4nmin/15.1846231.369273rin18 轴：min/34.473915.1846845rinn19 轴：min/77.1533 .47956rinn 3.3.2 各轴的输入、输出功率各轴的输入、输出功率传动效率如下：带传动的传动效率=0.96，轴承=0.98，齿轮传动效率=0.97, v带的传动效率123=0.94,锥齿轮传动效率，涡轮蜗杆传动效率。495. 0568. 06 输入功率：5 轴： =1p1*dpkwkw112. 296. 02 . 212轴： 44233212*dpp = 97. 098. 096. 02 . 2kw686. 194. 094. 098. 097. 016轴： kwpp603. 197. 098. 0686. 1322317轴： kwpp492. 195. 098. 0603. 1523418轴：6245ppkw014. 185. 098. 0492. 119轴：kwpp96. 097. 098. 0243. 13256 输出功率：5 轴： 21112. 2pkw070. 298. 0112. 212轴： 22686. 1pkw652. 198. 0686. 116轴： 23603. 1pkw571. 198. 0603. 1 17轴： 24492. 1pkw492. 198. 0492. 1 18轴: 25243. 1pkw994. 098. 0014. 1 19轴: 26181. 1pkw94. 098. 096. 0 各轴的输入、输出转矩，电动机的输出转矩： (3.2)mNnpTmdd59.1414402 . 295509550 输入转矩：纺织机传动系统-基于蜗轮蜗杆传动 7 5轴： 1119550npT720112. 29550mN 01.2812轴： 2229550npTmN 08.1377.1230686. 1955016轴： 3339550npTmN 15. 431.3692603. 1955017轴： 4449550npTmN 72. 715.1846492. 1955018轴: 5559550npTmN 73.20434.47243. 1955019轴: 6669550npTmN 23.57471.1594. 09550输出转矩：5轴： mNTT45.2798. 001.2821112轴： 222TTmN 82.1298. 008.1316轴： 233TTmN 07. 498. 015. 4 17轴：244TTmN 57. 798. 072. 7 18轴: 255TTmN 64.20098. 073.204 19轴: 266TTmN 75.56298. 023.574 3.4 直齿轮设计直齿轮设计3.4.1 选定齿轮类型、精度等级、材料和齿数选定齿轮类型、精度等级、材料和齿数1) 选用直齿圆柱齿轮。2) 纺织机机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB 10095-88)3)材料选择，小齿轮为40Cr（调质），硬度为280HBS，选择大齿轮为45钢（调质），硬度为240HBS,二者材料硬度差为40HBS。4)选用小齿轮齿数为Z=20，大齿轮齿数为Z=60。3.4.2 按齿面接触强度设计按齿面接触强度设计由设计计算公式进行计算；（ 3.3）2331)(132. 2HEdtZuuKTd（1）确定公式内的各计算数值 1）试选载荷系数1.3tK 2）计算小齿轮传递的转矩 mNT15. 43 3）由机械设计表10-7选择齿宽系数1d 4）由表10-6查得材料的弹性影响系数12189.8EZMPa无锡太湖学院学士学位论文 8 5）由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大MPaH6001lim齿轮的接触疲劳强度极限。MPaH5502lim 6）计算应力循环次数： hjLnN2160 =)3008152(131.369260910118.17 99210706. 5310118.17N 7)查表得接触疲劳寿命系数：，10.90HNK20.95HNK 8)计算接触疲劳许用应力：取失效概率为1%，安全系数S=1，得 ( 3.4）1110.90 6005401HNHLIMHKMPaMPaS2220.95 550522.51HNHLIMHKMPaMPaS 9）计算 (1)试算小齿轮分度圆直径d1t，代入H中较小的值 = 2331)(132. 2HEdtZuuKTd323)5 .5228 .189(3411015. 43 . 132. 2= 22.81mm （3.5） (2) 计算圆周速度 v 4.41m/s （3.6）10006021ndvt10006031.369281.22 (3）计算齿宽 b =1dtbdmm81.2281.221 (4) 计算齿宽与齿高之比 b/h 模数 14. 12081.2211zdmtt 齿高 mmmht565. 214. 125. 225. 2 8.8967. 381.22hb (5)计算载荷系数根据 v=4.41m/s，7 级精度、由图 10-8 查得动载荷系数 =1.5；直齿轮，假设vkKAFt/b100 N/mm。又查得1.2HFKK查得使用系数 KA=1；查得 7 级精度、小齿轮相对支承对称布置时， 3 . 1HK纺织机传动系统-基于蜗轮蜗杆传动 9 再由 b/h=9.10，查得；故28. 1FK AVHHKK K KK304. 228. 12 . 15 . 11(6)实际载荷系数校正所算得的分度圆直径，（3.7）311/ttddK K 27.6mm33 . 1304. 281.22 (7) 计算模数， 38. 1206 .2711zdm3.4.3 按齿根弯曲强度设计按齿根弯曲强度设计由公式 10-5 得弯曲强度设计公式为：（3.8）13212FaSadFKTY Ymz（1）确定公式内的各计算数值1）由机械设计由 10-20c 查得小齿轮弯曲疲劳强度极限；大齿轮1500EFMPa的弯曲疲劳强度极限；2380EFMPa2）由图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数，；10.85FNK20.88FNK3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，由机械设计由 10-12 式可得（3.9）111HFNFEFKS0.85 500303.571.4MPaMPa222HFNFEFKS0.883800238.571.4MPaMPa4）计算载荷系数 k AVFFKK K KK1 1.12 1.2 1.351.814 5）由 10-5 查取齿形系数；80. 21FaY 28. 22FaY查取应力校正系数 6) 由表 10-5 查得；55. 11saY 73. 11saY 无锡太湖学院学士学位论文 107)计算大、小齿轮的并加以比较FaSaFY Y （3.10）1112.65 1.580.01379303.57FaSaFYY2222.226 1.7640.01644303.57238.86FaSaFYY 大齿轮的数值比较大(2)设计计算=0.853122FsaFadYYzKTm3201644. 02014150814. 12对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于齿跟弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数 m 的大小主要取决于弯曲强度算得的模数所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取通过由弯曲强度算得的模数 0.85 并整为标准值 m =1.5，按接触强度算得的分度圆直径 d1 =27.6 mm，算出小齿轮的齿数 =18.311dzm 取，120z 大齿轮齿数 60uzz12取 z2=60。这样设计出来的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，结构紧凑。3.4.4 几何尺寸计算几何尺寸计算1）计算分度圆直径 11dmzmm30205 . 1 22dmzmm90605 . 12）计算中心距 =60mm12/2add3）选择齿轮宽度 B=30mm1dd ； mmB301mmB3524）计算齿顶高、齿根高、齿全高 =1 1.5=1.5mm*12aaahhh m =*12ffahhhcmmm875. 15 . 1)25. 01 ( =（2+0.25） 1.25=3.375mm*122ahhhcm5）计算齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径纺织机传动系统-基于蜗轮蜗杆传动 11= （3.11）*112aadzhmmm335 . 1) 1220(= *222aadzhmmm935 . 1) 1260( （3.12）1112ffhddmm24.2688. 1230= 2222ffddhmm24.8688. 1290= （3.13）11cosbddmm19.2820cos300 22cosbddmm57.8420cos9006）计算齿距、齿厚、齿槽宽 pm71. 45 . 114. 3 =2.36/2sem验算：= （3.14）112tTFDN27603. 0150. 42 AtK FbmmNmmN/100/2 . 9302761结构设计及绘制齿轮零件图，如图 3.1 所示：图 3.1 直齿圆柱齿轮无锡太湖学院学士学位论文 123.5 直齿圆锥齿轮的设计直齿圆锥齿轮的设计 (1)、选定直齿圆锥齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。 a.小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面， b.小齿轮：45 钢。调质处理，齿面硬度为 230HBS；大齿轮：45 钢。正火处理，齿面为 190HBS。 c.齿轮精度初选 6 级(2)、初选参数Z1=28，u=2 Z2=Z1u=262=56 取 ,021 xx3 . 0R（3）确定许用应力a: 确定极限应力和 limHlimF齿面硬度：小齿轮按 230HBS，大齿轮按 190HBS 查机械设计图 10-21 得=580Mpa, =550 Mpa lim1Hlim2H查机械设计图 10-20 得=450Mpa, =380Mpalim1Flim2Fb: 计算应力循环次数 N，确定寿命系数 kHN,kFN N1=60n3jLh =603692.311（283005）= 91032. 5 N2=N1/u=3.883108/2= 91066. 2 查图 1019 得 kHN1=0.96,kHN2=0.98c：计算接触许用应力取 min1HSmin1.4FS由许用应力接触疲劳应力公式MPaSHHH8 .556kHN11lim1MPaSHHH539kHN22lim2查图 10-18 得 kFE1=0.89 kFE2=0.91 aFFFMPS07.2864 . 189. 0450kFE11lim1aFFFMPS2474 . 191. 0380kFE22lim2（4）初步计算齿轮的主要尺寸因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算按式（1026）试算，即 dt （3.16） 322RRu5 . 0192. 2HEtZTK）（纺织机传动系统-基于蜗轮蜗杆传动 13确定各参数值1)试选载荷系数 K=1.22)计算小齿轮传递的转矩 mNT15. 433)材料弹性影响系数由机械设计表 10-6 取 ZE=189.8MPa4）试算小齿轮分度圆直径 td1dt （3.17） 322RRu5 . 0192. 2HEtZTK）（ = mm81.32)5398 .189(2)3 . 05 . 01 (5 . 01015. 42 . 192. 2323 5）计算圆周速度 v= =6.3m/s10006021ndt10006031.369281.32 因为有轻微震动，查表 10-2 得 KA=1.25。根据 v=6.3m/s,6 级精度，由机械设计图 108 查得动载系数 KV=1.3；取故载荷系数 K=KA*KV*KH*KH=1.251.311.2=1.956）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径，由机械设计式（1010a）得 d1= 31/ttKKdmmmm57.382 . 195. 181.323mmddRm78.3257.3885. 0)5 . 01 (117）计算大端模数 m m =mm 11zd17. 12878.32（5）、齿根弯曲疲劳强度设计由式(3.16) nm 32212RR1u5 . 014FSaFaYYzKT）（确定计算参数 1）计算载荷系数由表 10-9 查得KHbe=1.25 则 KF=1.5 KHbe=1.875K=KAKVKFKF=1.251.0311.875=2.414无锡太湖学院学士学位论文 14 2）齿形系数和应力修正系数因为齿形系数和应力修正系数按当量齿数算。其cosvzz中（3.18）89. 02121cos221uu （3.19）44. 011cos22u 2 .2989. 0261vz 18.11844. 0522vz查表 10-5 齿形系数 YFa1=2.52；YFa2=2.16 应力修正系数 Ysa1=1.62；Ysa2=1.83）计算大、小齿轮的并加以比较 FSaFaYY= 111FSaFaYY01427. 007.28662. 152. 2 = 222FSaFaYY01574. 02478 . 116. 2 大齿轮的数值大。4）设计计算nm 32212RR1u5 . 014FSaFaYYzKT）（ =1.147322230.0157412283 . 05 . 013 . 01015. 495. 14）（对比计算结果，可取由弯曲强度算得的模数 1.15 并就近圆整为标准值 m=1.25mm 按接触疲劳强度算得的分度圆直径 d1=32.81mm，算出小齿轮齿数 Z1=d1/m=32.81/1.25=26.25 取 Z1=28 大齿轮齿数 Z2=2x28=56（6）、几何尺寸计算1）计算分度圆直径d1=mZ=1.2528=35 mm d2=mZ1=1.2556=70mm(7)计算齿顶圆直径、齿根圆直径 = （3.20）*112aadzhmmm5 .555 . 1) 1235(= *222aadzhmmm1085 . 1) 1270(纺织机传动系统-基于蜗轮蜗杆传动 15 （3.21）1112ffhddmm24.3188. 1235= 2222ffddhmm24.6688. 12702)计算锥距R=39.2mm （3.22）21ud12d221d222）（）（3)计算齿轮宽度b= RR=39.2x0.3=11.76 取 B2=20mm B1=15mm 结构设计及绘制齿轮零件图，如图 3-2 所示：图3.2 直齿锥齿轮无锡太湖学院学士学位论文 164 减速器的设计与计算减速器的设计与计算4.1 蜗杆的选择蜗杆的选择选用蜗杆制造简单的圆柱蜗杆，鉴于圆柱蜗杆按其齿廓曲线不同，又可分为阿基米德蜗杆和渐开线蜗杆等，阿基米德蜗杆的加工与测量方便，所以在工程上应用最广。渐开线蜗杆的端面齿廓为渐开线，它的制造精度较高，利于成批生产，适用于功率较大的高速传动。鉴于阿基米德和渐开线蜗杆的优缺点以及结合 GD76X1 型织机行传动的实际需要，选用圆柱蜗杆中的阿基米德蜗杆（即 ZA 蜗杆）。4.1.1 蜗杆蜗轮材料的选择蜗杆蜗轮材料的选择蜗杆材料一般选用碳素钢或合金钢，根据工作条件合适的热处理。对于高速重载的蜗杆传动，蜗杆材料常用 20Cr，20CrMnTi，12CrNi3A（渗碳淬火到 5863HRC）或40、45 钢和 40Cr、40CrNi、42SiMn（表面淬火到 4555HRC），淬火后需磨削。一般情况下，蜗杆多采用 40、45 钢调质处理（硬度270HBS），因此，此次设计中我选用 40Cr为制作蜗杆的材料。蜗轮常用的材料是铸造锡青铜和无锡青铜。高速重载的重要传动，可选用ZCuSn10P1 和 ZCuSn5PbZn5 等铸造青铜制作蜗轮的齿圈，其减摩性和抗胶合能力均好，允许的滑动速度可达 1025m/s，但价格较贵。当滑动速度 vs101052综合表 4-3 所列 69 级蜗杆传动的应用范围，制造方法和许用滑动速度以及纺织机的自身需求，我认为选用 7 级精度的蜗杆传动最适宜。因此，此次设计中的蜗杆蜗轮均确定为 7 级精度。4.1.8 杆传动的润滑和热平衡计算杆传动的润滑和热平衡计算1、蜗杆传动的润滑为了提高蜗杆传动的效率，承载能力及寿命，应当充分重视蜗杆传动的润滑。为了减轻磨损及防止胶合破坏，润滑剂通常采用粘度较大的矿物油，并在矿物油中加入添加剂，以提高抗胶合能力。但是，青铜蜗轮不能采用抗胶合能力强的活性润滑油，以免腐蚀。无锡太湖学院学士学位论文 22闭式蜗杆传动一般采用油池润滑或喷油润滑。采用油池浸油润滑时，蜗杆浸油深度为一个齿高。当滑动速度 vs4m/s 时，应采用上置式蜗杆，蜗轮带油润滑，这时，蜗杆的浸油深度为 1/3 的半径。若润滑速度 vs1015vm/s 时，则采用压力喷油润滑。开式蜗杆传动选用粘度较高的的润滑油和润滑脂。我设计中的蜗杆传动润滑采用一般的油池润滑即可。2、蜗杆传动的热平衡计算由于蜗杆传动摩擦损耗大，效率低、工作时发热量很大。在闭式蜗杆传动中，若不及时散热，将会因油温不断升高而使润滑油稀释，从而更增大摩擦损耗，甚至发生胶合。所以，必须进行热平衡计算。使单位时间内的发热量 Q1 等于同时间内的散热量 Q2，以保证温度稳定地处于规定的范围内。在单位时间内，蜗杆传动由于摩擦损耗产生的热量为：（4.8）)1 (100011PQ以自然冷却方式，从箱体外壁散发到周围空气中的热量为：（4.9）)(02ttAKQt当达到热平衡时，可求得箱体内润滑油的工作温度：21QQ （4.10）)()1 (1000010ttKPttt式中 P1蜗杆传动的输入功率（kW）； Kt散热系数，Kt=1017W/（m2），当周围空气流通良好时，取大值。C取 15 W/（m2）C t箱体内油的工作温度（），一般应限制在 6070，最高不超过CC80；C t0环境温度，一般取 20C A散热面积（m2），指内壁被油飞溅到、外壁为周围空气所冷却的箱体表面积值。这里，由减速器装配图估算箱壳散热面积 S=0.98； 2m则，CCttKPttt8015.3498. 015)81. 01 (995. 01 . 1100020)()1 (1000010故散热条件满足。4.2 轴的设计计算轴的设计计算4.2.1 轴的功率轴的功率 p，转速，转速 n 和转矩和转矩 T对 I 轴： kWp492. 14min/15.18464rn mN72. 74T对 II 轴： kWp243. 15min/34.475nmNiTT20445由公式： mmnAd3纺织机传动系统-基于蜗轮蜗杆传动 23 初步确定轴的最小直径，其中为轴的许用切应力所确定的系数，由于 I 轴选用的A材料是 40Cr，查表取=107，而 II 轴选用的材料为 45 钢，则：A I 轴： mmd6 . 834.1846492. 110731 II 轴： mmd27.3234.47111732因 II 轴在设计中不是重点，此处只计算它的最小轴径，其具体的尺寸结构见装配图。4.2.2 结构设计结构设计 1）拟定轴上零件机构方案如图 4.1 所示图 4.12）确定蜗杆上零件的位置及蜗杆上零件的固定方式因此处是单级蜗杆减速器，蜗杆与轴的重要区别是：蜗杆中间部位上有轮齿，而轴上则需与齿轮相配。相对来说蜗杆上的零件及固定方式要简单一些，轴承对称分布在轮齿两侧，蜗杆的外伸端安装联轴器，用来连接蜗杆与电动机。两对轴承分别靠轴肩和挡圈实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，蜗杆通过轴承盖实现轴轴向定位。联轴器靠挡圈和平键分别实现轴向和周向固定。3）联轴器的选择与计算校核蜗杆轴上带有键槽的一端很显然是安装联轴器处轴的直径，为了使所选的轴的98 zzd直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。98 zzd因为蜗杆的转速较高，启动频繁，载荷有变化，宜选用缓冲性能较好，同时具有可无锡太湖学院学士学位论文 24移动的弹性柱销联轴器。计算联轴器的转矩，，查机械设计原理与方法表 15-12 得，故取1TkTAca=1.5。名义转矩 AkmNnPT72. 7955044 所以，计算转矩 mNTkTAca58.1172. 75 . 14查机械设计手册，选用 HL2型弹性柱销联轴器。其技术参数为：其公称转矩为315；许用转速 nmax=5600r/min，孔径范围为 2535mm。结构参数为：两半联轴器mN 均选用长圆柱形孔（Y 型），A 型键槽，电动机输出端孔径为；蜗杆输入端mmmm8232孔径长为，则该联轴器标记为：mmmm8235 GB501485823582322YAYAHL4）根据轴向定位的要求确定轴上的各段直径和长度I、蜗杆的最小直径由前面计算可得 dz1z2为 8.6mm，但考虑到该段轴上需安装固定轴承的挡圈，此处有一退刀槽，故所算轴径应增大 5%，即 dz1z2=（1+5%）x8.6=9.03mm，取其标准直径为 20mm。又因该轴段上需装一对轴承，因此该轴段长度需选定轴承后方可确定。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用深沟球轴承，参照工作要求并根据dz1z2=20mm，由轴承产品目录中选取轴承代号为 6004，其尺寸为。轴承的宽度为 12mm，轴承右侧的挡圈宽度粗略估计为mmmmmmBDd1242202mm，挡圈右侧稍微留 3mm，其末端倒角。因此，dz1dz2轴段的长度为 12mm+2mm+3mm=17mm。II、dz2dz3段的直径应大于 dz1dz2的直径，现估计 dz2z3=28mm，由于该段上不需安装轴承，因此其长度由设计需求定为 52mm。III、因蜗杆的分度圆直径为 40mm，齿顶圆的直径为 48mm，故取，mmdzz4854。为了避免齿轮与蜗杆轴的摩擦在蜗杆齿轮的两端需制出一段很小的倒角。mmLzz8 .4854IV、dz6dz7段的直径和 dz2dz3段的直径相同，因此 dz6z7=28mm，但其长度需按照设计要求给定，因此其长度与 dz2dz3段不同，L z6z7=48mm。V、dz8dz9段需安装联轴器和一对轴承，联轴器的尺寸前面已经算出并已经校合。故 dz8z9=35mm，L =65mm。联轴器的右侧有一个挡圈，其宽度粗略估计为 2mm，挡圈右端安装了一对轴承，因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用深沟球轴承，参照工作要求并根据 dz8z9=35mm，由轴承产品目录中选取轴承代号为 6007，其尺寸为。轴承的宽度为 14mm。故 L z8z9=91mm。mmmmmmBDd146235至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。5）轴上零件的周向定位弹性柱销联轴器与轴的周向定位均采用平键联接，半联轴器与轴的联接选用平键为纺织机传动系统-基于蜗轮蜗杆传动 2510mmx8mmx63mm，半联轴器与轴的配合为，滚动轴承与轴的周向定位是借过盈配合67kH来保证，此处选轴的直径尺寸公差为。6m6）确定轴上圆角和倒角尺寸参考资料，取轴端倒角为，各轴肩处的圆角半径见图。451x7）按弯扭合成应力校核轴的强度I、画受力简图画轴的空间受力简图，如图 5-2 所示。其作用力分解为垂直面受力 5-5 和平面受力图5-3 分别求出垂直面上的支反力和水平面的支反力。零件作用于蜗杆上的分布力或转矩可当作集中载荷作用于蜗杆零件的宽度中点来处理。支反力的作用位置随轴承类型和布置方式不同而异，近似计算时，一般取为蜗杆的轴承宽度中心。II、计算蜗轮受力蜗杆传递的转矩：mNnPT72. 79550444蜗轮的圆周力：NdTFt3864077202214蜗轮的径向力：NdTFr90820tan1642047302tan225蜗轮的轴向力：NdTFa249616473.2042225III、计算于蜗杆上的支反力垂直面内支反力：NNdFlFlRarvA722)2/2/(11 NNdFlFlRarvB186)2/2/(11水平面内支反力：NFRRtHBHA1932/IV、计算蜗杆的弯矩，并画弯矩、转矩图剖面 a-a 处弯矩有突变：左截面： mmNlRMVAaV671462/1)(右截面： mmNlRMVBaV172982/2)( mmNlRMHAaH179492/)(分别作出垂直面和水平面上的弯矩图 4.4、4.6V、作合成弯矩图 4.7，扭矩图 4.8截面 a-a 左侧的合成弯矩为：mmNMMMaVaHV6 .6950321)(2)(1截面 a-a 右侧的合成弯矩为：mmNMMMaVaHV64.2492722)(2)(1VI、计算并画当量弯矩图 5-9无锡太湖学院学士学位论文 26因蜗杆单向运转，故其转矩可看做动脉循环变化，取。危险截面 a-a 处的当量6 . 0弯矩为： mmNMTMMaca2 .69657)(2221)(VII、计算危险截面 a-a 的轴径由mmMdaca78.19901 . 02 .69657 1 . 03311 )(在结构设计中，此处的轴径为 40mm，故强度满足。图 4.2 空间受力简图图 4.3 水平受力图纺织机传动系统-基于蜗轮蜗杆传动 27图 4.4 水平弯距图图 4.5 垂直受力图图 4.6 垂直弯距图无锡太湖学院学士学位论文 28 图 4.7 合成弯距图图 4.8 扭距图图 4.9 当量弯矩图纺织机传动系统-基于蜗轮蜗杆传动 294.3 键的选择和键联接强度计算键的选择和键联接强度计算4.3.1 键的选择键的选择由于键是标准件，键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。键的类型应根据键联接的结构特点，使用要求和工作条件来选择；键的尺寸则按符合标准规格和强度要求来取定。键的主要尺寸为其截面尺寸（一般以键宽 b 键高 h 表示）与长度 L。键的截面尺寸按轴的直径 d 由标准中选定。键的长度 L 一般可按轮毂的长度而定。即键长等于hb或略短于轮毂的长度；而导向平键则按轮毂的长度及其滑动距离而定。一般轮毂的长度可能为。这里 d 为轴的直径，所选定的键长亦应符合标准规定的长度系列。dl25 . 1根据其上面所需的要求，我们选定蜗杆和联轴器的连接用平键联接。由于蜗杆的直径d=35，故键的尺寸为可从机械设计课程手册中查得：。81063hbl4.3.2 键联接强度计算平键联接传递转矩时，键的侧面受挤压，截面受剪切，可能的失效形式是较弱零件（通常为轮毂）工作面的压溃（对于静联接）或磨损（对于动联接）和键的剪断。对于实际采用的材料和按标准选用的键尺寸来说，工作面的压溃或磨损是主要的失效形式。由于普通平键多用于静联接，因此对于平键联接的强度计算，通常只进行挤压应力。根据其要求，普通平键联接的强度条件为：（4.11） ppdlkTkldT2/2式中：T传递的转矩，单位为；mmN k键与轮毂键槽的接触高度，k0.5h，此处 h 为键的高度，单位为 mm； L平键的长度（mm）； l平键的接触长度，单位为 mm，对于普通平键，A 型取 l=L-b；B 型取 l=L；C 型取l=L-0.5b；b 为平键的宽度。由于我设计中选用的是 C 型，故 l=63-0.5x10=58mm d轴的直径，单位为 mm；键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，单位为； paMP 所以有：T=7500 k=4mm l=58mm d=35mmmmN （4.12）MPakldTp85. 135584750022 查机械设计原理与方法中的表 6-15 知，可知，故有： apMP100 pp因此，通过校合知平键满足要求。4.4 离合器的选择离合器的选择离合器是一种常用的轴系部件，在机器运转过程中，离合器可随时使两轴结合或分离。它的主要功能是用来操纵机器传动系统的断续，以便进行变速、换向或使工作机暂停工作。根据离合器的动作方式不同，离合器可分为操纵式离合器和自动离合器两大类。操纵式离合器的操纵方式有机械操纵式、电磁操纵式、液压操纵式及气压操纵式等。自动无锡太湖学院学士学位论文 30离合器利用某种原理能够自动实现接合和分离，不需要专门的操纵装置，根据原理不同，自动离合器分为安全离合器、离心离合器、超越离合器等。离合器的主要类型如表 4-4 所示。表 4-4 离合器类型续表 4-4 本设计中所用的离合器是操纵式离合器中的机械离合器中的棘轮式离合器，牙嵌式离合器。机械离合器摩擦式片式、块式、圆锥式、闸带式、闸块式、涨圈式、扭黄式嵌合式牙嵌式、键式、齿式、棘轮式电磁离合器摩擦式单片式、多片式、圆锥式、磁粉式、磁滞式、转差式嵌合式牙嵌式液压离合器柱塞缸式片式、圆锥式、块式、牙嵌式活塞缸式片式、圆锥式、块式、牙嵌式气压离合器活塞杆式片式、圆锥式、块式隔膜缸式片式、圆锥式、块式气胎式片式、圆锥式、块式离合器安全离合器摩擦式片式、圆锥式嵌合式钢球式、牙嵌式元件破坏式剪切销式离心离合器钢球式、钢柱式、自由楔块式弹簧块式超越离合器摩擦式滚柱式、楔块式嵌合式棘轮式、牙嵌式、滑销式纺织机传动系统-基于蜗轮蜗杆传动 315 减速器箱体设计减速器箱体设计5.1 箱体设计箱体设计箱体是机器中很重要的零件，它对箱体内的零件起包容和支撑的作用，工作时承受机器的总重量及作用力、弯矩等。在一台机器中，箱体的重量约占总重量的 70%左右。因此，箱体的结构在很大程度上影响着机器的工作性能和经济性。由于箱体的结构较为复杂，因而通常都是铸造成形。铸铁材料价格便宜，吸震性好，是制造箱体的最常用的材料。通常箱体所选用的材料是 HT200，因此在设计中我也选用这种材料来铸造箱体。当强度要求高时用铸钢，要求重量轻时也可用铝合金。虽然各类机器中箱体的结构形式、尺寸差异较大，但对箱体类零件结构设计的基本要求是相近的，即：I、造型合理；II、具有足够的刚度和强度；III、加工工艺性好；IV、便于箱体内零件的安装。因此，我所设计的箱体也应该从以上四个方面着手设计。1、箱体的外观造型从功能要求看，减速器箱体包容箱体内的所有零件，并通过轴承座支承轴系部件，为使传动零件得到充足的润滑，箱体还起油池的作用。箱体造型时，常以内部零件的布置及尺寸为基本出发点，再考虑包容、支承、润滑等功能要求，结合造型的设计准则，确定箱体外形。（箱体的具体外形见蜗轮箱零件图）。2、机体要具有足够的刚度机体刚度不够，会在加工和工作过程中产生不允许的变形，引起轴承座孔中心线歪斜，在传动中产生偏载，影响减速器的正常工作。因此在设计机体时，首先应保证轴承座的刚度。为此应使轴承座有足够的壁厚，并在轴承座附近加支撑肋。机体加有内肋，内肋刚度大，外表光滑美观，虽然内壁阻碍润滑油流动，工艺也比较复杂，但目前采用内肋结构逐渐增多。为了提高轴承座处的联接刚度，座孔俩侧的联接螺旋距离应尽量靠近（以不与端盖螺钉孔干涉为原则），为此轴承座孔附近应做出凸台，其高度要保证安装时有足够的扳手空间。为了保证机体的刚度，机盖和机座的联接凸缘应取厚些。机座底凸缘宽度应超过机体内壁。3、应考虑便于机体内零件的润滑、密封及散热。对于大多数减速器，由于其传动件的圆周速度，故常采用浸油润滑（当速smv/12度）时应采用喷油润滑）。因此机体内需要有足够的润滑油，用以润滑和散热。smv/12同时为了避免油搅动时沉渣返起，齿顶到油池低面的距离不应小于 30-50mm。由此即可决定机座的高度。对于下置式蜗杆减速器，浸油深度不应超过滚动轴承最低滚动体中心，以免影响密封和增加搅油损失。浸油深度决定后，即可定出所需油量。并按传动功率大小进行验算，以保证散热。对于单级传动，每传递 1kw 需油量，对于多级传动，按级数成比例增加，37 . 035. 0dmV无锡太湖学院学士学位论文 32如不满足，应适当加高机座高度，以保证足够的油池容积。对于下置式蜗杆减速器，当油面高度受到轴承最低滚动体高度限制时，蜗杆常接触不到油面，这时可在蜗杆油上装溅油盘，以使油飞到传动体上面进行润滑。为了保证机盖与机座联接外密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精刨，其表面粗糙度应不大于 6.3。密封要求高的表面要经过刮研。为了提高密封性，在机座凸缘上面常铣出回油沟，使渗入凸缘联接隙面上的油重新流回机体内部。此外，凸缘联接螺栓之间的距离不宜太大，一般为 150-200mm，并尽量匀称布置，以保证部分面处的密封性。5、机体结构要有良好的工艺性机体结构工艺性的好坏，对提高加工精度和装配质量、提高劳动生产率以及便于检修维护等方面，有直接影响，故应特别注意。1）.铸造工艺的要求在设计铸造机体时，应考虑到铸造工艺特点，力求形状简单、壁厚均匀、过度平缓、金属不要局部积聚。考虑到液态金属流动的畅通性，铸件壁厚不可太薄，砂型铸造圆角半径可取。mmr5为了避免因冷却不均造成的内应力裂纹，机体各部分壁厚应均匀。当由较厚部分过度到教案薄部分时，应采用平缓的过度结构。为了避免金属积聚，不宜采用形成锐角的倾斜肋，设计机体时，应使机体外形简单，拔模方便。对于铸造机体，还应尽量减少沿拔模方向的凸起结构，否则在模型上就要设置活块，以减少拔模困难。当机体表面有几个凸起部分时，应尽量将其连成一体，以简化取模过程。机体上还应尽量避免出现狭缝，否则砂型强度不够，在取模和浇注时易形成废品。2）.机械加工的要求设计结构形状时，应尽可能减少机械加工面积，以提高劳动生产率，并减少刀具磨损。为了保证加工精度并减少加工工时，应尽量减少在机械加工时工件和刀具的调整次数。机体的任何一处加工面与非加工面必须严格分开。与螺栓头部或螺母接触的支承面，应进行机械加工。5.2 减速器附件设计减速器附件设计为了检查传动件的啮合情况，改善传动件及轴承的润滑条件、注油、排油、指示油面、通气及装折吊运等，减速器常安置有各种附件。这些附件应按其用途设置在机体的合适位置，并要便于加工和装折。1、通气器减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，对减速器密封极为不利。所以多在机盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使机体内热涨气体自由逸出，以保证机体内外压力均衡，提高机体有缝隙处的密封性能。纺织机传动系统-基于蜗轮蜗杆传动 33在这里采用简易的通气器是用带孔螺钉制成，但通气孔不要直通顶端，以免灰尘进入。2、定位销为了保证部分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联接凸缘的长度方向两端各安置一个圆锥定位销。两销相距尽量运些，以提高定位精度。定位销的直径一般取 d=（0.7-0.8）D，D 为机体联接螺栓直径。其长度应大于机盖和机座联接凸缘的总厚度，以利于装折。3、螺塞为了使蜗轮蜗杆传动时，能够注入油对蜗轮和蜗杆进行润滑。通常是拧开螺塞处，注入适量的油，达到润滑的作用。为了避免因油搅动而影响检查效果，可在螺塞处装隔离套。无锡太湖学院学士学位论文 34 6 带传动带传动带传动是一种挠性传动。带传动的基本组成为带轮（主动轮和从动轮）和传动带。当主动轮转动时，利用带轮和传动带间的摩擦和啮合作用，将运动和动力通过传动带传递给从动轮。带传动具有结构简单，传动平稳，价格低廉和缓冲吸震等特点，在近代机械中广泛发展。 6.1 带传动的类型带传动的类型按工作原理不同，带传传动可分为摩擦型带传动和啮合型带传动。在摩擦型带传动中，可分为平带传动、圆带传动、V 带传动、多楔带传动。6.2 带的弹性滑动和打滑带的弹性滑动和打滑传动带在受到拉力作用时会发生弹性变形。在小带轮上，带的拉力从紧边拉力逐渐低到松边拉力，带的弹性变形量逐渐减少，因此带相对与小轮向后退缩，使得带的速度低于小带轮的线速度；在大带轮上，带的拉力从松边拉力逐渐上升为紧边拉力，带的弹性变形量逐渐增加，带相对与大带轮向前伸长，使得带的速度高于大带轮线速度。这种由于带的弹性变形而引起的带与带轮间的微小滑动，称为传动带的弹性滑动。弹性滑动总是存在，不可避免的。带与带轮之间由于功率过大，而发生显著的相对滑动，称为打滑，打滑可以避免的，在机械传动种种起到过载保护的作用。6.3 带传动参数的选择带传动参数的选择6.3.1 中心距中心距 a 中心距大，可增加带轮的包角，减少单位时间内带的循环次数，提高带的寿命。中心距过大,加剧带的波动性，降低带传动的平稳性，同时增大带传动的整体尺寸。一般初选带的中心距为：0 （6.1）)(2)(7 . 021021dddddddd式中：为初选带传动中心距，mm。06.3.2 传动比传动比 i 传动比增大会减少带轮包角。当带轮小到一定程度时，带传动就会打滑，带传动比一般为，推荐。7i52i6.3.3 带轮的基准直径带轮的基准直径在带传动需要传递的功率给定条件下，减少带轮直径，会增大传动的有效拉力，从而导致 V 带根数的增加。推荐 V 带轮最小基准直径列于下表 6-1

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