起毛机主传动结构设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 摘要 本课题是在 目 前使用较广泛的国产 毛机由单台电机作拖动动力源，各传动部分由机械联接协同运行。该类起毛机工作稳定，维修简单，但产量低，改变工艺困难，难以获得高质量的起绒效果。 通过本次设计，我对传动部分的全过程有了清醒而直观的认识，了解了起毛机的工作原理，对轴、链轮、带轮等主要零件的设计及精度的确定具备了一定的经验知识，能够正确地选取标准零件的结构及尺寸。由于知识及实践经验的缺乏，在设计过程中，尚存在许多不足之处，尤其是减速器的体积、效果等方面，有待以后的工作、学习中改进。 关键词： 起毛机；结构 设计；主传动设计；减速器设计 起毛机主传动结构设计 2 he is to in 301 to at a in be to of of I of of as of to of of of I of of of I to do in in my 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 前 言 本课题研究的对象是，在纺织机械的起毛机中，如何由电动机通过传动部分，使起毛机获得 不同的绒毛风格和高质量的起绒效果。 本课题来源于盐城市纺织机械有限公司的生产实践。通过开发新产品，淘汰旧产品，使之成为符合加工要求的产品，不断提高市场竞争力。本设计就是从改变起毛机的传统传动结构入手，使用新的传动方法，这样做不但能满足加工要求 ,而且从经济性方面考虑是可行的。在设计主传 动部分时 ,提出了一些具体的要求： a. 传动设计要紧凑，且输出轴的方向须达到要求，输出转速要满足织物起毛的速度要求。 b. 减速器的传动轴及传动齿轮，需要进行刚度、强度的校核。 c. 主传动部分应该运转平稳，工作可靠，结构尽量简单。 在老师的指导下，首先进行了方案的论证。经过讨论与研究，初步确定了该 机器的传动方案，主要采用带传动与链传动，通过中间的减速器来传递运动，来实现轴与轴之间的动力和功率的传递。然后进行总体结构的设计，包括零件与零件之间的位置关系和配合关系，确保能够将零件装配成功。最后进行手工绘图，上机绘图，完善 结构。 该传动部分改变了传统的传动方法，用行星轮系减速器取代传统的机械传动，有很大的经济性和实用性。其最大的优点是：能保持起毛机 针辊运转的连续、均匀与平稳 ，而且能满足织物运转的速度要求。这是本课题创新的地方，在加工技术上也有很大的改进，经济性和实用性非常强，将具有很大的开发市场。 但是如何能确定其传动箱底部两端电动机分别一致，并与带传动减速器的电动机之间有有定的速比。以前的起毛机中只有单台电机控制布运动和针辊运动，在他们之间有一无级变速器可进行调节速比，但其方便使用率不理想。在我的设计中需再加上一个 行控制，在布与针辊之间接一个检测器测其信号，使他们之间有稳定速比，可以在一开始时设定初始值，然后根据每个用户要求进行调节，这样就可以很方便地使用了，而且每次设定的值都可以很方便的进行统计。此设计题目为起毛机住传动结构设计，是属于机械类的，但 制属于电气方面，所以没有进行设计，因此这也但是一部分遗憾，不过我会在以后的工作生活中深一步的进行研究。 起毛机主传动结构设计 4 目 录 1 概述 8 题的国内外现状 8 究的价值 8 究的主要物化成果 8 2 总体方案论证 9 知技术参数 9 构方案的确定 9 3 主传动部分的设计 10 计总述 11 动机的选择 11 带轮的设计 11轮的设计 16速器齿轮的设计 18速器轴的设计 27速器箱体的设计 35 装配图与 传动路线 38 配图 38动路线 41 5 总结 42 参考文献 43 致谢 44 附录 45 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 1 概述 课题的国内外现状 鉴于目 前国内外绝大部分钢丝起毛机系复作用式针辊起毛机。国际上自1886，这种复作用式针辊起毛机问世以后，经历了一百多年的使用和改进，虽然在传动结构、便利操作、控制功能和人机工程学等方面均有了很多改进和提高，但在其基木原理、技术设计和起毛部分排列结构上均没有大的变动。 而且目 前使用较广泛的国产 毛机由单台电机作拖动动力源，各传动部分由机械联接协同运行。该类起毛机工作稳定，结构简单，维修简单，但产量低，起梳毛率不易调节，改变工艺困难，难以获 得不同的绒毛风格和高质量的起绒效果。 起毛率取决于在起毛辊与织物的接触点上各速度合成迭加后，针布与织物相对位移的方向和瞬时速率。方向相反，速率越大，起毛率越高。显然起毛率的高低将影响起绒的质量、产量和风格。采用单台电机作传动动力的起毛机各部分的速度无法调节，如采用机械方式在小范围作些微调，起毛风格和产量、质量的控制范围也十分狭窄 度独立可调的方案。 本课题研究的主要内容，主要是如何通过电机控制实现起毛机针 辊 的连续转动，来获得不同的绒毛风 格和高质量的起绒效果。 研究的价值 通过对起毛机主传动结构的设计，实现由电动机的输出转动，通过齿轮、链轮与减速器速度地改变，转变为起毛机 针 辊 的连续公转与自转，并且 针 辊 的转动必须平稳、均匀。 针 辊 的长度较长，直径较大，为了实现 针 辊 的平稳、匀速转动，需要在 针 辊 两端的底部，分别用电动机通过带轮带动 针 辊 的自转。 故在电动机通过带轮带动 针 辊 主轴转动的同时，另外两台电动机通过带轮带动 针 辊 自转。最终实现织物的传输速度为 20到 60 米 /秒。 研究的主要物化成果 研究的主要物化成果简述如下： a毕业设计说明书 一份（不少于 10000字）。 b主传动联系尺寸图 1 张 ；主传动装配图 1 张；部件装配图若干张；其它零件图若干张。 起毛机主传动结构设计 6 c 主传动总装配图 1 张，手工绘制。 d图纸总量折合成 面在 4 张以上（不含 手工绘制图 ），并且全部用计算机绘制 。 2 总体方案论证 本课题研究的对象为：起毛机主传动结构设计，主要完成由电动机到 针 辊 的转动。 设计的重点与难点是：如何确保 针 辊 转动的连续、快速与均匀，包括公转和自转，所以电动机输出的转速与各级传动的转速都应该考虑好。每个轮与轴的转速都不同，所以每一步确定的转速都要合理，以确保达到设计 要求。 知技术参数 紧边的张紧力 7500N 松边的张紧力 200N 针 辊 总直径 D = 1.3 m 织物通过针辊的速度 20 60 m/构方案的确定 本传动方案由电动机通过带传动，连入减速器的输入轴，再由减速器的输出轴通过链传动，连接到带动 针 辊 的主轴上，以实现针 辊 的连续、平稳与均匀转动。 同时，连接在针 辊 主轴上的大链轮处于整个主传动箱体的中心位置，其余的减速器与电动机的位置需要安排好，而且还要把位置固定好。 另外，本传动方案的减速器传动比较大，需额外设计，考虑到蜗杆 蜗轮减速器的方向不好处理，而且用传统的机械协同联结来传动，有其弊端，故采用行星轮系减速器。 针 辊 在绕主轴公转的同时，还要自转，所以需要在传动箱的底部另安装一台电动机，通过带传动，来实现针 辊 的自转。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 3 主传动部分的设计与 校核 计总述 已知针辊总直径 D=1.3 m，则周长 C = D （ 4 = 。 已知针物速度为 20 60 m/针辊的公转速度为 5 20 r/ 由于小皮带轮转速为 1460 r/链传动比为 23108= 参考文献 169页，查表 A = 考文献 169页，由式（ 4 （ 4 得 = 11 12.1 1n= 1460 r/考文献 171页，查图 带 参考文献 171页，查图 161 页，表 选择带轮直径： 1212 2250 i带= （ 4 = 212250= 以大带轮转速2n= 11237.3 r/ 由于针辊的公转速度即大链轮的速度为 5 20 r/小链轮的转速为 94 r/以减速器的传动比范围为 - 虑到机器的生产效率 ,考虑到转速越低，扭矩越大等 ,取针辊的正常运转速度 v = 40 m/即 n = 10 r/以大链轮的转速为 10 r/小链轮转速为 47 r/因 为小带轮的转速为 1460 r/所以大带轮的转速为 :1237.3 r/整个减速器的传动比为 际针辊的公转速度即大链轮的速度为 r/链轮转速为 47.6 r/ 起毛机主传动结构设计 8 电动机的选择 由 7500 P= 7500N 040= 5 参考文献 398表 11 一对）轴承 ， 轮 ， ， 。 由 0P= 23齿轮轴承链带 P（ 4 5 = P 23 得 P = 6.4 据工程实际情况，选取电动机的功率一般要比计算出的功率大 %30 %50 ，故选择主电动机 160P= 11 n 1M = 1460 r/ 皮带轮的设计与校核 1 选择 1）、确定计算功率4算得， 12.1 2）、选择 按 n= 1460 r/ 参考文献 171页，查图 带。 2 确定12选择带轮直径 参考文献 171页，参图 161 页，表 选择带轮直径： 212 d 2d = 250 ）、计算实际传动比 212250= ）、验算带速 参考文献 164页，由式（ 4 = 1160 1000得， （ 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 = 1160 1000= 212 146060 1000= 16.2 m/s，符合要求。 4）、验算带轮的转速 1n= 1460 r/n= 11237.3 r/许）。 3 确定中心距 a 和带长初选中心距0170页，由式（ ( 1 2 0a2( 1 2 （ 4 得 (212 +250 )0a2 (212 +250 ) a930，取0a= 590 2）、求带的计算基准长度0170页，由式（ 0L= 02a+ 2(12+ 2210()4 （ 4 = 2 590 + (212+250)2+ 2(250 212)4 590= 1906 考文献 160页，查表 2000 3）、计算中心距 a 参考文献 170页， 由式（ a = 0a+ 02 4 得 a = 590 + 2000 19062= 637 4）、确定中心距调整范围 参考文献 172页，由式（ 4， 得 6 9 72 0 0 a x （ 4 6072 0 0 i n （ 4 起毛机主传动结构设计 10 4 验算小带轮包角1参考文献 165页，由式（ 4， 00211 1 8 0 6 0 （ 4 002 5 0 2 1 21 8 0 6 0637 = 00 120176 小带轮的包角符合要求。 5 确定 z 1）、确定额定功率0P由 212 1n = 1460 r/考文献 168页，查表 根 带 ,额定功率0P= 5.4 2）、确定 z 参考文献 173页，由式（ z)( 00 （ 4 参考文献 168页，查表 k= 1， 参考文献 160页，查表 故 ( z = 4 根。 6 计算单根 0参考文献 159页，查表 q = m 参考文献 174页，由式（ ， 2)00 （ 4 = 1 = 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 7 计算对轴的压力 参考文献 160页，由式（ 4， 20 4 = 2176s = 1476 N 8 确定带轮的结构尺寸 ,绘制带轮的零件图 由于 212 d 2d = 250 以大小带轮均采用孔板式结构 ,其零件图如图 4 图 4皮带轮零件图 起毛机主传动结构设计 12 图 4皮带轮零件图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 链轮的设计与校核 1 选择链轮的齿数 小链轮的齿数 = 23 大链轮的齿数 = 1动比 链i= 23108= 初定中心距 020 p 3 确定链节数192页，由式（ 5， 2120210 )2(22 p （ 4 = 2)2 231 0 8(202 1 0 823202 p= 故取114(偶数 )。 4 计算功率 紧= 7500 P= 7500N 040= 5 考文献 193页，查表 = 参考文献 194页，查表 = 参考文献 194页，查表 = 线性插值）， 参考文献 194页，查表 排）， 参考文献 193页，由式（ ， K（ 4 起毛机主传动结构设计 14 = = 3 选定链条型号，确定链节距 p 根据1n， 考文献 191页，查图 选双排 12p = 6 验算链速 参考文献 188页，由式（ 5， v = 100060 11 4 = 100060 = m/s 7 确定中心距 a a = 20p = = 381 计算对轴的压力 参考文献 195页，由式（ 5， （ 4 = = 9 结构设计 由于 1d = 139.9 2d = 小链轮选用实心式，大链轮选用孔板式，零件图如图 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 图 4链轮零件图 减速器齿轮的设计与校核 1 选择齿轮材料、热处理方法、精度等级、齿数 1z 、 2z 、3z、 4z 及齿宽系数d考虑到该减速器功率不大，故所有四个齿轮都选用 45 钢，齿面硬度为220于软齿面闭式传动，载荷平稳，齿轮速度不高，初选 8级精度，各个齿轮数分别为 1z 35， 35,26,25432 齿宽系数 8.0d。 考虑到该减速器传动比较大，故可以采用行星轮系减速器。参考文献 2177 页，如图 4 其传动比为 26353525)1(31422414114 zz 由于 04 w ，故得 起毛机主传动结构设计 16 26353525126263535251111 链轮零件图 所以整个减速器的传动比为：减i= 26； 小链轮转速为 :6 = 47.6 r/ 大链轮转速为 : r/ 即 针辊的运转速度为： r/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 2. 按齿面接触疲劳强度设计 参考文献 1118 页，由式（ 6， 211 )(1 （ 4 1）、确定公式中各参数 t 试选载荷系数 1.5 T 由 161 1055.9 （ 4 得 461 图 4星轮系减速器结构简 图 Z 参考文献 1117 页，查表 ， 2 起毛机主传动结构设计 18 按齿面硬度，参考文献 1110页，查图 ， , = 60 10 300 8 = 109 N1 u = 109 109 11，查图 2 1H ， 2H 取安全系数 = 1 则 1l i i 2）、设计计算 1 69) 242 mm v 0 060 3 7691 0 0 060 11 m/s 参考文献 1112 页，查表 用系数 = 考文献 1114 页，查图 载系数考文献 1115 页，查图 K= 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 参考文献 1112 页，由式（ 得 A（ 4 = = d 参考文献 1120 页，由式（ 得 322 （ 4 = 3 = 72.3 ）、计算齿轮传动的模数 m 按标准模数取 m = 4 于齿 轮 3,4，同理 ,不再重复计算 参考文献 1120 页，由式 (6， 32 112 （ 4 1）、确定公式中个参数值 ， 2 参考文献 1111 页，查图 ,1109 页，查图 1 1F ， 2F 取弯曲疲劳安全系数 = 力修正系数 起毛机主传动结构设计 20 由参考文献 11，由式 (6得， （ 4 = = 273.4 （ 4 = = 1120 页，查表 1 2 1 21 11 2 22F Y，并加以比较取其中较大值代入公式计算 111 2 . 4 5 1 . 6 5 0 . 0 1 4 82 7 3 . 4F a S 222 2 . 6 2 1 . 5 9 0 . 0 1 4 12 9 4 . 8 6F a S 大齿轮的数值较大，应按大齿轮校核齿跟弯曲疲劳强度 2）、 校核计算 411232 1 . 7 2 5 6 . 4 8 1 0 2 . 4 5 1 . 6 5 2 8 . 2 40 . 8 2 5 4F a 所以齿轮弯曲疲劳强度足够。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 4. 齿轮结构设计及绘制零件图 由 351 z , 35,26,25432 m = 4 1）、计算分度圆直径 40,104,100,140 431 2）、计算中心距 a 3412 1 2 2,1 2 0 所以对齿轮 3， 4 采用正传动 : 其参数为 4,112,104 333 30,148,140 444 3）、全齿高 h h = = 9 4）、齿轮 3， 4的齿厚342135 页，由表 5 234 （ 4 = 2 = 5）、齿轮 1， 2的计算 对齿轮 1， 2采用变位传动 : 参考文献 2150 页，由式（ 5 （ 4 得 )c o c c o s ( = )122 20c o rc c o s (0 = 参考文献 2150 页，由式 (5， in v t 22121（ 4 起毛机主传动结构设计 22 代入计算得 取 1 参考文献 2151 页，由式（ 5， *11 )( （ 4 = 70 5 + 66.2 mm *22 )( （ 4 = 50 5 + 45.8 考文献 2151 页，由式（ 5， 21 （ 4 = 122 - 1 = 75.2 mm 12 （ 4 = 122 - 1 = 54.8 参考文献 2149 页，由式（ 5， 齿厚 ta 1 （ 4 = = ta 2 = = ）、计算齿宽 d 801 0 ，取 0 ； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 105(12 ，取 52 ，取 54 ； 105(43 ，取 03 7）、绘制零件工作图 由于齿轮直径较小，均采用实心式结构。变位传动齿轮 1与正传动齿轮 3的零件图如图 4余略。 图 4减速器的齿轮 1 起毛机主传动结构设计 24 减速器轴的设计与校核 1 减速器的输入轴的设计 1）、最小轴径的确定 减速器的输入轴结构，如图 4 图 4减速器的齿轮 3 图 4减速器的输入轴 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 45钢调质处理，参考文献 1292页，查表 定轴的 C = 105 得 3（ 4 = 3 = 因为轴段装大带轮的直径为最小直径，故取0d 2）、确定轴的运动和动力参数 参考文献 398，查表 11 轮 （ 8级精度）， 承 （一对）， ， 故 1 齿轮链轴承 61 3）、确定各段轴的直径 直径为 ，长度为 80 右端安装齿轮，其直径也为 ，长度也为 80 直径为 ，长度为 45 承的内径也就是轴的直径为 ，安装轴承的长度为 16 0 径为 ； 承外 部需要安装轴承端盖，安装轴承端盖段轴的直径为 ，长度为 35 2. 减速器的输入轴的校核 1）、求轴上载荷 齿轮的分度圆直径 1 140d 起毛机主传动结构设计 26 参考文献 1125 页，由式（ 6， 圆周力 41112 2 4 . 7 1 0 671140 （ 4 径向力 11 t a n 2 1 8 N （ 4 直齿圆柱齿轮没有轴向力 大带轮包角 02 ，单根 带轮对轴的压力 02201 8 3 . 62 s i n 2 4 1 8 4 . 6 s i n 1 4 6 4 . 622QF z F N c. 求支反力 参见图 4右支点间距离：2 16( 5 0 2 ) 6 62L m m m m 带轮距左支点距离：1 8 0 1 63 5 8 322L m m 齿轮距右支点距离：3 8 0 1 63 5 8 322L m m 左支点水平面支反力： 0， 02 1 2 1 2 1 3s i n 4 6 ( )Q N H L F L F L 1 1343支点水平面支反力： 0， 01 2 3 2 1 2 2( ) s i n 4 6t Q N L F L F L 2 297支点垂直面支反力： 0， 02 1 2 1 2 1 3c o s 4 6 ( )Q N H L F L F L 1 2206支点垂直面支反力： 0， 02 1 1 3 2 2 2c o s 4 6 ( )Q r N F L L F L 2 889）、绘制弯矩图和扭矩图 截面 1 1 1 4 6 9831 3 4 311买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 截面 1 8 3 0 9 8832 2 0 6111 1 3 2 4 6 1149889)( 2122截面 H 2 1 4 36 01 8 3 09 81 1 1 46 9 222 121 H 1 7 3 21 11 3 2 46 11 1 1 46 9 222 222 轴的弯矩和扭矩图如图 4 3）、弯扭合成强度校核 通常只校核轴上受最大弯矩和扭矩的截面强度，也就是危险截面 截 面 虑启动、停机的影响，扭矩为脉动循环变应力，取 参考文献 2149 页，由式（ 11， 2121 )( （ 4 = 22 )4 7 0 0 1 4 3 6 0 = 216207 截面 216207 3 3 . 7 80 . 1 4 0a 强度校核： 45钢调质处理， 参考文献 1288 页，查表 1 扭合成强度满足要求 4）、疲劳强度安全系数校核 截面 由于配合及键槽引起的应力集中在该轴段的两端，故不必校核。 截面 处应力接近最大，应力集中，为危险截面，截面 的左右两侧均需校核。 起毛机主传动结构设计 28 图 4的弯矩和扭矩图 的左侧强度校核 抗弯截面系数： 3 3 30 . 1 0 . 1 4 0 6 4 0 0W d m m 抗扭截面系数： 3 3 30 . 2 0 . 2 4 0 1 2 8 0 0TW d m m 截面 左侧的弯矩： 1 11 0 5 483432 14 3 6 0截面上的弯曲应力： 111054 1 7 . 3 26400 截面上的扭转切应力：1 47000 3 . 6 712800 平均应力：弯曲正应力为对称循环弯应力， m a x m 扭转切应力为脉动循环变应力， m a x m i n 3 . 6 7 1 . 8 422P 即 0m ， 1 应力幅： m a x m i ， 1 7 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 m a x m i ， 材料的力学性能： 45钢调质，参考文献 1288 页，查表 得 640，1 275 ，1 155 轴肩理论应力集中系数： 2 0 40， 45 1 540参考文献 1427 页，查附表 经线性插值计算得， 2.0 ， 1 材料的敏性系数： r = 2.0 40 参考文献 129页，查图 得 ， 有效应力集中系数： 1 ( 1 ) 1 0 . 8 2 ( 2 . 0 1 ) 1 . 8 2 1 ( 1 ) 1 0 . 8 5 ( 1 . 3 0 1 ) 1 . 2 6 尺寸及截面形状系数：由 h = 5 mm,d = 40 参考文献 130页，查图 扭转剪切尺寸系数：由 D = 40 参考文献 130页，查图 表面质量系数：轴按磨削加工，由 640， 参考文献 131页，查图 0 表面强化系数：轴未经过表面强化处理 1q 疲劳强度综合影响系数： 1 1 . 8 2 11 1 2 . 4 50 . 7 7 0 . 9 2 1 1 . 6 2 11 1 1 . 5 50 . 8 6 0 . 9 2 等效系数： 45钢：取 , 仅有弯曲正应力时的计算安全系数： 起毛机主传动结构设计 30 1 275 6 . 4 82 . 4 5 1 7 . 3 2 0 . 1 0k 仅有扭转切应力时的计算安全系数： 1 155 5 2 . 6 51 . 5 5 1 . 8 4 0 . 5 5 1 . 8 4k 弯扭联合作用下的计算安全系数：2 2 2 26 . 4 8 5 2 . 6 5 6 . 4 36 . 4 8 5 2 . 6 5 设计安全系数：材料均匀，载荷与应力计算准确时：取 S = 劳强度安全系数校核： , 故左侧疲劳强度合格