20131127电子送经的织轴驱动装置设计任务书 2

专业课程设计 题题 目目 电子送经的织轴驱动装置设计电子送经的织轴驱动装置设计 学学 院院 机械工程学院机械工程学院 专专 业业 机械工程及自动化机械工程及自动化 姓姓 名 名 胡海涛胡海涛 学学 号 号 100800525 指导教师 指导教师 周其洪周其洪 日日 期 期 成成 绩 绩 一 目的与要求一 目的与要求 专业课程设计是在学习专业课以后进行的一次实践性教学环节 在此环节 中 学生将运用机械设计基础知识和专业知识进行综合训练 从而实现向毕业 设计的良好过渡 在设计过程中 根据设计任务书的要求 进行分析和计算 并在此基础上 进行机械设计 内容包括绘制装配图和零件图 撰写设计说明书 根据答辩考 核等环节综合评定后给予成绩 二 设计题目二 设计题目 电子送经的织轴驱动装置设计 三 设计参数三 设计参数 图 1 为电子送经的织轴驱动装置的示意图 图 1 电子送经的织轴驱动装置 1 伺服电动机 2 3 齿轮 4 蜗杆 5 蜗轮 6 送经齿轮 7 织轴边盘齿轮 设计参数基本如下 根据分组情况调整参数 织机类型 剑杆织机 适应品种 各种织物重自 30 800 克 平方米 织机幅宽 190CM 分组其它参数如下 组别织机最高转速织造纬密织轴直径 158046 900 根 10CM200 1100 MM 259047 900 根 10CM200 1100 MM 360048 900 根 10CM200 1100 MM 461049 900 根根 10CM200 1100 MM 562050 900 根 10CM200 1100 MM 663051 900 根 10CM216 1100 MM 764052 900 根 10CM216 1100 MM 865054 900 根 10CM216 1100 MM 966056 900 根 10CM216 1100 MM 1067058 900 根 10CM216 1100 MM 1168060 950 根 10CM216 1100 MM 图 1 中织轴边盘齿轮不用具体设计 假设已知其模数为 8 齿数为 72 装 配图只需画出局部图 图 1 中的弹簧不用设计 装配图中不画出 四 设计工作量四 设计工作量 装配图 1 张 A2 号图纸 零件图 4 张 齿轮 蜗轮 蜗杆 轴 设计说明书 1 份 A4 标准纸打印 五 分析和计算五 分析和计算 1 1 送经装置总速比的确定送经装置总速比的确定 1 设主轴每一转卷布辊在最小纬密为 Pmin 单位为根 10CM 的卷取量为 Ljq 则 Ljq 10 10 Pmin 100 Pmin 100 49 2 04mm 2 设选定的伺服电机的额定转速为 nsjed 织机主轴的最高转速为 nzzmax 当织机主轴以最高转速工作时 主轴转一转驱动织轴 包括纱线 的伺服电 机最多转动转数为 Nsjmax 则 Nsjmax nsjed nzzmax 3000 610 4 92 3 设主轴每一转织轴在驱动电机转速最高和织轴 包括纱线 直径最小时 的送经量为 Lsj 织轴驱动装置的总减速比为 i总 从 Z2 到 Z7 织轴 包 括纱线 的最小直径为 Dmin 则 Lsj Nsjmax 1 i总 圆周率 Dmin 4 92 1 200 总 i 4 送经装置为了能满足在织机转速最高 织造纬密最小 织轴 包括纱线 直径最小时的织造要求 可得下式 Lsj Ljq 根据上述计算可得 nsjed nzzmax 1 i总 Dmin 100 Pmin 可得 i总 nsjed Dmin Pmin 100 nzzmax 5 为了满足电子送经的补偿开车痕等控制需要 送经电机的转速应留有 15 左右的余量 设送经装置实际的总减速比为 i总实 则 i总实 85 nsjed Dmin Pmin 100 nzzmax 0 85 3000 200 49 100 610 12871287 2 2 伺服电机型号的确定伺服电机型号的确定 包括伺服电机的额定转速 伺服电机的功率 要求选出具体伺服电机的型 号 关键要得到电机轴和键等尺寸参数 额定转速等参数 传动效率 圆柱齿轮 油润滑 传动效率 0 98 自锁型蜗杆涡轮传动效率 0 4 轴承传动效率 0 99 总传动效率 35 0 99 0 4 098 0 62 送经力矩 设上机张力即织造过程中的恒织造张力为 F 每根纱张力 0 392N 6000 根纱张力 F 0 392 6000 2352N 已知织轴的卷经最大值为 1100mm 最小值 200mm max D min D 则经轴所受力矩为 mN DF T 6 1293 2 1 12352 2 max max mN DF T 2 235 2 2 02352 2 min min 即mNT 6 1293 2 235 取传动比分配为 89 4 19 93 2 3 1 Z Z i62 1 62 4 5 2 Z Z i24 4 17 72 6 7 3 Z Z i 128524 4 6289 4 总 i 当送经机构静止或处于正常送经状态时 涡轮蜗杆时刻处于反行程自锁状态 因为蜗杆涡轮在整个机构中承受最大的转矩 设涡轮所承受的转矩为 T1 蜗杆 所承受的转矩为 T2 mN Z Z T T mN Z Z T T 28 5 6299 0 5 324 99 0 57 324 24 494 0 6 1293 94 0 4 5 1 2 6 7 max 1 求电机扭矩 m8 2 35 0 1285 6 1293 max N i T T 总总 电 选用电机型号 MSMA 系列 额定输出功率 1KW 额定转矩 3 18N m 额定转速 3000 转 电机轴长 55mm 电机轴直径 19mm 键长 45mm 键宽 6mm 键高 6mm 注 市场上中高速剑杆织机送经伺服电机的功率一般为 750 1500 瓦左右 伺服 电机的额定转速一般为 3000 转 分钟或 2000 转 分钟 3 3 传动比的分配传动比的分配 89 4 19 93 2 3 1 Z Z i62 1 62 4 5 2 Z Z i24 4 17 72 6 7 3 Z Z i 128524 4 6289 4 总 i 4 4 各级转速 各级转速 33 2 89 4 41 11 41 11 62 5 707 n 5 707 24 4 3000 n 3000 7 6 3 n n电机 2 齿轮的设计齿轮的设计 2 1 高速级齿轮传动设计 高速级齿轮传动设计 2 3 轮的设计 轮的设计 2 1 1 齿轮的类型齿轮的类型 1 依照传动方案 本设计选用二级展开式直齿圆柱齿轮传动 2 运输机为一般工作机器 选用 7 级精度 3 材料选择 小齿轮材料为 45Cr 调质 齿面硬度为 280HBS 大齿轮材料为 45 钢正火 齿面硬度为 200HBS 4 螺旋角 8 45HRC 可从表 5 中查得铸锡青铜蜗轮的基本许用应力 H 268MPa 应力循环次数 N 60jn2Lh 6750000 寿命系数 K 1 05 则 H 281 4MPa 6 计算中心距 a 111 69mm 取中心距 a 178mm 因 i 62 故从普通圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗 轮参数的匹配表 2 中取模数 m 5mm 蜗杆分度圆直径 d1 46mm 这时 d1 a 0 3 从图中可查得接触系数 2 8 因为 因此以上计算结果可用 4 主要参数与几何尺寸 1 蜗杆 轴向齿距 pa 15 7mm 直径系数 q 18 齿顶圆直径 da1 56mm 齿根圆直径 df1 45mm 分度圆导程角 6 203 蜗杆轴向齿厚 sa 30mm 2 蜗轮 蜗轮齿数 z2 62 变位系数 x2 0 125 蜗轮分度圆直径 d2 mz2 5 62 310mm 蜗轮喉圆直径 da2 d2 2hgm 320mm 蜗轮齿根圆半径 df2 d2 2hfm 298mm 5 校核齿根弯曲疲劳强度 当量齿数 zv2 62 cos6 2 3 63 根据 x2 0 5 zv2 63 可由图查得齿形系数 YFa2 2 45 螺旋角系数 Y 1 6 2 140 0 96 许用弯曲应力 F F KFN 从表中查得由 ZCuSn10P1 制造的蜗轮的基本许用弯曲应力 F 56MPa 寿命系数 81 0 1075 6 10 9 6 6 FN K PaM PaM F F 52 8 531046 32809821 1 53 1 29 4581 0 56 FF 弯曲强度足满足的 涡轮结构设计 12 4 53 3 0 161 2 72250 2 72456 16 1 25051231012 302 30 1 43 0 C DDD DD D DD mdD a 轴轴 1 设计 设计 1 初生轴 I 的最小直径 按转矩初估轴的直径 查表 15 3 取 A0 120 则 mmAd38 13 5 707 98 0 3 0min 该处开一个键槽时 初生轴直径增加 3 5 d 11 15 1 04 13 8 取mmd40 min 2 各段轴直径初定 3 选择轴承 因为轴上有蜗杆 会产生较大的轴向力 选用角接触球轴承 根据与轴承相配合的轴段直径大小 选择轴承 安装轴承处 初定的轴径 为 40mm 查表 15 4 选取 7208AC 其轴径大小 40mm 轴 1 校核 蜗杆 NFF N d T F N d T F tr a t 56 1155 2tan78 2646tan 78 2646 320 42348422 3 5751 46 132280212 21 2 2 1 1 1 齿轮 2 42220tan1160tan 1160 228 13228022 1 1 tr t FF N d T F 水平面 122 34 196 A B 对 B 点取矩 N FF F FFF tt NH tNHt 3646 352 34230 034352230 21 1 211 对 A 点取矩 4 945 352 318122 0122318352 21 2 122 tt NH ttNH FF F FFF 弯矩图 竖直平面 对 B 点取矩 3 116 352 34230 034230352 21 1 211 rr NV rrNV FF F FFF 对 A 点取矩 5 421 352 318122 0318122352 21 1 211 rr NV rrNV FF F FFF 弯矩图 A B mNMMM VH 445 22 max 扭矩图 校核轴 1 轴的弯扭合成强度条件 6 4 336 97 6 1853 0 445 3 0 6 185 445 97336461 01 0 32 14 3 2 2 4 22 33 3 1 2 22 ca ca mNT mNM d d W W TM W T W M 查表 15 1 知 45 号钢调质 355 1 因为 满足强度条件 1 ca 轴轴 2 设计 设计 1 初生轴 2 的最小直径 按转矩初估轴的直径 查表 15 3 取 A0 120 则 mmAd01 39 41 11 4 098 0 3 0min 取mmd40 min 2 各段轴直径初定 3 选择轴承 因为轴上有蜗杆 会产生较大的轴向力 选用角接触球轴承 根据与轴承相配合的轴段直径大小 选择轴承 安装轴承处 初定的轴径 为 40mm 查表 15 4 选取 7208AC 其轴径大小 40mm 键的选择键的选择 本设计中 共有 4 个键 由 GB T 1095 1096 2003 电机轴键 b h l 6 6 45mm 齿轮 3 与轴 1 键 b h l 14 9 40mm 涡轮与轴 2 的键 b h l 12 8