拉丝机传动装置设计

1、毕业设计论文摘要国内机械行业可以为制造业提供几乎所有的装备，但毋庸讳言，国内的拉丝行业的水平和实力在国际市场上还不算是强者。拉丝机行业在制造业中的地位，既取决于技术进步和结构调整，也取决于为制造业的发展战略与市场前景。而拉丝机的发展，使得减速机的传动精度越来越来高。减速器在拉丝机应用中有非常重要的位置，而拉丝机重要部件电机和滚桶也得到了发展。这为拉丝机选择中提高了不少的难度，但随着减速机等的发展，拉丝机也得到了更好的发展。拉伸也称模具拉伸、拉丝、拔丝、伸拉等，是指在常温下通过拉伸模具对金属材料进行压力加工的一种工艺方法，通过拉丝拉伸可以将圆铜杆加工成为所需要的各种规格的圆铜（铝、铜包铝、铜包钢

2、、不锈钢等）单线。拉丝机由拉丝部和卷取部构成，拉丝部由拉丝轮和模具固定架、模具组成，线材穿过模具后，在拉丝轮上绕卷，当拉丝轮和卷取轮运转时，卷取轮运转提供线材的牵引张力，在牵引张力作用下，线材通过拉丝轮卷绕使线材通过拉丝模具，使线材不断从粗到细，从而得到不同线规的线材。关键词：拉丝机；减速机；电机拉丝机传动装置设计AbstractDomesticmachineryindustrycanprovidealmostalloftheequipmentformanufacturing,butneedlesstosay,thelevelofdomesticwiredrawingindustryandst

3、rengthintheinternationalmarketalsoisnotthestrong.Wiredrawingmachineinthepositioninmanufacturingindustry,dependsontechnologicalprogressandstructuraladjustment,alsodependsonthedevelopmentstrategyandthemarketprospectsformanufacturing.Andthedevelopmentofwiredrawingmachine,makehightransmissionprecisionof

4、thespeedreducerismoreandmore.Reducerintheapplicationsofwiredrawingmachinehasaveryimportantposition,importantpartsandwiredrawingmachinemotorandroller,alsoobtainedthedevelopment.Fortheincreaseinwiredrawingmachinetochoosealotofdifficulty,butwiththedevelopmentofthereducer,suchas,wiredrawingmachinealsoge

5、tbetterdevelopment.Stretchingalsocallsthemoulddrawing,wiredrawing,wiredrawing,stretch,andsoon,referstothenormaltemperaturethroughtensilemold,pressureofthemetalmaterialprocessingofakindofprocessmethod,throughwiredrawingtensioncanberoundcopperrodprocessingasrequiredforallkindsofroundcopper,aluminum,co

6、ppercladaluminum,coppercladsteel,stainlesssteel,etc.)singleline.Wiredrawingmachineiscomposedofwiredrawingandwinding,wiredrawingdepartmentiscomposedofwiredrawingwheelandmoldfixedshelf,mold,wirethroughthemoldaftercoilingonwiredrawingwheel,whenwiredrawingwheelandwindingwheelrunning,coilingwheeloperatio

7、ntoprovidethedrawingofthewiretension,undertheeffectoftractiontension,thewire,throughthewirewindingwirebywiredrawingdie,thewirefromcoarsetofine,soastogetadifferentgaugewire.Keywords:wiredrawingmachine;Reducer;Themotor毕业设计论文第一章绪论金属制品是冶金工业中的重要一环，但在我国该行业却是一个薄弱环节，机械、电气设备陈旧，阻碍了行业的发展。在金属加工中，直进式拉丝机是常见的一种，通常

8、都采用滚筒带动金属丝通过模具拉至需要的直径，通常是由多台电机同时对金属丝进行拉伸，作业的效率高。以前经常遇到的水箱拉丝机和活套式拉丝机，允许金属丝在各道模具之间打滑。同时它对电机的同步性以及动态响应的快速性都有较高的要求。在拉丝机中，最重要的两个部件，就是电机、减速箱、。电机（motor）是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。电子启动器就是现在人们通常所指的电机，又称启动机。它是将电能转变为机械能的一种机器。通常电动机的作功部分作旋转运动，这种电动机称为转子电动机；也有作直线运动的，称为直线电动机。电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级。电动机的使用和控制非常方便，具

9、有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求；电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。减速机（reducer）是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。减速机有两个比较大的特点。第一个是降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩。第二个是减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机.内燃机或其它高速运转的动力

10、通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。简单的说就是输入轴上是小齿轮，输出轴上是大齿轮，输入轴上的高速就变成输出轴上的低速，但纽矩变大了根据拉丝机的特点，初步选择圆柱齿轮减速机。我设计拉丝机传动系统的主要目的是提高拉丝机的传动精度，并且提高拉丝机的使用寿命。拉丝成型是金属成型的一种方法，拉丝机的重要组成部分减速机和电机是动力传输的不可缺少的重要设备。本设计也着重介绍拉丝机的减速机部分和电机部分。拉丝机传动装置设计第二章拉丝机传动系统设计、拉丝机传动方案设计传动方案如图所示：1电

11、动机2V带传动3圆柱齿轮减速器4联轴器5滚筒6一一输送带二、工作参数根据已知条件D=400mmV1=15m/minV2=25m/minF=250N该拉丝机采用传动方式为带传动和圆柱齿轮传动。该传动方案结构简单，成本较低，操作维护方便。传动方案中带传动传动平稳，能缓冲吸振；齿轮转动精度较高，制造方便。同时带传动承载能力较低，但用于拉丝机，带转动具有过载保护作业。从各方面考虑，该传动方案比较合理，满足使用要求。毕业设计论文三、传动方案分析该带式输送机采用传动方式为带传动和圆柱齿轮传动。该传动方案结构简单,成本较低，操作维护方便。传动方案中带传动传动平稳，能缓冲吸振；齿轮转动精度较高，制造方便，但该

12、方案较其他方案宽度、长度尺寸较大且带转动不适应繁重条件和恶劣环境。同时带传动承载能力较低，但用于输送机，带转动具有过载保护作业。从各方面考虑，该传动方案比较合理，满足使用要求。输送带工作拉力3800N,输送工作速度V=0.8m/s,滚筒直径D=300mm拉丝机传动装置设计第三章零部件选型及相关计算计算及说明主要结果（一）电机的选择1选择电动机类型按已知的工作要求和条件，选用Y型全封闭笼型三相异步电动机。2选择电动机功率工作机所需电动机输出功率为：Pd=a1000nPW=-Fv-1000由电动机至工作机之间的总效率（包括工作机效率）为：n_nn4n2nn一12345，-带传动0.96n2-齿轮传

13、动轴承0.99n3-齿轮传动0.98n4联轴器0.99n5-卷筒*由轴承0.95n=0.96义0.994或0.982父0.99父0.95=0.833Pd=1000rl250父25=25025KW=7.5KW1000M0.8333、确定电动机转速卷筒*由工作转速：1000v1000M25小一.nw-19.9r/minHD3.14400按推荐的合理传动比范围，取V带传动的传动比Ii=2-4,单齿轮传动比i2=840,则合理总传动比的范围Y型全封闭笼型三相异步电动机Pd=7.5KW毕业设计论文为i=16-160。故电动机转速的可选范围为：nd=inw=(16160卜19.9r/min=318.4-3

14、184r/min符合这一范围的同步转速为750r/min,1000r/min,1500r/min,3000r/min,再根据计算出的的谷量，由参考书1表12-1(P167)查出有四种适用的电动机型号，其技术参数及转动比的比较情况见卜表：n后19.9r/min力杀电动机型号额定功率KW电动机的满载转速r/min额定转矩取大转矩X/kg同步转速r/min1Y132S2-27.529002.02.36430002Y132M-47.514402.22.38115003Y160M-67.59702.02.011910004Y160L-87.57202.02.0145750综合考虑电动机和转动装置的尺寸、

15、重量以及带传动和减速器的传动比，可知方案2比较合适。因此选定电动机型号Y132M-4,所选电机额定功率Pd=4KW满载传速1440r/min，总传动比适中，传动装置结构较紧凑。选定电动机型号Y112M-4所选电机额定功率Pd=4KW满载传速1440r/min(二)计算传动装置的总传动比和分配各级传动比1总传动比n1440ia=m=-0=72.36nw19.92分配传动装置各级传动比取减速器的传动比i=11i=72.36拉丝机传动装置设计V带传动的传动比i0上=72.36=6.578i11两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比i12=J1.4i=J1.4m11=3.924则低速级的传动比i23=2.8

16、03i123.924（三）计算传动装置的运动和动力参考1、各轴转速0轴n0=nm=1440r/min1轴（高速轴）n01440_n=r/min=560.529r/mini02.5692轴（中间轴）Q560.529/.d/w公/n2=r/min=142.846r/mini123.9243轴（低速轴）n2142.846,.n3=r/min=50.962r/mini232.8034轴（滚筒轴）n350.962n4.r/min-50.962r/mini3412、各轴输入功率0轴P0=Pd=7.5KW1轴R=P。,=7.50.96KW=7.2KW2轴P2=R叫2=R77=7.2M0.99M0.98KW=

17、6.985KW毕业设计论文3轴P3=P2%3=P2箱2箱3=6.985m0.99X0.98KW=6.777KW4轴P4=P34=P32=6.777m0.99X0.99KW=6.642KW3、各轴输入转矩0轴Pd7.5T0=Td=9550=9550Nm=49.740Nmnm14401轴Pi7.2Ti=9550=9550=122.670Nmni560.5292轴P26985T2=9550上=9550=466.984Nmn2142.8463轴P36.777T3=9550-9550-=1269.9727Nmn350.9624轴P46.642T4=9550'=9550=1244.6745Nmn4

18、50.9624、运动和动力参数的计数结果列于卜表：1-3轴的输出功率或输出转矩分别为各轴的输出功率转矩乘轴承效率0.99。轴名功率P/KW转矩T/(r/min)转速传动比效率输入输出输入输出电动机轴7.549.74014402.5690.961轴7.27.129122.670121.443560.5293.9240.972轴6.9856.915466.984462.314142.8462.8030.97拉丝机传动装置设计3轴6.7776.7091269.97271257.27350.52910.98滚筒*由6.6426.5761244.67451232.22850.52910毕业设计论文（四）

19、带传动设计1、设计功率Pc由参考书2机械设计基础P204表13-6KA取1.2Pc-9KW205H13-15选Pc=KaP=1.27.5=4.2KW2、选择带型根据Pc=4.8KW,n=1440r/min,由参考书2机械设计基础P用A型普通V带.3、确定带轮基准直径dd=90mm1dd1=90mm大带轮基准直径dd2="dd1n2考书2表13-7选取标准值1440拉90=231.2mm560.529dd2=236mm,则实际传动比i从动轮的实际转速分别为dd2dd123690=2.62»1440n2=549.6r/mindd2=236mmi=2.62i2.62从动轮的转速误

20、差率为96-560.529;-1.95%560.529在5%以内，为允许值。4、验算带速V=6.782m/s4E13.14901440601000601000带速在5-25m/s范围内拉丝机传动装置设计5、确定带的基准长度Ld和实际中心矩a0a0=1.5(d1+d2)=4890.7(d1+d2)<a0<2(d1+d2)得228.2<a0<652按结构设计要求初定中心矩a°=500mm按参考书2,P206式得冗/(dd2dd1)L0=2a0+(dd1+dd2)+24a°元/、(236-90)2=2500(90236241500=1515.37mm由表1

21、3-2选取基准长度Ld=1600mmLd=1600mm按参考书2P206由式13-16得中心距a为Ld-L0aa021600-1515.37二5002=542.315mm543mma=543mm中心距a的变动范围为amin=a-0.015Ld=543-0.0151600=519mmamax=a0.03Ld二5430.031600-591mm6、校验小带轮包角a按参考书2P206式13-1得:=180-dd2-dd157.3a236-90=18057.3*=174.49、1200mm15177、确定V带根数z按参考书2式13-15得Pc12一(P。R)K-Kl毕业设计论文Pc=KaP=1.2*7

22、.5=9由a=174.49口查表13-5,Ko(=1,查表13-2得Kl=0.99由表13-3得兄=1.97由表13-4AP0=0.02Z9=456根(0.140.02)10.99圆整Z=5根F0Fq8、求初拉力及带轮轴上的压力0.1为每米长质量见表13-1500Pc2.5八2Fo:(-1)qvZvK:=500X9(251)+0.10x6.782256.7821Fo=24.506N=24.506N可得作用在轴上的压力FQ为1Fq=2F°Zsin2一一17449=224.5065sin2=244.777N9、带轮的结构设计10、设计结果选用5根A型V带，中心距a=1517mm,带轮直径

23、dd1=90mm,dd2=236mm,轴上压力Fq=245N（五）齿轮设计1、选择材料及精度等级选用软齿面齿轮组合。小齿轮材料为45钢，经调质处理，硬度为220-250HBS;大齿轮材料为45钢，经调质处理，硬度为170-210HBS,选择齿轮精度等级为7级。2、按齿根弯曲疲劳强度计算按斜齿轮传动的设计公式可得KTicos2YfYsmn-1.17.n:Z2-dZ1F确定有关参数和系数:13拉丝机传动装置设计(1)转矩T1_6PT1=9.55106:一“640=9.551063：59682Nmm560.529(2)载荷系数K大、小齿轮材料均为45钢，齿轮调质处理，取齿轮精度等级为7级。查表11-

24、3取K=1.1,中(3)齿数Z,螺旋角3和齿宽系数d因为是硬齿面MZ1=23,贝UZ2=iZ1=3.924m23=90初选螺旋角0=10°56'33"=10.9425°当量齿数为：Zvi=Z3=3-=24.30coscos10.9425Z290Zv2=2一=3=95.09cos3-cos310.9425由表11-9查得齿形系数Yfi=2.68,Yf2=2.20d=°=0.8由齿宽系数取d1(4)许用弯曲应力'F1按参考书2图11-10查仃Flm,小齿轮、大齿轮按调质钢查lim1=210Mpa,*而2=190Mpa由表11-4(P165)查

25、得SF=1.4N1=60njLh=60父560.529父1父(5父52M80)=6.995108N2N16.9951083.924=1.78310814Yni=Yn2=1由式（11-7）得毕业设计论文YF1YS1YN1二FlimlSF21011.4=150MpaYN20Flim2SF19011.4=136Mpa2.681.59150=0.0284Mpa=0.0290MpaYf2Ys22.21.79A21363.KT1cos"：YfYs故mn,1.171211s:北乙cos10.9425一3=1.171.1596820.9640.0290.8232=1.91mm取标准模数值mn=2mm

26、(5)确定中心距a及螺旋角0传动的中心距为mn(z1Z2)a二:2cos-2(23+90)=115.093mm取a=115mm确定螺旋角为mn(z1=arccos-2cos:Z2)=arccos290=10.70132115此值与初选0值相差不大，故不必重新计算3、校核齿面接触疲劳强度KTi(U1)1二H=3.17Ze1'2"二H1丫bd1u确定有关参数与系数(1)分度圆直径dd1mn乙223(2)cos10.7013=46.81mmd2mnZ2290cos：cos10.7013=183.19mm齿宽b15=1.37m/s拉丝机传动装置设计b=dd1=0.846.81=37.

27、45mmMb2=40mm,b1=45mm(3) 齿数比uu=i=3.924(4) 许用接触应力“h】二Hiimi=600Mpa由图11-7查得0Hlim2=565Mpa由表11-4查得SH=1.1由齿数修正系数得Zn1=1.04，Zn2=1.1由式得|._1ZN1-Hlim11.04600h1567Mpa1Shi1.1|_I_ZN2、-Hlim2_1.1565_一h2i565MpaSH21.14、验算齿轮圆周速度V：d1n13.1446.81560.529v=601000601000（六）轴的设计1、 低速轴（1）初步估算轴径和选择联轴器选择轴的材料为45钢，经调质处理，由参考书2P226页查

28、得强度极限ffB=650Mpa。（2）按扭转强度计算轴径3/、3-P一一一根据式（14.2）d>Ci,并由参考书2表（14-2）中n选取C=118-107,则求得：/P3,3.230d=C（118-107）n，50.962=42.66-47.05mm16考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，需将其轴径增加3%-5%故取最小端直径43.94-48.46mm,取标准值d=45mm由参考书（2）表（17.1）根据联轴器工作毕业设计论文情况系数查得K=1.5,联轴器计算转矩：Tc=KT=K9550pn=1.495503.2350.962=847.40Nm根据工作要求选择弹性柱梢联轴器，

29、依轴径d=45mmf口Tc选择联轴器型号为HL4联轴器校验合格。（3）轴的结构计算选用角接触球轴承，初定7311c型,由参考书（1）表（6-6）P73页查得7311c型轴承的宽度为29mm轴肩圆半径门=2mm因齿轮圆周速度小于1.5m/s故采用油脂润滑，须采用挡油环，查参考书（1）P90页表（7-12）,a=9mmb=3mm考虑轴上零件的轴向固定，润滑空间、装配方便等，初步决定有关尺寸并绘制结构草图如附录图一轴的受力分析1） 画出轴的受力图17拉丝机传动装置设计2） 作水平面内的弯矩图（图C）。支点反力为2TlFt=-=3352.91Nmmditan-Fr=Ft-=1258.9Ncos-Fa=

30、Fttan:=849.25NFhb214=Ft91.5FHBFHA3352.9191.5214=1433.6Nmm-3352.91-1433.6-1919.3N1-1截面处的弯矩为:MH1=1919.3191.5=175656.87Nmm2-2截面处的弯矩为：18毕业设计论文mmMH2=1433.628.5=40857.6N3）作垂直面内的弯矩图（图d）,支点反力为:2141-1截面:Mi左=M22V1左MH1左dFva214Fa>，=122.5Fr2849.25361.0512589.9122.5M2左V2MH2=、387.05-4.23NFvb=FrFva=1258.94.23=12

31、54.67N1-1截面左侧弯矩为:MV佐=Fval1=4.2391.5=387.05Nmm1截面右侧弯矩为:M0右=Fvbl2=837.5x122.5=153697.1Nmm2-2截面处的弯矩为MV2=Fvbm28.5=1254.67m28.5=35758.1Nmm4）作合成弯矩图（图e）22M=，Mh+Mv='；153697.12175616.872233375.4Nmm2截面:175616.872=175617.3Nmm22V1右MH1右二.35758.1240857.62=54295.4Nmm5、矩图（图f）6P3.23T=9.55106-9.55605284.3Nmmn50.9

32、626、求当量弯矩19因减速器单向运转，故可认为转矩为脉冲循环变化，修正系数a为0.6。拉丝机传动装置设计1 _1截面：Mel:8M；右+（qT）2=J233375.42;（0.61605284.3）2=431690.8Nmm977、确与2 -2截面：Me2=，M=+（qT）2二554295.42+（0.6父605284.3）2:367206.8Nmm危险截面及校核强度由图可以看出，截面1-1、2-2所受转矩相同，但弯矩MeiAMe2,且轴上还有键槽，故截面1-1可能为危险截面。但由于轴径d3>d2,故也应对截面2-2进行校核。1- 1截面:e1Me1431690.8431690.80.

33、1d；0.1603=19.99Mpa2- 2截面:二e2Me2367206.836720680.1d330.1553=17Mpa查表参考书2P226页得卜为】=60Mpa,满足仃eE的条件，故设计的轴有足够强度，并有一定裕量。（4）修改轴的结构因所设计轴的强度裕度不大，此轴不必再做修改。（5）绘制轴的零件图高速轴和中间轴的校核同上，并校核合格。（七）轴承的选择和计算1、轴承类型选择高速轴选择滚动轴承7207C,d=35mmD=72mmB=17mm中间轴选择滚动轴承7208C,d=40mmD=80mmB=18mm低速轴选择滚动轴承7311C,d=55mmD=120mmB=29mm（八）键的选择1

34、.联轴器与低速轴联接采用圆头平键（GB1096-79C型，bXh=14X9,因轴伸长度为110mm故取键长L=105mm已知d=45mmh=9mml=L-0.5b=105-7=98mm,T=605.284Nm一4T4605284iy=61Mpa-；vdhl45998故该键强度足够2、大齿轮与低速轴联接20毕业设计论文按GB1096-79选才?A型平键，bXh=18X11,因轴伸长度为98mm故取键长L=88mm已知d=60mmh=11mml=L-b=88-18=70mmT=605.284Nm4T4605284cjy=52.41Mpa_上jyjydhl601170故该键强度足够（九）联轴器的选择选用弹性柱销联轴器P参考书2,P274页得T=9550PnK=1.4_323一Tc=KT=1.4X9550X3.23=847.40Nm50.962查参考书（1）表8-5:Tm=1250Nm,h,4000r