電子送經(jīng)的織軸驅(qū)動(dòng)裝置-說(shuō)明書

東華大學(xué)機(jī)械學(xué)院機(jī)設(shè)方向?qū)I(yè)課程設(shè)計(jì)專業(yè)課程設(shè)計(jì)電子送經(jīng)的織軸驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)說(shuō)明書姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：目錄1設(shè)計(jì)任務(wù)書 42送經(jīng)裝置總速比的確定 63伺服電機(jī)型號(hào)的確定 74傳動(dòng)比分配 85各級(jí)轉(zhuǎn)速 86高速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 86.1選擇精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 86.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 96.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 126.4齒輪幾何尺寸計(jì)算 147低速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 158蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì) 158.1采用漸開線蝸桿 158.2選擇材料 158.3按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 168.4蝸桿與渦輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 178.5校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 179軸設(shè)計(jì) 189.1高速軸設(shè)計(jì) 189.1.1估算軸最小直徑 189.1.2初選滾動(dòng)軸承 189.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 199.1.4高速軸校核 199.2低速軸的設(shè)計(jì) 239.2.1估算軸的最小直徑 239.2.2初選滾動(dòng)軸承 239.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2410鍵連接計(jì)算 2410.1高速軸鍵連接計(jì)算 2410.2低速軸鍵連接計(jì)算 2410.3齒輪處鍵強(qiáng)度校核 2411參考文獻(xiàn) 25設(shè)計(jì)任務(wù)書一、目的與要求專業(yè)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)專業(yè)課以后進(jìn)行的一次實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。在此環(huán)節(jié)中，學(xué)生將運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)進(jìn)行綜合訓(xùn)練，從而實(shí)現(xiàn)向畢業(yè)設(shè)計(jì)的良好過(guò)渡。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，進(jìn)行分析和計(jì)算，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括繪制裝配圖和零件圖，撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，綜合評(píng)定后給予成績(jī)。二、設(shè)計(jì)題目電子送經(jīng)的織軸驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)三、設(shè)計(jì)參數(shù)圖1為電子送經(jīng)的織軸驅(qū)動(dòng)裝置的示意圖。圖1電子送經(jīng)的織軸驅(qū)動(dòng)裝置1—伺服電動(dòng)機(jī)2、3—齒輪4—蝸桿5—蝸輪6—送經(jīng)齒輪7—織軸邊盤齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)基本如下（根據(jù)分組情況調(diào)整參數(shù)）織機(jī)類型：劍桿織機(jī)適應(yīng)品種：各種織物重自30-800克/平方米織機(jī)幅寬：190CM分組其它參數(shù)如下：組別織機(jī)最高轉(zhuǎn)速織物緯密織軸直徑158542～900根/10CM200～1100MM259544～900根/10CM200～1100MM360547～900根/10CM200～1100MM461550～900根/10CM200～1100MM562553～900根/10CM200～1100MM663557～900根/10CM216～1100MM764561～900根/10CM216～1100MM865564～900根/10CM216～1100MM圖1中織軸邊盤齒輪不用具體設(shè)計(jì)，假設(shè)已知其模數(shù)為8，齒數(shù)為72。裝配圖只需畫出局部圖。圖1中的彈簧不用設(shè)計(jì)，裝配圖中不畫出。四、設(shè)計(jì)工作量裝配圖1張（A2號(hào)圖紙）零件圖4張（齒輪，蝸輪，蝸桿，軸）設(shè)計(jì)說(shuō)明書1份（A4標(biāo)準(zhǔn)紙打?。┪濉⒎治雠c計(jì)算計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果及選用文獻(xiàn)1、送經(jīng)裝置總速比的確定(1)設(shè)主軸每一轉(zhuǎn)卷布輥在最小緯密為（單位為根/10CM）的卷取量為。則(2)設(shè)選定的伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為,織機(jī)主軸的最高轉(zhuǎn)速為，當(dāng)織機(jī)主軸以最高轉(zhuǎn)速工作時(shí)，主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)織軸（包括紗線）的伺服電機(jī)最多轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)數(shù)為。則(3)設(shè)主軸每一轉(zhuǎn)織軸在驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速最高和織軸（包括紗線）直徑最小時(shí)的送經(jīng)量為，織軸驅(qū)動(dòng)裝置的總減速比為（從到），織軸（包括紗線）的最小直徑為。則(4)送經(jīng)裝置為了能滿足在織機(jī)轉(zhuǎn)速最高，織造緯密最小，織軸（包括紗線）直徑最小時(shí)的織造要求，可得下式根據(jù)上述計(jì)算可得可得為了滿足電子送經(jīng)的補(bǔ)償開車痕等控制需要，送經(jīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)留有15%左右的余量，設(shè)送經(jīng)裝置實(shí)際的總減速比為，則2、伺服電機(jī)型號(hào)的確定包括伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速；伺服電機(jī)的功率。要求選出具體伺服電機(jī)的型號(hào)，關(guān)鍵要得到電機(jī)軸和鍵等尺寸參數(shù)，額定轉(zhuǎn)速等參數(shù)。傳動(dòng)效率：齒輪副效率（8級(jí)精度）自鎖型蝸桿渦輪傳動(dòng)效率滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率總傳動(dòng)效率（2）送經(jīng)力矩:設(shè)上機(jī)張力即織造過(guò)程中的恒織造張力為F。每根紗張力0.392N，6000根紗張力已知織軸的卷經(jīng)最大值為。最小值則經(jīng)軸所受力矩為：即（3）取傳動(dòng)比分配：當(dāng)送經(jīng)機(jī)構(gòu)靜止或處于正常送經(jīng)狀態(tài)時(shí)，渦輪蝸桿時(shí)刻處于反行程自鎖狀態(tài)。因?yàn)槲仐U渦輪在整個(gè)機(jī)構(gòu)中承受最大的轉(zhuǎn)矩。設(shè)渦輪所承受的轉(zhuǎn)矩為,蝸桿所承受的轉(zhuǎn)矩為。（4）求電機(jī)扭矩：選用電機(jī)型號(hào):松下伺服電機(jī)MSMA系列。額定輸出功率1KW，額定轉(zhuǎn)矩3.18Nm，額定轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)。電機(jī)軸長(zhǎng)55mm.電機(jī)軸直徑19mm。注：市場(chǎng)上中高速劍桿織機(jī)送經(jīng)伺服電機(jī)的功率一般為750-1500瓦左右，伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速一般為3000轉(zhuǎn)/分鐘或2000轉(zhuǎn)/分鐘?？倐鲃?dòng)效率：電動(dòng)機(jī)容量如下：選定電機(jī)型號(hào)為：松下伺服電機(jī)MSMA系列3、傳動(dòng)比的分配傳動(dòng)比分配如下：4、各級(jí)轉(zhuǎn)速各級(jí)轉(zhuǎn)速如下：5、高速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)5.1選擇精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）材料小齒輪材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理根據(jù)表10-1，選定硬度為280HBS大齒輪材料為45鋼，正火處理根據(jù)大小齒輪硬度差，選取硬度為240HBS大小齒輪硬度相差40HBS由于硬度都小于350HBS，屬于軟齒面（2）精度等級(jí)選取精度等級(jí)為8級(jí)（3）齒數(shù)選取小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)所以取選擇精度等級(jí)、材料及齒數(shù)數(shù)據(jù)如下：小齒輪40Cr鋼硬度280HBS大齒輪45鋼硬度240HBS精度等級(jí)8級(jí)小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)5.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩3.由表10-7可以選取齒寬系數(shù)4.由表10-20查得區(qū)域系數(shù)5.由表10-5可以查得材料的彈性影響系數(shù)6.計(jì)算重合度系數(shù)7.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力由圖10-25按齒面硬度可以查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)可得由圖10-23，可以查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)，可得計(jì)算小齒輪分度圓直徑由以上計(jì)算數(shù)據(jù)代入公式（3）調(diào)整小齒輪分度圓直徑1.①計(jì)算圓周速度②計(jì)算齒寬b2.計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)①由表10-2查得使用系數(shù)②根據(jù)v=10.1m/s，8級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)③齒輪的圓周力查表10-3得齒間載荷系數(shù)由表10-4插值法查得所以實(shí)際載荷系數(shù)實(shí)際分度圓直徑及相應(yīng)的齒輪模數(shù)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下：試算分度圓直徑載荷系數(shù)實(shí)際分度圓直徑為5.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選計(jì)算重合度系數(shù)計(jì)算由表10-17可以查得齒形系數(shù)，由表10-18可以查得，由圖10-24c查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限,由圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù),取彎曲疲勞安全系數(shù)所以取試算模數(shù)（3）調(diào)整齒輪模數(shù)計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備①②齒寬③寬高比計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)根據(jù)v=0.43m/s，8級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)②由查表10-3的齒間載荷分布系數(shù)③由表10-4用插值法查得結(jié)合，查圖10-13，得則載荷系數(shù)為3.實(shí)際模數(shù)為取小齒輪齒數(shù)取由此可得大齒輪齒數(shù)，取按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下：模數(shù)取5.4齒輪幾何尺寸計(jì)算計(jì)算分度圓直徑小齒輪分度圓直徑大齒輪分度圓直徑計(jì)算中心距計(jì)算齒輪寬度取，齒輪幾何尺寸計(jì)算數(shù)據(jù)如下：小齒輪分度圓直徑大齒輪分度圓直徑中心距齒輪寬度取，6、低速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)邊盤齒輪模數(shù)為，分度圓直徑中心距齒寬變盤齒輪，中心距齒寬7、蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)（1）根據(jù)GB/T10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）。（2）選擇材料考慮蝸桿傳動(dòng)功率不大，速度只是中等，故蝸桿采用45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45~55HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅織造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。（3）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由式

1)確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩按，估取效率，則

2)確定載荷系數(shù)K因工作載荷較穩(wěn)定．故取載荷分布不均勻系數(shù)；由表11-5選取使用系數(shù)；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動(dòng)載系數(shù)；則

3)確定彈性影響系數(shù)ZE因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配,故。4)確定渦輪齒數(shù)5)確定許用接觸應(yīng)力根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSnlOP1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC,可從表11-7中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力.應(yīng)力循環(huán)次數(shù)壽命系數(shù)則6)計(jì)算值因，故從表11-2中取模數(shù)，蝸桿分度圓直徑。蝸桿與渦輪的主要參數(shù)與幾何尺寸1）中心距2）蝸桿軸向齒距；直徑系數(shù)；齒頂圓直徑；齒根圓直徑；分度圓導(dǎo)程角；蝸桿軸向齒厚。

3）蝸輪蝸輪分度圓直徑蝸輪喉圓直徑蝸輪齒根圓半徑蝸輪咽喉母圓半徑（5）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度當(dāng)量齒數(shù)根據(jù)，從圖11-17中可查得齒形系數(shù)。螺旋角系數(shù)許用彎曲應(yīng)力從表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力壽命系數(shù)

彎曲強(qiáng)度是滿足的。選擇材料如下：蝸桿：45蝸輪：鑄錫磷青銅ZCuSn10P1蝸輪上的轉(zhuǎn)矩：載荷系數(shù)：許用接觸應(yīng)力：蝸桿與蝸輪的中心距：蝸輪分度圓直徑：彎曲強(qiáng)度合格：8、軸設(shè)計(jì)8.1高速軸設(shè)計(jì)8.1.1估算軸最小直徑軸材料為45鋼，調(diào)制處理，A0=126~103，取考慮到開一個(gè)鍵槽，所以取高速軸d1=30mm8.1.2初選滾動(dòng)軸承因?yàn)檩S上有蝸桿，會(huì)產(chǎn)生較大的軸向力，選用角接觸球軸承。選用角接觸球軸承7206AC尺寸d=30mm,D=62mm,B=16mm角接觸球軸承7206AC8.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各段軸直徑初定：此軸為蝸桿軸。8.1.4高速軸校核蝸桿：齒輪：水平面：對(duì)B點(diǎn)取矩：對(duì)A點(diǎn)取矩：彎矩圖：豎直平面：對(duì)B點(diǎn)取矩：對(duì)A點(diǎn)取矩：彎矩圖：扭矩圖：軸的彎扭合成強(qiáng)度條件：查表15-1，知45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)=355因?yàn)椋瑵M足強(qiáng)度條件。滿足彎扭合成強(qiáng)度條件8.2低速軸的設(shè)計(jì)8.2.1估算軸的最小直徑軸材料為45鋼，調(diào)制處理，A0=126~103，取取8.2.2初選滾動(dòng)軸承因?yàn)檩S上有蝸輪，會(huì)產(chǎn)生較大的軸向力，選用角接觸球軸承。選用角接觸球軸承7210AC尺寸d=50mm,D=90mm,B=20mm8.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)各段軸直徑初定：低速軸最小直徑：角接觸軸承7210AC9、鍵連接計(jì)算9.1高速軸鍵連接計(jì)算9.1.1尺寸選擇高速軸為蝸桿軸，齒輪處選擇b×h×l=12×8×709.2低速軸鍵連接計(jì)算9.2.1尺寸選擇蝸輪處：b×h×l=22×14×36齒輪處：b×h×l=12×8×809.2.2齒輪處鍵強(qiáng)度校核據(jù)表6-