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1、机械原理大作业机械原理课程设计计算说明书 设计题目：平面搓丝机构执行机构 综合与传动装置 前 言 本设计为机械原理基础课程设计的内容，是先后学习过画法几何、大学物理、材料力学、理论力学、机械原理等课程的背景之下进行的一次综合性的练习和应用。本设计说明书是对搓丝机传动装置设计计算的说明，搓丝机是专业生产螺丝的机器，使用广泛，本次设计是使用已知的参数自行设计机构形式以及具体尺寸、运动与力的设计，并最终确定机构的形成与运动过程。通过设计，我们回顾了之前关于机械原理的课程，并加深了对很多概念的理解，并对设计的一些基本思路和方法有了初步的了解与掌握。 目 录 前言2一、课程设计题目5 1.1、平面搓丝机

2、构执行机构综合与传动装置的设计5 1.1.1机构介绍5 1.1.2使用条件5 1.1.3工作期限5 1.2、要求数据表6 1.3、设计任务6二、拟定传动方案及方案比较7 2.1方案拟定 7 2.2方案比较及筛选93、传动装置设计10 3.1 尺寸的确定和机构简图10 3.1.1齿轮及V型带设计10 3.1.2 杆长设计10 3.1.3 尺寸数据表10 3.2.1滑块C的位移、速度分析14 3.2.2滑块C的位移、速度数据表15 3.2.3滑块C的位移、速度图像18 3.3驱动力矩的分析18 3.4电动机的功率与转速18 3.5飞轮转动惯量的计算194、运动循环图20五、总结与建议20六、参考书

3、目22 七、附件23一 课程设计题目1、平面搓丝机构执行机构综合与传动装置的设计图（1）平板搓丝机结构示意图（1）机构介绍 上图为平板搓丝机结构示意图，该机器用于搓制螺纹。电动机1通过V带传动、齿轮传动3减速后，驱动曲柄4转动，通过连杆5驱动下搓丝板（滑块）6往复运动，与固定上搓丝板7一起完成搓制螺纹功能。滑块往复运动一次，加工一个工件。送料机构（图中未画）将置于料斗中的待加工棒料8推入上、下搓丝板之间。（2）工作条件室内工作，动力源为三相交流电动机，电动机单向运转，载荷较平稳。（3）使用期限工作期限为十年，每年工作300天；每日工作8小时。2、数据表分组参数最大加工直径/mm最大加工长度/m

4、m滑块行程/mm搓丝力/kN生产率/（件/min）18160300-320840210180320-340932312200340-3601024414220360-3801120 表（1）3、设计任务1）、针对图（1）所示的平板搓丝机传动方案，依据设计要求和已知参数，确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图。2）、假设曲柄AB等速转动，画出滑块C的位移和速度的变化规律曲线。3）、 在工作行程中，滑块C所受的阻力为常数（搓丝动力），在空回行程中，滑块C所受的阻力为常数1kN；不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩。4）、 确定电动机的功率与转速。5）、 取曲柄轴为等

5、效构件，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量。6）、 编写课程设计说明书、制作PPT。7）、 感想与建议。 二 拟定传动方案及方案比较根据设计要求可知：滑块每分钟要往复运动24次，所以机构系统的原动件的转速应为24 r/min。以电动机作为原动机，则需要机构系统有减速功能。运动形式为连续转动往复直线运动。根据上述要求，有以下三种备选方案。在所有方案中齿轮1、2都可以看作传动部分的最后一级减速齿轮 。方案一： 图（2） 在电动机的带动下经带传动齿轮轮传动（减速器），通过曲柄将动力传递给连杆再有连杆，有连杆带动滑块C的往复运动。方案二：图（3） 在电动机的带动下经带传动齿轮轮传动（减速器），通过凸轮将

6、动力传递给杆件B，由连杆带动滑块C的往复运动。 方案三C图（4） 在电动机的带动下经带传动齿轮轮传动（减速器），通过曲柄摇杆机构将动力传递给 滑块C ，从而使C往复运动。方案比较：分组方案项目优缺点方案一采用了曲柄滑块机构，曲柄长度仅为滑块行程的一半，故机构尺寸较小，结构简洁。利用曲柄和连杆共线，滑块处于极限位置时，可得到瞬时停歇的功能。同时该机构能承受较大的载荷。方案二采用凸轮机构，该机构随能满足运动规律，然而系统要求的滑块行程为340360mm，因而凸轮的径向尺寸较大，于是其所需要的运动空间也较大，同时很难保证运动速度的平稳性。方案三采用了曲柄摇杆机构， 利用1杆和2杆共线，机构处于极限位

7、置时，可得到瞬时停歇的功能。但是由于机构的传力性能要求太高，对2杆的前对要求太高，一般的材料无法满足其强度与刚度要求。且机构太复杂易造成占用空间大等缺点。 综合以上分析可知：方案一最为可行，应当选择曲柄滑块机构实现运动规律。整个搓丝机由电动机、带传动、二级减速器、曲柄滑块机构、最终执行机构组成。以完成预定的设计目的。3、 传动装置设计 1尺寸设计（1） 齿轮设计及V型带设计电动机带轮传动曲柄的转速n=24r/min齿轮1齿数20传动比1：6.4 齿轮2齿数128V型带传动比：1:7 （2） 杆长设计：根据滑块行程求出一系列的曲柄、连杆尺寸，以及在此尺寸下的各项运动参数，极位夹角、传动角等如下表

8、。R2差角最小传动角K极位夹角偏距16025.10473111.05310961.6406517.031983170-2.7734591.1649922.04158587.22654129.9648618010.9245475.1438112.8804272.02549639.27510419019.4058889.9198812.06065262.37799547.15942620025.30389713.7803471.89193755.51597354.24320921029.69558317.0159681.77562450.29942760.80687922033.11840119.

9、7925451.68968146.15511967.00346323035.87518822.2155811.62309342.75745172.92659524038.15142624.3571941.56969139.90534978.63808925040.06790326.2692451.52572737.46676884.18103426041.70707827.9904481.4887835.35079389.5867227043.12739629.5505641.45721133.49243194.87861228044.37157230.9730041.42986831.843

10、78100.07476429045.47162332.2765391.40591230.368619105.18936430046.45207933.4764571.38472129.038968110.23376431047.33207534.5853791.36581927.832814115.21718632048.12678435.6138471.34883526.732555120.14721733048.84840736.5707511.33347925.723925125.03017334049.50687337.4636581.31951624.795216129.871364

11、35050.11035838.2990581.30675623.936713134.67529536050.66565639.0825571.29504423.140279139.44581537051.17846439.8190261.2842522.399038144.18624138051.653640.5127251.27426521.707132148.89944939052.09516641.1673971.26499921.059535153.58794240052.50668141.7863481.25637320.451908158.25391941052.89117842.

12、3725071.2483219.880479162.89931342053.2512942.9284861.24078419.341956167.52583843053.58931343.4566161.23371418.833446172.13501444053.90725843.9589911.22706718.352398176.72819945054.20689844.4374931.22080417.896551181.30660946054.48979744.8938221.21489317.463895185.87133447054.75734645.3295171.209302

13、17.052634190.4233648055.01078245.7459751.20400716.661159194.96357649055.25121146.1444651.19898416.288022199.49278850055.47962746.5261491.19421115.931919204.01172951055.6969246.8920841.1896715.591668208.52106752055.90389847.2432441.18534415.266199213.02141153056.10128747.5805191.18121714.954538217.51

14、332154056.28974947.9047281.17727614.655797221.99730755056.46988448.216631.17350814.369164226.47384156056.64223948.516921.16990214.093897230.94335657056.80731448.8062441.16644713.829312235.40625158056.96556749.0852011.16313413.574784239.86289759057.11741749.3543431.15995313.329733244.31363460057.2632

15、549.6141881.15689813.093626248.75878161057.4034249.8652141.1539612.86597253.19863262057.53825550.1078671.15113312.646309257.63346163057.66805750.3425641.1484112.434217262.06352164057.79310550.5696951.14578612.229302266.48905365057.91365950.7896221.14325512.031196270.91027666058.02995951.0026871.1408

16、1311.83956275.32739967058.14222851.209211.13845411.654073279.74061768058.25067551.4094891.13617411.474439284.1501169058.35549351.6038061.1339711.300379288.5560570058.45686351.7924251.13183811.131633292.95859871058.55495451.9755971.12977410.967955297.35790272058.64992452.1535551.12777410.809118301.75

17、410773058.74192152.326521.12583710.654905306.14734574058.83108352.4947021.12395810.505115310.53774175058.9175452.6582981.12213510.359555314.92541676059.00141552.8174931.12036710.218046319.31048177059.08282352.9724651.11864910.080419323.69304278059.16187153.1233811.1169819.946513328.07319979059.23866

18、153.2703981.115369.816177332.45104880059.3132953.4136681.1137839.689269336.82667881059.38584953.5533321.112259.565652341.20017682059.45642253.6895251.1107599.445198345.57162183059.5250953.8223761.1093069.327786349.94109184059.59193153.9520081.1078929.2133354.30865885059.65701754.0785371.1065159.1016

19、31358.67439386059.72041654.2020731.1051738.992674363.03836287059.78219354.3227221.1038658.886332367.40062788059.84241154.4405851.1025898.782508371.76124889059.90112854.5557571.1013458.681115376.12028390059.95839954.668331.100138.582066380.47778691060.01427854.7783921.0989458.485281384.83380992060.06

20、881654.8860251.0977888.39068389.18840293060.12205954.9913111.0966588.298192393.54161294060.17405555.0943251.0955548.207744397.89348495060.22484655.195141.0944768.119269402.24406396060.27447555.2938261.0934218.032703406.59338997060.3229855.390451.092397.947984410.94150398060.370455.4850771.0913827.86

21、5053415.28844299060.4167755.5777691.0903967.783853419.634243100060.46212755.6685831.0894317.70433423.978941101060.50650255.7575771.0884877.626431428.32257102060.54992755.8448051.0875637.550109432.665161103060.59243355.930321.0866587.475313437.006746104060.63404856.0141711.0857727.402441.347354105060

22、.67480156.0964071.0849037.330124445.687014106060.71471856.1770741.0840537.259643450.025754107060.75382456.2562181.0832197.190517454.363599108060.79214556.333881.0824027.122708458.700575109060.82970356.4101021.0816017.056176463.036707110060.86652256.4849241.0808156.990886467.372017111060.90262256.558

23、3851.0800456.926804471.706529112060.93802656.6305211.0792896.863896476.040265113060.97275256.7013671.0785476.802129480.373245114061.00682156.7709591.077826.741473484.70549115061.04025156.839331.0771066.681898489.037019尺寸数据表 综合各运动系数，选出比较合适的数据：取曲柄长为150mm，连杆长为620mm，滑块行程330mm。 e在图（5）所示的机构中，有关系式由(A)、(B)式

24、可得(A)且由杆长条件有 (B)与三角形三边关系有即， .(C)由(A)、(B)、 (C)三式，第一组数据确定为：ABBCeH150mm620249330 尺寸如图所示 2 滑块C的位移、速度分析 e (1)滑块C的位移与速度数据表时间位移速度时间位移速度0.0173611569.8292-7.41450.6423571392.5829-169.83950.0347221569.3435-14.81490.6597181385.1825-169.35570.0520831568.5355-22.18710.6770791377.8103-168.54970.0694441567.4066-29

25、.51710.694441370.4803-167.42280.0868051565.9592-36.79090.7118011363.2065-165.97740.1041661564.1958-43.99460.7291621356.0028-164.2160.1215271562.1199-51.11470.7465231348.8827-162.14220.1388881559.7355-58.13740.7638841341.86-159.75970.1562491557.047-65.04960.7812451334.9479-157.07320.173611554.0594-71.83790.7986061328.1595-154.08780.1909711550.7788-78.48950.8159671321.5079-150.80910.2083321547.2112-84.99170.8333281315.0057-147.24340.2256931543.3633-91.3322