【導讀】本次設(shè)計的任務(wù)是自動攻絲機的設(shè)計。自動攻絲機一般由主傳動系統(tǒng)，絲錐驅(qū)動。系統(tǒng)，機架和工作臺等部分組成。攻絲機主要有三種驅(qū)動方式：氣壓驅(qū)動，液壓驅(qū)動，電機驅(qū)動。氣動馬達轉(zhuǎn)速高，氣動攻絲機效率高，操作方便，但是由于扭力小對大直徑的內(nèi)螺紋能力不足。液壓驅(qū)動式攻絲機輸出扭力大、攻絲速度快、操作方便、適用于加工大工件，攻牙多，尺寸大的模板和機床部件。電機驅(qū)動攻絲機通過電動機和傳動方案的不同可以調(diào)節(jié)扭。生產(chǎn)技術(shù)成熟，在攻絲機領(lǐng)域依然占有很重要的地位。及絲錐進給機構(gòu)的蝸桿蝸輪和齒輪齒條機構(gòu)，然后設(shè)計校核軸和軸承。Keywords：Automatictapping；Gearrackmechanism；tapfeedingsystem;Maindrive；

　　

【正文】 Rm inHH N XH Z Z Z ZS ??? ? =1000 ? MPa 則 M P aH ???????? ? ?HH ?? ?? 所設(shè)計齒輪滿足齒面接觸強度。 30 軸的校核 和軸承的校核 軸 1 校核計算 軸 1的結(jié)構(gòu)圖如圖 圖 軸 1結(jié)構(gòu)圖 其 受力圖及彎矩圖 如下 ： 31 圖 軸 1的受力圖及彎矩圖 （ 1） 載荷計算 32 如圖： mmAB 40? ， mmBC 88? ， mmCD 42? 直齒輪 扭矩 44 49550 .PT N mn?? 切向 力 41 42021 tTFNd?? 徑向力 11 ta n 2 1 6 .5rtF F a N? ? ? 軸向力 1 0aFN? 蝸桿載荷計算： 扭矩 22 19550 P .mn N?? ? ? （ ） 切向力 22 22021 48 3t m TFNd?? 軸向力 222 22021 m TF F Nd? ? ? 徑向力 12 t a n 1 7 5 .9 6rtF F a N? ? ? 根據(jù)軸 1結(jié)構(gòu)進行受力分析如圖所示，可列水平方向平衡方程 1 2 1 21 1 21 7 0 1 3 0 4 2 0v v t tv t vF F F FF F F? ? ?? ? ? （ ） 代入數(shù)據(jù)解得 1 ? ； 2 ? 如圖所示，可列豎直方向平衡方程 1 1 2 21 2 24 0 1 2 8 1 7 0r h h rr h rF F F FF F F M? ? ?? ? ? ? （ ） .2aa FDM N m?? 代入數(shù)據(jù)解得 1 ? ； 2 ?? （ 2） 計算彎矩， 作 出彎矩圖 水平方向彎矩 114 0 1 0 .0 1 .vvM F N m? ? ? 224 2 1 9 .3 4 .vtM F N m? ? ? 豎直方向彎矩 114 0 6 .7 8 .hhM F N m? ? ? ? ? 33 224 4 0 . 8 4hrM F M N m? ? ? ? ? ? .M N m? 總彎矩 221 1 1 1 2 .0 8 .hvM M M N m? ? ? （ ） 222 2 2 1 9 . 3 6 .hvM M M N m? ? ? .M N m? 由上述計算可以分別作出水平方向彎矩圖，豎直方向彎矩圖，和總彎矩圖分別如圖 所示 （ 3） 作 出扭矩圖 如圖所示 。 （ 4） 校核軸的 強度 已知軸的彎矩和扭矩后，可針對某些危險截面（即彎矩和扭矩大而軸徑可能不足的界面）做彎扭合成強度校核計算。按第三強度理論，計算應(yīng)力 。 224ca? ? ??? （ ） 通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力 ? 是對稱循環(huán)變應(yīng)力，而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ? 則常 常不是對稱循環(huán)變應(yīng)力。為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù) ? ，則計算應(yīng)力為 224( )ca? ? ???? （ ） 式中的彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力， ?? 對于直徑為 d的圓軸， 彎曲應(yīng)力為 MW?? ，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力2TTWW?? ?? 那么軸的彎扭合成強度條件為 ? ?2222 12()( ) 4 ( )2ca M T M TW W W ?? ? ? ??? ? ? ? （ ） 計算軸的應(yīng)力 22222()( ) 4 ( )2ca M T M TW W W ??? ?? ? ?= Mpa 蝸桿材料為 45 鋼，調(diào)制，表面淬火處理，由 [1]表 151 查得 ? ?1?? =60 Mpa 34 結(jié)論： ? ?1ca???? ，故安全 軸 4 的校核計算 其結(jié)構(gòu)圖 如圖 如 下： 圖 軸 4的結(jié)構(gòu)圖 35 圖 軸 4的受力圖及彎矩圖 （ 1） 做出軸的計算簡圖 36 載荷計算： 直齒輪 的 扭矩 44 49550 .PT N mn?? 切向力 41 42021 tTFNd?? 徑向力 11 ta n 2 1 6 .5rtF F a N? ? ? 軸向力 1 0aFN? 根據(jù)軸 4結(jié)構(gòu)進行受力分析如圖所示， 其中 mmAB 16? ， mmBC 136? 可列水平方向平衡方程 1 1 2r v vF F F?? （ ） 代入數(shù)據(jù)解得 1 ? ； 2 ?? 如圖 d)所示，可列豎直方向平衡方程 1 1 2t h hF F F?? （ ） 代入數(shù)據(jù)解得 1 ? ； 2 ?? （ 2） 計算彎矩， 作 出彎矩圖 水平方向彎矩 11 6 3 .4 6 4 .hrM F N m? ? ? ? ? 豎直方向彎矩 11 6 9 .5 2 .vtM F N m? ? ? ? ? 總彎矩 22 1 0 .2 2 .HvM M M N m? ? ? （ ） 由上述計算可以分別作出水平方向彎矩圖，豎直方向彎矩圖，和總彎矩圖分別如圖 所示 。 （ 3） 作 出扭矩圖 ，如圖所示 （ 4） 校核軸的強度 已知軸的彎矩和扭矩后，可針對某些危險截面（即彎矩和扭矩大而軸徑可能不足的界面）做彎扭合成強度校核計算。按第三強度理論，計算應(yīng)力 。 224ca? ? ??? 通常由彎矩所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力 ? 是對稱循 環(huán)變應(yīng)力，而由扭矩所產(chǎn)生的扭 37 轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ? 則常常不是對稱循環(huán)變應(yīng)力。為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù) ? ，則計算應(yīng)力為 224( )ca? ? ???? 式中的彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力， ?? 對于直徑為 d的圓軸， 彎曲應(yīng)力為 MW?? ，扭轉(zhuǎn) 切應(yīng)力2TTWW?? ?? 那么軸的彎扭合成強度條件為 ? ?2222 12()( ) 4 ( )2ca M T M TW W W ?? ? ? ??? ? ? ? 計算軸的應(yīng)力 22222()( ) 4 ( )2ca M T M TW W W ??? ?? ? ?= Mpa 軸材料為 45鋼，由 [1]表 151 查得 ? ?1?? =60 Mpa 結(jié)論： ? ?1ca???? ，故 安全 軸承校核 軸 4上的軸承受力簡圖如下圖所示 ： 圖 軸承的受力簡圖 軸承 1 所受的力為 1 0dFN? 徑向力為 2211 7 0 7 .4 8r h vF F F N? ? ? （ ） 軸承 1 初選為角接觸球軸承 為 7005AC。 那么基本額定靜載荷 kN? 38 基本額定動載荷 kN? 軸承 2 初選為角接觸球軸承 為 7006AC。 軸承 2所受的力為 2 0dFN? 徑向力為 22 7 4 .5r h vF F F N? ? ? 那么基本額定靜載荷 kN? 基本額定動載荷 kN? 由 NFae ? 軸承 1 被“壓緊”，軸承 2“放松”。 ? NFF aea ?? NFa 02 ? （ ） 由此只需校核軸承 1。 由 [1]表 135 相對軸向載荷 0 ?? （ ） 利用線性法，求出對應(yīng)的 e值 解得 e= arF eF??， 那么， X=1， Y=0 由 [1]表 136 查得載荷系數(shù) ? 當量動載荷 ( ) 8 4 9 .0P r aP f X F Y F N? ? ? （ ） 根據(jù) [1]式（ 136） 求軸承應(yīng)有的基本額定動載荷為 39。 36660 6 0 7 0 0 1 6 8 0 08 4 9 7 5 5 8 . 3 51 0 1 0hnLC P N? ??? ? ? （ ） 結(jié)論： rCC? ，故該軸承滿足要求 本章小結(jié) 本章主要介紹了電動機的選擇、 V帶的選擇計算校核、主傳動系統(tǒng)齒輪的設(shè) 計校核、進給機構(gòu)傳動系統(tǒng)的計算和校核、軸 1和軸 4的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度校核以及一對軸承的壽命校核。 39 結(jié) 論 在本次設(shè)計中， 針對課題，具體分析了目前出現(xiàn)的 攻絲機 的各種方案，仔細比較了各種方案的優(yōu)缺點和結(jié)構(gòu)特點，最終確定用 電動攻絲機 作為最終方案。在確定了 主傳動機構(gòu) 的結(jié)構(gòu)和參數(shù)后， 為它設(shè)計了一套配套的 進給裝置 裝置來保證它的正常工作。在設(shè)計過程中， 充分地考慮了如何保證 攻絲質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率 等方面。比較詳細地敘述和探討了 主傳動 系統(tǒng) 和進給機構(gòu) 的設(shè)計。設(shè)計時充分考慮到 攻絲大小的不同 ,絲錐的大小可以 發(fā)生改變。為了保證 通用性 ,有關(guān)參數(shù)選擇留有余地。 40 參考文獻 [1]濮良貴，紀名剛 .機械設(shè)計 [M].北京：高等教育出版社， 2021. [2]成大先 .機械設(shè)計手冊（第四版） [M].北京：化學工業(yè)出版社， 2021. [3]胡家秀 .機械零件設(shè)計實用手冊 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1999. 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