目录一、问题的提出------------------------------(3)1.1设计题目简介------------------------------------------(3)1.2设计参数与要求---------------------------------------(3)1.3设计任务------------------------------------------------(4)二、数据设计---------------------------------(4)2.1机械简图如下------------------------------(4)2.2杆件长度确定---------------------------(5) 2.3曲柄功率及所需驱动力矩计算--------------(5)2.4电机的选择------------------------------(6)2.5各轮直径选择--------------------------------(6)三、机构的运动分析--------------------------（7）3.1建立如图所示的坐标系--------------------(7)3.2列方程--------------------- ------------(7)3.3运动曲线------------------------------------(8)3.4最终方案的机构运动简图----------------- (9)四、总结-------------------------------------(10)4.1机构设计原理---------------------------(10)4.2、心得与收获---------------------------(11)五、参考文献---------------------------------(11)一、问题的提出1.1设计题目简介图示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。
图1 平板搓丝机结构示意图1.2、设计数据与要求平板搓丝机设计数据该机器室内工作，故要求振动、噪声小，动力源为三相交流电动机，电动机单向运转，载荷较平稳。
工作期限为十年，每年工作300天；每日工作8小时。
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）取曲柄轴为等效构件，确定应加于曲柄轴上的飞轮转动惯量；（5）用软件（VB、MATLAB、ADAMS或SOLIDWORKS等均可）对执行机构进行运动仿真，并画出输出机构的位移、速度、和加速度线图。
（6）图纸上绘出最终方案的机构运动简图（可以是计算机图）并编写说明书。
二、传动设计2.1机械简图如下2.2杆件长度确定（1）题目要求最大加工长度为180，则下搓丝板宽度b=180（2假设几组数据，经计算验证，最终选取取偏心距e=150；AB=150;BC=400（经验证；滑块行程=529.1-200=329.1满足要求）2.3曲柄功率及所需驱动力矩计算：AB 飞轮（曲柄）角速度为：s rad nAB /351.3602==πω B 点速度为：s m ABABBl /5027.0=⨯=ωυ曲柄功率为：kw F B524.49P=⨯==υυ曲曲柄所需驱动力矩为：)357.1/n 9549m kN 357.1P Pm kN T T AB•=⨯=•==曲曲曲曲（或ω取齿轮传动效率为0.97；一对轴承的传动效率为0.98；带传动效率为0.96，则电机所需效率为计算如下：2.4电机的选择：工作机转速32r/min 传动比范围: V 型带：i1=2-4； 减速器：i2=8-40; 总传动比i= i1*i2=16-160可知电动机应选型号为Y160M —6，同步转速1000r/min ，满载转速为970r/min 选取Y2-132M-4型号电机，额定功率：7.5Kw （大于6.551） ；额定电流：15.6A ；转速；1440r/min;效率:87%；功率因素；0.84；最大转矩；2.3KN·m ；最小转矩：1.4KN·m ；2.5传动比AB 轮转速n=32r/min;总传动电动机转速n=1440r/min 总传动比为1440/32=45；初定传动比为1i =3、i 2=i i 1⁄=453⁄=15i 12=i 23=√i 2=√15=3.87取12i =3.87、23i =3.872.6 各轴转速kwP d 551.69.095.098.097.096.0232P==⨯⨯⨯⨯曲r/min97.138124.03/3.8=/i n =n r/min 03.241480/3.87=/i n =n 480r/min 1440/3=/i n =n 1440r/min =n =n 23231212101m 0===2.7 各轴输入功率P 0=P d =6.551KWP 1=P d ×η带×η承=6.551×0.96×0.98=6.163KW P 2=P 1×η承×η齿=6.163×0.98×0.97=5.859KW P 3=P 2×η承×η齿=5.859×0.99×0.97=5.569KW 2.8 各轴输入转矩电动机所需实际转矩及电动机的输出转矩为T 0=9550 P d / n m =43.446N ·m T 1= 9550P 1/ n 1=122.618N ·mT 2= 9550 P 2 / n 2=451.128N ·m T 3= 9550 P 3/n 3=1663.558N ·m2.9各轴参数列表三、运动分析3.1建立如图所示的坐标系3.2列方程以C点在为左极限时初始位置，求C点的位置方程：AB角速度为：351.3=ωAB 初始角度为：πϕ794.00=AB 角度为：)0(0≥+⨯-=t t ϕωϕB 点的位置方程为：)sin 1(150sin 150150cos 150ϕϕϕ+=+==B B y xC 点的位置方程为：)400(2122=-+=c B B c y y x x3.3运动曲线运用Matlab 绘制C 点运动曲线（一个周期）如下：3.4机构最终运动简图四、带传动设计4.1 确定计算功率P ca由书中表8-7查的工作情况系数为1=K A ,故kW kW P KP Aca551.6551.61=⨯==4.2 选择V 带的带型根据P ca 、n 1由图8-10选用B 型。
4.3确定带轮的基准直径d d 并验算带速v初选小带轮的基准直径d d 1。
由表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径mmd d 1601=。
验算带速v 。
按式（8-13）验算带的速度sm v n d d /05.12100060144016010006011=⨯⨯⨯=⨯=ππ因为s m v s m /30/5<<，故带速合适。
计算大带轮的基准直径。
根据式（8-15a ），计算大带轮的基准直径d d 2mmmm id dd d 480160312=⨯== 根据表8-8，圆整为mmd d 5002=。
验算实际传动比为125.3160500==i %5%2.4%10033125.3<=⨯-=∆i故mmd d 5002=。
4.4确定V 带的中心距a 和基准长度L d（1） 根据式（8-20），初定中心距700=a 。
（2） 由式（8-22）计算带所需的基准长度ad d d d a L d d d d d 022100412)(22)(-+++≈πmm mm 24787004)500160(27002)160500(2≈⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⨯++⨯+⨯=-π 由表8-2选带的基准长度mm L d 2500=。
（3） 按式（8-23）计算实际中心距a 0。
mm mm a L L a d d711)224782500700(2≈-+=-+= 中心距的变化范围为4.5验算小带轮上的包角1α1201535003.57)160500(1803.57)(180121≥≈--=--≈a d d d d α4.6 计算带的根数z（1） 计算单根V 带的额定功率r P 。
由mm d d 1601=和m in /14401r n =，查表8-4a 得kW P 62.30=. 根据m in /14401r n =，3=i 和B 型带，查表8-4b 得kW P 46.00=∆。
查表8-5得93.0=αK ，表8-2得03.1=L K ，于是kW K K P P P L r 91.303.193.0)46.062.3()(00=⨯⨯+=⨯⨯∆+=α （2） 计算V 带的根数z 。
68.191.3551.6===r ca P P z 取2根。
4.7计算单根V 带的初拉力的最小值(F 0)min由表8-3得B 型带的单位长度质量q =0.18kg m ⁄,所以(F 0)min =500（2.5−K α）P ca K αzv +qv 2=[500×(2.5−0.93)×6.5510.93×2×12.05+0.18×12.052]N=256N应使带的实际初拉力 F 0>(F 0)min 。
4.8 计算压轴力F p压轴力的最小值为(F 0p )min=2z(F 0)min sin α12=2×2×256×sin 153°2N =996N4.9 带传动各参数列表五、齿轮设计5.1 材料选取：（1）按下图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。
（2）平板搓丝机为一般工作机器，速度不太高，故选用7级精度（GB10095-88）。
（3）由书表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，而这材料硬度差为40HBS。
5.2 低速级（1）选小齿轮齿数z1=25,大齿轮齿数z2=3.87×25=96.75取z2=97。
