-i-摘 要拉絲機(jī)也被叫做拔絲機(jī)、拉線機(jī),在工業(yè)應(yīng)用中使用很廣泛的機(jī)械設(shè)備，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造，五金加工，石油化工，塑料，竹木制品，電線電纜等行業(yè),拉絲機(jī)屬于標(biāo)準(zhǔn)件等金屬制品生產(chǎn)預(yù)加工設(shè)備，目的是為了把由鋼材生產(chǎn)廠家求生產(chǎn)運(yùn)輸至標(biāo)準(zhǔn)件等金屬制品生產(chǎn)企業(yè)的線材或棒材經(jīng)過拉絲機(jī)的拉拔處理，使線材或棒材的直徑、圓度、內(nèi)部金相結(jié)構(gòu)、表面光潔度和矯直度都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)件等金屬制品生產(chǎn)需要的原料處理要求.本產(chǎn)品的主要由電動機(jī)帶動蝸桿，再由蝸桿帶動渦輪，最后滾動卷筒，通過拉絲模盒，進(jìn)行拉拔.關(guān)鍵詞:拉絲 減速器 卷速-i--ii-AbstractWire drawing machine is also known as wire drawing machine,drawing machine,In industrial applications use a wide range of machinery and equipment,Widely used in machinery manufacturing, metal processing,petrochemical, plastics, wood products, such as wire and cable industry, wire drawing machine belongs to the pre processing equipment for the production of standard parts and other metal products, the purpose is to transport to production by the steel manufacturer to standard parts and other metal products production enterprise of wire or rod through the wire drawing machine drawing processing, make the diameter of wire or rod, metallographic structure, surface roughness and roundness, internal straightening degrees are required for standard parts and other metal products productionThis product is mainly composed of motor drive the worm, the worm drive the turbines, the rolling drum, through the wire-drawing die box, carries on the drawing.Key words: wiredrawing reducer roll spee-ii--iii-目 錄第一章 緒論 11.1 引言 11.2 課題研究的目的和意義 11.2.1 課題的來源及研究 .11.2.2 國內(nèi)外 LD-350 帶懸臂拉絲機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 21.3 課題研究內(nèi)容與思路 31.3.1 課題的研究內(nèi)容 .31.3.2 課題的研究思路 .31.4 T9 碳素鋼絲的應(yīng)用 31.5 本章小結(jié) .3第二章 設(shè)計方案的確定 .52.1 拉絲機(jī)的拉過程分析 52.2 傳動布局設(shè)計 52.3 電動機(jī)的選擇 52.4 拉拔模 62.4.1 拉拔模材料的選擇 .62.4.2 拉拔模的外形 .72.4.3 拉絲模使用時應(yīng)該注意的一些問題 .7第三章 設(shè)計計算與校核 93.1 拉拔模參數(shù)計算 93.2 傳動比的分配與初步設(shè)計 .10-iii-3.3 帶傳動的設(shè)計計算 .113.4 渦輪蝸桿的選擇 .123.5 蝸桿傳動的設(shè)計計算 .123.6 蝸桿軸的設(shè)計計算 .183.7 渦輪軸的設(shè)計 .193.8 蝸桿軸的設(shè)計與校核 .203.9 軸承壽命校核 .293.10 其他部件的校核計算 31第四章 卷筒尺寸設(shè)計 .33第五章 蝸桿減速器箱體 .355.1 減速器尺寸設(shè)計 .355.2 減速箱體的附件說明 .36第六章 密封說明 .37第七章 設(shè)計小結(jié) .38第八章 致謝 .39第九章 參考文獻(xiàn) 40- 1 -第一章 緒論1.1 引言目前中國已經(jīng)成為全球線材制品大國。線材行業(yè)中廣泛使用的一種是拉絲機(jī)。拉絲機(jī)的內(nèi)孔由圓柱面與圓錐面組成。圓錐面為對線材（工件）的壓縮區(qū)，圓柱面為拉絲機(jī)的定徑區(qū)，其直徑大小與線材尺寸相對應(yīng)。拉絲的質(zhì)量直接影響線材的形狀、尺寸、表面粗糙度及使用壽命。我國目前采用的拉絲機(jī)工藝是五十年代初從蘇聯(lián)引進(jìn)的針磨工藝。這種工藝的可靠性不高，且生產(chǎn)效率較低。1.2 課題研究的目的和意義1.2.1 課題的來源及研究目前中國已經(jīng)成為全球線材制品大國。但是從經(jīng)濟(jì)效益看，差距卻很大。全行業(yè)各類產(chǎn)品基本生存在上下游企業(yè)的夾縫中，長期以來在微利和虧損的邊緣徘徊。這些必須引起全行業(yè)的高度關(guān)注。我國線材制品行業(yè)普遍面臨成本壓力，其根本出路還是加強(qiáng)科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新，增加高附加值產(chǎn)品的比重，同時進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)管理，節(jié)約資源，提高競爭力。預(yù)計 2010 年，國內(nèi)中高碳線材制品的消費(fèi)量將增長至 865 萬噸（未包括凈出口量）?！笆晃濉逼陂g，我國中高碳線材制品消費(fèi)量將持續(xù)增長，但增長率將有所下降。因?yàn)?，中高碳線材（硬線）的制造成本與普通低碳鋼線材的成本差距逐漸縮小，為進(jìn)一步發(fā)展中高碳線材制品生產(chǎn)提供了條件。另外，隨著中高碳線材制品生產(chǎn)成本的降低，特別是建筑行業(yè)用優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度鋼絲及制品的價格與普通低碳鋼絲的差距逐漸縮小，為中高碳線材制品在建筑行業(yè)推廣創(chuàng)造了條件，這將帶動中高碳制品消費(fèi)總量的持續(xù)增長。線材行業(yè)的不斷發(fā)展對拉絲機(jī)提出了越來越多的要求，低成本高質(zhì)量就要求拉絲機(jī)的使用壽命要更長，內(nèi)孔精度要更高，總之就是要提高拉絲機(jī)的質(zhì)量。拉絲機(jī)的內(nèi)孔由圓柱面與圓錐面組成。圓錐面為對線材（工件）的壓縮區(qū)，圓柱面為拉絲機(jī)的定徑區(qū)（拉區(qū)），其直徑大小與線材尺寸相對應(yīng)。拉絲機(jī)的質(zhì)量直接辯證唯物線材的形狀、尺寸、表面粗糙度及使用壽命。我國目前采用的拉絲機(jī)?？坠に囀俏迨甏鯊奶K聯(lián)引進(jìn)的針磨工藝。它的工作原理是，旋轉(zhuǎn)，針狀磨頭在磨孔內(nèi)做微移動或擺動，以達(dá)到加工模孔的目的。這種工藝的可靠性不高，且生產(chǎn)效率較低。針狀磨頭設(shè)計成錐狀是為了使其在模也內(nèi)穿進(jìn)方便，同時在磨削過程中產(chǎn)生徑向分力以提高磨削效果。但因此也帶來很多弊- 2 -端。首先，針狀磨頭的錐度使加工出來的?？滓簿哂绣F度，使用有錐度的?？桌z時，起定徑作用的僅僅是錐狀?？椎男《?。定徑區(qū)小，因而在拉作業(yè)時的接觸面積小，那么- 3 -由于拉絲機(jī)工作過程中作用在磨擦表面微觀體積上周期性的接觸載荷或交變應(yīng)力的存在，極易使表面或次表面形成裂紋。由此造成?？讋×夷p，線材拉質(zhì)量差。其次，針狀磨頭是手工修制的，磨頭形狀極難呈現(xiàn)理想圓錐形。因此，在過程中，由于針磨頭呈錐面，徑向分力存在，且?guī)缀醪豢赡芡耆胶?，由此而產(chǎn)生的偏心力使懸置的磨頭呈現(xiàn)撓曲，從而加工出偏心的?？?。另一方面，由于模頭的不規(guī)則，在磨削過程中出現(xiàn)高頻交變應(yīng)力，以致產(chǎn)生振動。對于一個“ 懸臂梁”結(jié)構(gòu)，在加工過程中存在的振動，將對整個結(jié)構(gòu)的壽命有所影響。從考核產(chǎn)品或設(shè)備可靠性的角度一看，主要指標(biāo)是壽命和性能。顯而易見，針磨工藝是比較落后的。所以就要求改進(jìn)國內(nèi)的拉絲機(jī)拉技術(shù)，本課題就是在消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制出高速線拉絲機(jī)。1.2.2 國內(nèi)外 LD-350 帶懸臂拉絲機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀研磨工藝是拉絲模成型的主要工序。它分為三個步驟，粗磨、細(xì)磨(精磨)、拋光。加工方法基本相似，但使用磨料不一。據(jù)中國機(jī)床商業(yè)網(wǎng)報道，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種模具的加工工藝要求越來越高。提高模具拋光的速度和質(zhì)量使我國模具制造工藝達(dá)到世界先進(jìn)水平，已成為刻不容緩的重要課題。目前，國外拉絲模拋光效果最好的是日本、美國，而意大利、瑞典、丹麥等國拋光質(zhì)量次之。機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)是實(shí)用新型涉及一種拋光機(jī)。它包括機(jī)架、驅(qū)動電機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、直線往復(fù)運(yùn)動的導(dǎo)桿、設(shè)置在導(dǎo)桿上的支架、拋光帶；傳動機(jī)構(gòu)包括連接在電機(jī)軸上的偏心輪、鉸接在偏心輪偏心軸上的曲柄；曲柄的另一端與導(dǎo)桿的一端鉸連接；導(dǎo)桿通過一對同軸設(shè)置的導(dǎo)套連接在機(jī)架上；在導(dǎo)桿中部橫向連接有支架，拋光帶穿越拉絲模?？走B接在支架上。本實(shí)用新型用機(jī)械傳動代替手工操作，通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為導(dǎo)桿的直線往復(fù)運(yùn)動；通過連接在導(dǎo)桿上相對于?？鬃鲋本€往復(fù)運(yùn)動的拋光帶，實(shí)現(xiàn)了對?？椎膾伖饧庸?。大大節(jié)約了加工時間、降低了勞動強(qiáng)度、提高了拋光質(zhì)量、節(jié)約了研磨材料。我國拉絲模制造工業(yè)從八十年代起，發(fā)展較快，但總的來說與國外還有不小的差距，我國制模工業(yè)還比較落后，加強(qiáng)制模管理，提高拉絲模質(zhì)量水平，推動制模工藝技術(shù)的進(jìn)步，是當(dāng)前的重要課題。本課題拉絲模拋光機(jī)設(shè)計就是著眼于用新型涉及一種對拉絲模具進(jìn)行拋光加工的拉絲模具高速拋光機(jī)其特點(diǎn)是拉絲模具放置定位腔是一個由旋轉(zhuǎn)端蓋和旋轉(zhuǎn)體構(gòu)成的圓錐形空腔，改進(jìn)后的拉絲模具定位腔具有通用性，電機(jī)激磁控制電路設(shè)置了激磁可調(diào)開關(guān)，在定- 4 -時控制線路和振動、旋轉(zhuǎn)速度控制線路之間設(shè)置了一個啟動保護(hù)電路，經(jīng)過如此改進(jìn)后的拉絲模具高速線拋光機(jī)往復(fù)振動從而實(shí)現(xiàn)拋光，改造簡單，安全可靠。且大大的提高了勞動生產(chǎn)力。制訂與國外等同的拉絲模產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，所以必須搞專業(yè)化管理，目前國內(nèi)有必要成立專門的機(jī)構(gòu)，以進(jìn)一步加強(qiáng)拉絲模拋光機(jī)制造管理。機(jī)械式拉絲模拋光機(jī)是自己制模，并且同時實(shí)現(xiàn)拋光，太大地減少了拉絲廠輔助部門的人員和資金占用，提高了經(jīng)濟(jì)效益。1.3 課題研究內(nèi)容與思路1.3.1 課題的研究內(nèi)容（1）完成 LD-350 帶懸臂單頭立式拉絲機(jī)設(shè)計總傳動方案的設(shè)計、選擇及確定（2）完成 LD-350 帶懸臂單頭立式拉絲機(jī)設(shè)計整機(jī)設(shè)計、計算及校核（3）完成傳動零件、卷筒、拉絲模盒等重要零件的設(shè)計、計算及校核（4）完成 LD-350 帶懸臂單頭立式拉絲機(jī)總裝配圖（零號圖）及非標(biāo)準(zhǔn)零件圖若干張（5）完成設(shè)計說明書一份1.3.2 課題的研究思路（1）通過查資料、結(jié)合傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)和機(jī)械線材行業(yè)的發(fā)展需要，設(shè)計 LD-350 帶懸臂拉絲機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及總傳動方案。（2）采用 Pro/E 軟件初步設(shè)計出 LD-350 帶懸臂拉絲機(jī)的主體結(jié)構(gòu)，以及各個附屬機(jī)構(gòu)。（3）根據(jù)零部件的設(shè)計計算，確定其結(jié)構(gòu)并選定各零件的材料。（4）繪制主體結(jié)構(gòu)的三維圖紙和工程圖紙，關(guān)鍵零件的三維圖紙、工圖紙和有限元分析。（5）通過計算完成分析各個動作的運(yùn)動的方式。（6）根據(jù)要求和設(shè)計過程，編寫設(shè)計說明書。1.4 T9 碳素鋼絲的應(yīng)用用以制造彈簧或類似彈簧性能零件的鋼類。具有高的彈性極限﹑疲勞極- 5 -限(尤其是缺口疲勞極限)以及一定的沖擊韌性和塑性﹐主要在沖擊﹑震動等動載荷或長期周期性交變應(yīng)力的條件下使用。所以在各種狀態(tài)下工作的彈簧都要有良好的表面質(zhì)量和較高的抗疲勞性能。在工藝性能上﹐需經(jīng)淬火﹑回火的彈簧鋼﹐應(yīng)具有一定的淬透性﹐不易脫碳﹐過熱敏感性低和塑性較高﹐在熱狀態(tài)下易于成形。制造小尺寸彈簧用的鋼絲要有均勻的硬度和一定的塑性。1.5 本章小結(jié)結(jié)合三維實(shí)體建模技術(shù)、二維建模技術(shù)、優(yōu)化設(shè)計技術(shù)等技術(shù)對原有的LD-350 帶懸臂拉絲機(jī)進(jìn)行整體反求創(chuàng)新改造設(shè)計，用液壓系統(tǒng)來代替連桿機(jī)構(gòu)對拉絲往復(fù)運(yùn)動進(jìn)行控制，同時，對操作人員進(jìn)行必要的培訓(xùn)可以加速生產(chǎn)效率和質(zhì)量。應(yīng)用以上的分析我們設(shè)計的 LD-350 帶懸臂拉絲機(jī)一定能滿足生產(chǎn)者的需求，在激烈的市場競爭中站穩(wěn)腳步，獲得更大的利潤。- 6 -第二章 設(shè)計方案的確定2.1 拉絲機(jī)的拉過程分析根據(jù)本課題——LD-350 帶懸臂拉絲機(jī)的的要求及所要實(shí)現(xiàn)的加工功能，即對金屬坯料施加以拉力，使之通過模孔以獲得與?？捉饷苣浅叽?、形狀相同的制品的塑型加工方法。從拉過程可以看出，LD-350 帶懸臂拉絲機(jī)的主要工作部件是拉絲的往復(fù)移動和拉絲機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動，拉絲和拉絲機(jī)的相對運(yùn)動產(chǎn)生磨擦，從而從模孔定徑區(qū)進(jìn)行拉加工。2.2 傳動布局設(shè)計方案：一采用液壓控制系統(tǒng)來控制拉絲的往復(fù)運(yùn)動。液壓傳動控制是工業(yè)中經(jīng)常用到的一種控制方式，它采用液壓完成傳遞能量的過程。因?yàn)橐簤簜鲃涌刂品绞降撵`活性和便捷性，液壓控制在工業(yè)上受到廣泛的重視。液壓傳動是研究以有壓流體為能源介質(zhì)，來實(shí)現(xiàn)各種機(jī)械和自動控制的學(xué)科。液壓傳動利用這種元件來組成所需要的各種控制回路，再由若干回路有機(jī)組合成為完一定控制功能的傳動系統(tǒng)來完成能量的傳遞、轉(zhuǎn)換和控制。液壓缸的活塞桿在液壓油的推動下上下移動，而活塞桿通過絲夾頭與拉絲連接，并帶動拉絲作往復(fù)運(yùn)動進(jìn)而對拉絲機(jī)內(nèi)孔進(jìn)行拉。這種控制系統(tǒng)既保證了拉絲機(jī)內(nèi)孔的加工精度，同時結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，對操作人員的專業(yè)要求不如數(shù)控系統(tǒng)的高，而適用范圍又比較廣。所以，綜上所述，該 LD-350 帶懸臂拉- 7 -絲機(jī)拉絲的往復(fù)運(yùn)動采用液壓系統(tǒng)來控制。方案二：傳動采用兩級傳動，先用一級帶傳動，把電機(jī)扭矩傳給圓柱，然后采用圓柱齒輪減速器將扭矩傳給卷筒，帶動鋼絲通過拉拔模實(shí)現(xiàn)拉拔。傳動示意圖如下所示。方案比較三：傳動采用兩級傳動，先用一級帶傳動，把電機(jī)扭矩傳給蝸桿，然后采用蝸輪蝸桿減速器將扭矩傳給卷筒，帶動鋼絲通過拉拔模實(shí)現(xiàn)拉拔。傳動示意圖如下所示。方案三傳動更加平穩(wěn)，且更利于分配傳動比，所以方案三更好。2.3 電動機(jī)的選擇預(yù)選卷筒轉(zhuǎn)速 110/min，查表 2.1，選取電機(jī) Y132S1-2 電動機(jī)。查得該電機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速為 2900r/min。表 2.1 部分型號電動機(jī)主要參數(shù)型 號 功 率( KW)電 流 (A)轉(zhuǎn) 速 r/min鐵芯長 度定 子外 徑定子 內(nèi) 徑輸 出軸 徑Y(jié)132S1-2 5.5 30 1200 180 210 148Y132S-8 2.2 5.8 710 110 210 148Y132M-8 3.0 7.7 710 180 210 148Y160M1-2 11 22 710 125 260 150 Ф42Y160M2-2 15 29 2930 155 260 150 Ф42Y160L-2 18.5 36 2930 155 260 150 Ф42- 8 -Y160M-4 11 23 1460 195 260 170 Ф42Y160L-4 15 30 1460 195 260 170 Ф42Y160M-6 7.5 17 970 145 260 180 Ф42Y160L-6 11 25 970 195 260 180 Ф422.4 拉拔模2.4.1 拉拔模材料的選擇目前，拉絲模的材料可以分為幾類，分別為合金鋼拉絲模、硬質(zhì)合金拉絲模、天然金剛石拉絲模、人造聚晶金剛石拉絲模、涂層拉絲模和陶瓷拉絲模。根據(jù)拉絲模材料分類，其加工線材的種類和直徑以及拉絲模的加工方法是有所區(qū)別的。 1.合金鋼拉絲模 合金鋼是通常用的工具鋼，其硬度和耐磨性是幾種拉絲模中最低的，但是因其材料價格低，加工方便，所以在線材的粗加工過程中還有所使用。 2.硬質(zhì)合金拉絲模 絕大多數(shù)的硬質(zhì)合金拉絲模通常屬于鎢類和金。這些合金是由碳化鎢和鈷等組成。碳化鎢是整個合金的“骨架”，主要起堅硬耐磨作用，鈷是粘結(jié)金屬，是合金韌性的來源。硬質(zhì)合金模具有以下特性：(1)耐磨性高。(2)拋光性好。(3)粘附性小(4)摩擦系數(shù)小，降低能量消耗(5)抗蝕性高。這些特性使得拉絲模對潤滑劑具有廣泛適應(yīng)性。 3.天然金剛石拉絲模 天然金剛石拉絲模脆性大，加工比較困難，一般用于制造直徑 1.2 毫米以下的拉絲模。它具有各向異性的特點(diǎn)，拉拔過程中當(dāng)整個孔的周圍都處在工作狀態(tài)下時，天然金剛石在孔的某一位置將發(fā)生擇優(yōu)磨損。因其價格較貴，所以這種拉絲模并不是我們最終所尋求的即經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的材料。 - 9 -4.人造聚晶金剛石拉絲模 這種拉絲模是用人造金剛石單晶體、加上少量硅、鈦等結(jié)合劑，在高溫高壓的條件下聚合而成。用聚晶金剛石制成的拉絲模硬度高、耐磨性好，孔壁磨損均勻，抗沖擊能力強(qiáng)，拉拔效率高。目前，聚晶金剛石拉絲模在拉拔行業(yè)中應(yīng)用廣泛。 5.涂層拉絲模 這種拉絲模是新近發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，其主要方法就是在硬質(zhì)合金拉絲模上涂層金剛石薄膜。它具有單晶體金剛石的光澤度、耐溫性而且具有聚晶金剛石的耐磨性等優(yōu)點(diǎn)。它的使用將為拉絲模行業(yè)帶來新的活力。 6.陶瓷拉絲模 隨著拉拔行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對拉絲模的質(zhì)量要求也在不斷提高。即要從經(jīng)濟(jì)的角度考慮選材，又要從實(shí)際應(yīng)用的效率上加以考慮。而陶瓷材料因?yàn)槠淞己玫奈锢頇C(jī)械性能，逐漸成為良好的拉絲模材料。 陶瓷拉絲模在拉絲過程中不與金屬線材發(fā)生粘附作用，有利于提高金屬材料表面性能。因陶瓷材料具有硬度高、耐磨性好、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、高溫力學(xué)性能優(yōu)良和不易與金屬發(fā)生粘結(jié)等特點(diǎn)，所以他的各項(xiàng)性能都優(yōu)于其它拉絲模。各種拉絲模材料的性能對比 綜上比較選擇陶瓷拉絲模模具。2.4.2 拉拔模的外形拉絲模的主要工作區(qū)域是內(nèi)孔，內(nèi)孔結(jié)構(gòu)按工作性質(zhì)可分為入口區(qū)、潤滑區(qū)、工作區(qū)、定徑區(qū)、出口區(qū)五個區(qū)間以及遵循“圓滑過渡”理論，即拉絲?？變?nèi)各區(qū)交界處必須為較小的圓角過渡。被拉拔線材從入口處進(jìn)入拉絲模，在拉拔力的作用下通過拉絲模，并且在拉絲模工作區(qū)的錐面上發(fā)生劇烈摩擦，從出口處拉出，得到較小的線材.2.4.3 拉絲模使用時應(yīng)該注意的一些問題良好而有效的拉絲模能給我們帶來意想不到的效果，但是同樣的我們在使用的過程中也不可避免的要注意某些問題：1.拉絲模更換模具、穿模操作復(fù)雜，增加了操作的難度；- 10 -2.拉絲模制造精度要求高，制造困難，不同直徑的線材還需要配備不同的拉絲模，制造模具的成本高；3.潤滑劑的質(zhì)量高球比較高。潤滑劑質(zhì)量差的話，在較大壓力和高溫的潤滑腔內(nèi)，潤滑劑往往擠壓的很密實(shí)、堅硬，對鋼絲的擠壓力很大，拉拔細(xì)絲時足以是鋼絲產(chǎn)生“縮頸”的現(xiàn)象，造成通盤鋼絲直徑不均勻，甚至發(fā)生縮短的可能性比較大；4.對于鋼絲需要再鍍鋅、鍍銅等要求的時候，不宜采用拉絲模。組合模拉絲時鋼絲表面潤滑劑殘留量比較多，給電鍍前的清洗帶來困難，影響鍍層的實(shí)際質(zhì)量；5.拉絲模與普通拉絲模的有效匹配。評價拉絲模的質(zhì)量，除了模芯材料、?？字行呐c模具出口端垂直度等因素，?？椎目仔徒Y(jié)構(gòu)也是很關(guān)鍵的因素。除了此次設(shè)計之外，其余的參考設(shè)計必須根據(jù)不同產(chǎn)品的生產(chǎn)條件來具體的選擇?？椎目仔徒Y(jié)構(gòu)。- 11 -第三章 設(shè)計計算與校核3.1 拉拔模參數(shù)計算1. 拉拔模材料陶瓷拉絲模：適于應(yīng)力不大的條件下，拉制直徑 6.0mm 以下的鋼絲、有色金屬線材或棒材2. 加工率 ξ36.5%10D)-(2QH2Q?????拉拔模角 α查《有色金屬擠壓與拉拔技術(shù)》（文獻(xiàn)二）表 3.1，用插值法選取。oo9182??，表 3.1 拉拔模角道次加工率 2α純銅 軟銅 硬鋼 鋁 銅 黃銅10 5 3 2 7 5 415 7 5 4 11 8 620 9 7 6 16 11 925 12 9 8 21 15 1230 15 12 10 26 18 1535 19 15 12 32 22 1840 23 18 15 - - -- 12 -3.拉拔模口形狀設(shè)計查文獻(xiàn)二表 3.2，取摩擦系數(shù) f=0.11，查文獻(xiàn)二表 11-2 由插值算得1d=2.4， lch=0.3-0.4D1 表 3.2 摩擦系數(shù)金屬與合金 摩擦系數(shù)1 2 3 4紫銅 0.10-0.12 0.15 0.15 0.16H62 0.11-0.12 0.11 0.11 0.11H68 0.09 0.09 0.12 -HSn70-1 0.10 0.11 0.12 -取 lch=0.3D1=0.9。Ly= ?cot5.0amax）（ D??a=1.1-1.4，取 1.3。算得 Ly=3.60。1r5.??取系數(shù)為 1.3。L f=3.8。4. 拉拔功率的計算 W準(zhǔn)備參數(shù)567.0tanB??f3.1D2HQ?- 13 -364.0DlfC1d??查得 δ s=1274MPa。 634.0)1(s1x????B??753.011s??Csxe6.28WD4W11????s5. 卷筒轉(zhuǎn)速計算 n取蝸桿傳動機(jī)械效率為 80%，則 smsW/601/.01*VB ???蝸卷筒直徑為 Φ350mm，周長 L=1100mm，則頻率 fsVB/r83.1/Lf??所以轉(zhuǎn)速 n=60*f=110r/min。3.2 傳動比的分配與初步設(shè)計預(yù)選卷筒轉(zhuǎn)速 60r/min，查《機(jī)械設(shè)計機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》（文獻(xiàn)一）附表 9-1，選取電機(jī) Y132S1-2 電動機(jī)。查得該電機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速為 2900r/min。總傳動比 I=2900/110=26.4。預(yù)分配傳動比為 i 帶 =2，i 蝸 =13.2。3.3 帶傳動的設(shè)計計算1. 拉確定計算功率 Pca工作時間為 8h。查《機(jī)械設(shè)計》（文獻(xiàn)三）表 8-7 查得工作情況系數(shù)- 14 -KA=1.0，故 KWPAca05.6??2. 選擇 V 帶的帶型小帶輪轉(zhuǎn)速 n1=2900/2=1450r/min。根據(jù) Pca、n 1由文獻(xiàn)三圖 8-11 選擇A 型。3. 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd1并驗(yàn)算帶速查出 dd1范圍為 125-140。查文獻(xiàn)三表 8-6 和表 8-8，取 dd1=90mm。驗(yàn)算帶速 smndvs /30/8.610/m5?????故帶速是合適的。計算大帶輪直徑 dd2因?yàn)?dd2=i 帶 dd1=180mm。查文獻(xiàn)三表 8-8。取 dd1=280mm。4. 確定 V 帶的中心距 a 和基準(zhǔn)長度 Ld因?yàn)?0.7（d 1+d2）2.9 該結(jié)果不可用。故選 Zρ=2.8。（6）確定許用接觸應(yīng)力[ ]H?根據(jù)蝸輪材料為鑄磷錫青銅 ZCnSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度45HRC，故查文獻(xiàn)三表 11-7 得蝸輪的基本許用應(yīng)力 。MPaH94.206]['??工作壽命 Lh取 12000h。故應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N7h2109.60N??Ljn壽命系數(shù) KHN 72.018?NH則 MPaKHNH94.206][]['??（7）計算中心距 a m7.12)5.23610(86751.3 ????故取 a=160mm。5.蝸桿與蝸輪的幾何參數(shù)查文獻(xiàn)四表 4-7 與表 4-8.查得蝸輪與蝸桿主要尺寸如下（1）蝸桿模數(shù) m=5，蝸桿長度 b- 19 -mz89)06.1(b2????取 b=130mm。直徑系數(shù) q=10分度圓直徑 d1 mq72d1?齒頂圓直徑 da1 hdaa962*1??齒根圓直徑 df1 mchdaf 2.63)(2*1????分度圓導(dǎo)程角 r= '05482o軸向齒距 pa=25.133 mm。（2）蝸輪蝸輪齒數(shù) z2=53，變位系數(shù) x2=+0.500，驗(yàn)算傳動比 ii=z2/z1=13.25。這時的傳動比誤差為 是允許的。%679.34.5-??蝸輪分度圓直徑 d2d2=mz2=265mm，寬度 B 取 40.2mm。齒根圓直徑 df2- 20 -，??m2572d*2*2 ????cxhmaf齒頂圓直徑 da2 xhdaa280)(2*2???maa2*2咽喉母圓半徑 rg2 darg2012??6.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 ][K53.12FFFaYmdT?????（1）許用彎曲應(yīng)力 ][F查文獻(xiàn)三表 11-8 得出鑄磷錫青銅金屬模鑄造的彎曲應(yīng)力為。MPaF56]['??壽命系數(shù) KFn 6153.09?NFn許用彎曲應(yīng)力 ][F?MPaKFn457.3]['???（2）螺旋角影響系數(shù) Yβ 824.01??r?- 21 -（3）當(dāng)量齒數(shù) zv2 3.6cosZ32?rzv（4）齒形系數(shù) Yfa2根據(jù)變位系數(shù)和當(dāng)量齒數(shù)，查文獻(xiàn)三圖 11-19 可得齒形系數(shù) YFa2=2.1代入彎曲應(yīng)力校核式中得 ][421.09.1528037651. FF ?? ?????故彎曲強(qiáng)度是滿足要求的。7.驗(yàn)算效率 η效率公式 )tan(96.0-5vr????）（（1）相對滑動速度 Vs smrds /03.4cos106????（2）當(dāng)量摩擦角 φ v根據(jù)相對滑動速度 Vs查文獻(xiàn)三表 11-18，利用插值法算出 。'01342?v?代入效率計算式中 %2.83%10)961tan(38960'''0''??????大于原估計值 80%。結(jié)論：該結(jié)果是正確的。- 22 -8.精度等級公差和表面粗糙度的確定考慮到所設(shè)計的蝸桿傳動是動力傳動，屬于通用機(jī)械減速器，從GB/T10089-1988 圓柱蝸桿蝸桿精度選擇 8 級精度，側(cè)隙種類為 f，標(biāo)注為 8f GB/T 10089-1988.查文獻(xiàn)一附表 10-84，齒面粗糙度 Ra=1.6.齒頂圓粗糙度 Ra=1.6.查文獻(xiàn)一附表 10-83，蝸輪、蝸桿齒胚基準(zhǔn)面徑向和斷面跳動公差如表所示表 3.3 蝸輪、蝸桿齒胚基準(zhǔn)面徑向和斷面跳動公差基準(zhǔn)面直徑 d 8 級精度跳動31.5-63 1063-125 149.尺寸和行狀公差蝸桿、蝸輪齒胚尺寸和形狀公差如表所示表 3.4 蝸桿、蝸輪齒胚尺寸和形狀公差精度等級 8 級尺寸公差 IT7孔形狀公差 IT6尺寸公差 IT6軸形狀公差 IT5齒頂圓直徑公差 IT810.熱平衡計算- 23 -由蝸輪直徑和蝸桿長度，濺油散熱面積預(yù)取 S=1.0654m2。取表面散熱系數(shù) 。cm02d/W15???則油溫 cSPd00 814.37)(12t ????????所以要改善散熱狀況。改善方法有三：①加散熱片增加散熱面積②在蝸桿軸端加裝風(fēng)扇③在傳動箱內(nèi)增加冷卻循環(huán)管路本次采用方法③在傳動箱內(nèi)增加冷卻循環(huán)管路。11.誤差項(xiàng)目（1）蝸桿軸向齒距極限偏差 fpx=0.025.軸向齒距累積公差 fpx2=0.045.（2）蝸輪一齒徑向綜合公差 045.f'i?3.6 蝸桿軸的設(shè)計計算1.軸的初步設(shè)計尺寸如圖所示- 24 -圖 3.1 蝸桿軸(1)根據(jù)公式 d≥C×(P 2/n2)1/3=60.37(2)這根是高速軸，所以選擇柱銷聯(lián)軸器?？紤]到安全因素，即選擇軸孔直徑為 38 mm，軸長取 50。(3)根據(jù)密封圈確定第二段軸徑，根據(jù)第一段軸徑 63 mm，故取第二段軸徑為 45 mm。(4)第三段軸上安裝圓錐滾子軸承，由軸承標(biāo)準(zhǔn)件取得內(nèi)徑為 50 mm。(5)第四段取直徑 60mm.。(6)因?yàn)榘惭b了甩油板需要高 2mm，所以第五段直徑取 56mm。(7)尺寸和第四段一樣 直徑為 60mm(8)上同 5、6.(9)第十段需要安裝角接觸軸承 因此直徑為 50 mm 長取 30mm(10)總軸長 465mm2. 確定各段軸長⑴由上述“⑵”得第一段軸長為 50mm⑵因?yàn)閷?shí)際安裝時軸承需推進(jìn) 3 mm 潤滑間隙，所以軸肩寬度取為 8 mm。（即上述的“⑹”這段軸肩寬度）根據(jù)箱體壁厚以及箱體側(cè)視圖的寬度為 116，以及蝸輪端面距離內(nèi)壁距離為（116-72）/2=22。以及蝸輪輪轂長度為 96。讓整體布局成為對稱分布。但需要注意的是：我們必須留出擋油板或分油盤的空隙。⑶因第三段上圓錐滾子軸承 T 為 26.25 mm，故軸長取為 30 mm，滿足要求。