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?畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題論證審批表
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畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目
八輥導(dǎo)絲機(jī)的設(shè)計(jì)
文獻(xiàn)綜述（選題研究意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻(xiàn)等）
1．選題研究意義：
八輥導(dǎo)絲機(jī)主要用于紡織印染等行業(yè)，它的主要作用從紡絲機(jī)來(lái)的腈綸纖維，按紡絲工藝要求進(jìn)行導(dǎo)絲成有一定寬度和張力均勻的絲片。為絲束的二次成型（拉伸）做準(zhǔn)備工作的。通過(guò)對(duì)八輥導(dǎo)絲的設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)從機(jī)器功能要求出發(fā)，合理選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類型，制定設(shè)計(jì)方案，正確計(jì)算零件的工作能力，確定它的尺寸，形狀，結(jié)構(gòu)及材料，培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)的能力。同時(shí)提高學(xué)生查閱標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范，圖冊(cè)等技術(shù)資料方面的能力。
2．國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀：
國(guó)產(chǎn)化第一條年產(chǎn)萬(wàn)噸錦綸絲束生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)KA99TC01自2002年初在岳陽(yáng)石油化工總廠成功開(kāi)車以來(lái)一直穩(wěn)定運(yùn)行，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該行業(yè)應(yīng)用的空白。該生產(chǎn)線主機(jī)由八輥導(dǎo)絲機(jī)，一至四道牽伸機(jī)，疊絲機(jī)，卷曲機(jī)，鋪絲機(jī)，定型機(jī)，切斷機(jī)，打包機(jī)等幾大部分組成。該生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)主要采用了整流/回饋裝置+逆變器共直流母線及變頻器的混合驅(qū)動(dòng)方式，保證了部分牽伸機(jī)運(yùn)行在倒拖狀態(tài)時(shí)能量能回饋給系統(tǒng)；牽伸機(jī)之間牽伸比恒定控制且連續(xù)可調(diào)，特別是在所有速度狀態(tài)時(shí)均能同步升降速。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用速度與頻率的雙閉環(huán)控制保證了控制精度。監(jiān)控工業(yè)計(jì)算機(jī)，控制PLC與整流/回饋裝置，逆變器及遠(yuǎn)程控制模塊之間采用了國(guó)際先進(jìn)的過(guò)程控制現(xiàn)場(chǎng)總線——PROFIBUS通訊技術(shù)，保證了控制的實(shí)時(shí)性。系統(tǒng)速度的控制精度在0.1%以內(nèi)，紡絲速度0-Max連續(xù)可調(diào)，停車時(shí)間可<2秒且可調(diào)。該控制系統(tǒng)的中央控制部分（PLC，WINCC，NET），驅(qū)動(dòng)部分及遠(yuǎn)程服務(wù)（SCADA軟件）全部采用了代表世界先進(jìn)水平的SIEMENS公司產(chǎn)品。應(yīng)用該核心技術(shù)研制的多條生產(chǎn)線又已在揚(yáng)州，兗州等地落戶成功投入運(yùn)行。
國(guó)外幾種新型的導(dǎo)絲機(jī)主要來(lái)自德國(guó)和日本。常用的有德國(guó)Artos公司研制的Artos導(dǎo)絲機(jī)，德國(guó)Ramisch公司的氣袋式均勻?qū)Ыz機(jī)，日本的P.F.和U.P.導(dǎo)絲機(jī)等。
3．主要參考文獻(xiàn)
[1] 魏大昌主編.化纖機(jī)械設(shè)計(jì)原理.紡織工業(yè)出版社.1984.57
[2]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》聯(lián)合編寫(xiě)組編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社.2002.1084～1090
[3] 吳宗澤、羅圣園.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).高等教育出版社.1998.P51～88
[4] 王曉懂、周鵬翔.軸系部件設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社.1989.788
[5] S.Ju.J.J.Stone, R.E.Rowolands.A new symmetric contact element stiffness
matrix or frictional contact problems.Computers and structures, vol.54, No.2, PP.289~301(1995)
[6] 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》聯(lián)合編寫(xiě)組編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版.化學(xué)工業(yè)出版社.1987.P788～866
[7] 上海交通大學(xué)洪致育、林良明.連續(xù)傳動(dòng)系統(tǒng).機(jī)械工業(yè)出版社.1982.53～85
[8] 張建中.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社.2001.P35
[9] 陸再生．棉紡工藝原理[M]．北京：中國(guó)紡織出版社，2001．?49
[10]程志紅主編.機(jī)械設(shè)計(jì).南京：東南大學(xué)出版社，2006
[11]程志紅等主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程上機(jī)與設(shè)計(jì).南京：東南大學(xué)出版社，2006
[12]李愛(ài)軍等主編.畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2002
[13]劉鴻文主編.材料力學(xué).第4版.北京：高等教育出版社，2003
[14]甘永立主編.幾何量公差與檢測(cè). 第7版.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2005
[15]莊宗元主編.AutoCAD2004使用教程.徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2004
[16]楊黎明等主編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1984
[17]王太辰主編.中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典（第6卷）.南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002
[18]張樹(shù)森主編.機(jī)械制造工程學(xué).沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，2000
[19]齊樂(lè)華主編.工程材料及成形工藝基礎(chǔ).西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2002
[20]陳宏鈞主編.實(shí)用機(jī)械加工工藝手冊(cè).第2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003
[21]吳宗澤主編.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003
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注：此表如不夠填寫(xiě)，可另加頁(yè)。
1．主要內(nèi)容
（1）決定八輥導(dǎo)絲機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案；
（2）選擇聯(lián)軸器；
（3）計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，軸和齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算；
（4）繪制裝配圖及關(guān)鍵的零件圖。
2、研究方法
（1）根據(jù)設(shè)計(jì)課題內(nèi)容查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料
（2）計(jì)算和設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件的選定。
（3）繪制裝配圖，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
時(shí)間進(jìn)程安排
2010年12月——2011年元月????????????接受任務(wù)，完成開(kāi)題報(bào)告???????已完成
2011年2月——2011年3月1日?????????資料收集、方案的確定?????????已完成
2011年3月2日——2011年4月1日?????設(shè)計(jì)計(jì)算及草圖設(shè)計(jì)???????????已完成
2011年4月2日——2011年4月10日pro/e造型的零件圖和裝配圖的繪制 已完成
2011年4月11日——2011年4月25日???CAD圖紙的繪制???????????????已完成
2011年4月26日——2011年5月10日???編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)???????????已完成
2011年5月11日——2011年5月18日???校核、修改，準(zhǔn)備答辯?????????未完成
開(kāi)題論證小組意見(jiàn)
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????????????????????????????? 組長(zhǎng)簽名：
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專業(yè)委員會(huì)意見(jiàn)
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???????????????????????????????????專業(yè)教研室主任簽名：
??????????????????????????????????????????????????????????? 年?? 月?? 日
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注：此表意見(jiàn)欄必須由相應(yīng)責(zé)任人親筆填寫(xiě)。
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全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)的設(shè)計(jì)
DESIGN OF THE EIGHT ROLLERS LEAD THE SILK MACHINE
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
年級(jí)專業(yè)及班級(jí)：
指導(dǎo)老師及職稱：
提交日期：年5月
目 錄
摘要 1
關(guān)鍵詞 1
1 前言 2
2 紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案 2
2.1 導(dǎo)絲的目的和作用 2
2.2 導(dǎo)絲機(jī)的原理 3
2.3 傳動(dòng)部分的選擇與設(shè)計(jì) 4
2.4 工作部件的設(shè)計(jì) 4
2.5 箱體及其附件的設(shè)計(jì) 4
2.6 潤(rùn)滑、散熱、密封系統(tǒng) 5
3 傳動(dòng)部分的選擇與設(shè)計(jì) 6
3.1 交流變頻電機(jī)的選擇 6
3.2 聯(lián)軸器的選擇 6
3.3 計(jì)算傳動(dòng)比及軸的參數(shù) 7
3.4 進(jìn)軸齒輪Ⅸ和導(dǎo)絲齒輪Ⅶ的設(shè)計(jì) 8
3.5 傳動(dòng)軸Ⅸ及部件的設(shè)計(jì) 13
4 工作部件的設(shè)計(jì) 21
4.1 導(dǎo)絲輥Ⅶ的中心軸的設(shè)計(jì) 21
4.2 導(dǎo)絲輥上的幾個(gè)零件的校核 25
5 鑄鐵箱體及其附件的設(shè)計(jì) 26
5.1 箱體的設(shè)計(jì) 26
5.2 箱體附件的設(shè)計(jì) 27
6 潤(rùn)滑、散熱、密封系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28
6.1 潤(rùn)滑方式和潤(rùn)滑系統(tǒng) 28
6.2 內(nèi)部油路及密封的設(shè)計(jì) 31
7 結(jié)論 31
參考文獻(xiàn) 31
致謝 33
紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)的設(shè)計(jì)
摘 要：紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)是絳綸短纖后處理聯(lián)合機(jī)中的單元機(jī)之一，紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)是位于導(dǎo)絲架和浸油槽之間，絲束經(jīng)本機(jī)導(dǎo)絲行成一定寬度和張力均勻的絲片，紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)是位于導(dǎo)絲架和浸油槽之間，正確的系統(tǒng)能保證導(dǎo)絲輥高效工作，保證紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)正常運(yùn)行。本設(shè)計(jì)中電機(jī)和傳動(dòng)進(jìn)軸之間采用螺釘聯(lián)軸器來(lái)連接，與鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)相比，傳動(dòng)鏈短，占地少，與鍵聯(lián)接相比所受沖擊力小，不容易損壞，避免了經(jīng)常更換聯(lián)接的麻煩，絲束能夠更好的行成一定寬度和張力的絲片。
關(guān)鍵詞：導(dǎo)絲機(jī)；進(jìn)軸齒輪；導(dǎo)絲齒輪；傳動(dòng)軸；
Design of the Eight rollers lead the silk machine
(Orient Science&Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)
Abstract：The lead silk machine which with eight rollers is one of the silk tassd element machines ,it products silk ribbon. It is located between the leading silk rack and soaking oil groove .The silk is leaded to certain width and homogeneous tension sik movie, The correct system esures that the leading silk roller works effectively. Also,it ensures that the lead silk machine which with eight works regularly. In the design,the screw link up the shaft and motor.compare with chain, this transmission chain is short,the fidld is few.the force is small compare with the key linkup. It avoids that the serew has no often change and being no easy to damage. Silk is able to become certain width and tension well.
Key words: Godet machine；Into the shaft gear；Godet gear；Shaft；
1 前言
紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)是絳綸短纖后處理聯(lián)合機(jī)中的單元機(jī)之一，紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)是位于導(dǎo)絲架和浸油槽之間，導(dǎo)絲架出來(lái)的絲束經(jīng)本機(jī)導(dǎo)絲行成一定寬度和張力均勻的絲片，然后送入后道工序。
隨著我國(guó)紡織工業(yè)的不斷進(jìn)步，以前小容量的滌綸紡絲設(shè)備已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代高速紡織機(jī)械的發(fā)展。就化纖機(jī)械產(chǎn)品而言，需要從單一的數(shù)量型轉(zhuǎn)向高新技術(shù)型，從化纖的單一品種轉(zhuǎn)向相對(duì)的精細(xì)加工，從傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)轉(zhuǎn)向高新電子信息控制技術(shù)，不能再走產(chǎn)品趨同、技術(shù)向下的路了。這是化纖機(jī)械必須適應(yīng)的轉(zhuǎn)折，轉(zhuǎn)折的目的是服務(wù)于化纖產(chǎn)品的發(fā)展?？茖W(xué)在發(fā)展，技術(shù)在進(jìn)步，化纖機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展的具體任務(wù)，首先是立足于現(xiàn)實(shí)，提高傳統(tǒng)化纖機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量，提高技術(shù)水平，提高產(chǎn)品的可靠性，贏得用戶的信譽(yù)。在此基礎(chǔ)上，跟蹤新的纖維領(lǐng)域，為發(fā)展民用舒適型纖維生產(chǎn)，為發(fā)展產(chǎn)業(yè)用纖維生產(chǎn)，為發(fā)展軍用、警用纖維生產(chǎn)提供技術(shù)裝備。需要研制、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)年產(chǎn)60萬(wàn)噸及以上的新型PTA成套裝置。連續(xù)研制新一代、大容量、連續(xù)化、高速度、自動(dòng)化的滌綸長(zhǎng)絲、短絲紡絲和后處理設(shè)備，以及成套設(shè)備的信息控制技術(shù)。
“十一五”重點(diǎn)化纖機(jī)械產(chǎn)品發(fā)展方向和關(guān)鍵技術(shù)有：重點(diǎn)開(kāi)發(fā)200～250噸/日滌綸短纖維生產(chǎn)線；研制年產(chǎn)60萬(wàn)噸PTA成套國(guó)產(chǎn)化技術(shù)與設(shè)備。完善國(guó)產(chǎn)長(zhǎng)絲復(fù)合紡絲機(jī)，開(kāi)發(fā)短絲復(fù)合紡絲設(shè)備。開(kāi)發(fā)滌綸0.3dpf超細(xì)纖維紡絲設(shè)備。開(kāi)發(fā)可紡制滌綸高強(qiáng)和高模低縮纖維的成套設(shè)備。研發(fā)年產(chǎn)6萬(wàn)噸粘膠短纖維生產(chǎn)線。腈綸纖維、芳綸1414要進(jìn)一步提升，研究開(kāi)發(fā)碳纖維、導(dǎo)電纖維、光導(dǎo)纖維、超大分子量的聚乙烯纖維、中空膜纖維等高新技術(shù)纖維與設(shè)備
本文設(shè)計(jì)的是紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)的部件，由于本人經(jīng)驗(yàn)和條件有限，缺點(diǎn)和不足之處在所難免，敬請(qǐng)各位老師和同學(xué)提出寶貴的意見(jiàn)和建議，謝謝！
2 紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案
2.1 導(dǎo)絲的目的和作用
絲束導(dǎo)絲的主要目的是使絲束行成一定寬度和張力均勻的絲片。導(dǎo)絲在絳綸纖維制造過(guò)程中是一道重要的工序。絲束經(jīng)過(guò)前幾道工序出來(lái)，寬度和張力都不均勻，在導(dǎo)絲的工序中才能得到寬度和張力都均勻的絲束。
導(dǎo)絲的作用是使絲束經(jīng)過(guò)導(dǎo)絲在拉伸過(guò)程中絲片所受的拉力更均勻，更好的完成拉伸的工序。拉伸是滌綸纖維制造過(guò)程中必不可少的重要工序，常被稱為滌綸纖維成形的第二階段，或稱為二次成形。它不僅是使纖維的物理和機(jī)械性能提高的必要手段，而且是檢驗(yàn)其以前各道工序進(jìn)行得好壞的關(guān)口。在拉伸過(guò)程中，大分子或聚集態(tài)結(jié)構(gòu)單元發(fā)生舒展并沿纖維軸取向排列。在取向的同時(shí)，通常伴著相態(tài)的變化，以及其它機(jī)構(gòu)特征的變化。從而使纖維的斷裂強(qiáng)度顯著提高，延伸度下降，耐摩性和對(duì)各種不同類型形變的疲勞強(qiáng)度亦明顯提高。
2.2 導(dǎo)絲機(jī)的原理
絲束在導(dǎo)絲輥上運(yùn)動(dòng)來(lái)達(dá)到均勻的目的，導(dǎo)絲輥的數(shù)量決定了絲束的均勻度?？紤]到制造成本和生產(chǎn)的需要，在本設(shè)計(jì)中采用八個(gè)導(dǎo)絲輥。為了更好的形成一定寬定和張力均勻的絲片，必須滿足以下幾個(gè)條件：
（1）絲束在導(dǎo)絲輥的運(yùn)動(dòng)速度不能太快，紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)所需的電機(jī)的功率不大。
（2）絲束要形成一定的寬度，則導(dǎo)絲輥要求長(zhǎng)。而導(dǎo)絲輥?zhàn)陨碛植荒芴?，所以?dǎo)絲部分采用小軸外焊結(jié)輥筒來(lái)滿足自身輕而輥筒直徑足夠大。
滌綸短纖后置處理工藝流程：
。
本設(shè)計(jì)是滌綸短纖后置處理的重要工作部分，是八滾導(dǎo)絲機(jī)的工作部分。已知條件有：
年生產(chǎn)能力：2×104噸
最高機(jī)械速度：86m/min
導(dǎo)絲輥：數(shù)量8個(gè) 直徑φ150mm 長(zhǎng)度1000mm
（1）紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)與輥筒的布局息息相關(guān)，在設(shè)計(jì)工作部件之前，分析輥筒的布局要求是十分必要的。
① 輥筒的分布形式
采用螺釘法蘭連接，輥筒的分布形式：上下各四個(gè)，上下交叉排列。
② 輥筒布局的確定：
一般輥筒之間留有50~200mm的間隙，由于輥筒直徑150mm，所以水平距取350mm左右，垂直距離取268mm左右。具體尺寸選齒輪時(shí)確定。
據(jù)此設(shè)計(jì)傳動(dòng)部件由四部分組成：傳動(dòng)部件+工作部件+潤(rùn)滑系統(tǒng)+箱體。
2.3 傳動(dòng)部分的選擇與設(shè)計(jì)
考慮到能使紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)變頻調(diào)速，因此選取變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)。電機(jī)與進(jìn)軸之間通過(guò)聯(lián)軸器相連。其傳動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖1
圖 1 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖
Figure 1 Transmission
2.4 工作部件的設(shè)計(jì)
工作系統(tǒng)的動(dòng)力由傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)。工作的八個(gè)輥筒上的齒輪相連，受力較大所以齒輪采用斜齒輪。工作系統(tǒng)的輥筒部件在箱體內(nèi)。箱體采用鑄件。其輥筒的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖2：
圖2輥筒運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖
Figure 2 Roller motion
2.5 箱體及其附件的設(shè)計(jì)
箱體是紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)的一個(gè)重要零件，它用于支持和固定內(nèi)工作系統(tǒng)中的各種零件，并保證傳動(dòng)件的嚙合精度，使箱體內(nèi)有良好的潤(rùn)滑和密封。箱體的形狀較為復(fù)雜，所以箱體結(jié)構(gòu)對(duì)紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)的工作性能、加工工藝、材料消耗、重量及成本等有很大的影響。箱體結(jié)構(gòu)與受力均較復(fù)雜，目前尚無(wú)成熟的計(jì)算方法。所以，箱體各部分尺寸一般按經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)公式在紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)裝配草圖的設(shè)計(jì)和繪制過(guò)程中確定。
2.6 潤(rùn)滑、散熱、密封系統(tǒng)
由于此傳動(dòng)系統(tǒng)功率大，散熱大，箱體內(nèi)的潤(rùn)滑、散熱裝置尤其重要。因此設(shè)計(jì)了外部油箱部件，以及箱體內(nèi)四通八達(dá)的油路布置。外部油箱部件有油泵、油箱以及冷卻管。內(nèi)部油路由主油路向箱體各傳動(dòng)件澆油。
3 傳動(dòng)部分的選擇與設(shè)計(jì)
3.1 交流變頻電機(jī)的選擇
（1）計(jì)算張力：
日產(chǎn)量[1]：
=2×104/330≈70噸/日 （1）
（取一年330個(gè)生產(chǎn)日）
（2）
v—— 工藝速度：v=86m/min
d——絲束旦數(shù)
—— 機(jī)臺(tái)開(kāi)車率：=75%
所以 d==7×106dtex （3）
電動(dòng)機(jī)的選擇主要包括選擇其類型和結(jié)構(gòu)形式、容量（功率）和轉(zhuǎn)速、確定具體型號(hào)。按工作要求和條件選取U系列三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)。
3.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)的容量
由已知條件可知：
絲束總旦數(shù)：d=7×106dtex
工藝速度：v=86m/min
機(jī)前絲束張力為：117.6N/ktex（張力強(qiáng)度為1.2g/d）
機(jī)后絲束張力為：3.27N/ktex（張力強(qiáng)度為0.1g/d）
第一牽伸機(jī)對(duì)紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)的拉力為：97N/ktex（張力強(qiáng)度為1g/d）
紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)的進(jìn)絲張力：=700ktex×117.6=82320N
紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)的出絲張力：=700ktex×3.27=2289N
第一牽伸機(jī)對(duì)紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)的拉力：=700ktex×97=67900 N
電動(dòng)機(jī)所需的功率：分析計(jì)算牽伸機(jī)的功率首先必須知道絲束進(jìn)出機(jī)器的張力差和絲束的運(yùn)行速度，按下式求出所需的理論所需功率[2]：
（kw） （4）
式中： 、——進(jìn)出機(jī)器的絲束張力（kg）
v——絲束的輸送速度（m/min）
，，v=86 m/min
紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)的所需理論功率：
==5.2 kw （5）
所以可選用5.5kw的電機(jī)。
3.1.2 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速
輥筒軸的工作轉(zhuǎn)速為：
nw= 1000v/πD （6）
其中v=86m/min，D=150mm，
nw=1000V/πD=1000×86/(3.14×150)r/min = 182.6r/min （7）
考慮到電機(jī)的工作條件，選用的電機(jī)[3]U25Z-5.5-327齒輪，其額定功率Pn=5.5kw，額定轉(zhuǎn)速nn=327r/min，能滿足該設(shè)備。所選電動(dòng)機(jī)的主要外形尺寸和安裝尺寸如表1所示：
表1 電機(jī)主要尺寸（mm）
Table 1 motors main dimensions (mm)
H
A
B
C
D
E
L
315
508
457
216
80
170
1250
F
G
AB
AC
AD
HD
K
20
71
640
660
530
760
28
3.2 聯(lián)軸器的選擇
聯(lián)軸器是根據(jù)傳動(dòng)功率和傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩選擇的。因本傳動(dòng)設(shè)計(jì)的功率較大，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，我們選用彈性柱銷聯(lián)軸器。計(jì)算聯(lián)軸器承受轉(zhuǎn)矩：
（8）
選擇工作情況系數(shù)K，取K=1.7，由于電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩T=162.63N.m，nw=327r/min，則計(jì)算電機(jī)與減速器相接處的聯(lián)軸器：
（9）
選取彈性柱銷聯(lián)軸器HL6聯(lián)軸器GB5014-85，其許用最大扭矩[T]=600N.m許用最高轉(zhuǎn)速[n]=1200r/min,合用。
電機(jī)與聯(lián)軸器聯(lián)接的鍵是電機(jī)配帶的，為C型鍵槽，其尺寸為：b=12 mm , t=12 mm, L=90mm。
其半聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)圖如圖3
圖3半聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)
Figure 3 Half couplings structure
聯(lián)軸器與進(jìn)軸聯(lián)接處的鍵為B型鍵，尺寸為：b=18mm，t= 20mm，L=200mm。
3.3 計(jì)算傳動(dòng)比及軸的參數(shù)
（1）計(jì)算運(yùn)動(dòng)比和動(dòng)力參數(shù)：
①根據(jù)總體結(jié)構(gòu)，計(jì)算傳動(dòng)比為：
（10）
②傳動(dòng)軸的功率：
PⅨ=Pm×η21×η2×η3=200×0.992×0.95×0.98=5.02kw （11）
③導(dǎo)絲軸的功率：
PⅦ=PⅨ×η3×η4=5.02×0.98×0.98=4.82kw （12）
式中(η1—聯(lián)軸器效率，η2—滾動(dòng)軸承效率，η3—齒輪效率)
（2）各軸的轉(zhuǎn)矩：
①電動(dòng)機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)矩 Td
Td= 9550×Pm/nm=9550×5.5/327= 160.63N.m （13）
②傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩：
TⅨ=9550×PⅨ/nⅨ=9550×5.02/327=146.61N.m （14）
③傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)矩：
TⅦ=9550×PⅨ/nⅦ=9550×4.82/182.6=252.09N.m （15）
3.4 進(jìn)軸齒輪Ⅸ和導(dǎo)絲齒輪Ⅶ的設(shè)計(jì)
（1）選擇材料，確定試驗(yàn)齒輪的疲勞極限應(yīng)力
選擇齒輪的材料為：齒輪Ⅶ、Ⅸ：20CrMnTi，滲碳淬火，HRC=58~65。按MQ[7]級(jí)質(zhì)量要求取值，查得：
σHlim1=1480N/mm2，σHlim2=940N/mm2。
（2）按接觸強(qiáng)度初步確定中心距，并初選主要參數(shù)：
（16）
式中，小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1：
（17）
載荷系數(shù)K：考慮齒輪對(duì)稱軸承布置，速度較大，沖擊較大，取K=1.6。
齒寬系數(shù)：取。齒數(shù)比u：暫取u=i=1.79。
許用接觸應(yīng)力：
（18）
取最小安全系數(shù)，按大齒輪計(jì)算。將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算中心距的公式得： （19）
取a=201.026（考慮到輥的分布），按經(jīng)驗(yàn)公式：取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。初取1，所以
（20）
取，
精求螺旋角β：
（21）
所以。
（22）
，
（3） 校核齒面接觸強(qiáng)度
（23）
式中，分度圓上的圓周力Ft：
（24）
使用系數(shù)KA：查得KA=1.5。
動(dòng)載系數(shù)Kv：
（25）
（26）
根據(jù)齒輪的圓周速度，選擇齒輪Ⅸ的精度等級(jí)為：8GJ GB10095-1988，齒輪Ⅶ的精度等級(jí)為：8GJ GB10095-1988。
選K1=23.97，K2=0.0088。
將有關(guān)數(shù)值代入式（4.25)得：Kv=1.24
齒向載荷分布系數(shù)KHβ：
（27）
按，查得Kβε=1.19。查得KβM=0.16。KHβ=1.19+0.16=1.35。
齒向載荷分配系數(shù)KHa：按KAFt/b=1.5×16054/200=197N/mm，查得KHa=1.1。
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH：按，查得ZH=2.27。。
接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度及螺旋角系數(shù)Zεβ：
首先計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)：
（28）
（29）
求當(dāng)量齒輪的端面重合度：
（30）
按,，分別查得：
所以，。按，查得縱向重合度。
按，，，查得Zεβ=0.75。將以上各數(shù)值代入齒面接觸應(yīng)力計(jì)算公式得。
計(jì)算安全系數(shù)SH：
（31）
式中，壽命系數(shù)ZN：先計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，N1=60γn1t=1.566×1010，
N2=60γn2t=9.655×109。
對(duì)滲碳鋼，查得N∞=1010。因?yàn)镹1>N∞所以取ZN1=1。按N2=9.655×109又查得ZN2=1.05。
工作硬化系數(shù)ZW：取ZW=1。接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)YX：查得YX=1。
將以上數(shù)值代入安全系數(shù)的計(jì)算公式得：SH1=1.21，SH2=1.21按式（16），SHmin=1.2。SH>SHmin，故安全。
（4） 校核齒根彎曲強(qiáng)度
（32）
式中，彎曲強(qiáng)度計(jì)算的載荷分布系數(shù)KFβ：KFβ=KHβ=1.35。
彎曲強(qiáng)度計(jì)算的載荷分配系數(shù)KFa：KFa=KHa=1.1。
復(fù)合齒形系數(shù)YFS：按查得YF1=4.54，YF2=4.01。
彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度與螺旋角系數(shù)Yεβ：按，，查得Yεβ=0.71。
將以上各數(shù)值代入齒根彎曲應(yīng)力計(jì)算公式得：
計(jì)算安全系數(shù)SF：
（33）
式中，壽命系數(shù)YN：對(duì)滲碳鋼，查得彎曲疲勞應(yīng)力的循環(huán)基數(shù)N∞=6×106。因?yàn)镹1=1.566×1010，N2=9.655×109均大于N∞，所以YN1=YN2=1。
相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)：查得qs1>1.5、qs2>1.5。查表得。
相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)：查得齒面粗糙度Ra1=Ra2=1.6μm。求得=1。
尺寸系數(shù)YX：查圖知YX=1。
將以上數(shù)值代入安全系數(shù)SF的公式得：SF1=3.35，SF2=3.29，由式（18），SHmin=1.4。
SH1及SH2均大于SHmin，故安全。
（5） 主要幾何尺寸
mn=4mm，mt=4.25983mm，z1=49，z2=78，，d1=196mm，d2=312mm，da1=209.026mm，da2=328mm，a=201.026mm，b=φaa=99.473mm。
取b1=100mm,b2=90mm。
（6） 公法線長(zhǎng)度Wk的計(jì)算：
① m=1時(shí)，跨K齒的公法線長(zhǎng)度Wh*。查表知Z=37時(shí)，取K=5，Wh*=13.803。假想齒數(shù)，Z’=Z*(invat/invan)，查出時(shí)，invat/inv20。=1.0462143，Z’=37*1.0462143=38.70993，Wh*=13.817。假想齒數(shù)尾數(shù)查得Wh*的尾數(shù)為0.0099，W5*= Wh*+0.0099=13.8129，Wk=m×W5*=10×13.8129=138.267。
② m=1時(shí)，跨K齒的公法線長(zhǎng)度Wh*。查表知Z=60時(shí)，取K=7，Wh*=20.029。假想齒數(shù)，Z’=Z*(invat/invan)，查出時(shí)，invat/inv20。=1.0462143，Z’=60*1.0462143=62.77286，Wh*=20.057。假想齒數(shù)尾數(shù)查表得Wh*的尾數(shù)為0.0108，W5*= Wh*+0.0108=20.068，Wk=m×W5*=10×20.068=200.68。
（7）檢測(cè)齒輪：
表2 齒輪檢測(cè)
Table 2 gear detection
I
II
III
△Fp
△Fw
△Ff
△Fpt
△Fβ
齒輪Ⅷ
0.071
0.05
0.022
±0.028
0.025
齒輪Ⅹ
0.071
0.05
0.022
±0.028
0.025
（8）齒輪Ⅸ與齒輪Ⅶ的結(jié)構(gòu)圖如圖4和圖5
圖4進(jìn)軸齒輪Ⅸ的結(jié)構(gòu)圖
Figure 4 into the structure of Ⅸ axle gears
圖5導(dǎo)絲齒輪Ⅶ的結(jié)構(gòu)
Figure 5 godet gear Ⅶ structure
齒輪Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅶ都是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的齒輪，Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅷ都是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的齒輪。這八個(gè)齒輪除旋轉(zhuǎn)方向有區(qū)別，模數(shù)、齒數(shù)都一樣。
3.5 傳動(dòng)軸Ⅸ及部件的設(shè)計(jì)
一般情況下，軸的設(shè)計(jì)主要應(yīng)解決以下問(wèn)題：
（1）選擇軸的材料。
（2）進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)尚不知道軸的直徑，所以要進(jìn)行初步計(jì)算，粗略估算出軸的直徑，并初步確定各部分的形狀和尺寸，然后細(xì)致地進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須考慮軸在機(jī)器中的位置，軸上零件固定定位要求，工藝性要求，熱處理要求，運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)的要求等。
（3）進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核，一般情況下軸的工作能力主要取決于它的強(qiáng)度，并且大多數(shù)軸是在變應(yīng)力條件下工作的，因此要進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算。
已知：
齒輪的輸出功率PⅨ = 5.02 kw
軸的轉(zhuǎn)速為nⅧ=327 r/min
齒輪的圓周力
齒輪的徑向力為：
（34）
軸向力：
（35）
（1） 選擇軸的材料
選擇軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。查得，，。
（2） 初步確定軸端直徑
取，軸的輸入端直徑：
（36）
考慮到有鍵槽，軸徑應(yīng)增大7%，又根據(jù)工作需要，取。
（3） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要有三項(xiàng)內(nèi)容：各軸段徑向尺寸的確定；各軸段軸向長(zhǎng)度的確定； 其它尺寸（如鍵槽、圓角、到角，退刀槽等）的確定。
① 徑向尺寸的確定
從軸段=65㎜開(kāi)始，逐段選取相鄰軸段的直徑。起定位固定作用，定位軸肩高度h可在（0.07～0.1）d 范圍內(nèi)經(jīng)驗(yàn)選取，故d2=d1+2h≥65×(1+2×0.07)=67.2 mm,按軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列取d2=70mm。裝鎖緊螺母，取=85mm，選定鎖緊螺母為KM40 JB/T7919.3-1999。裝軸承、齒輪以及擋圈，軸承選取30236 GB/T 297-1994。d4=95mm。d為軸肩取=110mm。==95mm。
② 軸向尺寸的確定
軸Ⅶ與電機(jī)相連端軸承用鎖緊螺母及鎖緊卡、擋圈固定。取=105mm,初步取=50 mm。與鎖緊螺母相配合，查鎖緊螺母安裝尺寸寬度B1=56mm,于是取=60 mm。取L4=180mm，=120㎜，取=61mm。
③ 其它尺寸的確定
處開(kāi)一個(gè)鍵槽，尺寸為：；L3處開(kāi)一個(gè)圓螺母用止動(dòng)墊圈槽，尺寸為：；開(kāi)一個(gè)墊圈槽，尺寸為：；車的螺紋。處開(kāi)一個(gè)鍵槽，尺寸為；L6處開(kāi)一個(gè)墊圈槽，尺寸為：。
軸Ⅸ的結(jié)構(gòu)草圖見(jiàn)圖 6。
圖 6 軸Ⅷ的結(jié)構(gòu)草圖
Figure 6 Ⅷ shaft structure of sketch
（4） 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核
選用A型平鍵(GB/T 1096-1979)，與齒輪聯(lián)接處鍵的尺寸，與聯(lián)軸器聯(lián)接處鍵的尺寸。
由于兩鍵傳遞扭矩相同，但與聯(lián)軸器聯(lián)接處鍵的尺寸及軸徑均較小，故只需校驗(yàn)此鍵。鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核按公式計(jì)算，式中各參數(shù)為：，，。
鍵聯(lián)接傳遞扭矩T為：
（37）
鍵工作面的壓力p為：
（38）
鍵聯(lián)接強(qiáng)度通過(guò)合格。
（5） 計(jì)算軸的受力及校核軸的疲勞強(qiáng)度
① 水平面上計(jì)算支點(diǎn)反力，彎矩：
將齒輪上受力簡(jiǎn)化為集中力通過(guò)輪轂中點(diǎn)作用于軸上，軸的支點(diǎn)反力也簡(jiǎn)化為集中力通過(guò)軸承載荷中心O作用于軸上。如圖 9水平面的受力圖，計(jì)算出水平面上支點(diǎn)反力；如圖11各主要點(diǎn)的彎矩圖，考慮到C和D處可能是危險(xiǎn)截面，計(jì)算出C和D處的彎矩。
支點(diǎn)反力：
（4.39）
C點(diǎn)彎矩：
（4.40）
D點(diǎn)彎矩：
（4.41）
② 計(jì)算垂直面上支點(diǎn)反力，彎矩：
如圖10垂直面上受力圖，計(jì)算出其面上的支點(diǎn)反力及彎矩。
支點(diǎn)反力：
（4.42）
（4.43）
C點(diǎn)彎矩：
（4.44）
D點(diǎn)彎矩：
（4.45）
③ 求合成彎矩：
C點(diǎn)合成彎矩：
（4.46）
D點(diǎn)合成彎矩：
（4.47）
④ 計(jì)算C、D處當(dāng)量彎矩，如圖8當(dāng)量彎矩圖。
（4.48）
（4.49）
⑤ 校核軸的強(qiáng)度：
根據(jù)彎矩大小及軸的直徑選定C、D兩截面進(jìn)行強(qiáng)度校核。
由于40Cr軸
查得[σ-1b]=64MPa。C截面當(dāng)量彎曲應(yīng)力：
（4.50）
D截面當(dāng)量彎曲應(yīng)力：
（4.51）
C、D兩截面均安全。
圖7軸Ⅸ幾個(gè)受力點(diǎn)
Figure 7 shaft Ⅸ several points
圖8 受力簡(jiǎn)圖
Figures 8 force diagram
圖9水平面上受力、彎矩Mxy圖
Figure 9 Mxy, bending stress level
圖10垂直面受力、彎矩Mxz圖
Figure 10 Vertical force and bending moment Mxz figure
圖11合成彎矩M、扭矩T、當(dāng)量彎矩M’圖
Figure 11Synthetic bending M, torque T, equivalent bending M 'graph
（6）軸承的承載能力校核：
齒輪的輸出功率PⅨ = 5.02 kw
軸的轉(zhuǎn)速為nⅨ=327 r/min
齒輪的圓周力
齒輪的徑向力為
軸向力
設(shè)此對(duì)軸承使用十年，即87600h。查得30236軸承[3]Cr=610kN，Y=1.3，e=0.45，C0=815kN徑向當(dāng)量載荷P計(jì)算公式：
當(dāng)時(shí)，
（52）
時(shí)，
（53）
① 計(jì)算兩軸承的內(nèi)部軸向力和軸向載荷
（54）
則
軸承1被壓緊，得軸承的軸向載荷
（55）
可以得出：
② 當(dāng)量動(dòng)載荷
（56）
（57）
輕微沖擊時(shí)，。
當(dāng)量動(dòng)載荷：
（58）
（59）
③ 驗(yàn)算軸承壽命
，只計(jì)算軸承1壽命
（60）
軸承壽命滿足要求。
（7）當(dāng)量靜載荷的計(jì)算：
（61）
（62）
取，求得：
，
所以，取，則
故軸承安全。
圖12傳動(dòng)軸部件圖
Figure 12 Graph shaft parts graph
4 工作部分的設(shè)計(jì)
齒輪Ⅶ與齒輪Ⅸ嚙合，為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)斜齒輪。齒輪Ⅶ設(shè)計(jì)過(guò)程在4.4節(jié)。
4.1 導(dǎo)絲輥Ⅶ的中心軸的設(shè)計(jì)
同軸Ⅸ相同設(shè)計(jì)步驟。已知：
齒輪的輸出功率PⅦ= 4.82kw
軸的轉(zhuǎn)速為nⅦ = 182.6 r/min
齒輪的圓周力
齒輪的徑向力為
軸向力
（1） 選擇軸的材料
選擇軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。查得，，。
（2） 初步確定軸端直徑
取，軸的輸入端直徑：
（63）
考慮到軸端有鍵槽，軸徑應(yīng)增大7%，又根據(jù)工作需要，取。
（3） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要有三項(xiàng)內(nèi)容：各軸段徑向尺寸的確定；各軸段軸向長(zhǎng)度的確定；其它尺寸（如鍵槽、圓角、到角，退刀槽等）的確定。
① 徑向尺寸的確定
如圖13所示，從軸段=70mm選取相鄰軸段的直徑。裝起定位固定作用的套筒，定位軸肩高度h可在（0.07～0.1）取值，故≥30×（1+2×0.07）=79.2mm取=80mm。d為與滾動(dòng)軸承22224C GB/T288-1994裝配部分，其直徑應(yīng)與滾動(dòng)軸承22224C GB/T288-1994的內(nèi)孔直徑相一致，即=120mm。d為與大齒輪裝配部分，其直徑應(yīng)與大齒輪的內(nèi)孔直徑相一致，即=110mm。為安裝軸承部分，選定軸承為22318C GB/T288-1994。為軸肩直徑，起定位作用，同理，按軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列，取 =90mm。
② 軸向尺寸的確定
根據(jù)大齒輪的寬度和軸套的長(zhǎng)度可以得出=188mm。滾動(dòng)軸承的寬度和軸套的長(zhǎng)度來(lái)算出=192mm，=70mm。為軸承墊肩，在這里取為10mm，為箱體寬度，=188+192+70=450mm。的長(zhǎng)度由焊接件和螺釘?shù)拈L(zhǎng)度取60mm，是輥筒的長(zhǎng)度，=1000mm。根據(jù)軸承固件而來(lái)，取=30mm。這時(shí)就可以得出=1576mm。
③ 其它尺寸的確定
處銑一鍵槽，尺寸為：； 開(kāi)一個(gè)退刀槽，尺寸為：；車一段，L=30mm的螺紋。
軸的結(jié)構(gòu)草圖見(jiàn)圖 13
圖 13 軸Ⅶ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
Figure 13 Ⅶ shaft structure diagram
（4）計(jì)算軸的受力及校核軸的疲勞強(qiáng)度
① 水平面上計(jì)算支點(diǎn)反力，彎矩：
如圖 14，將齒輪上受力簡(jiǎn)化為集中力通過(guò)輪轂中點(diǎn)作用于軸上，軸的支點(diǎn)反力也簡(jiǎn)化為集中力通過(guò)軸承載荷中心O作用于軸上。如圖 14水平面的受力圖，計(jì)算出水平面上支點(diǎn)反力；如圖15 各主要點(diǎn)的彎矩圖，考慮到C和D處可能是危險(xiǎn)截面，計(jì)算出C和D處的彎矩。
支點(diǎn)反力：
（64）
C點(diǎn)彎矩：
（65）
D點(diǎn)彎矩：
（66）
② 計(jì)算垂直面上支點(diǎn)反力，彎矩：
如圖17 垂直面上受力圖，計(jì)算出其面上的支點(diǎn)反力及彎矩。
支點(diǎn)反力：
（67）
（68）
C點(diǎn)彎矩：
（69）
D點(diǎn)彎矩：
（70）
③ 求合成彎矩：
C點(diǎn)合成彎矩：
（71）
D點(diǎn)合成彎矩：
（72）
④ 計(jì)算C、D處當(dāng)量彎矩，如圖5.6當(dāng)量彎矩圖。
（73）
（74）
⑤ 校核軸的強(qiáng)度：
根據(jù)彎矩大小及軸的直徑選定C、D兩截面進(jìn)行強(qiáng)度校核。由于40Cr軸
查得[σ-1b]=64MPa。C截面當(dāng)量彎曲應(yīng)力：
（75）
D截面當(dāng)量彎曲應(yīng)力：
（76）
C、D兩截面均安全。
圖14軸Ⅸ幾點(diǎn)受力
Figure 14 axial Ⅸ points force
圖15 受力簡(jiǎn)圖
Figure 15 force diagram
圖16 水平面上受力、彎矩Mxy圖
Figure 16 Mxy, bending stress level
圖17 鉛垂面受力圖、彎矩Myz
Figure 17plumb-lines by Myz, bending to face
圖18 合成彎矩M、扭矩T、當(dāng)量彎矩M’圖
Figure 18 synthetic bending M, torque T, equivalent bending M 'graph
軸Ⅶ的結(jié)構(gòu)如圖19
圖19軸的結(jié)構(gòu)圖
Figures 19 shaft structure
4.2 導(dǎo)絲輥Ⅶ上的幾個(gè)零件校核
4.2.1 鍵聯(lián)接的強(qiáng)度校核
選用A型平鍵(GB 1096-79)，與齒輪聯(lián)接處鍵的尺寸。
鍵聯(lián)接強(qiáng)度校核按附錄表8-830中的公式計(jì)算，式中各參數(shù)為：(按表8-381查取)，，。
鍵聯(lián)接傳遞扭矩T為：
（77）
鍵工作面的比壓p為：
（78）
鍵聯(lián)接強(qiáng)度通過(guò)檢驗(yàn)，合格。
4.2.2 校核軸承的承載能力
由于齒輪Ⅶ與齒輪Ⅸ相嚙合，承載相同大小的力，而軸Ⅲ上的軸承相對(duì)軸Ⅷ上的軸承有著相當(dāng)大的動(dòng)載荷及靜載荷（其中小軸端）。因此可以不用校核。
軸Ⅶ的工作結(jié)構(gòu)圖如圖20
圖20 軸Ⅶ工作結(jié)構(gòu)
Figure 20 Graph Ⅶ shaft structure. Work
5 鑄鐵箱體及其附件的設(shè)計(jì)
5.1 箱體的設(shè)計(jì)
5.1.1 箱體技術(shù)要求
（1）鑄件須二次定性處理。
（2）箱體內(nèi)腔需清理干凈,無(wú)殘砂,并刷涂?jī)傻赖S色防銹漆。
（3）圖上螺孔標(biāo)注有深度者,均不得鉆透。
（4）相鄰序號(hào)（Ⅰ～Ⅸ）的兩孔的軸線及序號(hào)Ⅶ的軸線和序號(hào)Ⅸ的公共軸線平行度公差值均為φ0.04mm。
（5）各孔的軸線（序號(hào)Ⅰ～Ⅸ）與F、E面的垂直度公差值均為φ0.1mm。
（6）各孔的圓柱度公差值不大于其直徑公差值之半。
（7）箱體底部（內(nèi)腔高約100）用于盛裝潤(rùn)滑油，不得滲漏。
（8）鑄件不得有明顯影響強(qiáng)度及外觀的夾砂、縮孔、裂紋等缺陷[12]。
（9）除安裝接觸部分外的所有加工面裝配后均須涂漆。
5.1.2 箱體尺寸設(shè)計(jì)
箱體結(jié)構(gòu)與受力均較復(fù)雜，目前尚無(wú)成熟的計(jì)算方法。所以，箱體各部分尺寸一般按經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)公式在七輥牽伸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)裝配草圖的設(shè)計(jì)和繪制過(guò)程中確定。主要尺寸設(shè)計(jì)為表 3，詳細(xì)的尺寸在箱體零件圖中。
表3 箱體主要尺寸（mm）
Table 3 cabinet main dimensions (mm）
符號(hào)
名? 稱
尺? 寸
a1
輥筒軸中心孔水平距
a1=350
a2
輥筒軸中心孔垂直距
a2=460
a3
下軸中心與底座距
a3=572
Δ
箱體底座壁厚及肋厚
δ=30
B
底座上部凸緣厚度
B=45
b1
箱蓋凸緣厚度
B=45
P
底座下部凸緣厚度
P=50
M
底座加強(qiáng)肋厚度
m=30
dφ
地腳螺栓直徑
dφ=40
d1
箱壁上油孔直徑
d1=30
d2
箱壁上起吊孔直徑
d2=130
d3
軸承蓋固螺栓直徑
d3=22
Rδ
軸承座凸出部分油孔
Rδ=10
L1
軸承座凸出部分寬度
L1=70
D1
軸承座螺釘分布圓直徑
D1=250
D2
軸承座凸出部分端面直徑
D2=280
N
地腳螺栓數(shù)目
n=4
5.2 箱體附件的設(shè)計(jì)
5.2.1 油面指示器
箱體右側(cè)距底100mm處設(shè)有油面指示器直徑20的孔，用于安裝油面指示器。
6 潤(rùn)滑、散熱、密封系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
6.1 潤(rùn)滑方式與潤(rùn)滑系統(tǒng)：
正確地選用潤(rùn)滑方式，潤(rùn)滑系統(tǒng)對(duì)保證潤(rùn)滑劑的輸送、分配、調(diào)節(jié)和檢查，以及對(duì)提高機(jī)械設(shè)備的工作性能和使用壽命起著重要的作用。
6.1.1 潤(rùn)滑方式[5]
選擇潤(rùn)滑方式主要考慮下列因素：
（1）潤(rùn)滑部件的數(shù)目及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；
（2）工作環(huán)境；
（3）潤(rùn)滑劑的類型和需要量以及更換周期；
（4）發(fā)熱、傳熱和散熱的狀況；
（5）除潤(rùn)滑以外的其他要求，如起冷卻介質(zhì)、液力介質(zhì)作用等；
（6）機(jī)器的自動(dòng)化程度及對(duì)控制的要求。
機(jī)械設(shè)備中常用的潤(rùn)滑方式及裝置有如下幾種：
（1）手工加油（或脂）潤(rùn)滑
（2）滴油潤(rùn)滑
（3）飛濺（油池）潤(rùn)滑
（4）油環(huán)或油鏈潤(rùn)滑
（5）油繩、油墊潤(rùn)滑
（6）機(jī)械強(qiáng)制送油潤(rùn)滑
（7）油霧潤(rùn)滑
（8）集中潤(rùn)滑
（9）壓力循環(huán)潤(rùn)滑
其中集中潤(rùn)滑主要用于機(jī)械設(shè)備中有大量的潤(rùn)滑點(diǎn)或整個(gè)車間或工廠的潤(rùn)滑系統(tǒng)。采用集中潤(rùn)滑可以減少維護(hù)工作量，提高可靠性。
潤(rùn)滑油或脂均可采用集中潤(rùn)滑。它的裝置是通過(guò)油泵（或脂泵）將存放在油箱（或脂罐）中的潤(rùn)滑油或脂輸送到各管道，再經(jīng)過(guò)分配閥將油或脂定時(shí)和定量地分送到各潤(rùn)滑點(diǎn)。集中潤(rùn)滑可以用手工操作，也可以在調(diào)整好的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)配送。潤(rùn)滑油、脂的供給量可用泵直接控制，也可以用裝在輸送管道中的節(jié)流閥來(lái)配送。
6.1.2 潤(rùn)滑系統(tǒng)
潤(rùn)滑系統(tǒng)可分為下列幾種：
（1） 循環(huán)潤(rùn)滑系統(tǒng)
（2） 集中潤(rùn)滑系統(tǒng)
（3） 噴霧潤(rùn)滑系統(tǒng)
（4） 浸油與飛濺潤(rùn)滑系統(tǒng)
（5） 油和脂的消耗系統(tǒng)
對(duì)于油霧潤(rùn)滑、集中潤(rùn)滑、循環(huán)潤(rùn)滑都要通過(guò)潤(rùn)滑系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)潤(rùn)滑劑的輸配、調(diào)節(jié)、冷卻、凈化和檢查等。
此設(shè)備采用集中潤(rùn)滑系統(tǒng)。
6.1.3 潤(rùn)滑系統(tǒng)的基本裝置
（1） 油箱
油箱用以儲(chǔ)存全部潤(rùn)滑油、散熱和分離中所含的空氣與雜質(zhì)。因此，油箱的容量應(yīng)足以讓循環(huán)油停留一定時(shí)間以便將油中所含的空氣分離成為泡沫，并讓油中含的水份和雜質(zhì)沉淀下來(lái)。通常的油箱應(yīng)容納3～7倍于每分鐘通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)的油量，大型機(jī)械的潤(rùn)滑系統(tǒng)有時(shí)取10～20倍，對(duì)于特別精密機(jī)械的潤(rùn)滑系統(tǒng)甚至取50倍。
油箱裝油后，還應(yīng)留有一定的空腔以容納油量的變化，油的熱膨脹和回油產(chǎn)生的泡沫。一般小油箱的窖可超過(guò)其實(shí)際儲(chǔ)油量的30%；大型油箱可超過(guò)10%。
油箱的形狀應(yīng)根據(jù)占地面積和使用要求來(lái)考慮。如要求油中的雜質(zhì)迅速沉淀和油中的空氣迅速排除，可使油箱大而矮些。雙如要求油的沉淀過(guò)程較為安全，則可將油箱做得窄而長(zhǎng)。油箱底部應(yīng)做有傾斜度，并在最低處裝設(shè)放油塞或閥，以便于雜質(zhì)及水分的聚積和排除并便于油的更換。
為了增加油的循環(huán)距離，擴(kuò)大散熱效果，并使油液中的氣泡和雜質(zhì)能有充分的時(shí)間沉淀和分離，除要求吸油管和回油管的安裝距離晝遠(yuǎn)些外，在油箱內(nèi)部可加設(shè)擋板，以控制箱內(nèi)油的流動(dòng)，擋板的高度為正常油位的2/3。
為了保持油的清潔，油箱須加有密封的頂蓋。
油泵吸油管的開(kāi)口應(yīng)在箱底面以上150～200mm,以防止吸入水分和雜質(zhì)。但為避免油位變化時(shí)吸入空氣，吸油管要伸入油面下一定深度。
回油管應(yīng)裝在略高于油箱油面的地方，并通過(guò)一個(gè)有篩網(wǎng)的擋板以減緩回油的流速，減少噴濺和消除泡沫。
油箱內(nèi)壁不能用一般的油漆，以免污染油，必要時(shí)可涂耐油防銹涂料。
選擇油泵應(yīng)根據(jù)潤(rùn)滑系統(tǒng)所需的壓力、流量、潤(rùn)滑油的性質(zhì)和工作溫度的變化來(lái)確定。選用油泵的流量必須滿足潤(rùn)滑系統(tǒng)的全部需要，而且至少增加15%的儲(chǔ)備量。這里選用CB-B50型齒輪泵。
（2）油管
管道用來(lái)連通潤(rùn)滑系統(tǒng)各元件以輸送潤(rùn)滑油。根據(jù)流量和流速的大小，可按下式計(jì)算管道直徑d:
（79）
式中Q——流量 l/min
V——流速 m/s
根據(jù)使用要求不同，吸油管、送油管和回油管采用不同的流速，因而管徑規(guī)格各不相同。此系統(tǒng)主油管d=50mm，小油管d=8mm。
送油管的流速通常在2～4 m/s的范圍內(nèi)。當(dāng)潤(rùn)滑油的粘度很低時(shí)，送油管流速可以超過(guò)這數(shù)值。高速流動(dòng)的缺點(diǎn)是易帶走沾污雜質(zhì)，而流速低時(shí)，若用在長(zhǎng)管道中輸送高粘度油，將出現(xiàn)過(guò)大的壓力降。
（3）過(guò)濾裝置
過(guò)濾器可分為粗、中、精三種類型。粗過(guò)濾器能通過(guò)0.1～0.2mm直徑的雜質(zhì)。中過(guò)濾器能通過(guò)0.01mm直徑的雜質(zhì)，精過(guò)濾器只能通過(guò)0.001～ 0.0001mm直徑的雜質(zhì)。過(guò)濾精度的選擇一般應(yīng)考慮磨擦副的油膜厚度，應(yīng)使過(guò)濾后油中雜質(zhì)顆粒直徑小于油膜厚度。這里選用SXUI-A100×50S型雙筒回油過(guò)濾器。
（4） 擋油環(huán)和迷宮密封組合
該密封處選用擋油環(huán)密封，其作用用于油潤(rùn)滑軸承，防止過(guò)多的油、雜質(zhì)進(jìn)入軸承室以內(nèi)以及嚙合處的熱油沖入軸承內(nèi)。擋油環(huán)與軸承座孔之間應(yīng)留有不大的間隙，以便讓一定量的油能濺入軸承室進(jìn)行潤(rùn)滑。與迷宮密封組合，防止液體漏出，達(dá)到更好的密封效果。
6.2 內(nèi)部油路及密封的設(shè)計(jì)
6.2.1 內(nèi)部油路
箱體上部設(shè)有兩個(gè)直徑為50的主油路孔，兩根主油路長(zhǎng)2900mm，橫于箱體內(nèi)。從主油路分別引出24根直徑為8的小油管通往各軸承、齒輪（箱體軸承座凸起設(shè)有插小油管的孔）。
6.2.2 密封裝置
進(jìn)軸Ⅷ的軸伸出部分設(shè)有唇形密封圈，軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ采用迷宮密封形式。迷宮密封不但起密封作用還能散熱。
7 結(jié)論
本課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐，紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)是絳綸短纖后處理聯(lián)合機(jī)中的一個(gè)重要的部分。市場(chǎng)需求大。通過(guò)這次機(jī)械設(shè)計(jì)綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次機(jī)械設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練。
從傳動(dòng)部分、工作部分、箱體、潤(rùn)滑系統(tǒng)四個(gè)方面闡述了紡織機(jī)八輥導(dǎo)絲機(jī)的設(shè)計(jì)，使我明白了機(jī)械設(shè)計(jì)工作的方法和步驟。其中傳動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪、導(dǎo)絲軸、導(dǎo)絲齒輪這幾個(gè)地方的計(jì)算關(guān)系到八輥導(dǎo)絲的工作運(yùn)行，因此在設(shè)計(jì)上花了大量的心思和計(jì)算，在說(shuō)明書(shū)上也花了大量的筆墨，提高了我在機(jī)械設(shè)計(jì)方面的計(jì)算能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，熟悉了部分規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，鞏固自己所學(xué)的知識(shí)，擴(kuò)充了許多機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。
在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，得到了指導(dǎo)莫亞武老師的許多指教和幫助，通過(guò)與同學(xué)們的討論和相互論證，使自己在專業(yè)方面的見(jiàn)解得到了增長(zhǎng)。
同時(shí)由于本人的能力有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，還請(qǐng)老師和同學(xué)多多指教，本人十分的樂(lè)意接受您的批評(píng)與指導(dǎo)。
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致 謝
值此本科學(xué)位論文完成之際，首先要感謝我的導(dǎo)師莫亞武老師。莫老師從一開(kāi)始的論文方向的選定，到最后的整篇文論的完成，都非常耐心的對(duì)我進(jìn)行指導(dǎo)。給我提供了大量數(shù)據(jù)資料和建議，告訴我應(yīng)該注意的細(xì)節(jié)問(wèn)題，細(xì)心的給我指出錯(cuò)誤。他對(duì)機(jī)械領(lǐng)域的專業(yè)研究和對(duì)該課題深刻的見(jiàn)解，使我受益匪淺。莫老師誨人不倦的工作作風(fēng)，一絲不茍的工作態(tài)度，嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)風(fēng)格給我留下深刻的影響，值得我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)。在此，謹(jǐn)向?qū)熌獊單淅蠋熀退欣蠋熤乱猿绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候我的家人和同學(xué)都給了我非常多的幫助和支持，在此想對(duì)他們說(shuō)聲謝謝。
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