（兰州电力修造有限公司 730050）
摘要：此论文主要介绍了一种小电机轴校直机的设计与计算。本次设计的小电机轴校直机是一台专用设备，要求能将小电机轴快速校直。小电机轴校直机由床身、传动系统、校直机构、供送机构等组成，要求对校直机构和供送机构的运动方案进行分析和拟定，对传动系统进行详细的设计，在此基础上对小电机轴校直机的机械部分进行总体方案设计、进行详细的计算和结构设计。
关键词：小电机轴；校直机构；设计
一、校直机校直方案的选择
1.用平面压板搓滚棒料来校直（图1.1）。2.用槽压板搓滚棒料来校直（图1.2）。
3.用压杆校直（图1.3）。 4.用斜槽压板搓滚来校直（图1.4）。
5.用行星式搓滚来校直（图1.5）。
.png)
.png)
.png)
图1.1 图1.2 图1.3 图1.4 图1.5
对比以上各种方案，最后选用的校直方案为行星式搓滚校直。
二、执行机构运动方案的拟定
1.滚子弧形搓板弹簧
.png)
.png)
图2.1 图2.2
对比图2.1列举出了两种方案，选取第二种方案作为执行机构运动的方案。
2.传动系统运动方案的拟定
对比各传动方案的优缺点，最终选用的总传动方案如图2.2所示。
三、传动方案的设计计算
1.执行机构的设计
（1）滚子的设计
设滚子1的直径为d1，小电机轴的直径为
.png)
，校直区的工作角为
.png)
，从电机轴进入到退出工作区，滚子l的转角为
.png)
，从而可求得
.png)
设校直小电机轴时，小电机轴需要在校直区域内转过的转数为
.png)
=18，校直区的工作角为
.png)
，从而求得滚子l的直径d1
设
.png)
，可求得 d1=220mm，取
.png)
=245°。从而求得齿轮的传动比为ig=0.68
（2）滑块的设计
选取滑块行程为s=60mm。可求出滑块运动速度为V=0.2m/s
2.电动机的选择
根据载荷和工作环境要求，选用Y系列三相异步电动机。通过计算得F=0.3KN
根据参考文献：【7】，查表3-3，得传动系统总效率为
.png)
，Pd=0.93kw。故取Y90L-4电动机的额定功率为1.5kw，满载转速为1400r/min
3.各传动比的计算
滚子的转速nw=68.1r/min，总传动比：i=20.6
取V带的传动比为：
.png)
，则可求出齿轮减速器的传动比为：
.png)
（1）各轴的转速。滚子轴n1=68.1r/min，凸轮轴n2=100r/min
（2）各轴的输入功率。滚子轴P1=0.75，凸轮轴P11=0.075。
四、凸轮机构设计
1.凸轮材料的选择
凸轮、滚子材料选用45 钢，表面淬火处理。
2.确定摆杆的摆角
求得滑块行程为S=60mm。如果选取摆杆长
.png)
，则其摆角为Ф=8.58°
3.确定盘形凸轮的基圆半径r0
根据诺模图，求得r0=80mm。
五、传动零件设计
1.V带的设计
（1）确定计算功率Pc。根据文献【3】查得KA=1.1，故求得计算功率为
.png)
（2）选择V带的型号。根据小带轮的转速和计算功率，选取V 带型号为A带。
（3）确定带轮的基准直径dd，并验算带速
根据文献【3】由表5-8、5-9，取小带轮的基准直径dd1=90mm。由式（5-21），求得带速V=6.59m/s。由表5-9，取dd2=280mm
（4）确定V带的中心距a和基准长度L0
根据文献【3】由式（5-22）得 315mm≦a≦900mm，初取a=500（mm）。由式（5-23）得带所需的基准长度为L0=1599mm，取L=1600（mm）。按式（5-24）得实际中心距：a=500（mm）
（5）验算小带轮上的包角
.png)
。求得
.png)
=149.060≥1200，故小带轮上的包角合适
（6）计算带的根数。根据文献【3】，查得V带的根数Z= 1.4，取Z=2
2.齿轮传动的设计计算
（1）选择齿轮材料、热处理方法、精度等级及齿数
由文献【3】，查表7-1取小齿轮材料为40Cr钢，调质处理，HBS1=260；大齿轮材料为45钢，调质处理，HBS2=230。初定为8级精度。 ‚取Z1=24，Z2=77
（2齿面接触疲劳强度的设计
根据文献【3】，计算得d1t=62mm
（3）确定实际载荷系数K并修正所计算的分度圆直径
由文献【3】，计算得载荷系数K=1.64，分度圆直径d1=66.69mm，模数m=2.79mm
（4）齿根弯曲疲劳强度计算
根据文献【3】，计算得mn=2.07mm，圆整为mn=3。故协调相关参数为Z1=22，Z2=70
（5）齿轮几何尺寸计算
①中心距 a=142.3，圆整为143mm ②修正螺旋角ß=14.1.，变化不大，不必修正。
③分度圆直径d1=68mm，d2=216mm ④确定齿宽
.png)
，取55mm，则b1=60mm
六、执行机构主要轴系设计
1.滚子轴的设计
⒈选用45号钢调质处理，根据文献【3】查表12-3取
.png)
=35Mpa，A=110
⒉各轴段直径的确定
.png)
由P=0.75KW，则d=25
取d1=38mm，
.png)
，
.png)
=45mm，
.png)
59mm；
.png)
25mm，
.png)
40mm，
.png)
36。
.png)
82mm，
.png)
39mm，
.png)
25mm，
.png)
11mm，
.png)
98mm，
.png)
38mm，
.png)
34mm，
.png)
13mm。则该轴总长L=340mm
2.凸轮轴的设计
⒈材料：选用45号钢调质处理，查表15-3取
.png)
=35Mpa，A=115
⒉各轴段直径的确定：
.png)
由P=0.075KW，n=100r/min，则 d=25。取
.png)
=12mm，
.png)
=14mm，
.png)
=19mm
.png)
=20mm，
.png)
=14mm，
.png)
=10mm。
.png)
20mm，
.png)
47mm，
.png)
3mm，
.png)
72mm，
.png)
62mm，
.png)
13mm。则该轴总长度为L=217mm
3.压板轴的设计
（1）材料：选用45号钢调质处理，根据文献【3】查表12-3取
.png)
=35Mpa，A=110
（2）各段轴的直径的确定：
.png)
取
.png)
=20mm，
.png)
=28mm，
.png)
=24mm，
.png)
=20mm。初取
.png)
28mm，
.png)
6mm，
.png)
109mm，
.png)
35mm。则该轴总长为L=178mm
参考文献：
［1］成大先.机械设计手册单行本机构［Ｍ］北京：化学工业出版社，2010.1
［2］关慧贞，冯辛安.机械制造装备设计［Ｍ］北京：机械工业出版社，2006