4級(jí)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【N=50~280；Z=4級(jí)；公比為1.78；P=4kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440含2張CAD圖】
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充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙I分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要本說明書著重研究機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)方法，根據(jù)已確定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)以變速箱展開圖的總中心距最小為目標(biāo)，擬定變速系統(tǒng)的變速方案，以獲得最優(yōu)方案以及較高的設(shè)計(jì)效率。在機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)中，為減少齒輪數(shù)目，簡化結(jié)構(gòu)，縮短軸向尺寸，用齒輪齒數(shù)的設(shè)計(jì)方法是試算，湊算法，計(jì)算麻煩且不易找出合理的設(shè)計(jì)方案。本文通過對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)中三聯(lián)滑移齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)的分析與研究，繪制零件工作圖與主軸箱展開圖及剖視圖。關(guān)鍵詞 分級(jí)變速；傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；傳動(dòng)副；結(jié)構(gòu)網(wǎng)；結(jié)構(gòu)式；齒輪模數(shù)，傳動(dòng)比 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙II目 錄摘 要 .................................................................................................................I第 1 章 緒論 ........................................................................................................11.1 課程設(shè)計(jì)的目的 .......................................................................................11.2 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 .......................................................................................11.2.1 理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算 ........................................................................11.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計(jì) ....................................................................................11.2.3 編制技術(shù)文件 ....................................................................................11.3 課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 ...........................................2第 2 章 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) ................................................................................................32.1 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定 .......................................................................32.2 確定各變速組齒輪傳動(dòng)副齒數(shù) ...............................................................52.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 ...................................................................................5第 3 章 動(dòng)力計(jì)算 ................................................................................................73.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) ...............................................................................................73.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 .......................................................................................83.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算 ...............................................................................93.4 齒輪分度圓直徑的計(jì)算 .........................................................................10第 4 章 主要零部件的選擇 ..............................................................................124.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 .........................................................................................124.2 軸承的選擇 .............................................................................................124.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 .............................................................................12第 5 章 校核 ......................................................................................................135.1 齒輪校核 .................................................................................................135.2 軸的校核 .................................................................................................15第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 ..................................................................................166.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 .....................................................166.2 展開圖及其布置 .....................................................................................16結(jié)論 ....................................................................................................................16參考文獻(xiàn) ............................................................................................................16致謝 ....................................................................................................................16 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙1第 1 章 緒論1.1 課程設(shè)計(jì)的目的《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完本課程后，進(jìn)行一次學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的綜合性練習(xí)。通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)過的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的有關(guān)理論知識(shí)，及生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐技能，達(dá)到鞏固、加深和拓展所學(xué)知識(shí)的目的。通過課程設(shè)計(jì)，分析比較機(jī)械系統(tǒng)中的某些典型機(jī)構(gòu)，進(jìn)行選擇和改進(jìn)；結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算并編寫技術(shù)文件；完成系統(tǒng)主傳動(dòng)設(shè)計(jì)，達(dá)到學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)步驟和方法的目的。通過設(shè)計(jì)，掌握查閱相關(guān)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和資料的方法，達(dá)到積累設(shè)計(jì)知識(shí)和設(shè)計(jì)技巧，提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力的目的。通過設(shè)計(jì)，使學(xué)生獲得機(jī)械系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)技能的訓(xùn)練，提高分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)造一定的條件。1.2 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)內(nèi)容由理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算、圖樣技術(shù)設(shè)計(jì)和技術(shù)文件編制三部分組成。1.2.1 理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算（1）機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)方案的分析，最佳功能原理方案的確定。（2）根據(jù)總體設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和計(jì)算。（3）根據(jù)設(shè)計(jì)方案和零部件選擇情況，進(jìn)行有關(guān)動(dòng)力計(jì)算和校核。1.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計(jì)（1）選擇系統(tǒng)中的主要機(jī)件。（2）工程技術(shù)圖樣的設(shè)計(jì)與繪制。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙21.2.3 編制技術(shù)文件（1）對(duì)于課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行自我經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)。（2）編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。1.3 課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求1.3.1 課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(shù)參數(shù)題目 19：分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)：Nmin=50r/min；Nmax=280r/min ；Z=4 級(jí)；公比為 1.78；電動(dòng)機(jī)功率 P=4kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1440r/min1.3.2 技術(shù)要求（1）利用電動(dòng)機(jī)完成換向和制動(dòng)。（2）各滑移齒輪塊采用單獨(dú)操縱機(jī)構(gòu)。（3）進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)采用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙3第 2 章 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)2.1 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定2.1.1 轉(zhuǎn)速范圍Rn= = =5.6minaxN50282.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列查《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》表 2-9 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，首先找到 50r/min，根據(jù)φ=1.78，得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為 50r/min、90r/min、160r/min、280r/min 共4 級(jí)。2.1.3 確定結(jié)構(gòu)式對(duì)于 Z=4 可分解為：Z=2 1×222.1.4 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)根據(jù)“前多后少” ， “先降后升” ，前密后疏,結(jié)構(gòu)緊湊的原則,選取傳動(dòng)方案 Z=2 1×22,其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖 2-1。圖 2-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng) 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙42.1.5 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖（1）選擇電動(dòng)機(jī)：采用 Y 系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。（2）繪制轉(zhuǎn)速圖，如圖 2-2 所示：圖 2-2 轉(zhuǎn)速圖（3）畫主傳動(dòng)系統(tǒng)圖。根據(jù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖及已知的技術(shù)參數(shù)，畫主傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖 2-3：圖 2-3 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙51-2 軸最小中心距：A 1_2min>1/2(Zmaxm+2m+D)軸最小齒數(shù)和:S zmin>(Zmax+2+D/m)2.2 確定各變速組齒輪傳動(dòng)副齒數(shù)1、Sz 100~120,中型機(jī)床 Sz=70~100?2、直齒圓柱齒輪 Zmin 18~20?3、齒數(shù)確定：基本組： ia1= Za1/Za1′=1, ia2= Za2/Za2′=1/ ;所以最小的齒數(shù)應(yīng)該在 Za2 中，?由文獻(xiàn)查得：Sz=70，公比 1.78，所對(duì)應(yīng)的齒數(shù)為 25.Za2=25；Z a2′=45；Sz=70；由此可得：Z a1= Sz ×ia1 /（1+ ia1）=35，Z a1′=35驗(yàn)算：Zmin= Za2=25＞18-20，Sz=70≤70-100；Z a2′- Za1′=10＞4，滿足要求。第一擴(kuò)大組：ib1= Zb1/Zb1′=1 ；i b2= Zb2/Zb2′=1/ 2；所以最小的齒數(shù)應(yīng)該在 Zb2 中，?由文獻(xiàn)得：Zb2=18，Z b2′=64；Sz=80；由此可得：Z b1= Sz ×ib2/（1+i b2）=40，Z b1′=40驗(yàn)算：Zmin= Zb2=18≥18-20，Sz=80＜100-120，Z b2′- Zb1′=21＞4，滿足要求。 定比傳動(dòng)：ic= Zc/Zc′=1/ 2；取 Zc=19，Zc ′=61? 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙6表 2-1 齒輪齒數(shù)基本組 第 1 擴(kuò)大組 第 2 擴(kuò)大組傳動(dòng)比1:1 1:1.78 1:1 1：3.56 1:3.56代號(hào) 1az?2az?1bz?2bz?cz?齒數(shù) 35 35 25 45 40 40 18 64 19 612.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差實(shí)際傳動(dòng)比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過±10( -1)％,即?〈10( -1)％=7.8%n標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 ?對(duì) Nmax=280r/min，實(shí)際轉(zhuǎn) Nmax=1430× × × × =275r/min 1620354619則有 =1.78％〈7.8％280-75因此滿足要求。同理，根據(jù)計(jì)算得出其他各組的數(shù)據(jù)如下表：表 2-2 轉(zhuǎn)速誤差分析表n 280 160 90 50n′ 275 153 86 48誤差 1.78％ 4.58％ 4.44％ 4％所有計(jì)算結(jié)果都小于 7.8％，因此不需要修改齒數(shù)。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙7第 3 章 動(dòng)力計(jì)算3.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 輸出功率 P=4kw,轉(zhuǎn)速 n1=1430r/min,n2=890r/min3.1.1 確定計(jì)算功率按最大的情況計(jì)算 P=4kw，K 為工作情況系數(shù)，查[1]表 3.5. 取K=1.0pd=kAP=1.0×4=4kw3.1.2 選擇 V 帶的型號(hào):根據(jù) pd,n1=1430r/min 參考[1] 圖表 3.16 及表 3.3 選小帶輪直徑，查表選擇 A 型 V 帶 d1=100mm3.1.3 確定帶輪直徑 d1,d2小帶輪直徑 d1=100mm驗(yàn)算帶速 v=πd1n1/(60×1000)= ×100×1430/(60×1000)=7.49m/s?從動(dòng)輪直徑 d2=n1d1/n2=1430×100/890=160.7mm 取 d2=160mm計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比 i=d2/d1=160/100=1.63.1.4 定中心矩 a 和基準(zhǔn)帶長 Ld[1]初定中心距 a00.7(d1+d2) a0 2(d1+d2))?182 a0 520 取 ao=300mm[2]帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度Ld0≈2a0+ (d1+d2)/2+(d2-d1)2/4a0?≈2×300+ (100+160)/2+(160-100)2/4×300≈1011mm查[1]表 3.2 取 Ld0=1000mm 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙8[3]計(jì)算實(shí)際中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=300+(1011-1000)=311mm[4]確定中心距調(diào)整范圍amax=a+0.03Ld=311+0.03×1000=741mmamin=a-0.015Ld=311-0.015×1000=296mm3.1.5 驗(yàn)算包角1=1800-（d 2-d1）/a×57.3 0=1800-(160-100)/311×57.30=1690>1200?3.1.6 確定 V 帶根數(shù)：確定額定功率：P 0由查表并用線性插值得 P0=0.15kw查[1]表 37 得功率增量 P0=0.13kw:查[1]表 38 得包角系數(shù) K =0.99?查[1]表 3 得長度系數(shù) Kl=0.81確定帶根數(shù)：Z=P /｛（P +△P ）×K ×K ｝C0?L=4/(1.05+0.13)×0.99×0.81=4.22 取 Z=53.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算3.2.1 主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 由《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》表 3-2 中的公式 ＝50 ＝60.6r/min )13/4(78.?取計(jì)算轉(zhuǎn)速為 50r/min3.2.2 傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 I 軸： 890r/minII 軸：500 —890 r/min 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙9III 軸：160—890 r/minIV 軸：50—280 r/min3.2.3 確定各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。由機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)可知，一對(duì)嚙合齒輪只需要校核危險(xiǎn)的小齒輪，因此只需求出危險(xiǎn)小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，可求得其余兩對(duì)嚙合齒輪中危險(xiǎn)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，各計(jì)算轉(zhuǎn)速如表 3-1表 3-1 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速3.2.4 確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速表 3-2 齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速序號(hào) Z1 Z2 Z3 Z4 Z5nj 890 890 500 500 1603.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算3.3.1 計(jì)算各傳動(dòng)軸的輸出功率3.8(kw)?????9.06.4n1rbp額3.65(kw)7832g3.51(kw).5.3r3.37(kw)1g主3.3.2 軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取軸一： ,n1=890r/min,取 帶入公式：kw8.31?p0.??！?】 ＝軸號(hào) I 軸 II 軸 III 軸 IV 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 890 500 160 50 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙10有，d=23.88mm,圓整取 d=24mm491[]jPdn???選花鍵： 6230軸二：： ,n2=500r/min，取 帶入公式：kw5.p0.9?。【 】 ＝有，d=27.31mm,圓整取 d=30mm 491[]jPdn???選花鍵： 8326軸三： ,n3=160r/min，取 帶入公式：kw51.3p0.9?！?】 ＝有，d=35.96mm,圓整取 d=36mm49[]jPdn???選花鍵： 83607主軸：為了提高主軸抗震性,采用兩支承,以前支承為主.由結(jié)構(gòu)要求，查表選擇主軸前端直徑 ，后端直徑 =0.8×80=64mm180Dm?210.75.8DD?:（ ）軸承內(nèi)徑：d/D 0.7 d 0.7(80+64/2)=50.4 取 d=50mm?對(duì)于普通車床，主軸內(nèi)孔直徑 ,故本例之中，主軸內(nèi)(.6)?孔直徑取為 d=24mm。前后軸承選用 NN3000k 系列雙列圓柱滾子軸承，材料為 45 鋼。熱處理：調(diào)治 Hre22-28主軸懸伸量：a/D1=1.25--2.5 a=(1.25—2.5)D1= (1.25—2.5) x(80+ 64/ 2) =90—180，取 a=120mm。3.3.3 模數(shù)計(jì)算一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù)，選取負(fù)荷最重的小齒輪，按簡 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙11化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算，即可得各組的模數(shù)，按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) m 21()p638[]jmjzn?????P—驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率u---大齒輪與小齒輪齒數(shù)比Z1--小齒輪齒數(shù)m----齒寬系數(shù) m=B/m=6-10,取 m=8???nj----計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速[ ]---許用接觸應(yīng)力 [ ]=650mpaj? j?I-II 軸: m=8 ；Z 小 =25 ；u=1.78；n j=890r/minmj=16338 3 =2.6 取 m1=31[]2()mZujNd???II-III 軸 : m=8 ；Z 小 =19；u=3.17；n j=500r/min ?mj=16338 3 =3.52 取 m2=41[]2()mZujd?III-IV 軸: m=8 ；Z 小 =19；u=3.17；n j=160r/minmj=16338 3 =4.12 取 m3=51[]2()mZujNd???3.4 齒輪分度圓直徑的計(jì)算I 軸-II 軸: d1=m1z1=3×25=75mmd1′=m1z1′=3×45=135mmd2=m1z2=3×35=105mmd2′=m1z2′=3×35=105mm 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙12B= m=8×3=24mmm?h=2.25m=2.25×3=6.75mmII-III 軸 : d3=m2z3=4×19=76mmd3′=m2z3′=4×61=244mm d4=m2z4=4×40=160mmd4′=m2z4′=4×40=160mmB= m=8×4=32mmm?h=2.25m=2.25×4=9III-IV 軸: d5=m3z5=5×19=95mmd5′=m3z5′=5×61=305mmB= m=8×5=40mmm?h=2.25m=2.25×5=11.25 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙13第 4 章 主要零部件的選擇4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇轉(zhuǎn)速 n＝1430r/min，功率 P＝4kW選用 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)。4.2 軸承的選擇I 軸：與帶輪靠近段安裝深溝球軸承 6007，另一端安裝深溝球軸承6006II 軸：靠近帶輪一側(cè)安裝深溝球軸承 6007，中間安裝深溝球軸承6007，后端安裝深溝球軸承 61908III 軸：安裝深溝球軸承 6007 兩個(gè)。IV 軸：主軸是傳動(dòng)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分，既受到徑向力又受軸向力的作用，所以選用圓錐滾子軸承 32209 和雙列圓柱棍子軸承 NN30212。4.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇選用左右擺動(dòng)的操縱桿使其通過桿的推力來控制 II 軸上的三聯(lián)滑移齒輪和二聯(lián)滑移齒輪。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙14第 5 章 校核5.1 齒輪校核各齒輪參數(shù)如表 5-1 所示：表 5-1 齒輪參數(shù)表齒數(shù)Z模數(shù)m（mm）分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒寬BI 軸 25 3 75 81 67.5 2435 3 105 111 97.5 24II 軸 45 3 135 141 127.5 2435 3 105 111 97.5 2419 4 76 84 66 3240 4 160 168 150 32III 軸 61 4 244 252 234 3240 4 160 168 150 3219 5 95 105 82.5 40IV 軸 61 5 305 315 292.5 401、一軸到二軸的小齒輪從上表可知齒數(shù)為 25接觸應(yīng)力計(jì)算： ??jfsj MPauBnNKzm??????)()1(02832彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式為： ??wswaYnz)(109235式中 N----傳遞的額定功率（kW） ，這里取 N 為電動(dòng)機(jī)功率，N=4kW;-----計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）;jnm-----初算的齒輪模數(shù)（mm）, m=3（mm）;B----齒寬（mm）;B=24（mm）; 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙15z----小齒輪齒數(shù)；z=25;u----小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比 ,u=1.78;-----壽命系數(shù)；sK=sKTnNq----工作期限系數(shù)；T mTC016?T------齒輪工作期限，這里取 T=15000h.;-----齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）, =890（ r/min）1n1n----基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取 = ，彎曲載荷取 =0C70C612?m----疲勞曲線指數(shù)，接觸載荷取 m=3；彎曲載荷取 m=6;----轉(zhuǎn)速變化系數(shù)， 取 =0.60nKnK----功率利用系數(shù) ，取 =0.78NN-----材料強(qiáng)化系數(shù)， =0.60q q-----工作狀況系數(shù)，取 =1.13 3-----動(dòng)載荷系數(shù)，查圖 10-8 得，取 =1.22K2K------齒向載荷分布系數(shù)，查 10-4 得， =1.1 1 1Y------齒形系數(shù)，查表 10-5 得，Y=2.62；----許用接觸應(yīng)力（MPa） ，取 =650 Mpa；??j???j?---許用彎曲應(yīng)力（MPa） ，取 =275 Mpa；w w根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得：=639Mpa j????j?=141 Mpaww 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙162、二軸到三軸的小齒輪從上表可知為齒數(shù)為 19。查設(shè)計(jì)手冊(cè)可得以下數(shù)據(jù)： Z=19， =0.62， =0.77， =0.60， =1.1，nKNqK3=1， =1，m=4 ， =450；21jnT=Ts/P=15000/3.65=4110h接觸應(yīng)力： 123()2081()sj juKNMPaZmBn????N=3.65KW [ 為傳遞的額定功率（KW）]N將以上數(shù)據(jù)代入公式可得=985Mpa＜1200Mpaj?彎曲應(yīng)力： 512390()SwjKNMPaZmBn??將以上數(shù)據(jù)代入公式可得=87 Mpa 160Mpaw??3、III 軸到主軸最小齒輪從上表可查Z=19， =0.62， =0.77， =0.60， =1.1，nKNqK3=1， =1，m=4 ， =28021jnT=Ts/P=15000/3.51=4273h接觸應(yīng)力： 123()2081()sj juKNMPaZmBn????N=3.51KW 將以上數(shù)據(jù)代入公式可得 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙17=1033Mpa＜1200Mpaj?彎曲應(yīng)力： 512390()SwjKNMPaZmBn??將以上數(shù)據(jù)代入公式可得=93Mpa 160Mpaw??5.2 軸的校核主軸的前端部撓度 []0.250.1sy???主軸在前軸承處的傾角 []rad???容 許 值 軸 承在安裝齒輪處的傾角 .容 許 值 齒Da=1.07× 23???LlDi52.10EMPa??I=Πd =1460782mm)/64-(4 4F N1368n/dp*9.50*23z ??計(jì)件主F ZY2.57?F X.z由于小齒輪的傳動(dòng)力大，這里以小齒輪來進(jìn)行計(jì)算F =9250N）（ 計(jì)主主主 nm/950*2qP?將其分解為垂直分力和水平分力，根據(jù)公式 ,tantaQyQzynF?????可得 F FN2350qz?N690qM NLZX142873/2件 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙18M NLFY5943/2y?件M 件zZ主軸載荷圖如圖 5-1 所示：圖 5-1 主軸載荷圖由上圖可知如下數(shù)據(jù)：a=364mm,b=161mm,l=525mm,c=87mm計(jì)算（在垂直平面）, ,1()6QZFabclyEI???2()3ZFcylI??3(23)6zMcylEI??120.17sz， ，()3QZabIl??齒 1 ()6ZlcI?齒 (3)ZlcI?齒 35.9?????齒 齒 1齒 2齒 3 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙19， ，()6QZFablEI????軸 承 1 3zFclEI??軸 承 23ZMlI??軸 承 5.910??軸 承 軸 承 1軸 承 軸 承計(jì)算（在水平面）, ,1()6QyFabclEI???2()3yFclI??3()(23)6yxclEI??120.17sy， ，()3QyabIl??齒 1 ()6lcI?齒 2()(3yxMlcI??齒 35.86????齒 y齒 1齒 齒 3， ，()QFlaEI軸 承 1 yFlEI軸 承 2()3yxlEI軸 承 5.10???軸 承 y軸 承 1軸 承 軸 承 3合成： 20.18.5sszyy???0?齒 齒 齒 22.3.1??軸 承 軸 承 Z軸 承 Y第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙206.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動(dòng)器等） 、主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)、潤滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結(jié)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間的限制，一般只畫展開圖。主軸變速箱是機(jī)床的重要部件。設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動(dòng)的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個(gè)方面的問題。精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動(dòng)效率要求，主軸前軸承處溫度和溫升的控制，結(jié)構(gòu)工藝性，操作方便、安全、可靠原則，遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則。主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)中不可避免要經(jīng)過反復(fù)思考和多次修改。在正式畫圖前應(yīng)該先畫草圖。目的是：1、布置傳動(dòng)件及選擇結(jié)構(gòu)方案。2、 檢驗(yàn)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)果中有無干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時(shí)改正。3、 確定傳動(dòng)軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對(duì)位置，以確定各軸的受力點(diǎn)和受力方向，為軸和軸承的驗(yàn)算提供必要的數(shù)據(jù)。6.2 展開圖及其布置展開圖就是按照傳動(dòng)軸傳遞運(yùn)動(dòng)的先后順序，假想將各軸沿其軸線剖開并將這些剖切面平整展開在同一個(gè)平面上。軸上裝的摩擦離合器和變速齒輪。有兩種布置方案，一是將兩級(jí)變速齒輪和離合器做成一體。齒輪的直徑受到離合器內(nèi)徑的約束，齒根圓的直徑必須大于離合器的外徑，負(fù)責(zé)齒輪無法加工。這樣軸的間距加大。另一種布置方案是離合器的左右部分分別裝在同軸線的軸上，左邊部分接通， 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙21得到一級(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，右邊接通得到三級(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。這種齒輪尺寸小但軸向尺寸大。我們采用第一種方案，通過空心軸中的拉桿來操縱離合器的結(jié)構(gòu)?？偛贾脮r(shí)需要考慮制動(dòng)器的位置。制動(dòng)器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上。制動(dòng)器不要放在轉(zhuǎn)速太低軸上，以免制動(dòng)扭矩太大，是制動(dòng)尺寸增大。齒輪在軸上布置很重要，關(guān)系到變速箱的軸向尺寸，減少軸向尺寸有利于提高剛度和減小體積。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙22結(jié)論分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)及部分計(jì)算，到這里基本結(jié)束了，由于本人水平有限，加之時(shí)間倉促，僅對(duì)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)主要部分進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核，有許多地方處理不夠妥當(dāng)，因?yàn)闆]有接觸過生產(chǎn)實(shí)際，所以可能有的地方存在錯(cuò)誤，希望老師多提寶貴意見。經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)這門課當(dāng)中許多原理公式有了進(jìn)一步的了解，對(duì)于機(jī)械類的書籍，軟件的使用能力得到了提升，并且對(duì)設(shè)計(jì)工作有了更深入的認(rèn)識(shí)，在同學(xué)們一起進(jìn)行設(shè)計(jì)任務(wù)的過程中，不僅增進(jìn)了友誼，而且對(duì)于課程設(shè)計(jì)的課題有了更深的理解。在設(shè)計(jì)過程中，得到王仲文老師的精心指導(dǎo)和幫助，在此表示衷心的感謝。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙23參考文獻(xiàn)【1】候珍秀.《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，修訂版；【2】于惠力 主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 科學(xué)出版社 第一版【3】戴 曙 主編 《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社【4】戴 曙 主編 《金屬切削機(jī)床》 機(jī)械工業(yè)出版社 第一版【4】趙九江 主編 《材料力學(xué)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 第一版【6】鄭文經(jīng) 主編 《機(jī)械原理》 高等教育出版社 第七版【7】于惠力 主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 科學(xué)出版社 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙24致謝在課程設(shè)計(jì)過程中，感謝很多同學(xué)的幫助和指點(diǎn)，感謝院系各位老師多年來的諄諄教誨，感謝他們默默的栽培我。這次的課程設(shè)計(jì)是在王仲文老師和丁艷艷老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，在此，謹(jǐn)向教師表示衷心的感謝和崇高的敬意！。此外，在課程設(shè)計(jì)過程中，也得到了其他同學(xué)的幫助，有關(guān)軟件方面的一些技能不足得到了同學(xué)的大力幫助，設(shè)計(jì)任務(wù)一直在很好的氛圍中進(jìn)行，在這里，也向他們表示真誠的感謝！再次向此次課程設(shè)計(jì)中所有幫助過我的人表示感謝。I分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要本說明書著重研究機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)方法，根據(jù)已確定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)以變速箱展開圖的總中心距最小為目標(biāo)，擬定變速系統(tǒng)的變速方案，以獲得最優(yōu)方案以及較高的設(shè)計(jì)效率。在機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)中，為減少齒輪數(shù)目，簡化結(jié)構(gòu)，縮短軸向尺寸，用齒輪齒數(shù)的設(shè)計(jì)方法是試算，湊算法，計(jì)算麻煩且不易找出合理的設(shè)計(jì)方案。本文通過對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)中三聯(lián)滑移齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)的分析與研究，繪制零件工作圖與主軸箱展開圖及剖視圖。關(guān)鍵詞 分級(jí)變速；傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；傳動(dòng)副；結(jié)構(gòu)網(wǎng)；結(jié)構(gòu)式；齒輪模數(shù)，傳動(dòng)比II目 錄摘 要 .................................................................................................................I第 1 章 緒論 ........................................................................................................11.1 課程設(shè)計(jì)的目的 .......................................................................................11.2 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 .......................................................................................11.2.1 理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算 ........................................................................11.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計(jì) ....................................................................................11.2.3 編制技術(shù)文件 ....................................................................................11.3 課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 ...........................................2第 2 章 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) ................................................................................................32.1 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定 .......................................................................32.2 確定各變速組齒輪傳動(dòng)副齒數(shù) ...............................................................52.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 ...................................................................................5第 3 章 動(dòng)力計(jì)算 ................................................................................................73.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) ...............................................................................................73.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 .......................................................................................83.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算 ...............................................................................93.4 齒輪分度圓直徑的計(jì)算 .........................................................................10第 4 章 主要零部件的選擇 ..............................................................................124.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 .........................................................................................124.2 軸承的選擇 .............................................................................................124.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 .............................................................................12第 5 章 校核 ......................................................................................................135.1 齒輪校核 .................................................................................................135.2 軸的校核 .................................................................................................15第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 ..................................................................................166.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 .....................................................166.2 展開圖及其布置 .....................................................................................16結(jié)論 ....................................................................................................................16參考文獻(xiàn) ............................................................................................................16致謝 ....................................................................................................................161第 1 章 緒論1.1 課程設(shè)計(jì)的目的《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完本課程后，進(jìn)行一次學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的綜合性練習(xí)。通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)過的基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的有關(guān)理論知識(shí)，及生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐技能，達(dá)到鞏固、加深和拓展所學(xué)知識(shí)的目的。通過課程設(shè)計(jì)，分析比較機(jī)械系統(tǒng)中的某些典型機(jī)構(gòu)，進(jìn)行選擇和改進(jìn)；結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算并編寫技術(shù)文件；完成系統(tǒng)主傳動(dòng)設(shè)計(jì)，達(dá)到學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)步驟和方法的目的。通過設(shè)計(jì)，掌握查閱相關(guān)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和資料的方法，達(dá)到積累設(shè)計(jì)知識(shí)和設(shè)計(jì)技巧，提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力的目的。通過設(shè)計(jì)，使學(xué)生獲得機(jī)械系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)技能的訓(xùn)練，提高分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)造一定的條件。1.2 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)內(nèi)容由理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算、圖樣技術(shù)設(shè)計(jì)和技術(shù)文件編制三部分組成。1.2.1 理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算（1）機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)方案的分析，最佳功能原理方案的確定。（2）根據(jù)總體設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和計(jì)算。（3）根據(jù)設(shè)計(jì)方案和零部件選擇情況，進(jìn)行有關(guān)動(dòng)力計(jì)算和校核。1.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計(jì)（1）選擇系統(tǒng)中的主要機(jī)件。（2）工程技術(shù)圖樣的設(shè)計(jì)與繪制。21.2.3 編制技術(shù)文件（1）對(duì)于課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行自我經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)。（2）編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。1.3 課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求1.3.1 課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(shù)參數(shù)題目 19：分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)：Nmin=50r/min；Nmax=280r/min ；Z=4 級(jí)；公比為 1.78；電動(dòng)機(jī)功率 P=4kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1440r/min1.3.2 技術(shù)要求（1）利用電動(dòng)機(jī)完成換向和制動(dòng)。（2）各滑移齒輪塊采用單獨(dú)操縱機(jī)構(gòu)。（3）進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)采用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。3第 2 章 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)2.1 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定2.1.1 轉(zhuǎn)速范圍Rn= = =5.6minaxN50282.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列查《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》表 2-9 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，首先找到 50r/min，根據(jù)φ=1.78，得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為 50r/min、90r/min、160r/min、280r/min 共4 級(jí)。2.1.3 確定結(jié)構(gòu)式對(duì)于 Z=4 可分解為：Z=2 1×222.1.4 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)根據(jù)“前多后少” ， “先降后升” ，前密后疏,結(jié)構(gòu)緊湊的原則,選取傳動(dòng)方案 Z=2 1×22,其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖 2-1。圖 2-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)42.1.5 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖（1）選擇電動(dòng)機(jī)：采用 Y 系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。（2）繪制轉(zhuǎn)速圖，如圖 2-2 所示：圖 2-2 轉(zhuǎn)速圖（3）畫主傳動(dòng)系統(tǒng)圖。根據(jù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖及已知的技術(shù)參數(shù)，畫主傳動(dòng)系統(tǒng)圖如圖 2-3：圖 2-3 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖51-2 軸最小中心距：A 1_2min>1/2(Zmaxm+2m+D)軸最小齒數(shù)和:S zmin>(Zmax+2+D/m)2.2 確定各變速組齒輪傳動(dòng)副齒數(shù)1、Sz 100~120,中型機(jī)床 Sz=70~100?2、直齒圓柱齒輪 Zmin 18~20?3、齒數(shù)確定：基本組： ia1= Za1/Za1′=1, ia2= Za2/Za2′=1/ ;所以最小的齒數(shù)應(yīng)該在 Za2 中，?由文獻(xiàn)查得：Sz=70，公比 1.78，所對(duì)應(yīng)的齒數(shù)為 25.Za2=25；Z a2′=45；Sz=70；由此可得：Z a1= Sz ×ia1 /（1+ ia1）=35，Z a1′=35驗(yàn)算：Zmin= Za2=25＞18-20，Sz=70≤70-100；Z a2′- Za1′=10＞4，滿足要求。第一擴(kuò)大組：ib1= Zb1/Zb1′=1 ；i b2= Zb2/Zb2′=1/ 2；所以最小的齒數(shù)應(yīng)該在 Zb2 中，?由文獻(xiàn)得：Zb2=18，Z b2′=64；Sz=80；由此可得：Z b1= Sz ×ib2/（1+i b2）=40，Z b1′=40驗(yàn)算：Zmin= Zb2=18≥18-20，Sz=80＜100-120，Z b2′- Zb1′=21＞4，滿足要求。 定比傳動(dòng)：ic= Zc/Zc′=1/ 2；取 Zc=19，Zc′=61?6表 2-1 齒輪齒數(shù)基本組 第 1 擴(kuò)大組 第 2 擴(kuò)大組傳動(dòng)比1:1 1:1.78 1:1 1：3.56 1:3.56代號(hào) 1az?2az?1bz?2bz?cz?齒數(shù) 35 35 25 45 40 40 18 64 19 612.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差實(shí)際傳動(dòng)比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過±10( -1)％,即?〈10( -1)％=7.8%n標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 ?對(duì) Nmax=280r/min，實(shí)際轉(zhuǎn) Nmax=1430× × × × =275r/min 1620354619則有 =1.78％〈7.8％280-75因此滿足要求。同理，根據(jù)計(jì)算得出其他各組的數(shù)據(jù)如下表：表 2-2 轉(zhuǎn)速誤差分析表n 280 160 90 50n′ 275 153 86 48誤差 1.78％ 4.58％ 4.44％ 4％所有計(jì)算結(jié)果都小于 7.8％，因此不需要修改齒數(shù)。7第 3 章 動(dòng)力計(jì)算3.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 輸出功率 P=4kw,轉(zhuǎn)速 n1=1430r/min,n2=890r/min3.1.1 確定計(jì)算功率按最大的情況計(jì)算 P=4kw，K 為工作情況系數(shù)，查[1]表 3.5. 取K=1.0pd=kAP=1.0×4=4kw3.1.2 選擇 V 帶的型號(hào):根據(jù) pd,n1=1430r/min 參考[1] 圖表 3.16 及表 3.3 選小帶輪直徑，查表選擇 A 型 V 帶 d1=100mm3.1.3 確定帶輪直徑 d1,d2小帶輪直徑 d1=100mm驗(yàn)算帶速 v=πd1n1/(60×1000)= ×100×1430/(60×1000)=7.49m/s?從動(dòng)輪直徑 d2=n1d1/n2=1430×100/890=160.7mm 取 d2=160mm計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比 i=d2/d1=160/100=1.63.1.4 定中心矩 a 和基準(zhǔn)帶長 Ld[1]初定中心距 a00.7(d1+d2) a0 2(d1+d2))?182 a0 520 取 ao=300mm[2]帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度Ld0≈2a0+ (d1+d2)/2+(d2-d1)2/4a0?≈2×300+ (100+160)/2+(160-100)2/4×300≈1011mm查[1]表 3.2 取 Ld0=1000mm8[3]計(jì)算實(shí)際中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=300+(1011-1000)=311mm[4]確定中心距調(diào)整范圍amax=a+0.03Ld=311+0.03×1000=741mmamin=a-0.015Ld=311-0.015×1000=296mm3.1.5 驗(yàn)算包角1=1800-（d 2-d1）/a×57.3 0=1800-(160-100)/311×57.30=1690>1200?3.1.6 確定 V 帶根數(shù)：確定額定功率：P 0由查表并用線性插值得 P0=0.15kw查[1]表 37 得功率增量 P0=0.13kw:查[1]表 38 得包角系數(shù) K =0.99?查[1]表 3 得長度系數(shù) Kl=0.81確定帶根數(shù)：Z=P /｛（ P +△P ）×K ×K ｝C0?L=4/(1.05+0.13)×0.99×0.81=4.22 取 Z=53.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算3.2.1 主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 由《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》表 3-2 中的公式 ＝50 ＝60.6r/min )13/4(78.?取計(jì)算轉(zhuǎn)速為 50r/min3.2.2 傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 I 軸： 890r/minII 軸：500 —890 r/min9III 軸：160—890 r/minIV 軸：50—280 r/min3.2.3 確定各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。由機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)可知，一對(duì)嚙合齒輪只需要校核危險(xiǎn)的小齒輪，因此只需求出危險(xiǎn)小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，可求得其余兩對(duì)嚙合齒輪中危險(xiǎn)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，各計(jì)算轉(zhuǎn)速如表 3-1表 3-1 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速3.2.4 確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速表 3-2 齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速序號(hào) Z1 Z2 Z3 Z4 Z5nj 890 890 500 500 1603.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算3.3.1 計(jì)算各傳動(dòng)軸的輸出功率3.8(kw)?????9.06.4n1rbp額3.65(kw)7832g3.51(kw).5.3r3.37(kw)1g主3.3.2 軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取軸一： ,n1=890r/min,取 帶入公式：kw8.31?p0.??！?】 ＝軸號(hào) I 軸 II 軸 III 軸 IV 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 890 500 160 5010有，d=23.88mm,圓整取 d=24mm491[]jPdn???選花鍵： 6230軸二：： ,n2=500r/min，取 帶入公式：kw5.p0.9??！?】 ＝有，d=27.31mm,圓整取 d=30mm 491[]jPdn???選花鍵： 8326軸三： ,n3=160r/min，取 帶入公式：kw51.3p0.9。【 】 ＝有，d=35.96mm,圓整取 d=36mm49[]jPdn???選花鍵： 83607主軸：為了提高主軸抗震性,采用兩支承,以前支承為主.由結(jié)構(gòu)要求，查表選擇主軸前端直徑 ，后端直徑 =0.8×80=64mm180Dm?210.75.8DD?:（ ）軸承內(nèi)徑：d/D 0.7 d 0.7(80+64/2)=50.4 取 d=50mm?對(duì)于普通車床，主軸內(nèi)孔直徑 ,故本例之中，主軸內(nèi)(.6)?孔直徑取為 d=24mm。前后軸承選用 NN3000k 系列雙列圓柱滾子軸承，材料為 45 鋼。熱處理：調(diào)治 Hre22-28主軸懸伸量：a/D1=1.25--2.5 a=(1.25—2.5)D1= (1.25—2.5) x(80+ 64/ 2) =90—180，取 a=120mm。3.3.3 模數(shù)計(jì)算一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù)，選取負(fù)荷最重的小齒輪，按簡11化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算，即可得各組的模數(shù)，按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) m 21()p638[]jmjzn?????P—驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率u---大齒輪與小齒輪齒數(shù)比Z1--小齒輪齒數(shù)m----齒寬系數(shù) m=B/m=6-10,取 m=8???nj----計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速[ ]---許用接觸應(yīng)力 [ ]=650mpaj? j?I-II 軸: m=8 ；Z 小 =25 ；u=1.78 ；n j=890r/minmj=16338 3 =2.6 取 m1=31[]2()mZujNd???II-III 軸 : m=8 ；Z 小 =19；u=3.17；n j=500r/min ?mj=16338 3 =3.52 取 m2=41[]2()mZujd?III-IV 軸: m=8 ；Z 小 =19；u=3.17 ；n j=160r/minmj=16338 3 =4.12 取 m3=51[]2()mZujNd???3.4 齒輪分度圓直徑的計(jì)算I 軸-II 軸: d1=m1z1=3×25=75mmd1′=m1z1′=3×45=135mmd2=m1z2=3×35=105mmd2′=m1z2′=3×35=105mm12B= m=8×3=24mmm?h=2.25m=2.25×3=6.75mmII-III 軸 : d3=m2z3=4×19=76mmd3′=m2z3′=4×61=244mm d4=m2z4=4×40=160mmd4′=m2z4′=4×40=160mmB= m=8×4=32mmm?h=2.25m=2.25×4=9III-IV 軸: d5=m3z5=5×19=95mmd5′=m3z5′=5×61=305mmB= m=8×5=40mmm?h=2.25m=2.25×5=11.2513第 4 章 主要零部件的選擇4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇轉(zhuǎn)速 n＝1430r/min，功率 P＝4kW選用 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)。4.2 軸承的選擇I 軸：與帶輪靠近段安裝深溝球軸承 6007，另一端安裝深溝球軸承6006II 軸：靠近帶輪一側(cè)安裝深溝球軸承 6007，中間安裝深溝球軸承6007，后端安裝深溝球軸承 61908III 軸：安裝深溝球軸承 6007 兩個(gè)。IV 軸：主軸是傳動(dòng)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分，既受到徑向力又受軸向力的作用，所以選用圓錐滾子軸承 32209 和雙列圓柱棍子軸承 NN30212。4.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇選用左右擺動(dòng)的操縱桿使其通過桿的推力來控制 II 軸上的三聯(lián)滑移齒輪和二聯(lián)滑移齒輪。14第 5 章 校核5.1 齒輪校核各齒輪參數(shù)如表 5-1 所示：表 5-1 齒輪參數(shù)表齒數(shù)Z模數(shù)m（mm）分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒寬BI 軸 25 3 75 81 67.5 2435 3 105 111 97.5 24II 軸 45 3 135 141 127.5 2435 3 105 111 97.5 2419 4 76 84 66 3240 4 160 168 150 32III 軸 61 4 244 252 234 3240 4 160 168 150 3219 5 95 105 82.5 40IV 軸 61 5 305 315 292.5 401、一軸到二軸的小齒輪從上表可知齒數(shù)為 25接觸應(yīng)力計(jì)算： ??jfsj MPauBnNKzm??????)()1(02832彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式為： ??wswaYnz)(109235式中 N----傳遞的額定功率（kW） ，這里取 N 為電動(dòng)機(jī)功率，N=4kW;-----計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）;jnm-----初算的齒輪模數(shù)（mm）, m=3（mm）;B----齒寬（mm）;B=24（mm）;15z----小齒輪齒數(shù)；z=25;u----小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比 ,u=1.78;-----壽命系數(shù)；sK=sKTnNq----工作期限系數(shù)；T mTC016?T------齒輪工作期限，這里取 T=15000h.;-----齒輪的最低轉(zhuǎn)速（ r/min）, =890（r/min ）1n1n----基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取 = ，彎曲載荷取 =0C70C612?m----疲勞曲線指數(shù)，接觸載荷取 m=3；彎曲載荷取 m=6;----轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，取 =0.60nKnK----功率利用系數(shù) ，取 =0.78NN-----材料強(qiáng)化系數(shù)， =0.60q q-----工作狀況系數(shù)，取 =1.13 3-----動(dòng)載荷系數(shù)，查圖 10-8 得，取 =1.22K2K------齒向載荷分布系數(shù)，查 10-4 得， =1.1 1 1Y------齒形系數(shù)，查表 10-5 得，Y=2.62；----許用接觸應(yīng)力（MPa） ，取 =650 Mpa；??j???j?---許用彎曲應(yīng)力（MPa） ，取 =275 Mpa；w w根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得：=639Mpa j????j?=141 Mpaww162、二軸到三軸的小齒輪從上表可知為齒數(shù)為 19。查設(shè)計(jì)手冊(cè)可得以下數(shù)據(jù)： Z=19， =0.62， =0.77， =0.60， =1.1，nKNqK3=1， =1，m=4， =450；21jnT=Ts/P=15000/3.65=4110h接觸應(yīng)力： 123()2081()sj juKNMPaZmBn????N=3.65KW [ 為傳遞的額定功率（KW）]N將以上數(shù)據(jù)代入公式可得=985Mpa＜1200Mpaj?彎曲應(yīng)力： 512390()SwjKNMPaZmBn??將以上數(shù)據(jù)代入公式可得=87 Mpa 160Mpaw??3、III 軸到主軸最小齒輪從上表可查Z=19， =0.62， =0.77， =0.60， =1.1，nKNqK3=1， =1，m=4， =28021jnT=Ts/P=15000/3.51=4273h接觸應(yīng)力： 123()2081()sj juKNMPaZmBn????N=3.51KW 將以上數(shù)據(jù)代入公式可得17=1033Mpa＜1200Mpaj?彎曲應(yīng)力： 512390()SwjKNMPaZmBn??將以上數(shù)據(jù)代入公式可得=93Mpa 160Mpaw??5.2 軸的校核主軸的前端部撓度 []0.250.1sy???主軸在前軸承處的傾角 []rad???容 許 值 軸 承在安裝齒輪處的傾角 .容 許 值 齒Da=1.07× 23???LlDi52.10EMPa??I=Πd =1460782mm)/64-(4 4F N1368n/dp*9.50*23z ??計(jì)件主F ZY2.57?F X.z由于小齒輪的傳動(dòng)力大，這里以小齒輪來進(jìn)行計(jì)算F =9250N）（ 計(jì)主主主 nm/950*2qP?將其分解為垂直分力和水平分力，根據(jù)公式 ,tantaQyQzynF?????可得 F FN2350qz?N690qM NLZX142873/2件18M NLFY5943/2y?件M 件zZ主軸載荷圖如圖 5-1 所示：圖 5-1 主軸載荷圖由上圖可知如下數(shù)據(jù)：a=364mm,b=161mm,l=525mm,c=87mm計(jì)算（在垂直平面）, ,1()6QZFabclyEI???2()3ZFcylI??3(23)6zMcylEI??120.17sz， ，()3QZabIl??齒 1 ()6ZlcI?齒 (3)ZlcI?齒 35.9?????齒 齒 1齒 2齒 319， ，()6QZFablEI????軸 承 1 3zFclEI??軸 承 23ZMlI??軸 承 5.910??軸 承 軸 承 1軸 承 軸 承計(jì)算（在水平面）, ,1()6QyFabclEI???2()3yFclI??3()(23)6yxclEI??120.17sy， ，()3QyabIl??齒 1 ()6lcI?齒 2()(3yxMlcI??齒 35.86????齒 y齒 1齒 齒 3， ，()QFlaEI軸 承 1 yFlEI軸 承 2()3yxlEI軸 承 5.10???軸 承 y軸 承 1軸 承 軸 承 3合成： 20.18.5sszyy???0?齒 齒 齒 22.3.1??軸 承 軸 承 Z軸 承 Y第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明206.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動(dòng)器等） 、主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)、潤滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結(jié)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間的限制，一般只畫展開圖。主軸變速箱是機(jī)床的重要部件。設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動(dòng)的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個(gè)方面的問題。精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動(dòng)效率要求，主軸前軸承處溫度和溫升的控制，結(jié)構(gòu)工藝性，操作方便、安全、可靠原則，遵循標(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則。主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)中不可避免要經(jīng)過反復(fù)思考和多次修改。在正式畫圖前應(yīng)該先畫草圖。目的是：1、布置傳動(dòng)件及選擇結(jié)構(gòu)方案。2、 檢驗(yàn)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)果中有無干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時(shí)改正。3、 確定傳動(dòng)軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對(duì)位置，以確定各軸的受力點(diǎn)和受力方向，為軸和軸承的驗(yàn)算提供必要的數(shù)據(jù)。6.2 展開圖及其布置展開圖就是按照傳動(dòng)軸傳遞運(yùn)動(dòng)的先后順序，假想將各軸沿其軸線剖開并將這些剖切面平整展開在同一個(gè)平面上。軸上裝的摩擦離合器和變速齒輪。有兩種布置方案，一是將兩級(jí)變速齒輪和離合器做成一體。齒輪的直徑受到離合器內(nèi)徑的約束，齒根圓的直徑必須大于離合器的外徑，負(fù)責(zé)齒輪無法加工。這樣軸的間距加大。另一種布置方案是離合器的左右部分分別裝在同軸線的軸上，左邊部分接通，21得到一級(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，右邊接通得到三級(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。這種齒輪尺寸小但軸向尺寸大。我們采用第一種方案，通過空心軸中的拉桿來操縱離合器的結(jié)構(gòu)?？偛贾脮r(shí)需要考慮制動(dòng)器的位置。制動(dòng)器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上。制動(dòng)器不要放在轉(zhuǎn)速太低軸上，以免制動(dòng)扭矩太大，是制動(dòng)尺寸增大。齒輪在軸上布置很重要，關(guān)系到變速箱的軸向尺寸，減少軸向尺寸有利于提高剛度和減小體積。22結(jié)論分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)及部分計(jì)算，到這里基本結(jié)束了，由于本人水平有限，加之時(shí)間倉促，僅對(duì)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)主要部分進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核，有許多地方處理不夠妥當(dāng)，因?yàn)闆]有接觸過生產(chǎn)實(shí)際，所以可能有的地方存在錯(cuò)誤，希望老師多提寶貴意見。經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)這門課當(dāng)中許多原理公式有了進(jìn)一步的了解，對(duì)于機(jī)械類的書籍，軟件的使用能力得到了提升，并且對(duì)設(shè)計(jì)工作有了更深入的認(rèn)識(shí)，在同學(xué)們一起進(jìn)行設(shè)計(jì)任務(wù)的過程中，不僅增進(jìn)了友誼，而且對(duì)于課程設(shè)計(jì)的課題有了更深的理解。在設(shè)計(jì)過程中，得到王仲文老師的精心指導(dǎo)和幫助，在此表示衷心的感謝。23參考文獻(xiàn)【1】候珍秀.《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，修訂版；【2】于惠力 主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 科學(xué)出版社 第一版【3】戴 曙 主編 《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社【4】戴 曙 主編 《金屬切削機(jī)床》 機(jī)械工業(yè)出版社 第一版【4】趙九江 主編 《材料力學(xué)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 第一版【6】鄭文經(jīng) 主編 《機(jī)械原理》 高等教育出版社 第七版【7】于惠力 主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 科學(xué)出版社 24致謝在課程設(shè)計(jì)過程中，感謝很多同學(xué)的幫助和指點(diǎn)，感謝院系各位老師多年來的諄諄教誨，感謝他們默默的栽培我。這次的課程設(shè)計(jì)是在王仲文老師和丁艷艷老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，在此，謹(jǐn)向教師表示衷心的感謝和崇高的敬意！。此外，在課程設(shè)計(jì)過程中，也得到了其他同學(xué)的幫助，有關(guān)軟件方面的一些技能不足得到了同學(xué)的大力幫助，設(shè)計(jì)任務(wù)一直在很好的氛圍中進(jìn)行，在這里，也向他們表示真誠的感謝！再次向此次課程設(shè)計(jì)中所有幫助過我的人表示感謝。