6級分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計【N=71~710；Z=6；公比為1.58；P=4kW；電機轉(zhuǎn)速n=1440含2張CAD圖】

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充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙I機械系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計小組 班級 專業(yè)姓名 學(xué)號 任務(wù)分工 姓名 學(xué)號 任務(wù)分工繪圖 計算小組成員繪圖 計算主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)：Nmin=71r/min；Nmax=710r/min ；Z=6 級； 公比為1.58；電動機功率 P=4kW；電機轉(zhuǎn)速 n=1440r/min指導(dǎo)教師 聯(lián)系方式設(shè)計內(nèi)容：1、運動設(shè)計：根據(jù)給定的極限轉(zhuǎn)速、變速級數(shù)、及公比值，確定其轉(zhuǎn)速范圍、轉(zhuǎn)速數(shù)列、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)，繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖，確定齒輪齒數(shù)，計算轉(zhuǎn)速誤差。2、動力計算：根據(jù)給定的有關(guān)參數(shù)，確定各傳動件的計算轉(zhuǎn)速；確定各傳動軸和主軸的軸徑，確定并驗算各傳動齒輪的模數(shù)，計算主軸的合理跨距；對靠近主軸的傳動軸進(jìn)行剛度校核，并驗算該軸上軸承的壽命。3、繪制下列圖紙：（1）主軸箱橫剖面圖 1 張（A1 或 A0） 。 （2）主軸零件工作圖（A2 或 A3） ，并附在設(shè)計計算說明書內(nèi)。4、編寫設(shè)計計算說明書（約 8000 字左右）：設(shè)計計算說明書書寫格式梗概摘要；目錄；課程設(shè)計的目的；課程設(shè)計題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求運動設(shè)計；動力計算；主要零部件的選擇；校核；結(jié)束語；參考資料等5、提交課程設(shè)計計算說明書及圖紙打印稿和電子稿，并準(zhǔn)備答辯。課程設(shè)計時間：2XXX 年 12 月 22 日至 2XXX 年 01 月 02 日答辯時間：2XXX 年 1 月 2 日主要參考文獻(xiàn)、資料： 【1】 、趙韓.《機械系統(tǒng)設(shè)計》.高等教育出版社；【2】 、周堃敏.《機械系統(tǒng)設(shè)計》.高等教育出版社【3】 、于惠力 主編 《機械設(shè)計》 科學(xué)出版社 第一版【4】 、戴 曙 主編 《金屬切削機床設(shè)計》 機械工業(yè)出版社【5】 、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 《機械原理》 高等教育出版社 第七版【7】 、于惠力 主編 《機械設(shè)計課程設(shè)計》 科學(xué)出版社 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙II摘 要本說明書著重研究機床主傳動系統(tǒng)的設(shè)計步驟和設(shè)計方法，根據(jù)已確定的運動參數(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)計效率。在機床主傳動系統(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)計方法是試算，湊算法，計算麻煩且不易找出合理的設(shè)計方案。本文通過對主傳動系統(tǒng)中三聯(lián)滑移齒輪傳動特點的分析與研究，繪制零件工作圖與主軸箱展開圖及剖視圖。關(guān)鍵詞 分級變速；傳動系統(tǒng)設(shè)計；傳動副；結(jié)構(gòu)網(wǎng)；結(jié)構(gòu)式；齒輪模數(shù)，傳動比 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙III目 錄摘 要 ...............................................................................................................II第 1 章 緒論 ........................................................................................................11.1 課程設(shè)計的目的 .......................................................................................11.2 課程設(shè)計的內(nèi)容 ........................................................................................11.2.1 理論分析與設(shè)計計算 ........................................................................11.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計 ....................................................................................11.2.3 編制技術(shù)文件 .....................................................................................11.3 課程設(shè)計題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 ...........................................21.3.1 課程設(shè)計題目和主要技術(shù)參數(shù) ......................................................21.3.2 技術(shù)要求 .............................................................................................2第 2 章 運動設(shè)計 ................................................................................................32.1 運動參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定 .......................................................................32.1.1 轉(zhuǎn)速范圍 ............................................................................................32.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列 ............................................................................................32.1.3 確定結(jié)構(gòu)式 .........................................................................................32.1.4 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng) .........................................................................................32.1.5 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖 .................................................................42.2 確定各變速組此論傳動副齒數(shù) ...............................................................42.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 ...................................................................................5第 3 章 動力計算 ................................................................................................73.1 帶傳動設(shè)計 ...............................................................................................73.2 計算轉(zhuǎn)速的計算 .......................................................................................83.3 齒輪模數(shù)計算及驗算 ...............................................................................93.5 主軸合理跨距的計算 .............................................................................13第 4 章 主要零部件的選擇 ..............................................................................154.1 電動機的選擇 ..........................................................................................154.2 軸承的選擇 .........................................................................................154.3 變速操縱機構(gòu)的選擇 ..........................................................................15第 5 章 校核 ......................................................................................................165.1 軸的校核 .............................................................................................165.2 軸承壽命校核 .....................................................................................18第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明 ..................................................................................196.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 .................................................196.2 展開圖及其布置 .................................................................................19結(jié)論 ....................................................................................................................20參考文獻(xiàn) ............................................................................................................21 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙IV致謝 ..........................................................22 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙1第 1 章 緒論1.1 課程設(shè)計的目的《機械系統(tǒng)設(shè)計》課程設(shè)計是在學(xué)完本課程后，進(jìn)行一次學(xué)習(xí)設(shè)計的綜合性練習(xí)。通過課程設(shè)計，使學(xué)生能夠運用所學(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，及生產(chǎn)實習(xí)等實踐技能，達(dá)到鞏固、加深和拓展所學(xué)知識的目的。通過課程設(shè)計，分析比較機械系統(tǒng)中的某些典型機構(gòu)，進(jìn)行選擇和改進(jìn)；結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計，進(jìn)行設(shè)計計算并編寫技術(shù)文件；完成系統(tǒng)主傳動設(shè)計，達(dá)到學(xué)習(xí)設(shè)計步驟和方法的目的。通過設(shè)計，掌握查閱相關(guān)工程設(shè)計手冊、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和資料的方法，達(dá)到積累設(shè)計知識和設(shè)計技巧，提高學(xué)生設(shè)計能力的目的。通過設(shè)計，使學(xué)生獲得機械系統(tǒng)基本設(shè)計技能的訓(xùn)練，提高分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進(jìn)行機械系統(tǒng)設(shè)計創(chuàng)造一定的條件。1.2 課程設(shè)計的內(nèi)容《機械系統(tǒng)設(shè)計》課程設(shè)計內(nèi)容由理論分析與設(shè)計計算、圖樣技術(shù)設(shè)計和技術(shù)文件編制三部分組成。1.2.1 理論分析與設(shè)計計算（1）機械系統(tǒng)的方案設(shè)計。設(shè)計方案的分析，最佳功能原理方案的確定。（2）根據(jù)總體設(shè)計參數(shù)，進(jìn)行傳動系統(tǒng)運動設(shè)計和計算。（3）根據(jù)設(shè)計方案和零部件選擇情況，進(jìn)行有關(guān)動力計算和校核。1.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計（1）選擇系統(tǒng)中的主要機件。（2）工程技術(shù)圖樣的設(shè)計與繪制。1.2.3 編制技術(shù)文件（1）對于課程設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行自我經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價。（2）編制設(shè)計計算說明書。 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙21.3 課程設(shè)計題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求1.3.1 課程設(shè)計題目和主要技術(shù)參數(shù)題目 22：分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)參數(shù)：Nmin=71r/min；Nmax=710r/min ；Z=6 級；公比為 1.58；電動機功率 P=4kW；電機轉(zhuǎn)速 n=1440r/min1.3.2 技術(shù)要求（1）利用電動機完成換向和制動。（2）各滑移齒輪塊采用單獨操縱機構(gòu)。（3）進(jìn)給傳動系統(tǒng)采用單獨電動機驅(qū)動。 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙3第 2 章 運動設(shè)計2.1 運動參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定2.1.1 轉(zhuǎn)速范圍Rn= = =10minaxN7102.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列轉(zhuǎn)速數(shù)列。查《機械系統(tǒng)設(shè)計》表 2-9 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，首先找到71r/min、然后每隔 7 個數(shù)取一個值（1.58=1.06 8） ， 得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為71r/min、112r/min、180r/min、280r/min、450r/min 、710r/min 共 6 級。2.1.3 確定結(jié)構(gòu)式對于 Z=6 可分解為：Z=2 3×31。2.1.4 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,選取傳動方案 Z=31×23,易知第二擴大組的變速范圍 r= (P3-1)?x=1.414=3.95〈8，滿足要求滿足要求，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)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙42.1.5 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖（1）選擇電動機：采用 Y 系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機。（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)，畫主傳動系 統(tǒng)圖如圖 2-3：1-2 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 確定各變速組此論傳動副齒數(shù)(1)Sz 100-120,中型機床 Sz=70-100?(2)直齒圓柱齒輪 Zmin 18-20? 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙5圖 2-3 主傳動系統(tǒng)圖（7）齒輪齒數(shù)的確定。據(jù)設(shè)計要求 Zmin≥18—20,由表 4.1，根據(jù)各變速組公比，可得各傳動比和齒輪齒數(shù)，各齒輪齒數(shù)如表 2-1。表 2-1 齒輪齒數(shù)基本組 第 1 擴大組傳動比 1:1 1:1.58 1:2.51 1.58:1 2.51:1代號 1Z'12Z'23Z'34Z'45Z'5齒數(shù) 17 43 30 30 23 37 54 34 25 632.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差實際傳動比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過±10( -1)％,即?〈10( -1)％n標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速實 際 轉(zhuǎn) 速 ?對 Nmax=710r/min，實際轉(zhuǎn)速 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙6max103544726N????則有 726102.5%.8???因此滿足要求。同理，根據(jù)計算得出其他各組的數(shù)據(jù)如下表：因此滿足要求。各級轉(zhuǎn)速誤差表 2-2 轉(zhuǎn)速誤差分析表n 710 450 280 180 112 71n` 726 459.25 286.8 185.56 115.58 73.86誤差 2.25％ 2％ 2.4％ 3.0％ 3.2％ 4％所有計算結(jié)果都小于 5.8％，因此不需要修改齒數(shù)。 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙7第 3 章 動力計算3.1 帶傳動設(shè)計 輸出功率 P=4kw,轉(zhuǎn)速 n=1440r/min1、確定計算功率:按最大的情況計算 P=4kw，K 為工作情況系數(shù)，查[1]表 3.5. 取K=1.1pd=kAP=1.1×4=4.4kw2、選擇 V 帶的型號:根據(jù) Pdn=1440r/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、確定帶輪直徑 d1,d2小帶輪直徑 d1=100mm驗算帶速 = d1n1/(60×1000)=π×100×1440/(60×1000)=7.54 m/sv?從動輪直徑 d2 取 d2=315mm35m0.??計算實際傳動比 i=d2/d1=3.154、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))?290 a0 830 取 ao=700mm[2]帶的計算基準(zhǔn)長度Ld0≈2a0+ (d1+d2)/2+(d2-d1)2/4a0?≈2×700+ (100+315)/2+(315-100)2/4×700=2085mm查[1]表 3.2 取 Ld0=2000mm[3]計算實際中心距a=a0+(Ld-Ld0)/2=700+(2000-2085)=615mm[4]確定中心距調(diào)整范圍amax=a+0.03Ld=615+0.03×2000=675mmamin=a-0.015Ld=615-0.015×2000=585mm5、驗算包角:1=1800-（d 2-d1）/a ×57.30=1800-(315-100)/3615×57.30=1600>1200 ?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=1.32kw查[1]表 37 得功率增量 P0=0.15kw: 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙8查[1]表 38 得包角系數(shù) =0.95??查[1]表 3 得長度系數(shù) =1.031Z=P /｛（P +△P ）×K ×K ｝=4/(1.32+0.15) ×0.99×1.03=3.06C0L取 Z=33.2 計算轉(zhuǎn)速的計算1、主軸的計算轉(zhuǎn)速 由《機械系統(tǒng)設(shè)計》表3-2中的公式 = 112r/min ??71)13/6(58.?取計算轉(zhuǎn)速為112r/min2、傳動軸的計算轉(zhuǎn)速 I 軸：450r/minII 軸： 280r/minIII 軸：112r/min3、確定各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速。由機械設(shè)計知識可知，一對嚙合齒輪只需要校核危險的小齒輪，因此只需求出危險小齒輪的計算轉(zhuǎn)速，可求得其余兩對嚙合齒輪中危險齒輪的計算轉(zhuǎn)速，各計算轉(zhuǎn)速如表3-1表 3-1 各軸計算轉(zhuǎn)速4、確定齒輪副的計算轉(zhuǎn)速。表 3-2 齒輪副計算轉(zhuǎn)速序號 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6軸 號 Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸計算轉(zhuǎn)速 r/min 450 280 112 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙9nj450 450 280 280 112 1123.3 齒輪模數(shù)計算及驗算1、計算各傳動軸的輸出功率 kwnprb 80.39.6.041 ?????額g 657832r ...5.主3、軸徑設(shè)計及鍵的選取軸一： ，取 帶入公式：kw80.31?p0.9?。【 】 ＝ 41[]jPdn???有， ,圓整取 選花鍵：2.dm2m6230軸二： ，取 帶入公式：k6513?p0.9?！?】 ＝ 41[]jPdn???有， ,圓整取 選花鍵：27.d38326軸三： ，取 帶入公式：kw60.3?p0.9。【 】 ＝ 41[]jdn???有， ,圓整取 選花鍵：4.7dm35m836407主軸：選擇主軸前端直徑 ，后端直徑190D21.50.8DD?:（ ）取 ，則平均直徑 。2D65?7.d 0.7(80+64/2)=50.4 取 d=45mm?支承形式選擇兩支撐,初取懸伸量 ,支撐跨距 。a?Lm選擇平鍵連接， 214,0bhlm?4、模數(shù)計算，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，按簡化的接觸疲勞強度公式進(jìn)行計算，即 mj=16338 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙10可得各組的模數(shù)，如表 3-3 所示。321][)(jjmnuzP???45 號鋼整體淬火， []10jMP?按接觸疲勞計算齒輪模數(shù) m 軸由公式 mj=16338 可得 =2.6，取 m=3mm???321][)(jjnuz???jIII 軸由公式 mj=16338 可得 ，m=3mm321][)(jjmP2.35jm?III-主軸由公式 mj=16338 可得 ，m=3.0mm321jjnuz???.6j一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù)，所以根據(jù)情況都取一樣的模數(shù)。表 3-3 模數(shù)（2）基本組齒輪幾何尺寸見下表齒輪 Z1 Z1' Z2 Z2'齒數(shù) 17 43 30 30分度圓直徑51 129 90 108齒頂圓直徑57 135 66 120齒根圓直徑47.25 131.25 62.25 112.25齒寬 24 24 24 24按基本組最小齒輪計算。小齒輪用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB～286HB，平均取 260HB，大齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度組號 基本組 第一擴大組模數(shù) mm 3 3 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙11229HB～286HB，平均取 240HB。計算如下：① 齒面接觸疲勞強度計算：接觸應(yīng)力驗算公式為??jfsj MPauBnNKzm??????)()1(02832彎曲應(yīng)力驗算公式為：??wswaYnz)(109235式中 N----傳遞的額定功率（kW） ，這里取 N 為電動機功率，N=4kW;-----計算轉(zhuǎn)速（r/min）. ;jnmin50rj?m-----初算的齒輪模數(shù)（mm）, m=3（mm）;B----齒寬（mm）;B=24（mm）;z----小齒輪齒數(shù)；z=17;u----小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=2;-----壽命系數(shù)；sK=sTnNKq----工作期限系數(shù)；TmC016?T------齒輪工作期限，這里取 T=15000h.;-----齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）, =500（r/min）1n1n----基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取 = ，彎曲載荷取 =0 0C70C62?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)，查 【5】2 上，取 =0.60nKnK 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙12----功率利用系數(shù)，查【5】2 上，取 =0.78NKNK-----材料強化系數(shù)，查【5】2 上， =0.60q q-----工作狀況系數(shù)，取3 1.3?-----動載荷系數(shù)，查【5】 ，取2 2K------齒向載荷分布系數(shù)，查 【5】 ， =1 1K1Y------齒形系數(shù)，查 【5-2】表，Y=0.386；----許用接觸應(yīng)力（MPa）,查【5】 ，表 4-7，取 =650 ??j? ??j?Mpa；---許用彎曲應(yīng)力（MPa） ，查【4】 ，表 4-7，取 =275 w wMpa；根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得： ???jjMpa??635ww78（3）擴大組齒輪計算。第一擴大組齒輪幾何尺寸見下表 齒輪 Z3 Z3' Z4 Z4'齒數(shù) 54 34 25 63分度圓直徑 162 102 75 189齒頂圓直徑 168 108 81 195齒根圓直徑 158.25 98.25 71.25 185.25齒寬 24 24 24 24 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙13按擴大組最小齒輪計算。小齒輪用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB～286HB，平均取 260HB，大齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB～286HB，平均取 240HB。同理根據(jù)基本組的計算，查文獻(xiàn)【6】 ，可得 ， ， ， ，62.0?nK7.0?N60.qK1.3?， ，m=3.5 ， ；12?K35j可求得：????jjMpa??619ww353.5 主軸合理跨距的計算由于電動機功率 P=4KW，根據(jù) 【1】表 3.20，前軸徑應(yīng)為70~100mm。初步選取 d1=90mm。后軸徑的 d2=（ 0.7~0.9）d 1，取d2=70mm。根據(jù)設(shè)計方案，前軸承為 NN3016K 型，后軸承為圓錐滾子軸承。定懸伸量 a=120mm，主軸孔徑為 30mm。主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩 T=9550 mNnP?????3.890590假設(shè)該機床為車床的最大加工直徑為 300mm。床身上最常用的最大加工直徑，即經(jīng)濟(jì)加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的 50%，這里取 60%，即180mm，故半徑為 0.09m；切削力（沿 y 軸） FC471609.38?背向力（沿 x 軸） Fp=0.5 Fc=2358N總作用力 F= =5272.65N2p?此力作用于工件上，主軸端受力為 F=5272.65N。先假設(shè) l/a=2，l=3a=240mm。前后支承反力 RA 和 RB 分別為RA=F× =5272.65× =7908.97Nla2401RB=F× =5272.65× =2636.325N根據(jù) 文獻(xiàn)【1】式 3.7 得：Kr=3.39 得前支承1.0Fr8.La9.0)(iza.1cos 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙14的剛度：K A= 1689.69 ；K B= 785.57 ；mN?mN?15.27.869BA?K主軸的當(dāng)量外徑 de=(80+60)/2=70mm，故慣性矩為=113.8×10-8m464)03.7.(?????1.01.98.26383 ????a??查【1】圖 3-38 得 ，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距20alml240.0??合理跨距為（0.75-1.5） ，取合理跨距 l=360mm。0l根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要，主軸的實際跨距大于合理跨距，因此需要采取措施增加主軸的剛度，增大軸徑：前軸徑 D=100mm，后軸徑 d=80mm。前軸承采用雙列圓柱滾子軸承，后支承采用背對背安裝的角接觸球軸承。 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙15第 4 章 主要零部件的選擇4.1 電動機的選擇轉(zhuǎn)速n＝1440r/min，功率P＝4kW選用Y系列三相異步電動機 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。4.3 變速操縱機構(gòu)的選擇選用左右擺動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)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙16第 5 章 校核5.1 軸的校核（a） 主軸的前端部撓度 []0.250.1sy????（b） 主軸在前軸承處的傾角 []rad??容 許 值 軸 承（c） 在安裝齒輪處的傾角 .容 許 值 齒65170850236851095D1.07 879il mL??????? ??平 均 總44 40()(1)()6687dI m??????3 32951.9520.9512682zpF Nn????主 計件 （ ），0.47()yzFN.()xzF由于小齒輪的傳動力大，這里以小齒輪來進(jìn)行計算42951295103.785QPmzn?????主計主 主 （將其分解為垂直分力和水平分力由公式 ,tatanyQnQzyFF????可得 2105()647()zyN810352()3ZMl Nm???:件yyF件 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙1713170265()2xxMFdNm???:件主軸載荷圖如圖 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計算（在垂直平面）, ,1()6QZFabclyEI???2()3ZFcylEI??3(23)6zMcylEI??120.17sz， ，()3ZIl?齒 1 ()6ZlcI?齒 ()ZlcI?齒 35.9?????齒 齒 1齒 2齒 3， ，()QZFablEI?軸 承 1 zFlEI軸 承 ZlI軸 承 35.10???軸 承 軸 承 1軸 承 2軸 承 3計算（在水平面） 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙18, ,1()6QyFabclEI???2()3yFclEI??3()(23)6yxMclEI???120.17sy， ，()3QyIl?齒 1 ()6lcI?齒 2()(yxlcI?齒 35.86?????齒 y齒 1齒 齒 3， ，()FablEI?軸 承 1 yFlEI軸 承 2()yxMlEI軸 承 35.10???軸 承 y軸 承 1軸 承 軸 承合成： 20.8.sszy???5齒 齒 y齒 22.3.01???軸 承 軸 承 Z軸 承 Y5.2 軸承壽命校核由 П 軸最小軸徑可取軸承為 7008C 角接觸球軸承,ε=3；P=XF r+YFaX=1，Y=0。對Ⅱ軸受力分析如圖 5-2 所示。圖 5-2 Ⅱ軸受力分析圖得：前支承的徑向力 Fr=2642.32N。由軸承壽命的計算公式：預(yù)期的使用壽命 [L10h]=15000hL10h= × =n1670?)PC(× = h≥[L10h]=15000h180673)2.8(?3.10284.9524?? 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙19軸承壽命滿足要求。第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案設(shè)計主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動件（傳動軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動器等） 、主軸組件、操縱機構(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)計與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。課程設(shè)計由于時間的限制，一般只畫展開圖。主軸變速箱是機床的重要部件。設(shè)計時除考慮一般機械傳動的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個方面的問題。精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動效率要求，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)計時整個機床設(shè)計的重點，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計中不可避免要經(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 布置傳動件及選擇結(jié)構(gòu)方案。2 檢驗傳動設(shè)計的結(jié)果中有無干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時改正。3 確定傳動軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對位置，以確定各軸的受力點和受力方向，為軸和軸承的驗算提供必要的數(shù)據(jù)。6.2 展開圖及其布置展開圖就是按照傳動軸傳遞運動的先后順序，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，得到一級反向轉(zhuǎn)動，右邊接通得到三級反向轉(zhuǎn)動。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需要考慮制動器的位置。制動器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上。制動器不要放在轉(zhuǎn)速太低軸上，以免制動扭矩太大，是制 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙20動尺寸增大。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)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙21結(jié)論分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計的結(jié)構(gòu)及部分計算，到這里基本結(jié)束了，由于筆者水平有限，加之時間倉促，僅對分級變速主傳動系統(tǒng)主要部分進(jìn)行設(shè)計和校核，有許多地方處理不夠妥當(dāng)，因為沒有接觸過生產(chǎn)實際，所以可能有的地方存在錯誤，希望老師多提寶貴意見。經(jīng)過這次課程設(shè)計，使我對機械系統(tǒng)設(shè)計這門課當(dāng)中許多原理公式有了進(jìn)一步的了解，對于機械類的書籍，軟件的使用能力得到了提升，并且對設(shè)計工作有了更深入的認(rèn)識，在同學(xué)們一起進(jìn)行設(shè)計任務(wù)的過程中，不僅增進(jìn)了友誼，而且對于課程設(shè)計的課題有了更深的理解。在設(shè)計過程中，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)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙22參考文獻(xiàn)【1】候珍秀.《機械系統(tǒng)設(shè)計》.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，修訂版；【2】于惠力 主編 《機械設(shè)計》 科學(xué)出版社 第一版【3】戴 曙 主編 《金屬切削機床設(shè)計》 機械工業(yè)出版社【4】戴 曙 主編 《金屬切削機床》 機械工業(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 《機械原理》 高等教育出版社 第七版【7】于惠力 主編 《機械設(shè)計課程設(shè)計》 科學(xué)出版社 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費領(lǐng)取圖紙23致謝在課程設(shè)計過程中，感謝很多同學(xué)的幫助和指點，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)計中所有幫助過我的人表示感謝。I機械系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計小組 班級 專業(yè)姓名 學(xué)號 任務(wù)分工 姓名 學(xué)號 任務(wù)分工繪圖 計算小組成員繪圖 計算主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)：Nmin=71r/min；Nmax=710r/min ；Z=6 級； 公比為1.58；電動機功率 P=4kW；電機轉(zhuǎn)速 n=1440r/min指導(dǎo)教師 聯(lián)系方式設(shè)計內(nèi)容：1、運動設(shè)計：根據(jù)給定的極限轉(zhuǎn)速、變速級數(shù)、及公比值，確定其轉(zhuǎn)速范圍、轉(zhuǎn)速數(shù)列、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)，繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖，確定齒輪齒數(shù)，計算轉(zhuǎn)速誤差。2、動力計算：根據(jù)給定的有關(guān)參數(shù)，確定各傳動件的計算轉(zhuǎn)速；確定各傳動軸和主軸的軸徑，確定并驗算各傳動齒輪的模數(shù)，計算主軸的合理跨距；對靠近主軸的傳動軸進(jìn)行剛度校核，并驗算該軸上軸承的壽命。3、繪制下列圖紙：（1）主軸箱橫剖面圖 1 張（A1 或 A0） 。 （2）主軸零件工作圖（A2 或 A3） ，并附在設(shè)計計算說明書內(nèi)。4、編寫設(shè)計計算說明書（約 8000 字左右）：設(shè)計計算說明書書寫格式梗概摘要；目錄；課程設(shè)計的目的；課程設(shè)計題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求運動設(shè)計；動力計算；主要零部件的選擇；校核；結(jié)束語；參考資料等5、提交課程設(shè)計計算說明書及圖紙打印稿和電子稿，并準(zhǔn)備答辯。課程設(shè)計時間：2XXX 年 12 月 22 日至 2XXX 年 01 月 02 日答辯時間：2XXX 年 1 月 2 日主要參考文獻(xiàn)、資料： 【1】 、趙韓.《機械系統(tǒng)設(shè)計》.高等教育出版社；【2】 、周堃敏.《機械系統(tǒng)設(shè)計》.高等教育出版社【3】 、于惠力 主編 《機械設(shè)計》 科學(xué)出版社 第一版【4】 、戴 曙 主編 《金屬切削機床設(shè)計》 機械工業(yè)出版社【5】 、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 《機械原理》 高等教育出版社 第七版【7】 、于惠力 主編 《機械設(shè)計課程設(shè)計》 科學(xué)出版社 II摘 要本說明書著重研究機床主傳動系統(tǒng)的設(shè)計步驟和設(shè)計方法，根據(jù)已確定的運動參數(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)計效率。在機床主傳動系統(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)計方法是試算，湊算法，計算麻煩且不易找出合理的設(shè)計方案。本文通過對主傳動系統(tǒng)中三聯(lián)滑移齒輪傳動特點的分析與研究，繪制零件工作圖與主軸箱展開圖及剖視圖。關(guān)鍵詞 分級變速；傳動系統(tǒng)設(shè)計；傳動副；結(jié)構(gòu)網(wǎng)；結(jié)構(gòu)式；齒輪模數(shù)，傳動比III目 錄摘 要 ...............................................................................................................II第 1 章 緒論 ........................................................................................................11.1 課程設(shè)計的目的 .......................................................................................11.2 課程設(shè)計的內(nèi)容 ........................................................................................11.2.1 理論分析與設(shè)計計算 ........................................................................11.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計 ....................................................................................11.2.3 編制技術(shù)文件 .....................................................................................11.3 課程設(shè)計題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 ...........................................21.3.1 課程設(shè)計題目和主要技術(shù)參數(shù) ......................................................21.3.2 技術(shù)要求 .............................................................................................2第 2 章 運動設(shè)計 ................................................................................................32.1 運動參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定 .......................................................................32.1.1 轉(zhuǎn)速范圍 ............................................................................................32.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列 ............................................................................................32.1.3 確定結(jié)構(gòu)式 .........................................................................................32.1.4 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng) .........................................................................................32.1.5 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖 .................................................................42.2 確定各變速組此論傳動副齒數(shù) ...............................................................42.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 ...................................................................................5第 3 章 動力計算 ................................................................................................73.1 帶傳動設(shè)計 ...............................................................................................73.2 計算轉(zhuǎn)速的計算 .......................................................................................83.3 齒輪模數(shù)計算及驗算 ...............................................................................93.5 主軸合理跨距的計算 .............................................................................13第 4 章 主要零部件的選擇 ..............................................................................154.1 電動機的選擇 ..........................................................................................154.2 軸承的選擇 .........................................................................................154.3 變速操縱機構(gòu)的選擇 ..........................................................................15第 5 章 校核 ......................................................................................................165.1 軸的校核 .............................................................................................165.2 軸承壽命校核 .....................................................................................18第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明 ..................................................................................196.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 .................................................196.2 展開圖及其布置 .................................................................................19結(jié)論 ....................................................................................................................20參考文獻(xiàn) ............................................................................................................21IV致謝 ..........................................................221第 1 章 緒論1.1 課程設(shè)計的目的《機械系統(tǒng)設(shè)計》課程設(shè)計是在學(xué)完本課程后，進(jìn)行一次學(xué)習(xí)設(shè)計的綜合性練習(xí)。通過課程設(shè)計，使學(xué)生能夠運用所學(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，及生產(chǎn)實習(xí)等實踐技能，達(dá)到鞏固、加深和拓展所學(xué)知識的目的。通過課程設(shè)計，分析比較機械系統(tǒng)中的某些典型機構(gòu)，進(jìn)行選擇和改進(jìn)；結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計，進(jìn)行設(shè)計計算并編寫技術(shù)文件；完成系統(tǒng)主傳動設(shè)計，達(dá)到學(xué)習(xí)設(shè)計步驟和方法的目的。通過設(shè)計，掌握查閱相關(guān)工程設(shè)計手冊、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和資料的方法，達(dá)到積累設(shè)計知識和設(shè)計技巧，提高學(xué)生設(shè)計能力的目的。通過設(shè)計，使學(xué)生獲得機械系統(tǒng)基本設(shè)計技能的訓(xùn)練，提高分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進(jìn)行機械系統(tǒng)設(shè)計創(chuàng)造一定的條件。1.2 課程設(shè)計的內(nèi)容《機械系統(tǒng)設(shè)計》課程設(shè)計內(nèi)容由理論分析與設(shè)計計算、圖樣技術(shù)設(shè)計和技術(shù)文件編制三部分組成。1.2.1 理論分析與設(shè)計計算（1）機械系統(tǒng)的方案設(shè)計。設(shè)計方案的分析，最佳功能原理方案的確定。（2）根據(jù)總體設(shè)計參數(shù)，進(jìn)行傳動系統(tǒng)運動設(shè)計和計算。（3）根據(jù)設(shè)計方案和零部件選擇情況，進(jìn)行有關(guān)動力計算和校核。1.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計（1）選擇系統(tǒng)中的主要機件。（2）工程技術(shù)圖樣的設(shè)計與繪制。1.2.3 編制技術(shù)文件（1）對于課程設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行自我經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價。（2）編制設(shè)計計算說明書。21.3 課程設(shè)計題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求1.3.1 課程設(shè)計題目和主要技術(shù)參數(shù)題目 22：分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)參數(shù)：Nmin=71r/min；Nmax=710r/min ；Z=6 級；公比為 1.58；電動機功率 P=4kW；電機轉(zhuǎn)速 n=1440r/min1.3.2 技術(shù)要求（1）利用電動機完成換向和制動。（2）各滑移齒輪塊采用單獨操縱機構(gòu)。（3）進(jìn)給傳動系統(tǒng)采用單獨電動機驅(qū)動。3第 2 章 運動設(shè)計2.1 運動參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定2.1.1 轉(zhuǎn)速范圍Rn= = =10minaxN7102.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列轉(zhuǎn)速數(shù)列。查《機械系統(tǒng)設(shè)計》表 2-9 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，首先找到71r/min、然后每隔 7 個數(shù)取一個值（1.58=1.06 8） ， 得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為71r/min、112r/min、180r/min、280r/min、450r/min 、710r/min 共 6 級。2.1.3 確定結(jié)構(gòu)式對于 Z=6 可分解為：Z=2 3×31。2.1.4 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,選取傳動方案 Z=31×23,易知第二擴大組的變速范圍 r= (P3-1)?x=1.414=3.95〈8，滿足要求滿足要求，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)速圖和傳動系統(tǒng)圖（1）選擇電動機：采用 Y 系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機。（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)，畫主傳動系 統(tǒng)圖如圖 2-3：1-2 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 確定各變速組此論傳動副齒數(shù)(1)Sz 100-120,中型機床 Sz=70-100?(2)直齒圓柱齒輪 Zmin 18-20?5圖 2-3 主傳動系統(tǒng)圖（7）齒輪齒數(shù)的確定。據(jù)設(shè)計要求 Zmin≥18—20,由表 4.1，根據(jù)各變速組公比，可得各傳動比和齒輪齒數(shù)，各齒輪齒數(shù)如表 2-1。表 2-1 齒輪齒數(shù)基本組 第 1 擴大組傳動比 1:1 1:1.58 1:2.51 1.58:1 2.51:1代號 1Z'12Z'23Z'34Z'45Z'5齒數(shù) 17 43 30 30 23 37 54 34 25 632.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差實際傳動比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過±10( -1)％,即?〈10( -1)％n標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速實 際 轉(zhuǎn) 速 ?對 Nmax=710r/min，實際轉(zhuǎn)速6max103544726N????則有 726102.5%.8???因此滿足要求。同理，根據(jù)計算得出其他各組的數(shù)據(jù)如下表：因此滿足要求。各級轉(zhuǎn)速誤差表 2-2 轉(zhuǎn)速誤差分析表n 710 450 280 180 112 71n` 726 459.25 286.8 185.56 115.58 73.86誤差 2.25％ 2％ 2.4％ 3.0％ 3.2％ 4％所有計算結(jié)果都小于 5.8％，因此不需要修改齒數(shù)。7第 3 章 動力計算3.1 帶傳動設(shè)計 輸出功率 P=4kw,轉(zhuǎn)速 n=1440r/min1、確定計算功率:按最大的情況計算 P=4kw，K 為工作情況系數(shù)，查[1]表 3.5. 取K=1.1pd=kAP=1.1×4=4.4kw2、選擇 V 帶的型號:根據(jù) Pdn=1440r/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、確定帶輪直徑 d1,d2小帶輪直徑 d1=100mm驗算帶速 = d1n1/(60×1000)=π×100×1440/(60×1000)=7.54 m/sv?從動輪直徑 d2 取 d2=315mm35m0.??計算實際傳動比 i=d2/d1=3.154、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))?290 a0 830 取 ao=700mm[2]帶的計算基準(zhǔn)長度Ld0≈2a0+ (d1+d2)/2+(d2-d1)2/4a0?≈2×700+ (100+315)/2+(315-100)2/4×700=2085mm查[1]表 3.2 取 Ld0=2000mm[3]計算實際中心距a=a0+(Ld-Ld0)/2=700+(2000-2085)=615mm[4]確定中心距調(diào)整范圍amax=a+0.03Ld=615+0.03×2000=675mmamin=a-0.015Ld=615-0.015×2000=585mm5、驗算包角:1=1800-（d 2-d1）/a ×57.30=1800-(315-100)/3615×57.30=1600>1200 ?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=1.32kw查[1]表 37 得功率增量 P0=0.15kw:8查[1]表 38 得包角系數(shù) =0.95??查[1]表 3 得長度系數(shù) =1.031Z=P /｛（P +△P ）×K ×K ｝=4/(1.32+0.15) ×0.99×1.03=3.06C0L取 Z=33.2 計算轉(zhuǎn)速的計算1、主軸的計算轉(zhuǎn)速 由《機械系統(tǒng)設(shè)計》表3-2中的公式 = 112r/min ??71)13/6(58.?取計算轉(zhuǎn)速為112r/min2、傳動軸的計算轉(zhuǎn)速 I 軸：450r/minII 軸： 280r/minIII 軸：112r/min3、確定各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速。由機械設(shè)計知識可知，一對嚙合齒輪只需要校核危險的小齒輪，因此只需求出危險小齒輪的計算轉(zhuǎn)速，可求得其余兩對嚙合齒輪中危險齒輪的計算轉(zhuǎn)速，各計算轉(zhuǎn)速如表3-1表 3-1 各軸計算轉(zhuǎn)速4、確定齒輪副的計算轉(zhuǎn)速。表 3-2 齒輪副計算轉(zhuǎn)速序號 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6軸 號 Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸計算轉(zhuǎn)速 r/min 450 280 1129nj450 450 280 280 112 1123.3 齒輪模數(shù)計算及驗算1、計算各傳動軸的輸出功率 kwnprb 80.39.6.041 ?????額g 657832r ...5.主3、軸徑設(shè)計及鍵的選取軸一： ，取 帶入公式：kw80.31?p0.9?。【 】 ＝ 41[]jPdn???有， ,圓整取 選花鍵：2.dm2m6230軸二： ，取 帶入公式：k6513?p0.9?！?】 ＝ 41[]jPdn???有， ,圓整取 選花鍵：27.d38326軸三： ，取 帶入公式：kw60.3?p0.9?！?】 ＝ 41[]jdn???有， ,圓整取 選花鍵：4.7dm35m836407主軸：選擇主軸前端直徑 ，后端直徑190D21.50.8DD?:（ ）取 ，則平均直徑 。2D65?7.d 0.7(80+64/2)=50.4 取 d=45mm?支承形式選擇兩支撐,初取懸伸量 ,支撐跨距 。a?Lm選擇平鍵連接， 214,0bhlm?4、模數(shù)計算，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，按簡化的接觸疲勞強度公式進(jìn)行計算，即 mj=1633810可得各組的模數(shù)，如表 3-3 所示。321][)(jjmnuzP???45 號鋼整體淬火， []10jMP?按接觸疲勞計算齒輪模數(shù) m 軸由公式 mj=16338 可得 =2.6，取 m=3mm???321][)(jjnuz???jIII 軸由公式 mj=16338 可得 ，m=3mm321][)(jjmP2.35jm?III-主軸由公式 mj=16338 可得 ，m=3.0mm321jjnuz???.6j一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù)，所以根據(jù)情況都取一樣的模數(shù)。表 3-3 模數(shù)（2）基本組齒輪幾何尺寸見下表齒輪 Z1 Z1' Z2 Z2'齒數(shù) 17 43 30 30分度圓直徑51 129 90 108齒頂圓直徑57 135 66 120齒根圓直徑47.25 131.25 62.25 112.25齒寬 24 24 24 24按基本組最小齒輪計算。小齒輪用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB～286HB，平均取 260HB，大齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度組號 基本組 第一擴大組模數(shù) mm 3 311229HB～286HB，平均取 240HB。計算如下：① 齒面接觸疲勞強度計算：接觸應(yīng)力驗算公式為??jfsj MPauBnNKzm??????)()1(02832彎曲應(yīng)力驗算公式為：??wswaYnz)(109235式中 N----傳遞的額定功率（kW） ，這里取 N 為電動機功率，N=4kW;-----計算轉(zhuǎn)速（r/min）. ;jnmin50rj?m-----初算的齒輪模數(shù)（mm）, m=3（mm）;B----齒寬（mm）;B=24（mm）;z----小齒輪齒數(shù)；z=17;u----小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=2;-----壽命系數(shù)；sK=sTnNKq----工作期限系數(shù)；TmC016?T------齒輪工作期限，這里取 T=15000h.;-----齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）, =500（r/min）1n1n----基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取 = ，彎曲載荷取 =0 0C70C62?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)，查 【5】2 上，取 =0.60nKnK12----功率利用系數(shù)，查【5】2 上，取 =0.78NKNK-----材料強化系數(shù)，查【5】2 上， =0.60q q-----工作狀況系數(shù)，取3 1.3?-----動載荷系數(shù)，查【5】 ，取2 2K------齒向載荷分布系數(shù)，查 【5】 ， =1 1K1Y------齒形系數(shù)，查 【5-2】表，Y=0.386；----許用接觸應(yīng)力（MPa）,查【5】 ，表 4-7，取 =650 ??j? ??j?Mpa；---許用彎曲應(yīng)力（MPa） ，查【4】 ，表 4-7，取 =275 w wMpa；根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得： ???jjMpa??635ww78（3）擴大組齒輪計算。第一擴大組齒輪幾何尺寸見下表 齒輪 Z3 Z3' Z4 Z4'齒數(shù) 54 34 25 63分度圓直徑 162 102 75 189齒頂圓直徑 168 108 81 195齒根圓直徑 158.25 98.25 71.25 185.25齒寬 24 24 24 2413按擴大組最小齒輪計算。小齒輪用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB～286HB，平均取 260HB，大齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB～286HB，平均取 240HB。同理根據(jù)基本組的計算，查文獻(xiàn)【6】 ，可得 ， ， ， ，62.0?nK7.0?N60.qK1.3?， ，m=3.5 ， ；12?K35j可求得：????jjMpa??619ww353.5 主軸合理跨距的計算由于電動機功率 P=4KW，根據(jù) 【1】表 3.20，前軸徑應(yīng)為70~100mm。初步選取 d1=90mm。后軸徑的 d2=（ 0.7~0.9）d 1，取d2=70mm。根據(jù)設(shè)計方案，前軸承為 NN3016K 型，后軸承為圓錐滾子軸承。定懸伸量 a=120mm，主軸孔徑為 30mm。主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩 T=9550 mNnP?????3.890590假設(shè)該機床為車床的最大加工直徑為 300mm。床身上最常用的最大加工直徑，即經(jīng)濟(jì)加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的 50%，這里取 60%，即180mm，故半徑為 0.09m；切削力（沿 y 軸） FC471609.38?背向力（沿 x 軸） Fp=0.5 Fc=2358N總作用力 F= =5272.65N2p?此力作用于工件上，主軸端受力為 F=5272.65N。先假設(shè) l/a=2，l=3a=240mm。前后支承反力 RA 和 RB 分別為RA=F× =5272.65× =7908.97Nla2401RB=F× =5272.65× =2636.325N根據(jù) 文獻(xiàn)【1】式 3.7 得：Kr=3.39 得前支承1.0Fr8.La9.0)(iza.1cos14的剛度：K A= 1689.69 ；K B= 785.57 ；mN?mN?15.27.869BA?K主軸的當(dāng)量外徑 de=(80+60)/2=70mm，故慣性矩為=113.8×10-8m464)03.7.(?????1.01.98.26383 ????a??查【1】圖 3-38 得 ，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距20alml240.0??合理跨距為（0.75-1.5） ，取合理跨距 l=360mm。0l根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要，主軸的實際跨距大于合理跨距，因此需要采取措施增加主軸的剛度，增大軸徑：前軸徑 D=100mm，后軸徑 d=80mm。前軸承采用雙列圓柱滾子軸承，后支承采用背對背安裝的角接觸球軸承。15第 4 章 主要零部件的選擇4.1 電動機的選擇轉(zhuǎn)速n＝1440r/min，功率P＝4kW選用Y系列三相異步電動機 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。4.3 變速操縱機構(gòu)的選擇選用左右擺動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。16第 5 章 校核5.1 軸的校核（a） 主軸的前端部撓度 []0.250.1sy????（b） 主軸在前軸承處的傾角 []rad??容 許 值 軸 承（c） 在安裝齒輪處的傾角 .容 許 值 齒65170850236851095D1.07 879il mL??????? ??平 均 總44 40()(1)()6687dI m??????3 32951.9520.9512682zpF Nn????主 計件 （ ），0.47()yzFN.()xzF由于小齒輪的傳動力大，這里以小齒輪來進(jìn)行計算42951295103.785QPmzn?????主計主 主 （將其分解為垂直分力和水平分力由公式 ,tatanyQnQzyFF????可得 2105()647()zyN810352()3ZMl Nm???:件yyF件1713170265()2xxMFdNm???:件主軸載荷圖如圖 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計算（在垂直平面）, ,1()6QZFabclyEI???2()3ZFcylEI??3(23)6zMcylEI??120.17sz， ，()3ZIl?齒 1 ()6ZlcI?齒 ()ZlcI?齒 35.9?????齒 齒 1齒 2齒 3， ，()QZFablEI?軸 承 1 zFlEI軸 承 ZlI軸 承 35.10???軸 承 軸 承 1軸 承 2軸 承 3計算（在水平面）18, ,1()6QyFabclEI???2()3yFclEI??3()(23)6yxMclEI???120.17sy， ，()3QyIl?齒 1 ()6lcI?齒 2()(yxlcI?齒 35.86?????齒 y齒 1齒 齒 3， ，()FablEI?軸 承 1 yFlEI軸 承 2()yxMlEI軸 承 35.10???軸 承 y軸 承 1軸 承 軸 承合成： 20.8.sszy???5齒 齒 y齒 22.3.01???軸 承 軸 承 Z軸 承 Y5.2 軸承壽命校核由 П 軸最小軸徑可取軸承為 7008C 角接觸球軸承,ε=3；P=XF r+YFaX=1，Y=0。對Ⅱ軸受力分析如圖 5-2 所示。圖 5-2 Ⅱ軸受力分析圖得：前支承的徑向力 Fr=2642.32N。由軸承壽命的計算公式：預(yù)期的使用壽命 [L10h]=15000hL10h= × =n1670?)PC(× = h≥[L10h]=15000h180673)2.8(?3.10284.9524??19軸承壽命滿足要求。第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案設(shè)計主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動件（傳動軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動器等） 、主軸組件、操縱機構(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)計與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。課程設(shè)計由于時間的限制，一般只畫展開圖。主軸變速箱是機床的重要部件。設(shè)計時除考慮一般機械傳動的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個方面的問題。精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動效率要求，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)計時整個機床設(shè)計的重點，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計中不可避免要經(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 布置傳動件及選擇結(jié)構(gòu)方案。2 檢驗傳動設(shè)計的結(jié)果中有無干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時改正。3 確定傳動軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對位置，以確定各軸的受力點和受力方向，為軸和軸承的驗算提供必要的數(shù)據(jù)。6.2 展開圖及其布置展開圖就是按照傳動軸傳遞運動的先后順序，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，得到一級反向轉(zhuǎn)動，右邊接通得到三級反向轉(zhuǎn)動。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需要考慮制動器的位置。制動器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上。制動器不要放在轉(zhuǎn)速太低軸上，以免制動扭矩太大，是制20動尺寸增大。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。21結(jié)論分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計的結(jié)構(gòu)及部分計算，到這里基本結(jié)束了，由于筆者水平有限，加之時間倉促，僅對分級變速主傳動系統(tǒng)主要部分進(jìn)行設(shè)計和校核，有許多地方處理不夠妥當(dāng)，因為沒有接觸過生產(chǎn)實際，所以可能有的地方存在錯誤，希望老師多提寶貴意見。經(jīng)過這次課程設(shè)計，使我對機械系統(tǒng)設(shè)計這門課當(dāng)中許多原理公式有了進(jìn)一步的了解，對于機械類的書籍，軟件的使用能力得到了提升，并且對設(shè)計工作有了更深入的認(rèn)識，在同學(xué)們一起進(jìn)行設(shè)計任務(wù)的過程中，不僅增進(jìn)了友誼，而且對于課程設(shè)計的課題有了更深的理解。在設(shè)計過程中，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。22參考文獻(xiàn)【1】候珍秀.《機械系統(tǒng)設(shè)計》.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，修訂版；【2】于惠力 主編 《機械設(shè)計》 科學(xué)出版社 第一版【3】戴 曙 主編 《金屬切削機床設(shè)計》 機械工業(yè)出版社【4】戴 曙 主編 《金屬切削機床》 機械工業(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 《機械原理》 高等教育出版社 第七版【7】于惠力 主編 《機械設(shè)計課程設(shè)計》 科學(xué)出版社 23致謝在課程設(shè)計過程中，感謝很多同學(xué)的幫助和指點，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)計中所有幫助過我的人表示感謝。