8級(jí)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【N=35.5~800，Z=8，公比為1.41；P=3KW，電機(jī)轉(zhuǎn)速n=710~1420含3張CAD圖】

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第 1 頁 共 14 頁摘 要《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)內(nèi)容有理論分析與設(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、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)算與校核。2、圖樣技術(shù)設(shè)計(jì)：（1）選擇系統(tǒng)中的主要組件。（2）圖樣的設(shè)計(jì)與繪制。3、編制技術(shù)文件：（1）對(duì)于課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行自我技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。（2）編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。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，計(jì)算轉(zhuǎn)速第 2 頁 共 14 頁目錄一、課程設(shè)計(jì)目的.................................................................4二、課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 ..................4三、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)........................................................................41.確定極限轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速數(shù)列，結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式...............42.主傳動(dòng)轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖..................................... 43.確定變速組齒輪齒數(shù)，核算主軸轉(zhuǎn)速誤差...................6四、動(dòng)力計(jì)算 .................................... .........…………..…….71.傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速.......................................................72.傳動(dòng)軸和主軸的軸徑設(shè)計(jì)............................................73.計(jì)算齒輪模數(shù)..............................................................84.帶輪設(shè)計(jì).....................................................................9五、主要零部件選擇............................................................10六、校核..............................................................................10七、結(jié)束語 .........................................................................15八、參考文獻(xiàn).......................................................................15第 3 頁 共 14 頁一、課程設(shè)計(jì)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)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)中的某些典型結(jié)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)主轉(zhuǎn)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。二、課程設(shè)計(jì)題目，主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求分級(jí)、分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：技術(shù)參數(shù)：Nmin=35.5r/min，Nmax=800r/min,Z=8 級(jí)，公比為 1.41；電動(dòng)機(jī)功率 P=3KW，電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=710/1420r/min三、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)1.確定極限轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速數(shù)列，結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式（1）確定極限轉(zhuǎn)速,公比、變速級(jí)數(shù)Nmin=35.5r/min ,Nmax=800r/min; =1.41; z=8?(2) 轉(zhuǎn)速數(shù)列： 35.5r/min,50r/min,71r/min,100r/min,140r/min,200r/min,280r/min, 400r/min,560r/min,800r/min,共 10 級(jí)（3）確定極限轉(zhuǎn)速：Rn=Nmax/Nmin=800/35.5=22.54（4）確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式 （1）寫傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式：主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) Z=8. 結(jié)構(gòu)式 8=22×23×24（2）畫結(jié)構(gòu)網(wǎng)： 第 4 頁 共 14 頁2.主傳動(dòng)轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖選擇電動(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)繪制轉(zhuǎn)速圖。 第 5 頁 共 14 頁3.計(jì)算齒輪齒數(shù)(1)、齒數(shù)計(jì)算基本組：ib1=1/ 3=1/2.8,Sz=72,73,76,77,80,84,87,88……?ib2=1,Sz=72,76,78,80,82,84,86,88……取 Sz=80,小齒輪齒數(shù)分別為:21,24ib1 = Z1 / Z1’ =21/59, ib2 = Z2 / Z2’ =40/40,第二擴(kuò)大組：ic1=1/ 3=1/2.8,Sz=80,84,87,88,91,92……ic2= =1.41,Sz=82,84,87,89,92……?取 Sz=92,小齒輪齒數(shù) :38,24, ic1=Z3/Z3’=24/68,ic2=Z4/Z4’=38/54(2)校核各級(jí)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速誤差實(shí)際傳動(dòng)比所造成主軸轉(zhuǎn)速誤差 ，其中 為實(shí)際轉(zhuǎn)速，n 為標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速。'n=710r/min:n′=710×(40/40)×(54/38)×(280/710)=398.79 r/minδ=|(398.79-400)/400|=0.31 %170?（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查表得功率增量 P0=0.13kwA查表得包角系數(shù) K =0.99?查表得長(zhǎng)度系數(shù) Kl=0.81確定帶根數(shù)：Z Pd/(P0+ P0)K Kl=3.6/(1.07+0.15)x0.96x0.90=3.2 取 Z=3?五、主要零部件選擇1.軸承的選?。?）帶輪：選用深溝球軸承，型號(hào)：6007第 9 頁 共 14 頁（2）一軸：選用深溝球軸承，型號(hào)：6007（3）二軸：采用深溝球軸承，型號(hào)：6006（4）主軸：主軸是傳動(dòng)系統(tǒng)之中最為關(guān)鍵的部分，因此應(yīng)該合理的選擇軸承。從主軸末端到前端依次選擇軸承為角接觸軸承，型號(hào)：7012C;雙列圓柱滾子軸承，型號(hào)：NN3000K，深溝球軸承，型號(hào)：60042.鍵的選取（1）帶輪：選平鍵：10x8 （2）1 軸：選平鍵：12x8（3）2 軸：選平鍵：12x8,12x8（4）3 軸：選平鍵：12x8,25x14六、校核1 齒輪校核直角圓柱齒輪的應(yīng)力驗(yàn)算公式：軸序號(hào) I I II II II II III III齒輪齒數(shù) Z21 40 59 40 54 24 38 68模數(shù)M（mm）4 4 4 4 5 5 5 5分度圓d（mm）84 160 236 160 374 190 132 270齒根圓直徑df（mm）80 156 232 .156 369 185 127 265齒頂圓直徑da（mm）88 164 240 164 379 195 137 275第 10 頁 共 14 頁750214.1;3.;04. min/280;m9216310210(/ 20~5;60ZBm320;10][)(Y9][)()1m028qNT 67m1TS15W323??????????????PTKKrnBuZI KCCPhTnKKquNMpapaPnNKauBZS jmS SNSWj WjS jjSj ?????軸 小 齒 輪 的 強(qiáng) 度 校 核軸 －）（ － 材 料 強(qiáng) 化 系 數(shù)－ 功 率 利 用 系 數(shù) ；轉(zhuǎn) 速 彎 曲 系 數(shù) ； ；＝； 彎 曲 載 荷＝接 觸 載 荷 ；＝； 彎 曲 載 荷＝接 觸 載 荷 為 傳 動(dòng) 組 的 傳 動(dòng) 副 數(shù) ）作 時(shí) 間齒 輪 在 工 作 期 限 的 總 工＝－ 工 作 期 限 系 數(shù) ；＝－ 壽 命 系 數(shù) ； － 大 小 齒 輪 齒 數(shù) 之 比－ 小 齒 輪 齒 數(shù) ；－ 齒 寬 ； － 齒 輪 模 數(shù)－ 傳 動(dòng) 效 率 ；額 定 功 率 ；＝彎 曲 應(yīng) 力 驗(yàn) 算 （＝接 觸 應(yīng) 力 驗(yàn) 算第 11 頁 共 14 頁????????合 格＝ ＝；彎 曲 應(yīng) 力 校 核 ： 合 格接 觸 應(yīng) 力 校 核 ：軸 小 齒 輪 的 強(qiáng) 度 校 核軸 －）（ 合 格＝ ＝；彎 曲 應(yīng) 力 校 核 ： 合 格接 觸 應(yīng) 力 校 核 ：????? ???????????????????MPapBYnZmNKKCTnPauBNKZmKCTnPTKKrnBuZI MPapYnmNKKCTnPapuBNKZmKCTnjSsqNn mTjSj sqNnmTS jmjSsqNn mTjSj sqNnmT3205.1109 95.Y.;70;8.;5. 462 105.9)1(080;4.;5.;3. 6.3170251.;.;04. min/10;3682 279.18109 395.0Y;0;7.;83.4.62 10.2)1(08890;4.;5.;3. 6.3123W1320131235W13201?????2 、主軸彎曲剛度校核（1）主軸剛度符合要求的條件如下：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 齒第 12 頁 共 14 頁(2)計(jì)算如下： 45012前支撐為雙列圓柱滾子軸承，后支撐為角接觸軸承架立放圓柱滾子軸承跨距L=450mm.當(dāng)量外徑 de= =21D?m2851045?主軸剛度：因?yàn)?di/de=25/285=0.088<0.7,所以孔對(duì)剛度的影響可忽略；ks= =2kN/mm344424 10)5(1.02..3)(1034 ????????alAi剛度要求：主軸的剛度可根據(jù)機(jī)床的穩(wěn)定性和精度要求來評(píng)定3、軸承校核I 軸選用的是深溝球軸承軸承 6006 其基本額定負(fù)荷為 13.0KN第 13 頁 共 14 頁由于該軸的轉(zhuǎn)速是定值 n=100r/min,所以齒輪越小越靠近軸承，對(duì)軸承的要求越高。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，應(yīng)該對(duì)Ⅰ軸未端的軸承進(jìn)行校核。齒輪的直徑 d=84Ⅰ軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 nPT950?T=9550 =341Nm843齒輪受力 N1.62?dTF根據(jù)受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為321?lRrv因軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，又由于不受軸向力，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表得 pf為 1.0 到 1.2，取 ，則有：0.1?pfN 32.11??RXfPp軸承的壽命 因?yàn)?，所以按軸承 1 的受力大小計(jì)算：1P?380)26(0)(601 ????CnLh故該軸承能滿足要求。4 .潤(rùn)滑與密封主軸轉(zhuǎn)速高，必須保證充分潤(rùn)滑，一般常用單獨(dú)的油管將油引到軸承處。主軸是兩端外伸的軸，防止漏油更為重要而困難。防漏的措施有兩種：1）密封圈——加密封裝置防止油外流。 。2）疏導(dǎo)——在適當(dāng)?shù)牡胤阶龀龌赜吐?，使油能順利地流回到油箱。七、結(jié)束語第 14 頁 共 14 頁1、本次課程設(shè)計(jì)是針對(duì)《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》專業(yè)課程基礎(chǔ)知識(shí)的一次綜合性應(yīng)用設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程應(yīng)用了《機(jī)械制圖》 、 《機(jī)械原理》 、 《工程力學(xué)》等。2、本次課程設(shè)計(jì)充分應(yīng)用了以前所學(xué)習(xí)的知識(shí)，并應(yīng)用這些知識(shí)來分析和解決實(shí)際問題。3、本次課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步掌握了一般設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)切入點(diǎn)，同時(shí)對(duì)機(jī)械部件的傳動(dòng)設(shè)計(jì)和動(dòng)力計(jì)算也提高了應(yīng)用各種資料和實(shí)際動(dòng)手的能力。4、本次課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步規(guī)范了制圖要求，掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。5、本次課程設(shè)計(jì)由于學(xué)習(xí)知識(shí)面的狹窄和對(duì)一些概念的理解不夠深刻，以及缺乏實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，使得設(shè)計(jì)黨中出現(xiàn)了許多不妥和錯(cuò)誤之處，誠(chéng)請(qǐng)老師給予指正和教導(dǎo)。八、參考文獻(xiàn)【1】 、段鐵群 主編 《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 科學(xué)出版社 第一版【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