8級分級變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【N=45~1000；Z=8級；公比為1.41；P=3.55kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=710~1420含2張CAD圖】

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I機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)小組 班級 專業(yè) 機(jī)姓名 學(xué)號 任務(wù)分工 姓名 學(xué)號 任務(wù)分工組長 繪圖小組成員計(jì)算整理主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)：Nmin=45r/min；Nmax=1000r/min ；Z=8 級； 公比為 1.41；電動(dòng)機(jī)功率 P=3.5/5kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=710/1420r/min指導(dǎo)教師 聯(lián)系方式設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)：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(dòng)系統(tǒng)圖，確定齒輪齒數(shù)，計(jì)算轉(zhuǎn)速誤差。2、動(dòng)力計(jì)算：根據(jù)給定的有關(guān)參數(shù)，確定各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速；確定各傳動(dòng)軸和主軸的軸徑，確定并驗(yàn)算各傳動(dòng)齒輪的模數(shù)，計(jì)算主軸的合理跨距；對靠近主軸的傳動(dòng)軸進(jìn)行剛度校核，并驗(yàn)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(jì)計(jì)算說明書內(nèi)。4、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（約 8000 字左右）：設(shè)計(jì)計(jì)算說明書書寫格式梗概摘要；目錄；課程設(shè)計(jì)的目的；課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)；動(dòng)力計(jì)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(jì)計(jì)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(jì)時(shí)間：2XXX 年 12 月 22 日至 2XXX 年 1 月 02 日答辯時(shí)間： 2XXX 年 1 月 02 日主要參考文獻(xiàn)、資料： 【1】 、趙韓.《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》.高等教育出版社；【2】 、周堃敏.《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》.高等教育出版社【3】 、于惠力 主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 科學(xué)出版社 第一版【4】 、戴 曙 主編 《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》 機(jī)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(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 II分級變速主傳動(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III目 錄機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 .....................................................................I分級變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................................................II摘 要 ..........................................................................................................II目 錄 ........................................................................................................III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 .....................................21.3.1 課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(shù)參數(shù) ...................................................21.3.2 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 .................................................................32.1.1 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(dòng)系統(tǒng)圖 ...........................................................42.2 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù) .........................................................42.3 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 .........................................................................93.5 主軸合理跨距的計(jì)算 .......................................................................13第 4章 主要零部件的選擇 ........................................................................154.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 ....................................................................................154.2 軸承的選擇 .......................................................................................154.3 變速 操縱機(jī)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(jì)及說明 ............................................................................19IV6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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 ..............................................................................................................21參考文獻(xiàn) ......................................................................................................22致謝 ..............................................................................................................231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，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、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。1.2.3編制技術(shù)文件（1）對于課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行自我經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價(jià)。（2）編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。21.3 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 4：分級變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)：Nmin=45r/min；Nmax=1000r/min ；Z=8 級；公比為 1.41；電動(dòng)機(jī)功率 P=3.5/5kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=710/1420r/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 max102.in45NR??2.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列查《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》表 2-5 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，首先找到 45r/min、然后每隔5 個(gè)數(shù)取一個(gè)值 ，得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為??61.40?45r/min、63r/min、90r/min、125r/min、180r/min、 250 r/min、350 r/min、 500 r/min、710r/min、1000r/min 共 10 級。當(dāng)電動(dòng)機(jī)的輸出為 1420r/min 時(shí)，最終輸出的變速數(shù)列為：1000r/min，710r/min，500r/min，355r/min，250r/min，180r/min ，125r/min， 90r/min；當(dāng)電動(dòng)機(jī)的輸出為 710r/min 時(shí)，最終輸出的變速數(shù)列為：500r/min，355r/min，250r/min，180r/min，125r/min，90r/min ，63r/min，45r/min。2.1.3確定結(jié)構(gòu)式對于 Z=8 來說，可能的分解方案有：Z=4×2 Z=2×4 Z=2×2×2 對于第一行的 Z=2×4 和 Z=4×2 的兩個(gè)方案是由 7 對傳動(dòng)副組成的兩個(gè)變速組串聯(lián)而成。這樣的方案可以省掉一根軸，缺點(diǎn)是有一個(gè)傳動(dòng)組內(nèi)有 4 個(gè)傳動(dòng)副.如果用一個(gè)四聯(lián)滑移齒輪，則會(huì)增加軸向尺寸；如果用兩個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪，則操縱機(jī)構(gòu)必須互鎖以防止兩個(gè)滑移齒輪同時(shí)嚙合。所以，這兩個(gè)方案不宜采用。故選 Z=2×2×2。 2.1.4確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)根據(jù) “先降后升”,“前密后疏”,結(jié)構(gòu)緊湊的原則,選取傳動(dòng)方案4，易知第二擴(kuò)大組的變速范圍 ，124Z?? ??314.3.958pxr?????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) 2.1.5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：（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 2-3：1-2 軸最小中心距： ??1_2minax2AZD??軸最小齒數(shù)和: iazSm定中間軸轉(zhuǎn)速:基本組： ， 01a??12i第一擴(kuò)大組： ， bi3b5第二擴(kuò)大組： ， 21ci??21ci圖 2-2 轉(zhuǎn)速圖2.2 確定各變速組此論傳動(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，m 4??齒輪齒數(shù)的確定據(jù)設(shè)計(jì)要求 Zmin≥18—20, 齒數(shù)和 由《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》102zS:表 5-2 各種常用傳動(dòng)比的適用齒數(shù)，根據(jù)各變速組公比，可得各傳動(dòng)比和齒輪齒數(shù)：基本組傳動(dòng)比分別為 1/1.41 1/1 =46、 48、58、60、68、70······zS取 =48，則各對齒輪副中的小齒輪齒數(shù)分別為：20、24/ =20/28， / =24/24 1Z' 2Z'第一擴(kuò)大組傳動(dòng)比分別為 1/1.41 1/2.82=72、 73、77、80、84、87······zS取 =72，則各對齒輪副中的小齒輪齒數(shù)分別為：19、306/ =19/53， / =30/424Z' 6Z'第二擴(kuò)大組傳動(dòng)比分別為 2/1 1/2=81、 84、86、87、89、92······zS取 =96，則各對齒輪副中的小齒輪齒數(shù)為：32/ =32/64， / =64/324Z' 6Z'圖 2-3 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖通過整理，則各齒輪齒數(shù)如表 2-1。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 1:1.41 1:1.41 1： 1.413 2：1 1:2代號 Z1 Z1 Z2 Z2 Z3 Z3 Z4 Z4 Z5 Z5 Z6 Z6齒數(shù) 24 24 20 28 30 42 19 53 64 32 32 6472.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差1、當(dāng)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速為 1420r/min 時(shí)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 4.1％,即n4.1%n??實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速對 Nmax=1000r/min，實(shí)際轉(zhuǎn)速 102356Nmax40r/min48????則有 1.%.0??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 2-2，表 2-2 轉(zhuǎn)速誤差分析表n 1000 710 500 355 250 180 125 90n` 1014 724 509 363 253 181 127 91誤差 1.4％ 2.0％ 1.8％ 2.3％ 1.2％ 0.6％ 1.6％ 1.1％所有計(jì)算結(jié)果都小于 4.1％，因此不需要修改齒數(shù)。2、當(dāng)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速為 710r/min 時(shí)，同上計(jì)算整理得表 2-3，表 2-3 轉(zhuǎn)速誤差分析表n 500 355 250 180 125 90 63 45n` 507 362 254.5 181.8 126.8 90.6 63.6 45.4誤差 1.4％ 2％ -2.3％ 1％ 1.4％ 0.7％ 9.5％ 0.9％所有計(jì)算結(jié)果都小于 4.1％，因此不需要修改齒數(shù)。8第 3章 動(dòng)力計(jì)算3.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 輸出功率 P=3.5/5kw,轉(zhuǎn)速 n1=710/1420r/min,n2=350/710r/min1、確定計(jì)算功率:按最大的情況計(jì)算 P=5kw，K 為工作情況系數(shù)，查[1]表 3.5. 取K=1.1kW.5.dAP???2、選擇 V 帶的型號:根據(jù) kW,n1=1420r/min 參考圖 10-12 普通 V 帶選型圖選擇 A5.dP?型 V 帶。3、確定帶輪直徑 d1,d2參考表 10-9 帶輪基準(zhǔn)直徑確定小帶輪直徑 d1=140mm mm????214201.0274.7di??????參考表 10-9 帶輪基準(zhǔn)直徑確定從動(dòng)輪直徑 d2=280mm4、驗(yàn)算帶速: ????16061.vn ms???因?yàn)?5m/s< <25m/s,故符合要求。5、定中心矩 a 和基準(zhǔn)帶長 Ld(1)初定中心距 a0 ????21012.7dad???984取 ao=500mm(2)帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度 ????2012102Ldadda?????23408450???=1669.5mm查表 10-2 普通 V 帶的基準(zhǔn)長度系列取 Ld=1800mm(3)計(jì)算實(shí)際中心距 ??00daL???5169.5?=562mm(4)確定中心距調(diào)整范圍9min0.15daL??6280?=535mmax.3d?=616mm6、驗(yàn)算包角: ??12180-57.a?????3804562?6.?因 ，故符合要求。120???7、確定 V 帶根數(shù)：(1)據(jù) d1 和 n1 查圖 10-11 得單根 V 帶傳遞的額定功率 kW02.3P?(2)根據(jù)帶型及 查表 10-5 得功率增量 P0=0.17kwi :(3)查表 10-6 得包角系數(shù) 0.97K??(4)查表 10-7 得長度系數(shù) Kl=1.01確定帶根數(shù)： ??0clZPK???????5.23.17.901??取 Z=33.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算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 1(8/31)3min45.7.9r/minzj????????????取計(jì)算轉(zhuǎn)速為90r/min2、傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 在轉(zhuǎn)速圖上，軸IV在最低轉(zhuǎn)速45r/min時(shí)經(jīng)過傳動(dòng)組傳動(dòng)副，在恒功率區(qū)間內(nèi)，因此軸Ⅳ的最低轉(zhuǎn)速為該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速即n j=90/min,同理可求得軸Ⅳ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為n j=180r/min、軸Ⅱ的計(jì)算轉(zhuǎn)速為n j=500r/min、軸Ⅰ計(jì)算轉(zhuǎn)速為n j=710 r/min。3、確定各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速由機(jī)械設(shè)計(jì)知識可知，一對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。可求得其余兩對嚙合齒輪中危險(xiǎn)齒輪的10計(jì)算轉(zhuǎn)速即：n jz18=500r/min，n jz50=180r/min。各計(jì)算轉(zhuǎn)速入表3-1。表 3-1 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速4、確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速齒輪 Z6 裝在主軸上轉(zhuǎn)速，其中只有 180r/min 傳遞全功率，故你n6=180 r/min。依次可以得出其余齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，如表 3-2。表 3-2 齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速序號 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6nj 710 710 500 500 180 1803.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算1、計(jì)算各傳動(dòng)軸的輸出功率 1n5.096.4.75kWbrp????額2476g3...38r3821g主2、軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取軸一： ，取 帶入公式：14.75kwp???0.9??:44759126.m.jpdn??取 ，選花鍵： mm；28dm632?軸二： ，取 帶入公式1.5kp???0.9?:44569128.7.jpdn???取 ，選花鍵： mm；30d832?軸三： ，取 帶入公式：.kwp???0.9?:4438916.92m1.jpdn???取 ，選花鍵： ；38dm8?軸 號 Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸 IV 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 710 500 180 9011軸四： ，取 帶入公式：34.21kwp???0.9??:442193.45m.jpdn??取 ，選花鍵： 。md658主軸：選擇主軸前端直徑 ，后端直徑 取1D=7m??21D=0.7.8:，則平均直徑 。2D=4對于普通車床，主軸內(nèi)孔直徑 d=(0.55-0.6)D,故本例之中，主軸內(nèi)孔直徑取為 mm，支承形式選擇兩支撐，初取懸伸量 ，支撐0?? a9?跨距 。選擇平鍵連接， b×h=22×14.l= 100mm，因?yàn)?ф=0.50-5L1.0 所以取值較大，計(jì)算的軸的直徑為最小直徑，也是危險(xiǎn)直徑，所以實(shí)際裝配時(shí)可選用軸徑更大的軸。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，按簡化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算，即 。321()68[]jmjuPzn????45 號鋼整體淬火， []10jMP?按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) m Ⅰ-Ⅱ軸由公式 可得 mj=2.11，取 m=3mm；321()68[]j juzn???Ⅱ-Ⅲ軸由公式 可得 mj=2.56，取 m=3mm；321jmj?Ⅲ-Ⅳ軸由公式 可得 mj=2.89，取 m=3mm。321()68[]j juPzn???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)。可得各組的模數(shù)，如表 3-3 所示。表 3-3 模數(shù)由上表 3-3 數(shù)據(jù)可計(jì)算得到齒輪組的基本參數(shù)如下表 3-4、3-5、3-6 。 組號 基本組 第一擴(kuò)大組 第二擴(kuò)大組模數(shù) mm 3 3 312表 3-4 基本組齒輪參數(shù)表齒輪 Z1 Z1` Z2 Z2`齒數(shù) 24 24 20 28分度圓直徑 72 72 60 84齒頂圓直徑 78 78 66 90齒根圓直徑 64.5 64.5 52.5 76.5齒寬 24 24 24 24表 3-5 第一擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸齒輪 Z3 Z3` Z4 Z4`齒數(shù) 30 42 19 53分度圓直徑 90 126 57 159齒頂圓直徑 96 132 63 165齒根圓直徑 82.5 118.5 49.5 151.5齒寬 24 24 24 24表 3-6 第二擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸齒輪 Z5 Z5` Z6 Z6`齒數(shù) 64 32 32 64分度圓直徑 192 96 96 192齒頂圓直徑 198 90 90 198齒根圓直徑 184.5 88.5 88.5 184.5齒寬 24 24 24 244、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：按基本組最小齒輪計(jì)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。計(jì)算如下：接觸應(yīng)力驗(yàn)算公式為13??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）. n j=500（r/min） ；jnm-----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=18；u----小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=3；-----壽命系數(shù)；sKsTnNqK?----工作期限系數(shù)；TmTC016T------齒輪工作期限，這里取 T=15000h.；-----齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）, n 1=500（r/min ） ；1n----基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取 ，彎曲載荷取0C70?；602??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 Kn=0.60； nK----功率利用系數(shù)，查 【5】2 上，取 KN=0.78；N-----材料強(qiáng)化系數(shù)，查 【5】2 上，取 Kq=0.60。q-----工作狀況系數(shù)，取 K3=1.1；3-----動(dòng)載荷系數(shù)，查【5】2 上，取 K2=1；K14------齒向載荷分布系數(shù)，查【5】2 上，K 1=1； 1KY------齒形系數(shù)，查 【5】2 上，Y=0.386；----許用接觸應(yīng)力（MPa）,查【4】 ，表 4-7，取j?????；650Mpaj?---許用彎曲應(yīng)力（ MPa） ，查【4】 ，表 4-7，取 。??w ??275Mpaw??根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得： 635Mpaj j??????????78ww按擴(kuò)大組最小齒輪計(jì)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(jì)算，查文獻(xiàn)可得Kn=0.62，K N=0.77，K q=0.60，K 3=1.1，K 2=1，K 2=1，m=3.5，n j =355；可求得： 619Mpaj j??????????35ww3.5 主軸合理跨距的計(jì)算由于電動(dòng)機(jī)功率 P=3.5/5KW，根據(jù)【1】表 3.20，前軸徑應(yīng)為60~90mm。初步選取 d1=80mm。后軸徑的 d2=（0.7~0.9）d 1，取d2=60mm。根據(jù)設(shè)計(jì)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。軸承剛度，主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩： 595026.3180PTNmn???:假設(shè)該機(jī)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） Fc=265.3/0.09=2948N15背向力（沿 x 軸） Fp=0.5 Fc=1474N總作用力 2396NpC??此力作用于工件上，主軸端受力為 F=3296N。先假設(shè) l/a=2，l=2a=240mm。前后支承反力 RA 和 RB 分別為A104RF3962la??B8l?根據(jù) 文獻(xiàn) 【1】式 3.7 得： 得前支承的剛??0.90.1.1.cosKrFLaiza度：K A= 1689.69 ；K B= 785.57 ；K A/KB =1689.69/785.57=2.15主軸的當(dāng)量外徑 de=(80+60)/2=70mm，故慣性矩為484(0.7.3)I1.0m6???????3362. .89.aE?查圖 3-38 得 l0/a=2.0，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距l(xiāng)0=120×2.0=240mm，合理跨距為（0.75-1.5）l 0，取合理跨距 l=360mm。根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要，主軸的實(shí)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。16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＝710/1420 r/min，功率P＝3.5/5 kW選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) 4.2 軸承的選擇I軸：與帶輪靠近段安裝雙列角接觸球軸承6007；另一端安裝深溝球軸承6012II軸：對稱布置深溝球軸承6009III軸：后端安裝雙列角接觸球軸承7015C；中間布置角接觸球軸承代號7012C；另一端安裝角接觸球軸承代號7010C。4.3鍵的規(guī)格Ⅰ軸安裝帶輪處選擇普通平鍵規(guī)格： BXL1056??II 軸選擇花鍵規(guī)格： NdD=8347III 軸選擇鍵規(guī)格： L190??4.4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Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸上的二聯(lián)滑移齒。17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??軸 承（c） 在安裝齒輪處的傾角 .齒6517085023685109D1.07 879il mL??????? ??平 均 總E 取為， ，52.paM44 40875(1)(1)360()66dI??????3439.92.795162zF Nn???? ?主 計(jì)件 0..8yzFN51x?由于小齒輪的傳動(dòng)力大，這里以小齒輪來進(jìn)行計(jì)算 442951293.710QPmzn????主主 主 計(jì)將其分解為垂直分力和水平分力由公式 ，,taynQFF??tanzQy???可得 ，2105QzN647y215607213()3ZMl Nm??:件 .845yy?件 43()2xxFd件由圖 5-1 主軸載荷圖可知如下數(shù)據(jù)：a=364mm,b=161mm,l=525mm,c=87mm計(jì)算（在垂直平面）18, ,??16QZFabclyEI?????223ZFcylaEI?????3236ZMcylEI???10.17sz， ，??=3ZIl齒 1=6ZlcI齒 2=ZQlcI齒 353.9z ?????齒 齒 1齒 齒， ，QZFablEI?軸 承 1 ZFlEI軸 承 2ZlI軸 承 351.10z???軸 承 軸 承 軸 承 軸 承 3圖 5-1 主軸載荷圖計(jì)算（在水平面）, ,??16QyFabclEI?????23yFclEI????3236yxMclEI???120.17sy， ，??=3QybaIl齒 1=6lcI齒 ?=yxQlcI齒 3523.86y ?????齒 齒 1齒 齒19， ，??=6QyFablEI??軸 承 1=3yFclEI軸 承 2??=3yxMlQEI?軸 承 51.810y?????軸 承 軸 承 軸 承 軸 承 3合成： 20..sszy??5齒 齒 y齒22.30.1????軸 承 軸 承 Z軸 承 Y5.2 軸承壽命校核由Ⅱ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(jì)算公式：預(yù)期的使用壽命 [L10h]=15000h3 3106716702.810978.4hCL hnP????????????????h≥[L10h]=15000h，所以軸承壽命滿足要求。20第 6章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明6.1 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。Ⅰ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(dòng)，右邊接通得到三級反向轉(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。21結(jié)論分級變速主傳動(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，由于筆者水平有限，加之時(shí)間倉促，僅對分級變速主傳動(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，對于機(jī)械類的書籍，軟件的使用能力得到了提升，并且對設(shè)計(jì)工作有了更深入的認(rèn)識，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。22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。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。