買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 寧哈爾濱理工 大 學  課程 設計 (論文 ) 分級變速主傳動系統(tǒng)設計 (題目 16) 所在學院  機械學院  專    業(yè)  機械設計制造及其自動化  班    級   姓    名   學    號   指導老師   2013 年  08 月  30 日  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 目錄  摘要 1 第 1章    緒論 第 2章   運動設計 4  第 3章   動力計算 9 第 4章  主要零部件的選擇 18 第 5 章  校核 . 19 結(jié)束語 考文獻   21. 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 摘   要   設計機床得主傳動變速系統(tǒng)時首先利用傳動系統(tǒng)設計方法求出理想解和多個合理解。根據(jù)數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)及主軸功率與轉(zhuǎn)矩特性要求，分析了機電關(guān)聯(lián)分級調(diào)速主傳動系統(tǒng)的設計原理和方法。從主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)入手，確定最佳機床主軸功率與轉(zhuǎn)矩特性匹配方案，計算和校核相關(guān)運動參數(shù)和動力參數(shù)。本說明書著重研究 機床主傳動系統(tǒng)的設計步驟和設計方法，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，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)的設計方法是試算，湊算法，計算麻煩且不易找出合理的設計方案。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。  全套設計  加  401339828 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 第一章   緒論  （一）  課程設計的目的  機械系統(tǒng)課程設計課 程設計是在學完本課程后，進行一次學習設計的綜合性練習。通過課程設計，使學生能夠運用所學過的基礎(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)實習等實踐技能，達到鞏固、加深和拓展所學知識的目的。通過課程設計，分析比較機械系統(tǒng)中的某些典型機構(gòu)，進行選擇和改進；結(jié)合結(jié)構(gòu)設計，進行設計計算并編寫技術(shù)文件；完成系統(tǒng)主傳動設計，達到學習設計步驟和方法的目的。通過設計，掌握查閱相關(guān)工程設計手冊、設計標準和資料的方法，達到積累設計知識和設計技巧，提高學生設計能力的目的。通過設計，使學生獲得機械系統(tǒng)基本設計技能的訓練，提高分析 和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進行機械系統(tǒng)設計創(chuàng)造一定的條件。  （二）  課程設計題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求  1 課程設計題目和主要技術(shù)參數(shù)  題目 16：分級變速主傳動系統(tǒng)設計  技術(shù)參數(shù)：  5r/50r/ Z=6 級；公比為 動機功率 P=3機轉(zhuǎn)速 n=1430r/ 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.  進給傳動系統(tǒng)采用單獨電動機驅(qū)動。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 第二章   運動設計  1 運動參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定  （ 1）  轉(zhuǎn)速范圍。 Rn=450/45=10 （ 2）  轉(zhuǎn)速數(shù)列。查機械系統(tǒng)設計表  2準數(shù)列表， 然后每隔 7 個數(shù)取一個值 （ 首先找到 40r/出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為 45 r/71 r/112r/180 r/280 r/450 r/ 6 級。  （ 3）  定傳動組數(shù)，選出結(jié)構(gòu)式。對于 Z=6 可按 z=6 寫出結(jié)構(gòu)式，并且有一級速度重復。即： Z=6=31 23。  （ 4）根據(jù)傳動結(jié)構(gòu)式 ,畫結(jié)構(gòu)圖。  根據(jù)“前多后 少” ,“  前密后疏”，“升 2降 4” ,“前滿后快”的原 則 ,選取傳動方案  Z=31 23,可知第二擴大組的變速范圍  28         滿足 “升 2降 4” 要求，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖 。  圖 2構(gòu)網(wǎng)  Z=6=31 23 （ 5）  畫轉(zhuǎn)速圖。轉(zhuǎn)速圖如下圖 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 圖 2統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖    （ 6）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 圖 2主傳動系統(tǒng)圖  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 （ 7） 齒輪齒數(shù)的確定。根據(jù)齒數(shù)和不宜過大原則一般推薦齒數(shù)和在 100 120之間，和 據(jù)設計要求 17,原則。并且 變速組內(nèi)取模數(shù)相等 ， 變速組內(nèi) 由機械系統(tǒng)設計表 3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 表 2 齒輪齒數(shù)  傳動比  基本組  第一擴大組  1:4 1： 1 1:4 代號  Z'1  Z'2  Z'3  齒數(shù)  33 52  24  61   17 68 45  45 18 72 2 主軸  算轉(zhuǎn)速   （ 1）  由 機械系統(tǒng)設計表 3 45   71 r/2). 傳動軸的計算轉(zhuǎn)速   軸 2=280 r/ 3=710 r/ （ 3）確定各齒輪計算轉(zhuǎn)速   由機械設計知識可知，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。在傳動組 45在軸 上具有的轉(zhuǎn)速分別為  180r/80r/50r/都要求傳遞最大功率所以齒輪 80r/理可求得其余兩對嚙合齒輪中危險齒輪的計算轉(zhuǎn)速即   , 10r/   80r/ 驗算主軸轉(zhuǎn)速誤差  實際傳動比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，一般不應超過 10(  ,即  |實際轉(zhuǎn)速 nn|      10(   標準轉(zhuǎn)速 n    對于標準轉(zhuǎn)速 n=45r/，其實際轉(zhuǎn)速 n=710 17/68 18/72=                (45= 10( =因此滿足要求。  同理可得各級轉(zhuǎn)速誤差如表  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 各級轉(zhuǎn)速誤差  n   45        71 112 180 280 450 n 差        各級轉(zhuǎn)速都滿足要求 ，因此不需要修改齒數(shù)。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 第三章  動力計算  傳動設計  輸出功率 P=3速 430r/10r/ 計算設計功率 Pd 表 4 工作情況系數(shù)原動機   類   類  一天工作時間 /h 10  1016 16  10  1016 16  載荷  平穩(wěn)  液體攪拌機；離心式水泵；通風機和鼓風機（ ）；離心式壓縮機；輕型運輸機  荷  變動小  帶式運輸機（運送砂石、谷物），通風機（ ）；發(fā)電機；旋轉(zhuǎn)式水泵；金屬切削機床；剪床；壓力機；印刷機；振動篩  荷  變動較大  螺旋式運輸機；斗式上料機；往復式水泵和壓縮機；鍛錘；磨粉機；鋸木機和木工機械；紡織機械   荷  變動很大  破碎機（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）；球磨機；棒磨機；起重機；挖掘機；橡膠輥壓機  據(jù) 穩(wěn) ，兩班工作制（ 16小時），查 機械設計 ，  取  1 . 1 3 3 . 3 k  e  P k W 擇帶型  普通 機械設計 3 11選取。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 根據(jù)算出的 1430r/查圖得： d d=80 100可知應選取 帶。  定帶輪的基準直徑并驗證帶速  由 機械設計 3 7查得，小帶輪基準直徑為 80 100取 10075 295表 13 表 3. Y Z A B C D E 0 75 125 200 355 500 21211430 = 2 . 0 1 4 , = 1 0 0 2 . 0 1 4 = 2 0 1 m 所 以   由 機械設計 3得200  誤差驗算傳動比：21200= 2 . 0 4 1(1 ) 1 0 0 (1 2 % )d 誤（ 為彈性滑動率）  誤差112 . 0 4 1 21 0 0 % 1 0 0 % 2 . 0 2 % 5 %2 誤   符合要求    帶速  1 1 0 0 1 4 3 0v = 7 . 4 3 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 滿足 5m/以宜選用  總之，小帶輪選 帶輪選擇  帶輪的材料：選用灰鑄鐵，  定帶的張緊裝置  選用結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。  算壓軸力  由 機械設計 3 12查得， 0 面已得到1a=z=3，則 1a 1 6 5 . 1 72 s i n = 2 3 1 2 3 . 3 1 s i n N = 7 3 3 . 6 7 z F 對帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻 、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高，以減少帶的磨損。轉(zhuǎn)速高時要進行動平衡，對于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應力要小 , 帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱為輪緣，輪緣是帶輪的工作部分，用以安裝傳動帶，制有梯形輪槽。由于普通 V 帶兩側(cè)面間的夾角是 40 ，為了適應 V 帶在帶輪上彎曲時截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通 為 32 、 34 、 36 、 38 （按帶的型號及帶輪直徑確定），輪槽尺寸見表 7在軸上的筒形部分稱為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱為輪幅（腹板），用來聯(lián)接輪 緣與輪轂成一整體。  表  普通 V 帶輪的輪槽尺寸（摘自   買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 項目   符號   槽型   Y  Z  A  B  C  D  E  基準寬度   b p  基準線上槽深   h 基準線下槽深   h 槽間距   e  8 12 15 19  37  第一槽對稱面至端面的距離   f 6  7  9  16  23  28  最小輪緣厚    5  6  10  12  15  帶輪寬   B  B =( z e + 2 f   z 輪槽數(shù)   外徑   d a   輪  槽  角  32  對應的基準直徑  d d   60  -  -  -  -  -  -  34  -   80   118   190   315  -  -  36  60  -  -  -  -   475   600  38  -    80    118    190    315    475    600  極限偏差   1   V 帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式：   （ 1）  實心帶輪：用于尺寸較小的帶輪 (3)d 時 )，如圖 7    （ 2）  腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪 ( 300 )，如圖 7  （ 3）  孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪 (d)  100  )，如圖 7    （ 4）  橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪 ( 500 )，如圖 7 （ a）               （ b）              （ c）                  （ d）  圖 7輪結(jié)構(gòu)類型  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 根據(jù)設計結(jié)果，可以得出結(jié)論：小帶輪選擇實心帶輪，如圖 （ a） ,大帶輪選擇 腹板帶輪如圖 （ b）  1 主軸 （ 1）主軸軸徑的確定   在設計初期，由于主軸的結(jié)構(gòu)尚未確定，所以只能根據(jù)現(xiàn)有的資料初步確定主軸直徑。由 >表 42d 后軸頸的軸徑為前軸徑，所以21( 0 . 7 0 . 8 5 ) 5 5d d m m。   （ 2）傳動軸直徑初定   傳動軸直徑按文獻 5公式（ 6）進行概算   式中     N*    T=9550000；   = 01 。  取 = 003 1=2=1 3=2                 軸 ：  =955 104 (30)=43657(d=4 3657  = 取 29 ：   955 104 (50) 106196（  =4 06196  =    取 36 ：   955 104 (3) 415349（  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 =4 15349  =  取 502  齒輪參數(shù)確定 、齒輪應力計算   （ 1）   齒輪模數(shù)的初步計算   一般同一組變速組中的齒輪取同一模數(shù)，選擇負荷最小的齒輪，按簡化的接觸疲勞強度由文獻 5公式（ 8）進行計算：   式中：    為了不產(chǎn)生根切現(xiàn)象，并且考慮到軸的直徑，防止在裝配時干涉，對齒輪的模數(shù)作如下計算和選擇：   軸 以最小齒輪齒數(shù) 17為準   m=16338 36306006001768171783)11768(  =取 m= 以最小齒輪齒數(shù) 18為準   m=16338 325 060 060 01872181883)11872( =取 m=5   （ 2）  齒輪參數(shù)的確定   計算公式如下：   分度圓直徑    買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 齒頂圓直徑   齒根圓直徑   齒寬   =6           由已選定的齒數(shù)和計算確定的模數(shù)，將各個齒輪的參數(shù)計算如下表  （ 2） 基本組齒輪計算 。  基本組齒輪幾何尺寸見下表  齒輪  1   2 3 齒數(shù)  33 52 24 61 17 68 分度圓直徑  82 84 38 齒頂圓直徑  89 91 45 齒根圓直徑  寬  30 30 30 30 30 30 按 基本組最小齒輪計算 。 小齒輪用 40質(zhì)處理，硬度 241286均 取 260齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 229286均取 240算如下：    齒面接觸疲勞強度計算：  接觸應力驗算公式為   P  n )()1(102088 3218彎曲應力驗算公式為：   P   )(101 9 12 3215  式中   這里取 N 為電動機功率， N=3r/. 3（ r/; , m=5（ ; ;B=30（ ; z=17; u=4;  K 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17   里取 T=15000h.; 1n r/, 1n =160（ r/ 0觸載荷取0C= 710 ，彎曲載荷取0C= 6102  觸載荷取 m=3；彎曲載荷取 m=6; 取取 3K=K 取 2K =1 1K  1K =1       Y= j ,查 表，取 j =650   w 查 表 4 w =275  根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得：  j= jw= w（ 3） 擴大組齒輪計算 。  擴大組齒輪幾何尺寸見下表   齒輪  4 5 齒數(shù)  45 45 18 72 分度圓直徑  225 225 90 360 齒頂圓直徑  235 235 100 370 齒根圓直徑  文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 18 齒寬  30 30 30 30 按 擴大組最小齒輪計算 。 小齒輪用 40質(zhì)處理，硬度 241286均取 260齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 229286均取 240 同理根據(jù)基本組的計算，  查文獻 ， 可得      K= 2K =1， 1K =1， m=5， 63；  可求得：  j= jw= w4 主軸合理跨距的計算  設機床最大加工回轉(zhuǎn)直徑為 400動機功率 P=3 ,主軸計算轉(zhuǎn)速為 71r/ 已 選 定 的 前 后 軸 徑 為  ：1 62d 21( 0 . 7 0 . 8 5 ) 5 5d d m m，    定懸伸量 a=120軸孔徑為 30 軸承剛度， 主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩   955 104 (3) 415349（ 設該車床的最大加工直徑為 300床身上最常用的最大加工直徑，即經(jīng)濟加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的 50%，這里取 60%，即 180半徑為  切削力（沿 y 軸）         615N 背向力（沿 x 軸）         c=2307N 總作用力                 F= 22F =力作用于工件上，主軸端受力為 F= 先假設 l/a=2， l=3a=240后支承反力 B 分別為  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 40240120 =B=F40120=據(jù) 機械系統(tǒng)設計 得： iz 前 支承的剛度：   ； ；軸的當量外徑 80+60)/2=70慣性矩為  I=64 )4 =10 =3 機械系統(tǒng)設計 圖  得  原假設接近，所以最佳跨距0l=120 40理跨距為（ l，取合理跨距 l=360 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=62 軸徑 d=55后支承采用背對背安裝的角接觸球軸承。  第 四 章   主要零部件的選擇   擇電動機 ,軸承，鍵和操縱機構(gòu)   轉(zhuǎn)速 n 1430r/率 P 3用  承的選擇：（軸承代號均采用新軸承代號）  帶輪靠近段安裝雙列角接觸球軸承代號 7007C 另一安裝端角接觸球軸承代號 7008C 稱布置角接觸球軸承代號 7008C 中間布置角接觸球軸承代號 7010C 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 20 端安裝雙列角接觸球軸承代號 7015C   另一安裝端角接觸球軸承代號 7010C 中間布置角接觸球軸承代號 7012C 位（   =8 7 40    安裝齒輪處選擇花鍵規(guī)格：  N  d  8 3 6 4 2 7   N  d 8 4 2 4 8 8               N  d  8 6 2 7 2 1 2              擇：選用左右擺動的操縱桿使其通過桿的推力來控制  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 21 第五章  校核  一     軸剛度校核  （ 1） 軸撓度校核  單一載荷下，軸中心處的撓度采用文獻 【 5】中的公式計算： : nD 433  1    X=；  校核合 成撓度   c o  )(2  ；     =144