分级变速主传动系统的设计题目2（Z=9公比1.14）【通过答辩说明书+CAD图纸】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 宁 学  课程 设计 (论文 ) 分级变速主传动系统设计 （题目 2）  所在学院   专    业   班    级   姓    名   学    号   指导老师   年    月    日  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 摘   要  本说明书着重研究机床主传动系统的设计步骤和设计方法，根据已确定的运动参数以变速箱展开图的总中心距最小为目标，拟定变速系统的变速方案，以获得最优方案以及较高的设计效率。在机床主传动系统中，为减少齿轮数目，简化结构，缩短轴向尺寸，用齿轮齿数的设计方法是试算，凑算法，计算麻烦且不易找出合理的设计方 案。本文通过对主传动系统中三联滑移齿轮传动特点的分析与研究，绘制零件工作图与主轴箱展开图及剖视图。  关键词   分级变速；传动系统设计 ,传动副，结构网，结构式，齿轮模数，传动比  全套设计  加  401339828 买文档就送您 纸全套， Q 号交 流 401339828 或 11970985 4 目   录  摘   要  . 2 目   录  . 4 第 1 章  绪论  . 6 程设计的目的  . 6 程设计的内容  . 6 论分析与设计计算  . 6 样技术设计  . 6 制技术文件  . 6 程设计题目、主要技术参数和技术要求  . 7 程设计题目和主要技术参数  . 7 术要求  . 7 第 2 章  运动设计  . 8 动参数及转速图的确定  . 8 速范围  . 8 速数列  . 8 定结构式  . 8 定结构网  . 8 制转速图和传动系统图  . 9 定各变速组此论传动副齿数  . 9 算主轴转速误差  . 10 第 3 章  动力计算  . 12 传动设计  . 12 算转速的计算  . 17 轮模数计算及验算  . 18 轴合理跨距的计算  . 21 第 4 章  主要零部件的选择  . 23 动机的选择  . 23 买文档就送您 纸全套， Q 号交 流 401339828 或 11970985 5 承的选 择  . 23 速操纵机构的选择  . 23 第 5 章  校核  . 23 的校核  . 23 承寿命校核  . 26 第 6 章  结构设计及说明  . 27 构设计的内容、技术要求和方案  . 27 开图及其布置  . 27 结  论  . 28 参考文献  . 29 致   谢  . 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 1 章  绪论  程设计的目的  机械系统设计课程设计是在学完本课程后，进行一次学习设计的综合性练习。通过课程设计，使学生能够运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的有关理论知识，及生产实习等实践技能，达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。通过课程设计，分析比较机械系统中的某些典型机构，进行选择和改进；结合结构设计，进行设计计算并编写技术文件；完成系统主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计，掌握查阅相关工程设计手册、设计标准和资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高学生设计能力的目的。通过设计，使学生获得机械系统基本设计技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行机械系统设计创造一定的条件。  程设计的内容  机械系统设计课程设计内容由理论分析与设计计算、图样技术设计和技术文件编制三部分组成。  论分析与设计计算  （ 1）机械系统的方案设计。设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。  （ 2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。  （ 3）根据设计方案和零部件选择 情况，进行有关动力计算和校核。  样技术设计  （ 1）选择系统中的主要机件。  （ 2）工程技术图样的设计与绘制。  制技术文件  （ 1）对于课程设计内容进行自我经济技术评价。  （ 2）编制设计计算说明书。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 程设计题目、主要技术参数和技术要求  程设计题目和主要技术参数  题目 2：分级变速主传动系统设计  技术参数：  5r/10r/ Z=9 级；公比为 动机功率 P=4机转速 n=1440r/ 技术要求  （ 1）利 用电动机完成换向和制动。  （ 2）各滑移齿轮块采用单独操纵机构。  （ 3）进给传动系统采用单独电动机驱动。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 第 2 章  运动设计  动参数及转速图的确定  速范围  Rn=5710= 转速数列  转速数列。查机械系统设计表  2准数列表，首先找到 45r/后每隔 5个数取一个值 （ ，得出主轴的转速数列为 45r/63r/90r/125r/80r/250 r/355 r/500 r/710 r/ 9 级。  定结构式  对于 Z=9 可分解为： Z=31 33。  定结构网  根据“前多后少” ，“先降后升” ,前密后疏 ,结构紧凑的原 则 ,选取传动方案 Z=31 33,易知第二扩大组的变速范围 r= (x=8满足要求 ， 其结构网如图 2 图 2构网   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 制转速图和传动系统图  （ 1）选择电动机：采用  （ 2） 绘制转速图：  转速图  （ 3）画主传动系统图。根据系统转速图及已知的技术参数，画主传动系统图如图 2 1 (m+D) 轴最小齿数和 :+D/m) 定各变速组此论传动副齿数  (1)100型机床 02)直齿圆柱齿轮 18文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 图 2主传动系统图  （ 7） 齿轮齿数的确定。 据设计要求 18 20,由表 据各变速组公比，可得各传动比和齿轮齿数，各齿轮齿数如表 2 表 2 齿轮齿数  传动比  基本组  第一扩大组  1:41 1:2 1:： 1 1:： 4 代号  Z'1  Z'2  Z'3  齿数  30  42   24  48   19  53 66  33  41 58  20 79 算主轴转速误差  实际传动比所造成的主轴转速误差，一般不应超过 10(  ,即  n 10(   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 对 10r/际转速 4402809542303366= 则有  710 =  因此满足要求。  同理，根据计算得出其他各组的数据如下表：  因此满足要求。  各级转速误差  n   710 500 350 250 180 125 90 63 45 n 697. 507 差           所有计算结果都小于 因此不需要修改齿数。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 第 3 章  动力计算  传动设计  输出功率 P=4速 440r/00r/ 计算设计功率 Pd 表 4 工作情况系数原动机   类   类  一天工作时间 /h 10  1016 16  10  1016 16  载荷  平稳  液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机（ ）；离心式压缩机；轻型运输机  荷  变动小  带式运输机（运送砂石、谷物），通风机（ ）；发电机；旋转式水泵；金属切削机床；剪床；压力机；印刷机；振动筛  荷  变动较大  螺旋式运输机；斗式上料机；往复式水泵和压缩机；锻锤；磨粉机；锯木机和木工机械；纺织机械  荷  变动很大  破碎机（旋转式、颚式等）；球磨机；棒磨机；起重机；挖掘机；橡胶辊压机  据  平稳 ，两班工作制（ 16小时），查 机械设计 ，  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 取  1 . 1 4 4 . 4 k  e  P k W 择带型  普通 机械设计 3 11选取。  根据算出的 1440r/查图得： 0 100可知应选取 带。  定带轮的基准直径并验证带速  由 机械设计 3 7查得，小带轮基准直径为 80 100取 9575 295表 13 表 3 Y Z A B C D E 0 75 125 200 355 500 21211440 = 2 . 8 8 , = 9 5 2 . 8 8 = 2 7 3 . 5 m 所 以   由 机械设计 3得280文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14  误差验算传动比：21280= 3 . 0 0(1 ) 9 5 (1 2 % )d 误（ 为弹性滑动率）  误差113 . 0 0 2 . 8 81 0 0 % 1 0 0 % 4 . 4 % 5 %2 . 8 8 误   符合要求    带速  1 1 0 0 1 4 2 0v = 7 . 4 3 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 满足 5m/以宜选用  总之，小带轮选 带轮选择  带轮的材料：选用灰铸铁，  定带的张紧装置  选用结构简 单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。  算压轴力  由 机械设计  13 12 查得， A 型带的初拉力 面已得到1a=z=4，则 1a 1 5 8 . 6 72 s i n = 2 4 1 3 1 . 5 5 s i n N = 1 0 3 4 . 2 3 z F 对带轮的主要要求是质量小且分布均匀、工艺性好、与带接触的工作表面加工精度要高，以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和焊接带轮的内应力要小 , 带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘 ，轮缘是带轮的工作部分，用以安装传动带，制有梯形轮槽。由于普通 V 带两侧面间的夹角是 40，为了适应 V 带在带轮上弯曲买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 时截面变形而使楔角减小，故规定普通 V 带轮槽角  为 32、 34、 36、 38（按带的型号及带轮直径确定），轮槽尺寸见表 7在轴上的筒形部分称为轮毂，是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来联接轮缘与轮毂成一整体。  表  普通 V 带轮的轮槽尺寸（摘自   项目   符号   槽型   Y  Z  A  B  C  D  E  基准宽度   b p  基准线上槽深   h 基准线下槽深   h 槽间距   e  8 12 15 19  37  第一槽对称面至端面的距离   f 6  7  9  16  23  28  最小轮缘厚    5  6  10  12  15  带轮宽   B  B =( z e + 2 f   z 轮槽数   外径   d a   轮  槽  角  32  对应的基准直径  d d   60  -  -  -  -  -  -  34  -   80   118   190   315  -  -  36  60  -  -  -  -   475   600  38  -    80    118    190    315    475    600  极限偏差   1   V 带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为以下几种型式：   （ 1）  实心带轮：用于尺寸较小的带轮 (3)d 时 )，如图 7    （ 2）  腹板带轮：用于中小尺寸的带轮 ( 300 )，如图 7  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 （ 3）  孔板带轮：用 于尺寸较大的带轮 (d)  100  )，如图 7    （ 4）  椭圆轮辐带轮：用于尺寸大的带轮 ( 500 )，如图 7 （ a）               （ b）              （ c）                  （ d）  图 7轮 结构类型  根据设计结果，可以得出结论：小带轮选择实心带轮，如图 （ a） ,大带轮选择 腹板带轮 如图 （ b）  算转速的计算  （ 1） 主轴 的计算转速 公式 nj=3/( z 得，主轴的计算转速 0r/ （ 2）确定 各 传动轴的计算转速。轴共有 3 级转速： 160 r/224r/315 r/经传动副 Z'6传动主轴，则只有 315r/递全功率；若经传动副 Z'5传动主轴，全部传递全功率，其中 160r/ 故其计算转速 n j=160 r/  轴有 1 级转速，且都传递全功率，所以其计算转速 n j=450 r/计算转速入表。  各轴计算转速  （ 3）  确定齿轮副的计算转速。齿轮 Z'6装在 主轴上并具有 40、 56、 80r/ 3 级转速，其中只有 80r/递全功率，故 Z'6j=80 r/ 齿轮 轴 上，有 160r/ 4 级转速， 但经齿轮副 Z'6传动主轴，则只有 315r/ 递全功率，故 15r/依 次可以得出其余齿轮的计算转速，如表  轴  号    轴    轴    轴  计算转速  r/          450 160 80 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 齿轮副计算转速  序号  50 450 315 160 315 轮模数计算及验算  （ 1）模数计算。 一般同一变速组内的齿轮取同一模数 ， 选取负荷最重的小齿轮，按简化的接触疲劳强度公式进行计算，即 63383 221 )1( 可得各组的模数  式中    按接触疲劳强度计算的齿轮模数（    驱动电动机功率（    被计算齿轮的计算转速（ r/  u   大齿轮齿数与小齿轮齿数之比，外啮合取“ +”，内啮合取“ -”；  1z 小齿轮的齿数（齿）；  m   齿宽系数， Bm m （ B 为齿宽， m 为模数）， 4 10m ；  j 材料的许用接触应力（ 。  得：基本组的模数  第一扩大组的模数  2） 基本组齿轮计算 。  基本组齿轮几何尺寸见下表  齿轮  1   2 3 齿数  30 42 24 48 19 53 分度圆直径  105 147 84 168 顶圆直径  0 189 齿根圆直径   宽  文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 按 基本组 最小 齿轮计算 。 小齿轮用 40质处理，硬度 241256均取260齿轮用 45 钢，调质处理，硬度 229256均取 240算如下：    齿面接触疲劳强度计算：  接触应力验算公式为   P  n )()1(102088 3218弯曲应力验算公式为：   P   )(101 9 12 3215  式中    ，这里取 N=3r/. 50（ r/; , m=; ;B=; z=19; u= K   里取 T=15000h.; 1n r/, 1n =450（ r/ 0触载荷取0C= 710 ，弯曲载荷取0C= 6102  ，接触载荷取 m=3；弯曲载荷取 m=6; 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 取取 3K=K 取 2K =1 1K  1K =1       Y= j ,取 j =650   w  取 w =275  根据上述公式，可求得及查取值可求得：  j=635   jw=78 w（ 3） 扩大组齿轮计算 。  扩大组齿轮几何尺寸见下表   齿轮  4 5 6 齿数  66 33 41 58 20 79 分度圆直径  231 03 70 顶圆直径  19 147 50 齿根圆直径  宽  25 25 25 25 25 25 按 扩大 组 最小 齿轮计算 。 小齿轮用 40质处理，硬度 241256均取 260齿轮用 45 钢，调质处理，硬度 229256均取 240 同理根据基本组的计算，  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 可得      K= 2K =1， 1K =1， m=355；  可求得：  j=619   jw=135 w传动轴直径按扭转刚度用下式计算：  d=4 或            d=91 4   式中     N*    T=9550000；   长度的允许扭转角， = 01 。  各轴最小轴径如表  轴合理跨距的计算  由于电动机功率 P=4据【 1】表 轴径应为 6090步选取0轴径的   0据设计方案，前轴承为 轴承为圆锥滚子轴承 。定悬伸量 a=120轴孔径为 30 轴  号    轴    轴  最小轴径          35 40 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 轴承刚度，主轴最大输出转矩 T=95509550454= 设该 机床为车床 的最大加工直径为 300床身上最常用的最大加工直径，即经济加工直径约为最大回转直径的 50%，这里取 60%，即 180半径为  切削力（沿 y 轴）         4716N 背向力（沿 x 轴）         c=2358N 总作用力                 F= 22F =力作用于工件上，主轴端受力为 F= 先假设 l/a=2， l=3a=240后支承反力 B 分别为  40240120 =B=F40120=据  文献 【 1】式 得： iz 前 支承的刚度：   ； N/ m ；轴的当 量外径 80+60)/2=70惯性矩为  I=64 )4 =10 =38 9 = 【 1】图 3  原假设接近，所以最佳跨距0l=120 40理跨距为（ l，取合理跨距 l=360 根据结构的需要，主轴的实际跨距大于合理跨距，因此需要采取措施  增加主轴的刚度，增大轴径：前轴径 D=100轴径 d=80轴承  采用双列圆柱滚子轴承，后支承采用背对背安装的角接触球轴承。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 第 4 章  主要零部件的选择   动机的选择  转速 n 144r/率 P 4择 Y 系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。  由文献【 3】附录 2 得：电动机型号为 定功率 4 由附录 3 得：安装尺寸 A=1904565 承的选择  带轮靠近段安装双列角接触球轴承代号 7007C 另一安装 深沟 球轴承 6012 称布置 深沟 球轴承 6009 端安装双列角接触球轴承代号 7015C   另一安装端角接触球轴承代号 7010C 中间布置角接触球轴承代号 7012C 速操纵机构的选择  选用左右摆动的操纵杆使其通过杆的推力来控制  第 5 章  校核  的 校核  （ a）  主轴的前端部挠度 0 . 0 0 0 2 5 2 5 0 . 1 0 5 （ b）  主轴在前轴承 处的倾角 0 . 0 0 1 r a d容 许 值 轴 承 （ c）  在安装齿轮处的倾角 0 . 0 0 1 r a d容 许 值 齿  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 6 5 1 6 7 0 7 8 7 5 5 0 8 0 2 3 6 8 5 1 6 0 9 0 1 5 0D 1 . 0 7 8 7690D i l 平 均总2  0E M P a ， 44 40 8 7 4 5( 1 ) ( 1 ) 1 3 5 6 9 0 4 ( )6 4 6 4 8 7m   43 432 9 5 5 1 0 0 . 9 9 5 2 9 5 5 1 0 3 . 3 7 0 . 9 9 5 12684 0 0 1 2 5 主 计件 （ ）0 . 4 5 0 7 ( ) N， 0 . 2 5 2 1 7 ( ) N 由于小齿轮的传动力大，这里以小齿 轮来进行计算  4 42 9 5 5 1 0 2 9 5 5 1 0 3 . 3 7 8 5 8 2 )3 2 0 1 2 5z n 主计主 主 （将其分解为垂直分力和水平分力  由公式,t a n t a nQ y Q y n Q Q z Q y  F F F 可得 2 1 0 5 ( ) , 6 4 7 7 ( )Q z Q  F N22 1 2 6 8 1 6 0 1 3 5 2 5 3 ( )33 l N m m 件22 5 0 7 1 6 0 5 4 0 8 0 ( )33 l N m m 件11 3 1 7 1 3 0 2 0 6 0 5 ( )22 d N m m 件主轴载荷图如下所示：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 由上图可知如下数据： a=364mm,b=161mm,l=525mm,c=87算（在垂直平 面）  1()6a b c l  l , 22 ()3 l  l,3 ( 2 3 )6 l 1 2 3 0 . 0 0 1 7 3y y y ()3a b  l 齿 1 ， ( 2 3 )6 ZF 齿 2 ， ( 3 )3 ZM 齿 3  56 . 9 1 0 齿 Z 齿 1 齿 2 齿 3 ()6a b l  l轴 承 1，3 zF 轴 承 2，3 轴 承 352 . 9 1 0 轴 承 Z 轴 承 1 轴 承 2 轴 承 3 计算（在水平面）  1()6a b c l  l , 22 ()3 l  l,3() ( 2 3 )6 cy l 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 1 2 3 0 . 0 1 7y y y ()3a b  l 齿 1 ， ( 2 3 )6 yF 齿 2 ， ()( 3 )3齿 3  51 3 . 8 6 1 0 齿 y 齿 1 齿 2 齿 3 ()6a b l  l轴 承 1，3 yF 轴 承 2， ()3 轴 承 353 2 . 8 1 0 轴 承 y 轴 承 1 轴 承 2 轴 承 3 合成：  22 0 . 0 1 8 0 . 1 0 5s s z s yy y y 22 0 . 0 0 0 1 5 0 . 0 0 1 齿 齿 y 齿 y 22 0 . 0 0 0 3 3 0 . 0 0 1 轴 承 轴 承 Z 轴 承 Y 承寿命校核  由 轴 最小轴径可取轴承为 7008C 角接触 球轴承 ,=3； P=， Y=0。  对 轴受力分析  得：前支承的径向力  由轴承寿命的计算公式： 预期的使用寿命  15000h )18016670 3)= 31 6 6 7 0 3 6 . 3 1 0 0 0( ) 2 8 8 1 4 2 . 9 41 5 0 2 6 4 2 . 3 2h 15000h 轴承寿命满足要求。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 27 第 6 章  结构设计及说明  构设计的内容、技术要求和方案  设计主轴变速箱的结构包括传动件（传动轴、轴承、带轮、齿轮、离合器和制动器等）、主轴组件、操纵机构、润滑密封系统和箱体及其联结件的结构设计与布置，用一张展开图和若干张横截面图表示。课程设计由于时间的限制，一 0般只画展开图。  主轴变速箱是机床的重要部件。设计时除考虑一般机械传动的有关要求外，着重考虑以下几个方面的问题。  精度方面的要求，刚度和抗震性的要求，传动效率要求，主轴前轴承处温度和温升的控制，结构工艺性，操作方便、安全、可靠原则，遵循标准化和通用化的原则。  主轴变速箱结构设计时整个机床设计的重点，由于结构复杂，设计中不可避免要经过反复思考和多次修改。在正式画图前应该先画草图。目的是：  1 布置传动件及选择结构方案。  2 检验传动设计的结果中有无干涉、碰撞或其他不合理的情况，以便及时改正。  3 确定传动轴的支承跨距、齿轮在轴上的位置以及各轴的相对位置，以确  定各轴的受力点和受力方向，为轴和轴承的验算提供必要的数据。  开图及其布置  展开图就是按照传动轴传递运动的先后顺序，假想将各轴沿其轴线剖开并将这些