分级变速主传动系统的设计题目4（Z=8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 4）  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  . 8 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  . 13 轮模数计算及验算  . 14 动轴最小轴径的初定  . 错误 !未定义书签。  轴合理跨距的计算  . 18 第 4 章  主要零部件的选择  . 19 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 动机的选择  . 19 承的选择  . 20 的规格  . 错误 !未定义书签。  速操纵机构的选择  . 20 第 5 章  校核  . 20 度校核  . 20 承寿命校核  . 23 第 6 章  结构设计及说明  . 24 构设计的内容、技术要求和方案  . 24 开图及其布置  . 24 结  论  . 25 参考文献  . 26 致   谢  . 27 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 4：分级变速主传动系统设计  技术参数： 5r/00r/ Z=8 级；公比为 动机功率 P=3机转速 n=1430r/ 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=5500= 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/350 r/500 r/ 8 级。  定结构式  对于 Z=8 可分解为： Z=21 22 24。 。  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=21 22 24,易知第二扩大组的变速范围 r= (x=8， 满足要求满足要求，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 1扩大组  第 2扩大组  1:1 1:2 1:： 2 2： 1 1:2 代号  Z'1  Z'2  Z'3    齿数  27 27 18 36   25 35 20 40  79 39 39 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 00r/际转速 430400100272735253979=507r/ 则有  500500507 =  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   500 350 250 180 125 90 63 45 n 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=3速 430r/50r/ 1）确定计算功率 : 按最大的情况计算 P=3K 为工作情况系数，查 1表 取 K=1.0 pd= 2）选择 V 带的型号 : 根据 pd,430r/考 1图表 表 小带轮直径，查表选择 A 型 V 带  00 3）确定带轮直径 d1,带轮直径 00算带速 v= 60 60s 从动轮直径 d2=43050= 00 1表 算实际传动比 i=d2/00/100=4 （ 4）定中心矩 a 和基准带长 1初定中心距 .7(d1+ 2(d1+ 420 1000 取 002带的计算基准长度   (d1+2+(2 (100+400)/2+(4002399 1表  4003计算实际中心距  a2=700+(24004确定中心距调整范围  a+ 5）验算包角 : 1=1800-（ (180720>1200 （ 6）确定 V 带根数：  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 确定额定功率： 查表并用线性插值得  1表 37 得功率增量  1表 38 得包角系数 K = 1表 3 得长度系数 定带根数： Z=（  KK L  = Z=5 算转速的计算  （ 1）  由 机 械系统设计表 3 45 )13/8(   取计算转速为 90r/2). 传动轴的计算转速   在转速图上，轴 5r/到主轴转速为 90 r/个转速高于主轴计算转速，在恒功率区间内，因此轴 的最低转速为该轴的计算转速即 n j=180/理可求得 轴 的计算转速为 =350r/ 计算转速为=350 r/ 2）确定各传动轴的计算转速。  由机械设计知识可知，一对啮合齿轮只需要校核危险的小齿轮，因此只需求出危险小齿轮的计算转速。 可求得其余两对啮合齿轮中危险齿轮的计算转速即   2800r/600r/计算转速入表 3 表 3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 转速，其中只有 90r/递全功率，故 Z'6j=90 r/次可以得出其余齿轮的计算转速，如表 3 轴  号    轴    轴    轴    计算转速  r/          350 350 180 90 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 表 3齿轮副计算转速  序号  50 180 180 90 90 轮模数计算及验算  1、计算各传动轴的输出功率   rb   rg rg rg  3、轴径设计及键的选取  轴一： p ，取 。【 】 带入公式：  491有， ,圆整取 24d  选花键： 6 26 30 6  轴二： p ，取 。【 】 带入公式：  491有， ,圆整取 30d  选花键： 8 32 36 6 轴三： p，取 。【 】 带入公式：  491有， ,圆整取 35d  选花键： 8 36 40 7  主轴：选择主轴前端直径1 90D 后端直径210 . 7 5 0 . 8 5 ）取2D 65则平均直径 。  对于普通车床，主轴内孔直径 ( 0  0 ,故本例之中，主轴内孔直径取为45d  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 支承形式选择两支撑，初取悬伸量 90a ，支撑跨距 520L 。  选择平键连接， 2 2 1 4 , 1 0 0b h l m m 4、 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，如表 3 45号钢整体淬火， 1 1 0 0j 按接触疲劳计算齿轮模数 m  163383 221 )1( 可得 =取 m=363383 221 )1( 可得  ， m=363383 221 )1( 可得  ， m=般同一变速组内的齿轮取同一模数 ，所以根据情况都取一样的模数。  表 3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 齿数  27 27 18 36 分度圆直径  81 81 54 108 齿顶圆直径  87 87 60 114 组号  基本组  第一扩大组  第二扩大组  模数          3 3 3  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 齿根圆直径  宽  24 24 24 24 按基本组最小齿轮计算 。 小齿轮用 40质处理，硬度 241286均取260齿轮用 45 钢，调质处理，硬度 229286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=4r/. 00（ r/; , m=3（ ; ;B=24（ ; z=18; u=2;  K   里取 T=15000h.; 1n r/, 1n =500（ r/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 0触载荷取0C= 710 ，弯曲载荷取0C= 6102  触载荷取 m=3；弯曲载荷取 m=6;  【 5】 2 上，取 【 5】 2 上，取 【 5】 2 上，  3K=K  【 5】 2 上，取 2K =1 1K  【 5】 2 上， 1K =1       【 5】 2 上， Y= j ,查 【 4】，表 4 j =650   w 查 【 4】，表 4 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 。  第一 扩大组齿轮几何尺寸见下表   齿轮  3 4 齿数  25 35 20 40 分度圆直径  75 105 60 120 齿顶圆直径  81 111 66 126 齿根圆直径  宽  24 24 24 24 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 第二扩大组齿轮几何尺寸见下表   齿轮  5 6 齿数  79 39 39 79 分度圆直径  237 117 117 237 齿顶圆直径  243 123 123 243 齿根圆直径  宽  24 24 24 24 按扩大组最小齿轮计算 。 小齿轮用 40质处理，硬度 241286均取 260齿轮用 45 钢，调质处理，硬度 229286均取 240 同理根 据基本组的计算，  查文献 【 6】， 可得      K= 2K =1， 1K =1， m=355；  可求得：  j=619   jw=135 w轴合理跨距的计算  由于电动机功率 P=3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主轴孔径为 30 轴承刚度，主轴最大输出转矩 T=95509550903= 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 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 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。  第 4 章  主要零部件的选择   动机的选择  转速 n 1430r/率 P 3用   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 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  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   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 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 22 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 23 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 24 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剖切面平整展开在同一个平面上。  错误 !未找到引用源。 轴上装的摩擦离合器和变速齿轮。有两种布置方案，一是将两级变速齿轮和离合器做成一体。齿轮的直径受到离合器内径的约束，齿根圆的直径必须大于离合器的外径，负责齿轮无法加工。这样轴的间距加大。另一种布置方案是离合器的左右部分分别装在同轴线的轴上，左边部分接通，得到一级反向转动，右边接通得到三级反向转动。这种齿轮尺寸小但轴向尺寸大