分级变速主传动系统的设计题目27（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 27）  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  设计机床得主传动变速系统时首先利用传动系统设计方法求出理想解和多个合理解。根据数控机床主传动系统及主轴功率与转矩特性要求，分析了机电关联分级调速主传动系统的设计原理和方法。从主传动系统结构网入手，确定最佳机床主轴功率与转矩特性匹配方案，计算和校核相关运动参数和动力参数。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  . 13 轮模数计算及验算  . 14 动轴最小轴径的初定  . 17 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  . 19 的规格  . 20 速操纵机构的选择  . 20 第 5 章  校核  . 20 度校核  . 20 承寿命校核  . 21 第 6 章  结构设计及说明  . 22 构设计的内容、技术要求和方案  . 22 开图及其布置  . 22 结  论  . 24 参考文献  . 25 致   谢  . 26 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 27：分级变速主传动系统设计  技术参数： 0r/00r/ Z=8 级；公比为 动机功率 P=机转速 n=710/1420r/ 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=0900= 转速数列  查 1表 先找到 40r/然后每隔 5 个数取一个值（ ，得出主轴的转速数列 为 40 r/56 r/80 r/112/160 r/224 r/315 r/50r/630r/900 r/ 10 级。 由于题目给定的设计 Z=8 级变速传动，故在这里进行剔除 2 个级别的传动，具体剔除依据具体情况。  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，其结构网如图 2已知该题设选用电机为二级调速电机，其分摊了 0个级别的变速。  图 2 构网   Z=21 22 24 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  图 2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 1820,齿数和 100 120，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  1:2 2： 1 1： 号  Z'1  Z'2  Z'3  齿数  30  42   24  48   66  33  26 73 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(   选一种情况计算  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 对 00r/实际转速 430400100272735253979= 则有  500 =  因此满足要求。  同理， 根据计算得出其他各组的数据如下表：  各级转速误差  n   500 350 250 180 125 90 63 45 n 差          转速误差 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=速 10/1420r/15/630r/ 1）确定计算功率 : 按 最大的数据 计算 P=3K 为工作情况系数，查 1表 取 K=1.1 pd= 2）选择 V 带的型号 : 根据 pd,420r/考 1图表 表 小带轮直径，查表选择 A 型 V 带  0 3）确定带轮直径 d1,带轮直径 0算带速 v= 60 60s 从动轮直径 d2=42030= 00 1表 算实际传动比 i=d2/00/90= 4）定中心矩 a 和基准带长 1初定中心距 .7(d1+ 2(d1+ 203 580 取 002带的计算基准长度   /2(d1+(2 /2(90+200)+(200650 1表  303计算实际中心距  a2=300+(6302904确定中心距调整范围  a+90+ 5）验算包角 : 1=1800-（ (180720>1200 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 （ 6）确定 V 带根数：  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）主轴的计算转速 公式 nj=3/( z 得，主轴的计算转速  取 80 r/ (2). 传动轴的计算转速   轴 2=224 r/ 1=315r/ （ 2）确定各传动轴的计算转速。轴共有 4 级转速： 160r/224 r/315 r/50 r/。若经传动副  Z'3 传动主轴，则只有 450r/经传动副传动主轴，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=630 r/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'4 装在主轴上 共 4 级转速，其中只有 80r/ Z'4 j=80 r/ 齿轮 在轴 上，共 4 级转速，但经齿轮副 Z/Z'4 传动主轴，则只有 160r/递全功率，故 60r/次可以得出其余齿轮的计算转速，如表 3 表 3齿轮副计算转速  轴  号    轴    轴    轴  计算转速  r/          630 160 80 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 序号  30 160 80 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 ； m =8  j 材料的许用接触应力（ 。 取 j=650  2）基本组的齿轮参数计算  63383 221 )1(  =163383 22 6 3 06 5 =合齿轮的模数标准，取标准值 m=3 （ 3）扩大组的齿轮参数计算  63383 221 )1(  =163383 22 806 5 =合齿轮的模数标准，取标准值 m=5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 如表 3示。  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  30 42 24 48 分度圆直径  90 126 72 144 齿顶圆直径  96 132 78 150 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=r/. 30（ r/; 组号  基本组  扩大组  模数          3 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 , m=3（ ; ;B=25（ ; z=19; u= K   里取 T=15000h.; 1n r/ 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 查 【 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  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 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  3 4 齿数  66 33 20 79 分度圆直径  330 165 100 395 齿顶圆直径  340 175 110 405 齿根圆直径  宽  40 40 40 40 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动轴最小轴径的初定  由【 5】式 6，传动轴直径按扭转刚度用下式计算：  d=4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 或            d=91 4   式中     N*    T=9550000；   = 01 。  各轴最小轴径如表 3 表 3最小轴径  轴合理跨距的计算  由于电动机功率 P=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 轴承刚度，主轴最大输出转矩 T=95509550803=设 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  轴  号    轴    轴    最小轴径          25 30 45 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 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前轴承  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 710/1420r/率 P 用   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 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 的规格   0 N  d  =8            规格：  4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  度校核  （ 1） 轴挠度校核  单一载荷下，轴中心处的挠度采用文献 【 5】 中的 公式计算： : nD 433  1    X=；  校核合成挠度   c o  )(2  ；     =144  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 啮合角 =20 ，齿面摩擦角 =。  代入数据计算得：2 5 合成挠度 c =文献 【 6】 ，带齿轮轴的许用挠度 y =5/10000*L 即 y = 因合成挠度小于许用挠度，故轴的挠度满足要求。  （ 2） 轴 扭转角的校核  传动轴在支承点 A， B 处的倾角  , 可按下式近似计算：   r a 将上式计算的结果代入得：   r  0 0 5   由文献 【 6】 ，查得支承处的 = 轴的转角也满足要求。  承寿命校核  由 轴 最小轴径可取轴承为 7008轴承 ,=3； P=1， 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 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 )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。  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。我们采用第一种方案 ，通过空心轴中买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 的拉杆来操纵离合器的结构。  总布置时需要考虑制动器的位置。制动器可以布置在背轮轴上也可以放在其他轴上。制动器不要放在转速太低