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题目6-分级变速主传动系统的设计（含CAD图纸和说明书）
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机械系统课程设计 第 1 页 共 17 页 哈 尔 滨 石 油 学 院 课 程 设 计 题 目： 机械系统设计课程设计 院 、 系： 械电子工程系 班 级： 石油机械一班 姓 名 ： 杨 斌 学 号： 20103140106 指导教师： 段铁群 系 主 任： 于惠力 2013 年 月 日 机械系统课程设计 第 2 页 共 17 页 摘 要 机械系统设计课程设计内容有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 。 1、理论分析与设计计算： （ 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，进行有关动力计算与校核。 2、图样技术设计： （ 1）选择系统中的主要组件。 （ 2）图样的设计与绘制。 3、编制技术文件： （ 1）对于课程设计内容进行自我技术经济评价。 （ 2）编制设计计算说明书。 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，计算转速 机械系统课程设计 第 3 页 共 17 页 目录 摘 要 . 2 目录 . 3 一、课程设计目的 . 4 二、课程设计题目，主要技术参数和技术要求分级、 . 4 三、运动设计 . 4 速数列，结构网和结构式 . 4 . 6 . 7 四、动力计算 . 9 . 9 . 9 度圆直径 . 10 . 11 五、主要零部件选择 . 12 . 12 . 13 六、校核 . 13 . 13 2 . 15 . 16 . 16 七、结束语 . 16 八、参考文献 . 17 机械系统课程设计 第 4 页 共 17 页 一、课程设计目的 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结构，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；完成系统主转动设计，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。 二、课程设计题目，主要技术参数和技术要求分级、 分级变速主传动系统的设计：技术参数： 0r/00r/Z=7级，公比为 动机功率 P=3机转速 n=1430r/、运动设计 速数列，结构网和结构式 （ 1）确定极限转速 ,公比、变速级数 0r/00r/ = z=7 (2) 转速数列： 50r/1r/00r/40r/00r/80r/ 400r/ 7级 （ 3）确定极限转速 ： 00/50=8 （ 4）确定结构网和结构式 （ 1）写传动结构式：主轴转速级数 Z=7. 结构式 7=21 22 23 机械系统课程设计 第 5 页 共 17 页 （ 2）画结构网： 1 Z=212223 机械系统课程设计 第 6 页 共 17 页 选择电动机：采用 Y 系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机绘制转速图。 9=212223 机械系统课程设计 第 7 页 共 17 页 传动系统图 (1)、齿数计算 基本组传动比分别为 1/ 取 2,小齿轮齿数分别为 :31 24 =31/41, =24/48 第二扩大组传动比分别为 1/1/z=77 8185 取 7,小齿轮齿数 :35 23 4=35/42， 5=23/54 第三扩大组传动比分别为 1、 1/z=80 84 88 取 0,小齿轮齿数 :40 21 机械系统课程设计 第 8 页 共 17 页 4=40/40， 5=21/59 (2)校核各级转速的转速误差 实际传动比所造成主轴转速误差 ，其中 n 为实际转速， N 400 280 200 140 100 71 50 n 394 281 197 141 101 差值 以上误差值均小于 故合格 . 机械系统课程设计 第 9 页 共 17 页 四、动力计算 :m i n/100m i n/(3.0m i 轴 序 号 电动机 (0) I 轴 计算转速r/430 1059 530 221 79 最小齿轮的计算转速如下 : 1 2 3 4 5 6 1059 530 1059 530 530 221 530 221 221 79 221 79 （ 1）传动轴轴径初定 轴： p=3kw,n=1059r/ =入公式： 491 =整取 d=25轴： p=3kw,n=530r/ =91 =整取 d=30 ： p=3kw,n=221r/ =入公式： 491 =整取 d=37 机械系统课程设计 第 10 页 共 17 页 （ 2）主（）轴轴颈直径确定： 查表选择主轴前端直径 0端直径 4承内径 d/D 小于 取 d=50料： 45 钢。热处理：调治 轴悬伸量： a/ a=(1=(2.5)x(80+64/2)=90 180 取 a=120度圆直径 （ 1）计算齿轮模数 40 j =6506338 31 1 2( 1) u 驱动电动机功率 系数 m=B/m=6 m=8 j a).u=z1/=24/48,1059r/6338 31 1 2( 1) u = .5 b).u=z2/=23/54,530r/6338 31 1 2( 1) u = c).u=z3/=21/59,211r/6338 31 1 2( 1) u = 机械系统课程设计 第 11 页 共 17 页 （ 2）计算齿轮分度圆及尺宽 d1= d2=0 20mm d3=05 326mm d4=9 362mm d5=60 460mm d6=4 43612= m m=034= m m=8456= m m=82（ 1）确定计算功率 : P=3为工作情况系数，查表取 K=pd= 2）选择 根据 pd,430r/型 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=43070=19200算实际传动比 i=d2/00/90=对误差 : = (1430/(1430/670) =7 （ 6）确定 机械系统课程设计 第 12 页 共 17 页 确定额定功率： 查表并用线性插值得 表得功率增量 表得包角系数 K =表得长度系数 定带根数： Z Z=4 五、主要零部件选择 （ 1）带轮：选用深沟球轴承，型号： 6205 （ 2）一轴：选用深沟球轴承，型号： 6205 （ 3）二轴：采用深沟球轴承，型号： 6206 机械系统课程设计 第 13 页 共 17 页 （ 4）三轴：采用深沟球轴承，型号： 6208 （ 5）主轴：主轴是传动系统之中最为关键的部分，因此应该合理的选择轴承。 从主轴末端到前端依次选择轴承为角接触轴承，型号： 7012C; 双列圆柱滚子轴承，型号： 深沟球轴承，型号： 6210 （ 1）带轮：选平键： 8（ 2） 1轴：选平键： 8 花键： 6 3） 2轴：选平键： 10 花键： 8 4） 3轴：选平键： 10 花键： 8 5） 4轴：选平键： 10、校核 直角圆柱齿轮的应力验算公式： 轴序 I I I I V 机械系统课程设计 第 14 页 共 17 页 号 齿轮齿数Z 31 24 41 48 35 23 42 54 40 21 46 59 模数M（ 3 3 3 4 4 4 4 分度圆 d（ 0 20 105 69 126 162 160 84 160 236 齿根圆直径 顶圆直径 5 25 111 75 135 168 168 92 168 244 （ 1）一轴到二轴的小齿轮从上表可知为齿数为 29 查设计手册可得以下数据： 1 2 32 4 , 1 . 9 7 , 2 . 5 , 2 0 , 5 0 0 / m i n , 1 . 0 4 , 1 . 3 , 1 . 3jZ u m B n r K K K / 1 8 0 0 0 / 2 . 5 7 2 0 0 P 接触应力： 317060 6 0 5 0 0 7 2 0 0 2 . 7 810 0 . 8 3 , 0 . 5 8 , 0 . 6 4n N K ， 0 . 8 6S T n N K K K1 2 3( 1 )2 0 8 8 1 0 0 0 () K K K N M P aZ m u B n N 为传递的额定功率（ 将以上数据代入公式可得 8 5 5 1 1 0 0j M p a M p a 弯曲应力： 0 . 8 3 , 0 . 7 8 , 0 . 7 7n N K ， 1 . 0 9S T n N K K K， 51 2 321 9 1 1 0 () K K N M P aZ m B Y n 机械系统课程设计 第 15 页 共 17 页 将以上数据代入公式可得 1 7 0 3 2 0w M p a M p a （ 2）二轴到三轴的小齿轮从上表可知为齿数为 20 查设计手册可得以下数据： 1 2 32 3 , 1 . 2 7 , 3 . 5 , 2 8 , 2 5 0 / m i n , 1 . 0 4 , 1 . 2 , 1 . 4jZ u m B n r K K K / 1 8 0 0 0 / 2 . 5 7 2 0 0 P 接触应力： 317060 6 0 2 5 0 7 2 0 0 2 . 2 110 0 . 8 5 , 0 . 5 8 , 0 . 6 0n N K ， 0 . 7S T n N K K K1 2 3( 1 )2 0 8 8 1 0 0 0 () K K K N M P aZ m u B n N 为传递的额定功率（ 将以上数据代入公式可得 1 1 3 0 1 2 0 0j M p a M p a 弯曲应力： 616060 6 0 2 5 0 7 2 0 0 1 . 9 42 1 0 0 . 8 5 , 0 . 7 8 , 0 . 7 5n N K ， 0 . 9 9S T n N K K K51 2 321 9 1 1 0 () K K N M P aZ m B n 将以上数据代入公式可得 2 0 1 6 0w M p a M p a 2 弯曲刚度校核 （ 1）主轴刚度符合要求的条件如下： 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 (2)计算如下： 机械系统课程设计 第 16 页 共 17 页 前支撑为双列圆柱滚子轴承，后支撑为角接触轴承架立放圆柱滚子轴承跨距L=450当量外径 21 = 2 11 045 0 主轴刚度： 因 为 di/5/285=以孔对刚度的影响可忽略； 4442410)110450(03)()(103 442kN/度要求：主轴的刚度可根据机床的稳定性和精度要求来评定 61010 ( ) 1 7 6 3 960 主轴转速高，必须保证充分润滑，一般常用单独的油管将油引到轴承处。 主轴是两端外伸的轴，防止漏油更为重要而困难。防漏的措施有两种： 1）密封圈 加密封装置防止油外流。 2）疏导 在适当的地方做出回油路 ，使油能顺利地流回到油箱。 七、结束语 1、本次课程设计是针对机械系统设计专业课程基础知识的一次综合性应 用设计，设计过程应用了机械制图、机械原理、工程力学等。 2、本次课程设计充分应用了以前所学习的知识，并应用这些知识来分析和解决实际问题。 3、本次课程设计进一步掌握了一般设计的设计思路和设计切入点，同时对机械部件的传动设计和动力计算也提高了应用各种资料和实际动手的能力。 4、本次课程设计进一步规范了制图要求，掌握了机械设计的基本技能。 机械系统课程设计 第 17 页 共 17 页 5、本次课程设计由于学习知识面的狭窄和对一些 概念的理解
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