题目10-分级变速主传动系统课程设计【减速器变速箱课程设计类全套】
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10
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题目10-分级变速主传动系统课程设计【减速器变速箱课程设计类全套】,题目,10,分级,变速,传动系统,课程设计,减速器,变速箱,全套
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课程设计 题 ， ，目 :分级变速主传动系统 院 ， ，系 :机械设计制造及其自动化， 姓 ， ，名 : 指 导 教 师 : 目 ， ， 录， 摘要， . ， 1， 章，课程设计的目的， . ， 2， 章，课程设计题目 主要设计参数和技术要求 .程设计题目和主要技术参数， .术要求， . ， 3， 章，运动设计， .动参数及转速图的确定， .算主轴转速误差， . ， 4， 章，动力计算， .带传动设计， . .计算转速的计算， .齿轮模数计算及验算， .传动轴最小轴径的初定， .执行轴轴颈直径的确定， .轴承的选择 :， .花键的选择， . ， 5， 章，主要零部件的选择， .杆式操作机构的设计， .动机的选择， . ， 6， 章，校核， . 轴刚度校核， .承寿命校核， . ， 7， 章，润滑与密封， . ， 8， 章，设计结论， .考文献， .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。 这次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。 I， 第 1 章 ， 课程设计的目的 (1)、课程设计属于机械系统设计课的延续 通过设计实践 进一步学习掌 握机械系统设计的一般方法。 (2)、培养综合运用机械制图、机 械设计基础、精度设计、金属工艺学、材 料热处理及结构工艺等相关知识 进行工程设计的能力。 (3)、培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。 (4)、提高技术总结及编制技术文件的能力。 (5)、是毕业设计教学环节实施的技术准备。 第 2 章 课程设计题目主要设计参数和技术要求 程设计题目和主要技术参数 题目 10： 分级变速主传动系统设计， 技术参数 ： 0r/50r/Z=8， 级 ， 公比为 ， 电动 机功率 ， P=3电机转速 ， n=1430r/ 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。 2， 哈尔滨理工大学机械系统设计课程设计， 第 3， 章 运动参数 动参数及转速图的确定 速范围 Rn=450 速数列 转速数列。查机械系统设计表， 2准数列表，首先找到 40r/后每 隔 5 个数取一个值 （ ，得出主轴的转速数列为 40r/56r/0r/112r/160r/224， r/315， r/450， r/ 8 级。 定传动组数和传动副数。， 因为 ， Z=8， 可分解为 Z=212 22 4。这种结构式可以使传动组结构紧 凑 ， 再设计时不至于使整体结构过大。， 传动结构式 ,画结构图。 根据 “前多后少 ”， “先降后升 ”， “前密后疏 ”,“升 ， 2， 降 ， 4”的原 则 ,选取传动方案， Z=212 22 4， ,易知第一扩大组的变速范围 ， ， r= =8， 符合 “升 ， 2， 降 ， 4”原则 ， 其结，构，网，如，图， 结构网 ， ， Z=212 22 4 转速图。转速图如下图， 系统转速图 主传动系统图。根据系统转速图及已知的技术参数 哈尔滨理工大学机械系统设计课程设计， 轮齿数的确定。变速组内取模数相等 据设计要求 ， 7,齿数和 00120,根据各变速组公比 ,可得各传动比和齿轮齿数 各齿轮齿数 如表， 齿轮齿数 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( 对 50r/际转速 430 95150 3042 45453= 则有 50450 = 因此满足要求。 各级转速误差 各级转速误差都都小于 ， 因此不需要修改齿数。 传 基本组 第一扩大组 第二扩大组 1:2 1:1 1:4 代 1 2 3 4 5 6 齿 30 42 24 48 35 49 22 62 45 45 18 72 n 450 315 224 160 112 80 56 40 n 差 第 4， 章 动力计算 传动设计 (1)，直径计算， 计算功率 ， a*P= 查普通 ， V， 带选型图 ,可得 ， d=80100 初取小带轮直径 ， d:， ， 取， d=100， ， A， 型 ， V， 带， 大带轮直径 ， D=43000= d=160 根据 ， V， 带带轮基准直径系列 ,取 ， D=160 (2)计算带长 求 ， ， D， 1， +D， 2， )/2=(95+150)/2= 求 ， =(D， 12， )/2=(1602=30根据 ， 1+a2(2)， 即 ,1822050 (d1+2+(， 由机械设计表 ， 选取标准 ， ， ， 得 .,250 (3)求实际中心距和包角， 实际中心距 ， a2= 中心距调整范围， a+ 小轮包角 ， 1=1800-（ 1200 (4)求带根数， 计算传动比 ， i， 并验算传动比相对误差 :， 理论传动比 ， 实际传动比， i=， 2， =160/100= 6， 哈尔滨理工大学机械系统设计课程设计， 确定 ， V， 带根数 ， Z,， ， 由机械设计表 ， K， = =表 ， 由表 ， L =表 ， 以 ， ZP C /(P 0 + K K L ， = 取 ， Z=3， 根， 计算转速的计算， (1)主轴的计算转速 ， ， 公式 得，主轴的计算转速 取主轴的计算转速 ， 0， r/ (2)确定各传动轴的计算转速。 轴共有 ， 4， 级转速 ： 160， r/224r/ 315， r/450r/经传动副传动主轴 全部传递全功率 ， 其中 ， 160/传递全功率的最低转速，故其计算转速 ， n j=160， r/ ，轴共有 ， 2， 级 转速 ： 450， r/630， r/经转动副转动主轴 ， 全部传递全功率 ， 其 中 ， 450/是传递全功率的最低转速 ， ，故其计算转速 ， n j=450， r/ ，轴 有 ， 1， 级转速 ， 且都传递全功率 ， 所以其计算转速 ， n j=900， 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、 80、 112r/共 ， 4， 级转速 ， 其中有 ， 80、 112r/传递全功率 ， 故 ，Z 6 j=80， r/ 齿轮 ，Z Z， 6， /， Z，6 6 装在 轴上 ， 有 ， 160、 224、 315、 450r/共 ， 4， 级转速 ， 经齿轮副 传动主轴 ， 则 ， 4， 个转速都传递全功率 故 ， j=160r/次可以 轴号 轴 轴 轴 轴 计算转速 ， r/00 450 160 80 得出其余齿轮的计算转速 ， 如表 ： 齿轮副计算转速 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 63383 221 )1( 得：基 本组的模数 ， ， 第一扩大组的模数 ， ， 第二扩大组的模数 （ 2） 基本组齿轮计算。 基本组齿轮几何尺寸见下表， 8序号 1 2 3 5 6 n， j 900 630 900 450 450 315 450 160 160 160 315 80 齿轮 1 2 齿数 30 42 24 48 分度圆直径 90 126 92 144 齿顶圆直径 96 132 98 150 齿根圆直径 宽 15 15 15 15 2 哈尔滨理工大学机械系统设计课程设计， 按基本组最小齿轮计算。小齿轮用 ， 40调质处理 ， 硬度 ， 24186 平均取 ， 260大齿轮用 ， 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 1 2 3215 式中 ， 这里取 ， N， 为电 动机功率 ， N=3 ,， m=3.5(， B=;， z=19;， u= K， s， ， K T， ； 里取 T=15000h.; 1n r/ 1 n =500（ r/ 8 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 35 49 22 62 分度圆直径 105 147 66 186 齿顶圆直径 111 153 72 192 齿根圆直径 宽 30 30 30 30 第二扩大组齿轮几何尺寸见下表 按扩大组最小齿轮计算。小齿轮用 ， 40调质处理 ， 硬度 ， 24186 平均取 ， 260大齿轮用 ， 45， 钢 ， 调质处理 ， 硬度 ， 229286均取 ， 240 同理根据基本组 的计算 可得，K=K =1， 1K =1， m=280； 可求得： j= jw= w传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 或 d=91 4 式中 N* T=9550000； 齿轮 5 6 齿数 45 45 18 72 分度圆直径 180 180 72 288 齿顶圆直径 188 188 80 296 齿根圆直径 170 170 62 278 齿宽 40 40 40 40 = 01 。 各轴最小轴径如表 3 表 3最小轴径 执行轴轴颈直径的确定， 执行轴的前轴劲 ， 尺寸由教材 ， 4表得到 ,5 后轴劲 ， 1， 所以取 ， 0 初步计算 ,取当量外径 ， D=1+ 执行轴选用阶梯状中空结构 ,内径直径 ， d=7 轴承的选择 : 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 轴承布置见展开 花键的选择 : 错误 !未找到引用源。 =10 未找到引用源。 未找到引用源。 =8错误 !未找到引用源。 =14轴 号 轴 轴 最小轴径 35 40 45 第 5， 章 主要零部件的选择 杆式操作机构的设计， (1)几何条件 ;， (2)不自锁条件。， 具体结构见 ， 图， 动机的选择， 选择 ， Y， 系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。， 由机械设计课程设计附录 ， K， 得 ： 电动机型号为 ， 额定功率 ， 3 由表 ， 得 ： 安装尺寸 ， A=1600545 第 6 章 校核 轴刚度校核 1、 轴挠度校核 单一载荷下 轴中心处的挠度采用如下的公式计算 :， ， ， X=， a， i， /L:， a， i， ， ， ， ， ， =144， 啮合角 ， =20齿面摩擦角 ， ， =， 查文献， 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。 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。 哈尔滨理工大学机械系统设计课程设计， 轴承寿命校核 由 轴 最小轴径可取轴承为 7008=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 )180166703) = 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 7 章 ，润 滑与密封 润滑与密封 ， 减摩抗磨 ， 降低摩擦阻力以节约能源 ， 减少磨损以延长机 械寿命 提高经济效益 ， 冷却 ， 要求随时将摩擦热排出机外 ， 密封 ， 要求防 泄漏、防尘、防窜气，清净冲洗 ， 要求把摩擦面积垢清洗排除 ， 应力分散 缓冲 ， 分散负荷和缓和冲击及减震 ， 动能传递 ， 液压系统和遥控马达及摩擦 无级变速等。 由于带轮转速为 ， 450r/故采用油润滑可以减少摩擦阻力和减轻 磨损。密封是为了阻止灰尘水分等杂物进入轴承防止润滑剂的流失。采用 密封圈密封即可满足要求。 第 8 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。 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
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