机床主传动系统设计[转速40-450，Z8，公比1.41，P3，1430]【优秀机械课程毕业设计论文】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共27页)
编号：991412
类型：共享资源
大小：306.11KB
格式：RAR
上传时间：2017-01-17
上传人：木***
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
20
积分
- 关 键 词：
-
机床
传动系统
设计
转速
40
z8
公比
p3
优秀
优良
机械
课程
毕业设计
论文
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份，21页。6400字。
任务书一份。
图纸共2张，如下所示
A0-主轴箱展开图.dwg
A2-主轴图.dwg
- 内容简介：
-
机械系统设计课程设计计算书 机械系统设计课程设计任务书 设计小组 第 五 组 班级 机械 11 专业 机械设计制造及其自动 化 小组成员 姓名 学号 任务分工 姓名 学号 任务分工 朱彬 11300603 34 绘图 计算 刘亮涵 11300603 16 绘图 王友友 11300603 23 计算 高扬 11300603 08 绘图 主要技术参数 技术参数： 0r/50r/Z=8 级；公比为 电动机功率 P=3机转速 n=1430r/导教师 王仲文、丁艳艳 联系 方式 13754602538 设计内容： 1、运动设计：根据给定的极限转速、变速级数、及公比值，确定其转速范围、转速数列、结构式、结构网，绘制转速图和传动系统图，确定齿轮齿数，计算转速误差。 2、动力计算：根据给定的有关参数，确定各传动件的计算转速；确定各传动轴和主轴的轴径，确定并验算各传动齿轮的模数，计算主轴的合理跨距；对靠近主轴的传动轴进行刚度校核，并验算该轴上轴承的寿命。 3、绘制下列图纸：（ 1）主轴箱横剖面图 1 张（ （ 2）主轴零件工作图（ 并附在设计计算说明书内。 4、编写 设计计算说明书（约 8000 字左右）：设计计算说明书书写格式梗概 摘要；目录；课程设计的目的；课程设计题目、主要技术参数和技术要求 运动设计；动力计算；主要零部件的选择；校核；结束语；参考资料等 5、提交课程设计计算说明书及图纸打印稿和电子稿，并准备答辩。 课程设计时间： 2014 年 12 月 22 日至 2015 年 01 月 02 日 答辩时间： 2014 年 01 月 02 日 主要参考文献、资料： 【 1】、赵韩 . 机械系统设计 【 2】、周堃敏 . 机械系统设计 【 3】、于惠力 主编 机械设计 科学出版社 第一版 【 4】、戴 曙 主编 金属切削机床设计 机械工业出版社 【 5】、赵九江 主编 材料力学 哈尔滨工业大学出版社 第一版 【 6】、郑文经 主编 机械原理 高等教育出版社 第七版 机械系统设计课程设计计算书 I 分级变速主传动系统设计 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 机械系统设计课程设计计算书 录 摘 要 . I 第 1 章 绪论 . 1 程设计的目的 . 1 程设计的内容 . 1 论分析与设计计算 . 1 样技术设计 . 1 制技术文件 . 1 程设计题目、主要技术参数和技术要求 . 2 程设计题目和主要技术参数 . 2 术要求 . 2 第 2 章 运动设计 . 3 动参数及转速图的确定 . 3 速范围 . 3 速数列 . 3 定结构式 . 3 定结构网 . 3 制转速图和传动系统图 . 4 定各 变速组此论传动副齿数 . 4 算主轴转速误差 . 5 第 3 章 动力计算 . 7 传动设计 . 7 算转速的计算 . 8 轮模数计算及验算 . 9 轴合理跨距的计算 . 13 第 4 章 主要零部件的选择 . 15 动机的选择 . 15 承的选择 . 15 速操纵机构的选择 . 15 第 5 章 校核 . 16 的校核 . 16 承寿命校核 . 18 第 6 章 结构设计及说明 . 20 构设计的内容、技术要求和方案 . 20 开图及其布置 . 20 结论 . 21 机械系统设计课程设计计算书 考文献 . 21 致谢 . 23 机械系统设计课程设计计算书 1 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。 （ 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。 机械系统设计课程设计计算书 2 程设计题目、主要技术参数和技术要 求 题目 4：分级变速主传动系统设计 技术参数： 0r/50r/ 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。 成员 学号 任务 朱彬 1130060334 计算、绘图 王友友 1130060323 计算 刘亮涵 1130060316 绘图 高扬 1130060308 绘图 机械系统设计课程设计计算书 3 第 2章 运动设计 动参数及转速图的确定 速范围 Rn=0450= 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40r/后每隔 5 个数取一个值 （ ， 得出主轴的转速数列为 40r/56r/80r/112r/160r/224 r/315 r/450r/ 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=212 22 4,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 机械系统设计课程设计计算书 4 制转速图和传动系统图 （ 1） 选择电动机：采用 （ 2） 绘制转速图，如图 2示： 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最小中心距 ： D)+2m+m( m a x2 m )+(ZS m a 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械系统设计课程设计计算书 5 图 2主传动系统图 （ 7） 齿轮齿数的确定。 据设计要求 8 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 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 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 机械系统设计课程设计计算书 6 )%1(10标准转速 标准转速实际转速 n 对 50r/际转速 为 m i n/4603979352527274501001430m a x 则有 % 0 4 5 04 6 0 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 表 2速误差分析表 n 450 315 224 160 112 80 56 40 n 507 322 61 差 2 所有计算结果都小于 因此不需要修改齿数。 机械系统设计课程设计计算书 7 第 3章 动力计算 传动设计 输出功率 P=3速 430r/15r/、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=d=3、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、确定带轮直径 d1,带轮直径 00算带速 v=601000)=1001430/(601000)=s 从动轮直径 d2=430100/350= 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+(4007002399 1表 4003计算实际中心距 a2=700+(24004确定中心距调整范围 a+400=400=、 验算包角 : 1 1=1800-（ 800-(1802907201200 6、确定 V 带根数： 确定额定功率： 械系统设计课程设计计算书 8 由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=（ K = Z=5 算转速的计算 1、 主轴的计算转速 由 机械系统设计表 3 7 1 . 7 r /m 13/8()32(m i n Ij 取计算转速为 80r/、传动轴的计算转速 在转速图上，轴 0r/到主轴转速为 80 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=160/理可求得轴的计算转速为 错误 !未找到引用源。j n=315r/ 计算转速为j 未找到引用源。 =315 r/、 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 4、 确定齿轮副的计算转速。齿轮 6Z 装在主轴上 转速，其中只有90r/递全功率，故 =90 r/依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/15 315 160 80 机械系统设计课程设计计算书 9 表 3齿轮副计算转速 序号 Z2 Z4 315 315 160 160 80 80 轮模数计算及 验算 1、计算各传动轴的输出功率 )( 额 2 . 7 1 ( k w ) rg 2 . 6 0 ( k w ) rg 2 . 5 0 ( k w ) rg 3、轴径设计及键的选取 轴一： 1P = =入公式： 2 8 m m=取2 8 . 8 m m ,=1 4 选花键： 626306 轴二： 2P = =入公式： 2 8 m m=取2 8 . 4 m m ,=1 4 选花键： 832366 轴三： 3P =取 =入公式： 3 3 m m=取3 3 . 3 m m ,=1 4 选花键： 83 6407 主轴：选择主轴前端直径 1D =90后端直径 2D =(1D ,取2D =65平均直径 D= 对于普通车床 ,主轴内孔直径 d=(,故本例之中，主轴内孔直径取为 d=45支承形式选择两支撑，初取悬伸量 =90撑跨距L=520选择平键连接， bh=2214,l=100 因为 =以取值较大，计算的轴的直径为最小直径，也是危险直径，所以实际装配时可选用轴径更大的轴。 4、模数计算， 一般同一变速组内的齿轮取同一模数，选取负 荷最重的小机械系统设计课程设计计算书 10 齿轮，按简化的接触疲劳强度公式进行计算，即所示。3 得各 组 的模 数 )1(16338=m 3 22145号钢整体淬火 ,j=1100接触疲劳计算齿轮模数 m 3 m m=)1(16338=公式221j 可得 3 m m= 3 5 , )1(16338=公式3-2 21j 3 . 0 m m= 6 , )1(16338=轴 由公-3 21j 一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 。 表 3本组齿轮几何尺寸见下表 齿轮 1 Z 2 齿数 27 27 18 36 分度圆直径 81 81 54 108 齿顶圆直径 87 87 66 114 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 24186均取 260齿轮用 45 钢，调质处理，硬度 22986均取 240算如下： 组号 基本组 第一扩大组 第二扩大组 模数 3 3 3 机械系统设计课程设计计算书 11 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=4r/； 00（ r/; ； m=3（ ; ； B=24（ ; z=18; u=2; K K 里取 T=15000h.; 1n r/, 1n =500（ r/ 0C 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， K 3K =械系统设计课程设计计算书 12 2 【 5】 2 上，取2K=1 1 【 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 。 表 3一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 表 3二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 241械系统设计课程设计计算书 13 286均取 260齿轮用 45 钢，调质处理，硬度 22986均取 240 同理根据基本组的计算， 查文献 【 6】， 可得 K=K=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 取 0据设计方案，前轴承为 ，后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 9550 3 1 8 . 3 N. m=9039 5 5 0= 假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故半径为 4 7 1 6 N= 8沿 背向力（沿 x 轴） 358N 5 2 7 2 N=F 总 作用力 22 F 此力作用于工件上，主轴端受力为 F= 先假设 l/a=2， l=3a=240前后支承反力 B 分别为 52 72. 65=F=R A l 7 9 0 8 . 9 7 N=240 240120 5 2 7 2 . 6 5=F=R B 6 3 6 . 3 2 5 N=240120 根据 文献 【 1】式 得： c o 承的刚度： , 机械系统设计课程设计计算书 14 80+60)/2=70惯性矩为 48 1 3 4 )I 3= = 8 查 【 1】图 3 0l=与原假设 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。 机械系统设计课程设计计算书 15 第 4章 主要零部件的选择 动机的选择 转速 n 1430r/率 P 3用 承的选择 与带轮靠近段安装深沟球轴承 6007，另一端安装深沟球轴 6006 靠近带轮一侧安装深沟球轴承 6007，中间安装深沟球轴 6007，后端安装深沟球轴承 61908 安装深沟球轴承 6007两个。 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 机械系统设计课程设计计算书 16 第 5 章 校核 的校核 （ a） 主轴的前端部挠度 1 0 50 0 0 b） 主轴在前轴承处的倾角 r a 轴承容许值 （ c） 在安装齿轮处的倾角 r a 轴承容许值 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E 取为 ， 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 N 22 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 主轴载荷图如图 5 机械系统设计课程设计计算书 17 图 5轴载荷图 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 3 52 . 9 1 0 轴 承 Z 轴 承 1 轴 承 2 轴 承 3 机械系统设计课程设计计算书 18 计算（在水平面） 1()6a b c l l , 22 ()3 l l, 3() ( 2 3 )6 cy l 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 3 53 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 最小轴径可取轴承为 7008C 角接触球轴 承 ,=3； Y=0，P=， 对 轴受力分析如图 5示 。 图 5轴受力分析 图 得：前支承的径向力 机械系统设计课程设计计算书 19 由轴承寿命的计算公式：预期的使用寿命 15000h 轴承寿命满足要求。 机械系统设计课程设计计算书 20 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： 撞或其他不合理的情况，以便 及时改正。 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。 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轴上，以免制动扭矩太大，是制动尺寸增大。 齿轮在轴上布置很重要，关系到变速箱的轴向尺寸，减少轴向尺寸有利于
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号