1分级变速主传动系统设计解析

1分级变速主传动系统设计解析哈尔滨理工高校课程设计

题目：机械系统设计课程设计

院、系：机械动力工程学院

班级：机械09-3姓名：

学号：

指导老师：段铁群

系主任：

2024年8月29日

名目

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(4)

三、运动设计(4)

1.确定极限转速，转速数列，结构网和结构式(4)

2.主传动转速图和传动系统图(4)

3.确定变速组齿轮齿数，核算主轴转速误差(6)

四、动力计算....................................(7)

1.传动件的计算转速(7)

2.传动轴和主轴的轴径设计(7)

3.计算齿轮模数(8)

4.带轮设计(9)

五、主要零部件选择(10)

六、校核(10)

七、结束语(14)

八、

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，使同学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学问，及生产等实践技能，达到巩固，加深和拓展所学学问的目的。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，把握查阅相关工程设计手册，设计标准和资料的方法，达到积累设计学问和设计技巧，提高同学设计力量的目的。通过设计，使同学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力量，并为进行机械系统设计制造肯定的条件。

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：Nmin=35.5r/min，Nmax=800r/min,

Z=8级，公比为1.41；电动机功率P=3KW，电机转速n=710/1420r/min

三、运动设计

1.确定极限转速，转速数列，结构网和结构式

（1）确定极限转速,公比、变速级数

Nmin=45r/min,Nmax=710r/min;=1.41;z=9

(2)转速数列：

45r/min63r/min,90r/min,125r/min,180r/min,250r/min,255r/min,

500r/min,710r/min,共9级

（3）确定极限转速：

Rn=Nmax/Nmin=710/45=15.6

（4）确定结构网和结构式

（1）写传动结构式：主轴转速级数Z=9.结构式9=31×33

（2）画结构网：

2.主传动转速图和传动系统图

选择电动机：采纳Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机绘制转速图。转速图：

传动系统图：

3.计算齿轮齿数

(1)、查机械系统设计书表3-1基本组齿数：

基本组：

Z1=38，Z1’=76Z2=30，Z2’=84Z3=23，Z3’=91

扩大组：

Z1=66，Z1’=33Z2=41，Z2’=58Z3=20，Z3’=79

实际传动比所造成主轴转速误差

，其中'n为实际转速，n为标准转速。

δ=|(710-710)/710|=0表4-9初选取前轴径d1=80mm，后轴颈的

轴径为前轴径d2=64mm

（2）传动轴直径初定

传动轴直径按文献公式（6）进行概算

式中d---传动轴直径（mm）

Tn---该轴传递的额定扭矩（N*mm）T=9550000J

nN?；N----该轴传递的功率（KW）

jn----该轴的计算转速

?---该轴每米长度的允许扭转角，?=0.5O~01。

取?=0.5O

00NP==4Kw,验算4Kw。N1=3.61kw,n=710r/min,?=0.65N2=3.50kw,n=180r/min,?=0.65，

轴Ⅰ:dI=1.644

85568

0.5

?=26.85mm取27mm

轴Ⅱ：

=1.644

206280

0.5

?=37.86mm取38mm（2）主（Ⅲ）轴轴颈直径确定：

查表选择主轴前端直径D1=80mm,后端直径D2=64mm材料：45钢。热处理：调治Hre22-28

3.计算齿轮模数及尺宽，分度圆直径

（1）计算齿轮模数（1）计算齿轮模数

mm

mm

mm

r

n

Z

Z

u

mm

mm

r

n

Z

Z

uZ

u

rn

KW

N

mm

n

u

Z

N

u

MPa

j

j

j

d

j

j

m

d

j

4

m

4

m

;

4

180

585

95

.3

20

8

4

)1

95

.3(

16338

m

min

/

180

;

95

.3

'

/

2

3

m

;

76

.2

710

585

96

.3

32

8

4

)1

96

.3(

16338

m

min

/

710

;

96

.3

'

/

1

;

10

~

6

;

min)

/

(

);

(

]

初定中心距a

0.7(d

1-d

2

)≤a0≤2(d1+d2))

175≤a0≤500取ao=365mm

带的计算基准长度

≈2x365+π/2(90+180)+(180-90)2/4x365

≈1159mm

查表3.2取Ld0=1120mm

计算实际中心距

a≈a

0+(Ld-Ld

)/2=365+(1120-1159)/2=345mm

确定中心距调整范围

amax=a+0.03Ld=345+0.03x1120=378.9mm

amin=a-0.015Ld=345+0.015x1120=327.8mm

（5）验算包角:

α1=180°-（d2-d1）/ax57.30=180°-(180-90)/345x57.30=166.3>120°

（6）确定V带根数：

确定额定功率：P

由查表并用线性插值得P

=0.98kw

查表得功率增量ΔP

=0.17kw

查表得包角系数Kα=0.96

查表得长度系数K

l

=0.91

确定带根数：Z≥Pd/(P0+ΔP0)KαKl=4.4/=4.38取Z=5

五、主要零部件选择

5.1电动机的选取

转速n=1440r/min，功率P=4KW

选用Y系列三相异步电动机。

5.2轴承的选择：（轴承均采纳新轴承）

I轴：与带轮靠近段安装双列角接触球轴承7007C，

另一边安装角接触球轴承7008C。

Ⅱ轴：对称布置角接触球轴承7008C

中间布置交界处球轴承7010C

Ⅲ轴：后端安装双列角接触球轴承7015C

另一边安装角接触球轴承7010C

2.键的选取

I轴：安装带轮处选平键：8х7х40

安装齿轮处选择花键：8х36х42х7

Ⅱ轴：安装齿轮选择平键：8х8х42

安装滑动齿轮处选择花键：8х36х42х7Ⅲ轴：安装齿轮选择平键：8х12х62

六、校核

1齿轮校核

齿轮Z1Z1`Z2Z2`Z3Z3`齿数387630842391

分度圆直径1142289025275279齿顶圆直径1202349625875279齿根圆直径106.5220.582.5244.561.5265.5

直角圆柱齿轮的应力验算公式：

75002

1500021.1min

/710;24m;3m;91

23

;2316m3m10210(/20000~15000;60ZBm320;1000]

[)()1m1020881qNT6070m

1TS23215W3213======?====-?==--==≤?≤±??PTTKrnBuZIIIKKKCCPPTTThTCT

nKKKqKnKKKKuNMpa

MpaMPnN

KKKKMPauBnNKKKKuZSjmSSTNTSWjWj

SjjSj?ησσσσσσ轴小齿轮的强度校核

轴－）（－材料强化系数－功率利用系数；转速弯曲系数；；

＝；弯曲载荷＝接触载荷；＝；弯曲载荷＝接触载荷为传动组的传动副数）作时间齿轮在工作期限的总工＝－工作期限系数；＝－寿命系数；－大小齿轮齿数之比－小齿轮齿数；－齿宽；－齿轮模数－传动效率；额定功率；＝弯曲应力验算

（＝接触应力验算

合格＝＝；弯曲应力校核：合格接触应力校核：轴小齿轮的强度校核

轴－）（合格＝＝；弯曲应力校核：合格

接触应力校核：∴，所以按轴承1的受力大小计算：

3800000

)31216200

(1006010)(60103616=?==εPCnLh7

故该轴承能满意要求。

4.润滑与密封

主轴转速高，必需保证充分润滑，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，使油能顺当地流回到油箱。

七、结束语

1、本次课程设计是针对《机械系统设计》专业课程基础学问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》