機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計（全套圖紙）

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1、哈爾濱理工大學(xué) 機(jī)械系統(tǒng)課程設(shè)計 機(jī)械08-10 劉瑞9號 哈 爾 濱 理 工 大 學(xué) 全套CAD圖紙，加153893706 課 程 設(shè) 計 題 目： 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計 院 、 系： 機(jī)械動力工程學(xué)院 班 級： 機(jī)械 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 系 主 任：

2、 2011年9月8日 摘 要 《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》課程設(shè)計內(nèi)容有理論分析與設(shè)計計算，圖樣技術(shù)設(shè)計和技術(shù)文件編制三部分組成。 1、理論分析與設(shè)計計算： （1）機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計。設(shè)計方案的分析，最佳功能原理方案的確定。 （2）根據(jù)總體設(shè)計參數(shù)，進(jìn)行傳動系統(tǒng)運動設(shè)計和計算。 （3）根據(jù)設(shè)計方案和零部件選擇情況，進(jìn)行有關(guān)動力計算與校核。 2、圖樣技術(shù)設(shè)計： （1）選擇系統(tǒng)中的主要組件。 （2）圖樣的設(shè)計與繪制。 3、編制技術(shù)文件： （1）對于課程設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行自我技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價。 （2）編制設(shè)計計算說明書。 關(guān)鍵詞 分級變速；傳動系統(tǒng)設(shè)

3、計,傳動副，結(jié)構(gòu)網(wǎng)，結(jié)構(gòu)式，齒輪模數(shù)，傳動比，計算轉(zhuǎn)速 目錄 一、課程設(shè)計目的.................................................................4 二、課程設(shè)計題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 ..................4 三、運動設(shè)計........................................................................4 1.確定極限轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速數(shù)列，結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式...............4 2.主傳動轉(zhuǎn)速圖和傳動系

4、統(tǒng)圖..................................... 4 3.確定變速組齒輪齒數(shù)，核算主軸轉(zhuǎn)速誤差...................6 四、動力計算 .................................... .........…………..…….7 1.傳動件的計算轉(zhuǎn)速.......................................................7 2.傳動軸和主軸的軸徑設(shè)計............................................7 3.計算齒輪模數(shù)...........

5、...................................................8 4.帶輪設(shè)計.....................................................................9 五、主要零部件選擇............................................................10 六、校核..............................................................................10 七、結(jié)束語 ...

6、......................................................................15 八、參考文獻(xiàn).......................................................................15 一、課程設(shè)計目的 《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》課程設(shè)計是在學(xué)完本課程后，進(jìn)行一次學(xué)習(xí)設(shè)計的綜合性練習(xí)。通過課程設(shè)計，使學(xué)生能夠運用所學(xué)過的基礎(chǔ)課，技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的有關(guān)理論知識，及生產(chǎn)等實踐技能，達(dá)到鞏固，加深和拓展所學(xué)知識的目的。通過課程設(shè)計，分析比較機(jī)械系統(tǒng)中的某些典型結(jié)構(gòu)

7、，進(jìn)行選擇和改進(jìn)；結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計，進(jìn)行設(shè)計計算并編寫技術(shù)文件；完成系統(tǒng)主轉(zhuǎn)動設(shè)計，達(dá)到學(xué)習(xí)設(shè)計步驟和方法的目的。通過設(shè)計，掌握查閱相關(guān)工程設(shè)計手冊，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和資料的方法，達(dá)到積累設(shè)計知識和設(shè)計技巧，提高學(xué)生設(shè)計能力的目的。通過設(shè)計，使學(xué)生獲得機(jī)械系統(tǒng)基本設(shè)計技能的訓(xùn)練，提高分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計創(chuàng)造一定的條件。 二、課程設(shè)計題目，主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求分級、 分級變速主傳動系統(tǒng)的設(shè)計：技術(shù)參數(shù)：Nmin=35.5r/min，Nmax=800r/min, Z=8級，公比為1.41；電動機(jī)功率P=3KW，電機(jī)轉(zhuǎn)速n=710/1420r/min 三、運動設(shè)計 1.

8、確定極限轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速數(shù)列，結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式 （1）確定極限轉(zhuǎn)速,公比、變速級數(shù) Nmin=35.5r/min ,Nmax=800r/min; =1.41; z=8 (2) 轉(zhuǎn)速數(shù)列： 35.5r/min,50r/min,71r/min,100r/min,140r/min,200r/min,280r/min, 400r/min,560r/min,800r/min,共10級 （3）確定極限轉(zhuǎn)速： Rn=Nmax/Nmin=800/35.5=22.54 （4）確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式 （1）寫傳動結(jié)構(gòu)式：主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)Z=8. 結(jié)構(gòu)式8=222324 （2）畫結(jié)構(gòu)網(wǎng)：

9、 2.主傳動轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖 選擇電動機(jī)：采用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機(jī)繪制轉(zhuǎn)速圖。 3.計算齒輪齒數(shù) (1)、齒數(shù)計算基本組：ib1=1/3=1/2.8,Sz=72,73,76,77,80,84,87,88…… ib2=1,Sz=72,76,78,80,82,84,86,88…… 取Sz=80,小齒輪齒數(shù)分別為:21,24 ib1 = Z1 / Z1’ =2

10、1/59, ib2 = Z2 / Z2’ =40/40, 第二擴(kuò)大組：ic1=1/3=1/2.8,Sz=80,84,87,88,91,92…… ic2==1.41,Sz=82,84,87,89,92…… 取Sz=92,小齒輪齒數(shù):38,24, ic1=Z3/Z3’=24/68,ic2=Z4/Z4’=38/54 (2)校核各級轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速誤差 實際傳動比所造成主軸轉(zhuǎn)速誤差 ，其中為實際轉(zhuǎn)速，n為標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速。 n=710r/min: n=710(40/40)(54/38)(280/710)=398.79 r/min δ=|(398.79-400)/400

11、|=0.31 %<4.1% 全部滿足要求 （3）傳動系統(tǒng)圖如下： 四、動力計算 1傳動件的計算轉(zhuǎn)速 軸 序 號 電動機(jī)(0) I軸 II軸 III軸 計算轉(zhuǎn)速r/min 1420 710 280 100 100 最小齒輪的計算轉(zhuǎn)速如下: 齒輪序號 I II III 計算轉(zhuǎn)速 280r/min 100r/min 100r/min 選用齒輪精度為7級精度 2.傳動軸和主軸的軸徑設(shè)計 （1）傳動軸軸徑初定 Ⅰ軸：p=3kw,n=280r/min,=0.5帶入公式： =43.82mm,圓整取d=44mm Ⅱ軸：p=3k

12、w,n=100r/min,=1， =37.18mm,圓整取d=38mm （2）主（Ⅲ）軸軸頸直徑確定： 查表選擇主軸前端直徑D1=90mm,后端直徑D2=62mm 材料：45鋼。熱處理：調(diào)治Hre22-28 主軸懸伸量：a/D1=1.25--2.5 a=(1.25—2.5)D1=(1.25—2.5)x(80+64/2)=90—180 取a=120mm 3.計算齒輪模數(shù)及尺寬，分度圓直徑 （1）計算齒輪模數(shù) （2）計算齒輪分度圓及尺寬 d1=m1z1=4x21=84mm d1=m1z1=4x59=236mm

13、 d2=m2z2=4x40=160mm d2=m2z2=4x40=160mm d3=m3z3=5x24=120mm d3=m3z3=5x68=340mm d4=m4z4=5x38=190mm d4=m4z4=5x54=270mm B12=m=6x4=24mm h=4mm ； B34=m=6x5=30mm h=5mm 4.帶輪設(shè)計 （1）確定計算功率: P=3kw,K為工作情況系數(shù)，查表取K=1.2，pd=kAP=1.2x3=3.6kw （2）選擇V帶的型號: 根據(jù)

14、pd,n1=1420r/min查表選擇A型V帶 d1=90mm （3）確定帶輪直徑d1,d2 小帶輪直徑d1=90mm 驗算帶速v=d1n1/(60x1000)=x90x1420/(60x1000)=6.69m/s 從動輪直徑d2=n1d1/n2=1420x90/800=159.75mm取d2=160mm 計算實際傳動比i=d2/d1=160/90=1.78 相對誤差: ︱i0-i/i0︱=︱(1470/800-1.78)/(1420/800)︱=0.28%<5% 合格 （4）定中心矩a和基準(zhǔn)帶長Ld [1]初定中心距a0 0.7(d1d2)a02(d1+d2)) 175

15、a0500取ao=340mm [2]帶的計算基準(zhǔn)長度 Ld0≈2a0+/2(d1+d2)+(d2-d1)2/4a0 ≈2x340+/2(90+160)+(160-90)2 /4x340 ≈1469mm 查[1]表3.2取Ld0=1400mm [3]計算實際中心距 a≈a0+(Ld-Ld0)/2=340+(1400-1469)/2=305.5mm [4]確定中心距調(diào)整范圍 amax=a+0.03Ld=305.5+0.03x1400=347.5mm amin=a-0.015Ld=305.5+0.015x1300=284.5mm （5

16、）驗算包角: 1=1800-（d2-d1）/ax57.30=180-(160-90)/3055x57.30=166.8>170 （6）確定V帶根數(shù)： 確定額定功率：P0 由查表并用線性插值得P0=0.15kw 查表得功率增量P0=0.13kw 查表得包角系數(shù)K=0.99 查表得長度系數(shù)Kl=0.81 確定帶根數(shù)：ZPd/(P0+P0)KKl=3.6/(1.07+0.15)x0.96x0.90=3.2取Z=3 五、主要零部件選擇 1.軸承的選取 （1）帶輪：選用深溝球軸承，型號：6007 （2）一軸：選用深溝球軸承，型號：6007 （3）二軸：采用深溝球軸承

17、，型號：6006 （4）主軸：主軸是傳動系統(tǒng)之中最為關(guān)鍵的部分，因此應(yīng)該合理的選擇軸承。 從主軸末端到前端依次選擇軸承為角接觸軸承，型號：7012C; 雙列圓柱滾子軸承，型號：NN3000K， 深溝球軸承，型號：6004 2.鍵的選取 （1）帶輪：選平鍵：10x8 （2）1軸：選平鍵：12x8 （3）2軸：選平鍵：12x8,12x8 （4）3軸：選平鍵：12x8,25x14 六、校核 1齒輪校核 直角圓柱齒輪的應(yīng)力驗算公式： 軸序號 I I II II II II III III 齒輪齒數(shù)Z 21 40 59 40 54 24

18、38 68 模數(shù)M（mm） 4 4 4 4 5 5 5 5 分度圓d（mm） 84 160 236 160 374 190 132 270 齒根圓直徑df（mm） 80 156 232 .156 369 185 127 265 齒頂圓直徑da（mm） 88 164 240 164 379 195 137 275 2 、主軸彎曲剛度校核 （1）主軸剛度符合要求的條件如下： a主軸的前端部撓度 b主軸在前軸承處的傾角 c在安裝齒輪處的傾角 (2)計算如下： 前支撐為雙列圓柱滾子

19、軸承，后支撐為角接觸軸承架立放圓柱滾子軸承跨距L=450mm. 當(dāng)量外徑 de== 主軸剛度： 因為di/de=25/285=0.088<0.7,所以孔對剛度的影響可忽略； ks==2kN/mm 剛度要求：主軸的剛度可根據(jù)機(jī)床的穩(wěn)定性和精度要求來評定 3、軸承校核 I軸選用的是深溝球軸承軸承6006 其基本額定負(fù)荷為13.0KN 由于該軸的轉(zhuǎn)速是定值n=100r/min,所以齒輪越小越靠近軸承，對軸承的要求越高。根據(jù)設(shè)計要求，應(yīng)該對Ⅰ軸未端的軸承進(jìn)行校核。 齒輪的直徑 d=84 Ⅰ軸傳遞的轉(zhuǎn)矩

20、 T=9550 =341Nm 齒輪受力 N 根據(jù)受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為 因軸承在運轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，又由于不受軸向力，按《機(jī)械設(shè)計》查表得 為1.0到1.2，取，則有： N 軸承的壽命 因為，所以按軸承1的受力大小計算： 故該軸承能滿足要求。 4 .潤滑與密封 主軸轉(zhuǎn)速高，必須保證充分潤滑，一般常用單獨的油管將油引到軸承處。 主軸是兩端外伸的軸，防止漏油更為重要而

21、困難。防漏的措施有兩種： 1）密封圈——加密封裝置防止油外流。。 2）疏導(dǎo)——在適當(dāng)?shù)牡胤阶龀龌赜吐?，使油能順利地流回到油箱? 七、結(jié)束語 1、本次課程設(shè)計是針對《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》專業(yè)課程基礎(chǔ)知識的一次綜合性應(yīng) 用設(shè)計，設(shè)計過程應(yīng)用了《機(jī)械制圖》、《機(jī)械原理》、《工程力學(xué)》等。 2、本次課程設(shè)計充分應(yīng)用了以前所學(xué)習(xí)的知識，并應(yīng)用這些知識來分析和解決實際問題。 3、本次課程設(shè)計進(jìn)一步掌握了一般設(shè)計的設(shè)計思路和設(shè)計切入點，同時對機(jī)械部件的傳動設(shè)計和動力計算也提高了應(yīng)用各種資料和實際動手的能力。 4、本次課程設(shè)計進(jìn)一步規(guī)范了制圖要求，掌握了機(jī)械設(shè)計的基本技能。 5

22、、本次課程設(shè)計由于學(xué)習(xí)知識面的狹窄和對一些概念的理解不夠深刻，以及缺乏實際設(shè)計經(jīng)驗，使得設(shè)計黨中出現(xiàn)了許多不妥和錯誤之處，誠請老師給予指正和教導(dǎo)。 八、參考文獻(xiàn) 【1】、段鐵群 主編 《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》 科學(xué)出版社 第一版 【2】、于惠力 主編 《機(jī)械設(shè)計》 科學(xué)出版社 第一版 【3】、戴 曙 主編 《金屬切削機(jī)床設(shè)計》 機(jī)械工業(yè)出版社 【4】、戴 曙 主編 《金屬切削機(jī)床》 機(jī)械工業(yè)出版社 第一版 【4】、趙九江 主編 《材料力學(xué)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 第一版 【6】、鄭文經(jīng) 主編 《機(jī)械原理》 高等教育出版社 第七版 【7】、于惠力 主編 《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》 科學(xué)出版社 第 15 頁 共 15 頁