4級(jí)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)N=40~224；Z=4；公比為1.78；P=3kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1430

《4級(jí)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)N=40~224；Z=4；公比為1.78；P=3kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1430》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《4級(jí)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)N=40~224；Z=4；公比為1.78；P=3kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1430（30頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)小組 班級(jí) 專業(yè) 小組成員 姓名 學(xué)號(hào) 任務(wù)分工 姓名 學(xué)號(hào) 任務(wù)分工 畫圖 畫圖 計(jì)算 計(jì)算 主要技術(shù) 參數(shù) 技術(shù)參數(shù)：Nmin=40r/min； Nmax=224r/min； Z二4級(jí)；公比為1.78；屯動(dòng)機(jī)功率P=3kW； 電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1430r/min 指導(dǎo)教師 聯(lián)系方式 設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)：根據(jù)給定的極限轉(zhuǎn)速、變速級(jí)數(shù)、及公比值，確定其轉(zhuǎn)速范 圍、轉(zhuǎn)速數(shù)列、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)，繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖，確定齒輪齒數(shù)，計(jì)算 轉(zhuǎn)速誤差。 2、 動(dòng)力計(jì)算：根據(jù)?給

2、定的有關(guān)參數(shù)，確定各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速；確定各傳動(dòng) 軸和主軸的軸徑，確定并驗(yàn)算各傳動(dòng)齒輪的模數(shù)，計(jì)算主軸的合理跨距；對(duì)靠近主 軸的傳動(dòng)軸進(jìn)行剛度校核，并驗(yàn)算該軸上軸承的壽命。 3、 繪制下列圖紙：（1）主軸箱橫剖面圖1張（A1或A0）。（2）主軸零件工作 圖（A2或A3）,并附在設(shè)計(jì)計(jì)算說明書內(nèi)。 4、 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（約8000字左右）：設(shè)計(jì)計(jì)算說明書書寫格式梗概 摘要；冃錄；課程設(shè)計(jì)的冃的；課程設(shè)計(jì)題冃、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)；動(dòng)力計(jì)算；主要零部件的選擇；校核；結(jié)束語(yǔ)；參考資料等 5、 提交課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書及圖紙打印稿和電子稿，并準(zhǔn)備答辯。 課程設(shè)計(jì)時(shí)間：2014年

3、12月22日至2015年01月02日 答辯時(shí)間：2015年1月2日 主要參考文獻(xiàn)、資料： 【1】、趙韓.《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》.高等教育出版社； 【2】、周塑敏.《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》?高等教育出版社 【3】、于惠力主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)》科學(xué)出版社第一版 【4】、戴 曙主編《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社 【5】、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(jì)課程設(shè)計(jì)》科學(xué)出版社 I 本說明書著重研究機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)方法，根據(jù)已確 定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)以變速箱展開圖的總中心距最小為冃

4、標(biāo)，擬定變速系統(tǒng)的變 速方案，以獲得最優(yōu)方案以及較高的設(shè)計(jì)效率。在機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)中，為 減少齒輪數(shù)目，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，縮短軸向尺寸，用齒輪齒數(shù)的設(shè)計(jì)方法是試 算，湊算法，計(jì)算麻煩且不易找岀合理的設(shè)計(jì)方案。本文通過對(duì)主傳動(dòng)系 統(tǒng)中三聯(lián)滑移齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)的分析與研究，繪制零件工作圖與主軸箱展開 圖及剖視圖。 關(guān)鍵詞 分級(jí)變速；傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；傳動(dòng)副；結(jié)構(gòu)網(wǎng)；結(jié)構(gòu)式；齒輪模 數(shù)，傳動(dòng)比 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 錯(cuò)誤!未定義書簽。 分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤!未定義書簽。 摘要 錯(cuò)誤!未定義書簽。 目 錄 I 第1章緒論 1 1」課程設(shè)計(jì)的冃的 1 1.2課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 1 1.2.

5、1理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算 1 1.2.2圖樣技術(shù)設(shè)計(jì) 1 1.2.3編制技術(shù)文件 1 1.3課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 2 1.3.1課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(shù)參數(shù) 2 1.3.2技術(shù)要求 2 第2章運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 3 2. 1運(yùn)動(dòng)參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定 3 2.1.1轉(zhuǎn)速范圍 3 2.1.2轉(zhuǎn)速數(shù)列 3 2.1.3結(jié)構(gòu)式分析 3 2.1.4確定結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng) 3 2.1.5繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖 4 2.2確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù) 4 2.3核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 6 第3章動(dòng)力計(jì)算 7 3. 1帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 7 3.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 8 3.3齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算

6、9 3.5主軸合理跨距的計(jì)算 13 第4章主要零部件的選擇 15 4. 1電動(dòng)機(jī)的選擇 15 4.2軸承的選擇 15 4.3變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 15 第5章校核 16 5」軸的校核 16 5.2軸承壽命校核 18 第6章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 19 6」結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 19 6.2展開圖及其布置 19 結(jié)論 20 參考文獻(xiàn) 21 致謝 22 IV 課程設(shè)計(jì)的目的 《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完木課程后，進(jìn)行一次學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的 綜合性練習(xí)。通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)牛能夠運(yùn)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(shí)，及生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐技能，達(dá)到鞏固、

7、加深和 拓展所學(xué)知識(shí)的目的。通過課程設(shè)計(jì)，分析比較機(jī)械系統(tǒng)中的某些典型機(jī) 構(gòu)，進(jìn)行選擇和改進(jìn)；結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算并編寫技術(shù)文件；完 成系統(tǒng)主傳動(dòng)設(shè)計(jì)，達(dá)到學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)步驟和方法的冃的。通過設(shè)計(jì)，掌握查 閱相關(guān)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和資料的方法，達(dá)到積累設(shè)計(jì)知識(shí)和設(shè)計(jì) 技巧，提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力的目的。通過設(shè)計(jì)，使學(xué)生獲得機(jī)械系統(tǒng)基本設(shè) 計(jì)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(jì)創(chuàng)造一定的條件。 1.2課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)內(nèi)容由理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算、圖樣技術(shù)設(shè) 計(jì)和技術(shù)文件編制三部分組成。 1.2.1理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算 （1） 機(jī)械系統(tǒng)的方案

8、設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)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(jì)參數(shù)，進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和計(jì)算。 （3） 根據(jù)設(shè)計(jì)方案和零部件選擇情況，進(jìn)行有關(guān)動(dòng)力計(jì)算和校核。 1.2.2圖樣技術(shù)設(shè)計(jì) （1） 選擇系統(tǒng)中的主要機(jī)件。 （2） 工程技術(shù)圖樣的設(shè)計(jì)與繪制。 1.2.3編制技術(shù)文件 （1） 對(duì)于課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行自我經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)。 （2） 編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 1.3課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 1.3.1課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(shù)參數(shù) 題目20：分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 技術(shù)參數(shù)：Nmin二40r/min； Nmax:224r/min； Z二4級(jí)；公比為1.7

9、8；電動(dòng)機(jī)功率P二3kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n =1430r/min 1.3.2技術(shù)要求 （1） 利用電動(dòng)機(jī)完成換向和制動(dòng)。 （2） 各滑移齒輪塊采用單獨(dú)操縱機(jī)構(gòu)。 （3） 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)采用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。 6 第2章運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) 2.1運(yùn)動(dòng)參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定 2.1.1轉(zhuǎn)速范冃 Rn= N max N min =224/40=5.6 2.1.2轉(zhuǎn)速數(shù)列 該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速都比電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，屈于降速傳動(dòng)鏈，總降速比i 總二 n/ Nmin=l 430/40=38 o 轉(zhuǎn)速數(shù)列。查《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》表2-5標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，首先找到 40r/min>然后每

10、隔9個(gè)數(shù)取一個(gè)值（5.6二1.784」），得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列 為 40/min> 71r/min> 125r/min> 224r/min,共 4 級(jí)。 2.1.3結(jié)構(gòu)式分析 對(duì)于Z二4可分解為：Z=21X23o 2.1.4確定結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng) 由于每個(gè)變速組都有兩個(gè)傳動(dòng)副，所以不涉及“前多后少”的原則。 為了提高中間軸的最低轉(zhuǎn)速，分配降速傳動(dòng)比時(shí)按照“前小后大”的遞降 原則較為有利。因此，選取傳動(dòng)方案Z二21X23,其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖2?1。 圖2-1結(jié)構(gòu)網(wǎng) 2.1.5繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng) (1) 選擇電動(dòng)機(jī)：采用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng) 機(jī)。 (2) 繪制轉(zhuǎn)速圖，如圖

11、2?2所示： 1430 圖2?2轉(zhuǎn)速圖 (3) 畫主傳動(dòng)系統(tǒng)圖。根據(jù)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖及已知的技術(shù)參數(shù)，畫主傳 動(dòng)系統(tǒng)圖如圖2?3： 1-2 軸最小中心距：A1 _2min> 1 /2(9*Zmaxm+2m+D) 軸最小齒數(shù)和:Szmin>(Zmax+2+D/m) 2. 2確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù) (1) Sz< 100-120,中型機(jī)床 Sz=70-100 (2) 直齒圓柱齒輪Zmin> 18-20 齒輪齒數(shù)的確定 基本組傳動(dòng)比分別為1/1.78 1/3.16 Sz=51 60 72 75 84 93 96 取Sz=75,小齒輪齒數(shù)分別為:18, 27 Z

12、l/Z2=27/48, Z3/Z1 =18/57 擴(kuò)大組傳動(dòng)比分別為1/1 1/2 Sz=54 60 66 72 78…… 取Sz=80,小齒輪齒數(shù):40,19 Z4/Z5二36/36, Z4/Z6= 19/61 據(jù)設(shè)計(jì)要求Zmin> 18-20,由表4.1,根據(jù)各變速組公比，可得各傳動(dòng) 比和齒輪齒數(shù)，各齒輪齒數(shù)如表2?1。 表2-1 齒輪齒數(shù) 傳動(dòng)比 基本組 擴(kuò)大組 1:1.78 1:3. 16 1:1 1:3. 16 代號(hào) Z, z2 Zi Z3 Z4 z5 z4 Z6 齒數(shù) 27 48 18 57 40 40 19 61 

13、 2. 3核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 實(shí)際傳動(dòng)比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過10（心?1）%,即 實(shí)際轉(zhuǎn)速n-標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速農(nóng) 標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速n <10(0 —1)% 對(duì)Nmax二224r/min,實(shí)際轉(zhuǎn)速： 1/lon 100 27 36 . 叫林-1430 x x ——x一 = 226.584r/min mdX 355 48 36 則有 (226.584-224) 224 x 100% = 1.15% <4.1% 因此滿足要求。 同理，根據(jù)計(jì)算得出其他各組的數(shù)據(jù)如下表2?2： 表2-2轉(zhuǎn)速誤差分析表 n 224 125 71 40 n 226.58 1

14、27.47 71.61 40.34 誤差 1.15% 1.98% 1.42% 0.85% 所有計(jì)算結(jié)果都小于4」％,因此不需要修改齒數(shù)。 第3章動(dòng)力計(jì)算 3.1帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 輸出功率 P二3kw,轉(zhuǎn)速 nl二1430r/min,n2=400i7min 1、 確定計(jì)算功率： 按最大的情況計(jì)算P=3kw, K為工作情況系數(shù)，查［1］表3.5.取K=1.0 pd=kAP= 1.2 X 3=3.6kw 2、 選擇V帶的型號(hào)： 根據(jù)pd,nl = 1430r/min參考［1］圖表3.16及表3.3選小帶輪直徑，查表 選擇A型V帶dl二100mm 3、 確定帶輪直徑dl,d2

15、 小帶輪直徑dl = 100mm 驗(yàn)算帶速 7idxnx ^-x 100x1430 - .o_ . v = = = 7.487 ml s 60x1000 60x1000 從動(dòng)輪直徑 d2=n 1 d 1 /n2= 1430X 100/400=357.5mm,查⑴表 3.3,取 d2=355mm。 計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比i=d2/d 1=355/100=3.55 4、 定中心矩a和基準(zhǔn)帶長(zhǎng)Ld ［1］ 初定中心距a0 0.7（d| +tZ2）

16、 "x500+355+1（）+（35土1（）（））（1260 0 2 4aQ 2 4x500 查［1］表 3.2 取 LdO二 1400mm ［3］ 計(jì)算實(shí)際中心距 ?！?。+（“以）=500+（収一1260）=570 2 2 ［4］ 確定中心距調(diào)整范圍 an.n =67-0.015^ = 570- 0.015x1400= 549 a = a+0.03Ld = 570+0.03x1400= 612 iimx ］8Oo-^^x57.3o = 180- 32）5~1（）（）x57.3 = 153.38 > 120 ci 549 6、確定V帶根數(shù)： 確定額定功率： 由查表

17、并用線性插值得Pl = 1.7kw 查［1］表37得功率增量P1二0?13kw 查［1］表38得包角系數(shù)K a二0.92 查［1］表3得長(zhǎng)度系數(shù)K1二0.96 確定帶根數(shù)： = 2.22 3.6 店］ [(1.7 + 0.13)X0.92x0.96] 3. 2計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 1、 主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 由《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》表3?2中的公式 rtj =/?inin^3 =40x1.78 =48.5r/min 取計(jì)算轉(zhuǎn)速為40r/min 2、 傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 在轉(zhuǎn)速圖上，軸III在最低轉(zhuǎn)速40r/min時(shí)經(jīng)過傳動(dòng)組傳動(dòng)副，得到主 軸轉(zhuǎn)速為125r/min。這個(gè)轉(zhuǎn)速高于主軸計(jì)

18、算轉(zhuǎn)速，在恒功率區(qū)間內(nèi)，因此 軸II的最低轉(zhuǎn)速為該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速即nlllj=125/min,同理可求得軸I的計(jì)算 轉(zhuǎn)速為 riiij=400r/mino 3、 確定各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 由機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)可知，一對(duì)嚙合齒輪只需要校核危險(xiǎn)的小齒輪，因此 只需求出危險(xiǎn)小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速?？汕蟮闷溆鄡蓪?duì)嚙合齒輪中危險(xiǎn)齒輪的 計(jì)算轉(zhuǎn)速即 njz28=40r/min, njZ36=40r/min 各計(jì)算轉(zhuǎn)速入表3-lo 表3?1各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 軸號(hào) I軸 n軸 ITT軸 計(jì)算轉(zhuǎn)速r/min 400 125 40 4、確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪Za裝在主軸上轉(zhuǎn)速，其中只有 40r/

19、min傳遞全功率，故 乙j=40 r/min□依次可以得出其余齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn) 速，如表3?2。 表3?2齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速 序號(hào) Z, n> 400 224 125 71 40 3. 3齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算 1、計(jì)算各傳動(dòng)軸的輸岀功率 Pi =嗆 x n/? x nr =3.0x0.96x0.99 = 2.85曲 p2 = p、xn;, xnr = 2.85x0.97x0.99= 2.7lkw pr = p2 xnv xnr =2.71x0.97x0.99= 2?60bv 2、軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取 軸一: 卩=0?85上”,取0 = 0.9,帶入公式

20、: 26 有，cl = 24.95mm ,圓整取 d = 25mm 選花鍵：6 x 26 x 30 x 6 軸二：p2 = 2.1 kw,取0 = 0.9,帶入公式: 有，d = 29.3mm ,圓整取 d = 30mm 選花鍵：8x32x36x6 主軸：選擇主軸前端直徑，后端直徑0 =(0?75?0.85)0 取D2 = 65mm,則平均直徑D = U.5mm。 對(duì)于普通車床，主軸內(nèi)孑L直徑d = (0.55?0.6D),故本例之中，主軸內(nèi) 孔直徑取為d = 45mm 支承形式選擇兩支撐，初取懸伸量Q = 90mm ,支撐跨距L = 520加〃。 選擇平鍵連接，

21、Z?x/? = 22xl4,厶=100mm。 因?yàn)? = O?5S1.O,所以取值較大，計(jì)算的軸的直徑為最小直徑，也 是危險(xiǎn)直徑，所以實(shí)際裝配時(shí)可選用軸徑更大的軸。 3、模數(shù)計(jì)算，一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù)，選取負(fù)荷最重 的小齒輪，按簡(jiǎn)化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算，即 “ =16338 3匚丫 1卑 (u + V)Nd 血 zMcrJ 其中： “ ■公比； Nd ■電動(dòng)機(jī)功率; % ?齒寬系數(shù)0.2至1.4； ［切?齒輪傳動(dòng)許允應(yīng)力; ?計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速。 45號(hào)鋼整體淬火，［b」= ll()(MP,按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)m 1-2軸由公式竹

22、163383 (ul)p 血Z沖［勺了 按齒數(shù)18的計(jì)算可得加=4/78m加，取m=5mm 2 ■主軸由公式 = 16338s (弘 1)〃 血z初［勺了竹 按齒數(shù)19的計(jì)算可得 = 4.67mm,取m=5mm 表3?3模數(shù) 組號(hào) 基本組 擴(kuò)大組 模數(shù)mm 5 5 (2)基本組齒輪計(jì)算如下表3?4。 表3-4基本組齒輪幾何尺寸見下表 齒輪 Z1 zr Z2 Z3 齒數(shù) 27 18 48 57 分度圓育 徑 135 90 240 285 齒頂圓直 徑 145 100 250 295 齒根圓直

23、 徑 122.5 77.5 227.5 272.5 齒寬 32 32 32 32 按基本組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用40Cr,調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB? 286HB,平均取260HB,大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB? 286HB,平均取240HB。計(jì)算如下： (1)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算： 接觸應(yīng)力驗(yàn)算公式為 2088 x10s [(u 土 DKKKKN “、“ 1 j zm 斗 uBn f J 彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式為 zm2B Y n 式中N——傳遞的額定功率(kW),這里取N為屯動(dòng)機(jī)功率，N=3kW; 式中N——傳遞的額定功率(腳)，這里

24、取N為屯動(dòng)機(jī)功率，N=4kW； nj 計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）； n =49 r/nrn ?/ m 初算的齒輪模數(shù)(mm), m=5 (mm)； B 齒寬（mm）, B=32 （mm）； z 小齒輪齒數(shù)，z=18； u 小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u二3； Ks 壽命系數(shù)； Ks = KTKnKNKq K廠…工作期限系數(shù)； T……齒輪工作期限，這里取T=15000h.; “I 齒輪的最低轉(zhuǎn)速(r/min)，也=560 (r/min) 基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取C。-IO?,彎曲載荷取Co = 2xlO6 m 疲勞曲線指數(shù)，接觸載荷取m二3；彎曲載荷取m二6; K廠…

25、轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，查【5] 2,取心二0.60 Kn ■…功率利用系數(shù)，查【51 2,取Kn =0.78 Kq—…材料強(qiáng)化系數(shù)，查【5】2上，取Kq二0.60 K.——工作狀況系數(shù)，取心二1」 K2 ―…動(dòng)載荷系數(shù)，查[5] 2,取心二1 K、……齒向載荷分布系數(shù)，查【5】2上，&二1 Y……齒形系數(shù)，查【5】2上,Y二0.386； y 午用接觸應(yīng)力（MPa），查[4],表4?7,取[

26、S5Mpa<[aw] （3）擴(kuò)大組齒輪計(jì)算。 表3?5擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見下表 齒輪 Z4 Z5 Z4 Z6 齒數(shù) 40 40 19 61 分度圓直徑 200 200 95 305 齒頂圓直徑 210 210 105 315 齒根圓直徑 187.5 187.5 82.5 292.5 齒寬 32 32 32 32 按擴(kuò)大組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用40Cr,調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB^ 286HB ,平均取260HB,大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB- 286HB,平均取 240HB □ 同理根據(jù)基本組的計(jì)算，查文獻(xiàn)【6】，可

27、得Kn =0.62,心二（）.77, 他二0.60, 二 1.1, K2 = \, K嚴(yán) 1, m二3.5, =280； 可求得： （J -634Mpa<[a.] J J aw = l35Mpa<[crw] 3. 5主軸合理跨距的計(jì)算 由于電動(dòng)機(jī)功率P二3kW,根據(jù)【1】表3.20,前軸徑應(yīng)為60?90mm。 初步選取dl=80mmo后軸徑的d2= （0.7?0.9） dl,取d2=60mm。根據(jù)設(shè) 計(jì)方案，前軸承為NN3016K型，后軸承為圓錐滾子軸承。定懸伸量 a= 120mm,主軸孔徑為30mmo 軸承剛度，主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩 T = 9550左=9550 x =286.

28、5N.m n 100 假設(shè)該機(jī)床為午床的最大加工直徑為300mmo床身上最常用的最大加 工直徑，即經(jīng)濟(jì)加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的50%,這里取60%,即 180mm,故半徑為0. 09m； 切削力（沿y軸） ^=TTl 3183 背向力（沿 X 軸） Fp二0.5Fc二 1592N 總作用力 F = Jf： + F； = 3559 此力作用于工件上，主軸端受力為F二3559N。 先假設(shè)l/a=2, l=3a=240mmo前后支承反力Ra和Rb分別為: = 3559x 120 + 240 240 = 5338N Rn = Fx- = 3559 x-— = 1779.5

29、N 〃 I 240 根據(jù)文獻(xiàn)【1】式3.7,得:Kr = 3.39Fr01^/0-8(zz)-9cosL96/得前支承的 剛度：Ka= 1689. 69N/“加；KB= 785.57= 1689,69 = 2.15 心 785.57 主軸的當(dāng)量外徑g二(80+60)/2二70mm,故慣性矩為 //(0.07」-0.03」)=口3.8“0% 64 El 2.1xl01,xll3.8xl0-8 八‘ KAa3 1689.69 x0.13xl06 查【1】圖3?38得^ = 2.0,與原假設(shè)接近，所以最佳跨距厶二120 X a 2.0=240mm 合理跨距為(0.75-1.5)

30、/0,取合理跨距I二360mm。 根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要，主軸的實(shí)際跨距大于合理跨距，因此需要采取措施 增加主軸的剛度，增大軸徑：前軸徑D= 100mm,后軸徑d=80mmo前軸 承，采用雙列圓柱滾子軸承，后支承采用背對(duì)背安裝的角接觸球軸承。 第4章主要零部件的選擇 4.1電動(dòng)機(jī)的選擇 轉(zhuǎn)速 n =1430r/min,功率 P=3kW 選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。 4. 2軸承的選擇 I軸：與帶輪靠近段安裝深溝球軸承6007,另一端安裝深溝球軸承 6006 o II軸：靠近帶輪一側(cè)安裝深溝球軸承6007,中間安裝深溝球軸承 6007,后端安裝深溝球軸承6l908o 4. 3變速操縱機(jī)構(gòu)

31、的選擇 選用左右擺動(dòng)的操縱桿使其通過桿的推力來控制I軸上的兩聯(lián)滑移齒 輪和II軸二聯(lián)滑移齒輪。 第5章校核 5.1軸的校核 (a) 主軸的前端部撓度 ^^[^1=0-0002 x 525 = 0.105 (b) 主軸在前軸承處的傾角&-容許值[刃軸承 0.001 rad (c) 在安裝齒輪處的傾角& W容許值[刃齒＜ 1 rad D平均 = 1.07 65x16 + 70x78 + 75x50 + 80x236 + 85x160 + 90x150 y Din 690 u SI mm E = 2Axi05MPa /二旦(1 一仏)二龍朋7：(] _蘭)

32、二]356904(mm4) 64 d 64 87 廠 2x955xl04P] x0.9953 2x955x 104x3.37x0.9953 ““小八 F = = = 1268( N) ■ d件 x 斤計(jì) 400 x 125 mvz]:n^ 3x20x125 將其分解為垂直分力和水平分力 由公式 Fy = 0.4E = 507(N), Fx = 0.25見=217(N) 由于小齒輪的傳動(dòng)力大，這里以小齒輪來進(jìn)行計(jì)算 Fq = 2X955X1(" = 2吧0：號(hào)37 = A/v =-Fv/# =-x507xl60 = 54080(N mm) 可得 F + 倫?伽乙=FqF

33、@ = F ? tan% 倫=21()5(N),他=6477(") 2 2 Mz =-鄉(xiāng)件=-xl268xl60 = l35253(N mm) Mx = -F血=1x317x130 = 20605(N mm) 2 2 主軸載荷圖如圖5-1所示： （8）垂直平面內(nèi) （b）水平平面內(nèi) 圖5-1主軸載荷圖 由上圖可知如下數(shù)據(jù)：a=364mm,b= 161 mm,l=525mm,c=87mm 計(jì)算（在垂直平而）。 —F abcQ + a） Fzc~ 門（、 ‘ 八 「1 6EII …3EII 6EI 兒+y2+y3=?i73 Fn/ab R M7 &齒i =”3F

34、〃“@_g）"齒 2=^1/ ⑵+ 3c）。齒 3=j^y" + 3c） &軸承1 &齒Z =&齒l +。齒2 + 血3 =6.9x10 5 -FQzab（l + a） F：cl Mzl 67/ ,軸承2 _ Sei ,軸承3 _ 3EZ &穌Z =血承1 +。軸利+血承3 = 2.9x10 ? 占m 坐滬（心 計(jì)算（在水平面） -Foabc（l + a） 」 6EII 兒，=必+% + %=?17 =& 厶⑵+ 3c) 齒1 3EII -齒 2 6EI 3EI (/ + 3c) 〃齒 y =血1 + 血2 + 兔3 = 13.86x10 _

35、-仏唄/ + 0) _Fyd _ (My-MJl 軸承]_ 6EII %承2 _ 3EI %承3 _ 3EI 縊承y =2峽1 +體詠2 +2峽3 =328x10 5 合成: 兒二 +兒2=0 0]8<0 105 &齒=也齒:+e齒:=0-00015 < o.ooi 0軸承=軸承；+ &軸承『二0.00033 < 0.001 5.2軸承壽命校核 由口軸最小軸徑可取軸承為7008C角接觸球軸承,e=3 ； P=XFr+YFaX=l, Y二0。 對(duì)II軸受力分析如圖5?2所示。 1*516 a120 圖5-2 II軸受力分析圖 得：前支承的徑向

36、力Fr=2642.32No 由軸承壽命的計(jì)算公式：預(yù)期的使用壽命［Lg］二15()0()h。 厶()〃 空2 ()一 型22 X (Z000 3 =鰹 x(5000 = 288142 沖,九J n P 180 2238.38 150 264232 10// 軸承壽命滿足要求。 第6章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 6.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸、軸承、帶輪、齒輪、離 合器和制動(dòng)器等）、主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)、潤(rùn)滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結(jié) 件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。課程設(shè)計(jì)由 于時(shí)間的限制，一般只畫展開圖。 主軸變速箱是機(jī)床的重

37、要部件。設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動(dòng)的有關(guān)要 求外，著重考慮以下兒個(gè)方面的問題。 精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動(dòng)效率要求，主軸前軸承 處溫度和溫升的控制，結(jié)構(gòu)工藝性，操作方便、安全、可靠原則，遵循標(biāo) 準(zhǔn)化和通用化的原則。 主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)中 不可避免要經(jīng)過反復(fù)思考和多次修改。在正式畫圖前應(yīng)該先畫草圖?！醯?是： 1布置傳動(dòng)件及選擇結(jié)構(gòu)方案。 2檢驗(yàn)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)果中有無(wú)干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便 及時(shí)改正。 3確定傳動(dòng)軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對(duì)位置， 以確定各軸的受力點(diǎn)和受力方向，為軸和軸承的驗(yàn)算提供必要的數(shù)據(jù)。

38、 6. 2展開圖及其布置 展開圖就是按照傳動(dòng)軸傳遞運(yùn)動(dòng)的先后順序，假想將各軸沿其軸線剖 開并將這些剖切面平整展開在同一個(gè)平面上。 軸上裝的摩擦離合器和變速齒輪。有兩種布置方案，一是將兩級(jí)變速 齒輪和離合器做成一體。齒輪的直徑受到離合器內(nèi)徑的約束，齒根圓的直 徑必須大于離合器的外徑，負(fù)責(zé)齒輪無(wú)法加工。這樣軸的間距加大。另一 種布置方案是離合器的左右部分分別裝在同軸線的軸上，左邊部分接通， 得到一級(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，右邊接通得到三級(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。這種齒輪尺寸小但軸向 尺寸大。我們采用第一種方案，通過空心軸中的拉桿來操縱離合器的結(jié) 構(gòu)。 總布置時(shí)需要考慮制動(dòng)器的位置。制動(dòng)器可以布置在背輪軸上也可以 放在

39、其他軸上。制動(dòng)器不要放在轉(zhuǎn)速太低軸上，以免制動(dòng)扭矩太大，是制 動(dòng)尺寸增大。 齒輪在軸上布置很重要，關(guān)系到變速箱的軸向尺寸，減少軸向尺寸有 利于提高剛度和減小體積。 結(jié)論 分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)及部分計(jì)算，到這里基本結(jié)束了，由 于筆者水平有限，加之時(shí)間倉(cāng)促，僅對(duì)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)主要部分進(jìn)行 設(shè)計(jì)和校核，有許多地方處理不夠妥當(dāng)，因?yàn)闆]有接觸過生產(chǎn)實(shí)際，所以 可能有的地方存在錯(cuò)誤，希望老師多提寶貴意見。 經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)這門課當(dāng)中許多原理公式有 了進(jìn)一步的了解，對(duì)于機(jī)械類的書籍，軟件的使用能力得到了提升，并且 對(duì)設(shè)計(jì)工作有了更深入的認(rèn)識(shí)，在同學(xué)們一起進(jìn)行設(shè)計(jì)任務(wù)的

40、過程中，不 僅增進(jìn)了友誼，而且對(duì)于課程設(shè)計(jì)的課題有了更深的理解。在設(shè)計(jì)過程 中，得到王仲文老師的精心指導(dǎo)和幫助，在此表示衷心的感謝。 參考文獻(xiàn) 【1】候珍秀.《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》?哈爾濱工業(yè)大學(xué)岀版社，修訂版; 【2】、于惠力主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)》科學(xué)岀版社第一版 【3】、戴曙主編 【4】、戴曙主編 《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社 《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 【7】、于惠力主編 《機(jī)械原理》高等教育出版社第七版 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》科學(xué)出版社 致謝 在課程設(shè)計(jì)過程中，感謝很多同學(xué)的幫助和指點(diǎn)，感謝院系各位老師 多年來的諄諄教誨，感謝他們默默的栽培我。 這次的課程設(shè)計(jì)是在王仲文老師和丁艷艷老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo) 下完成的。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指 導(dǎo)和不懈的支持，在此，謹(jǐn)向教師表示衷心的感謝和崇高的敬意！。 此外，在課程設(shè)計(jì)過程中，也得到了其他同學(xué)的幫助，有關(guān)軟件方面 的一些技能不足得到了同學(xué)的大力幫助，設(shè)計(jì)任務(wù)一直在很好的氛圍中進(jìn) 行，在這里，也向他們表示真誠(chéng)的感謝！ 再次向此次課程設(shè)計(jì)中所有幫助過我的人表示感謝。