6級(jí)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【N=63~630;Z=6;公比為1.58;P=4kW;電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440含2張CAD圖】
6級(jí)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【N=63630;Z=6;公比為1.58;P=4kW;電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440含2張CAD圖】【需要咨詢購(gòu)買全套設(shè)計(jì)請(qǐng)加QQ1459919609】圖紙預(yù)覽詳情如下:
充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙I分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要本說(shuō)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目標(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。設(shè)計(jì)機(jī)床的主傳動(dòng)變速系統(tǒng)時(shí)首先利用傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法求出理想解和多個(gè)合理解。根據(jù)數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸功率與轉(zhuǎn)矩特性要求,分析了機(jī)電關(guān)聯(lián)分級(jí)調(diào)速主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和方法。從主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)入手,確定最佳機(jī)床主軸功率與轉(zhuǎn)矩特性匹配方案,計(jì)算和校核相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。本說(shuō)明書根據(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目標(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)算麻煩且不易找出合理的設(shè)計(jì)方案。本文通過(guò)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)副;結(jié)構(gòu)網(wǎng);結(jié)構(gòu)式;齒輪模數(shù);傳動(dòng)比 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙II目 錄摘 要 .I第 1 章 緒論 .11.1 課程設(shè)計(jì)的目的 .11.2 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 .11.2.1 理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算 .11.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計(jì) .11.2.3 編制技術(shù)文件 .11.3 課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 .21.3.1 課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(shù)參數(shù) .21.3.2 技術(shù)要求 .21.3.3 任務(wù)分配 .2第 2 章 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) .32.1 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定 .32.1.1 轉(zhuǎn)速范圍 .32.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列 .32.1.3 確定結(jié)構(gòu)式 .32.1.4 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng) .32.1.5 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖 .42.2 確定各變速組齒輪傳動(dòng)副齒數(shù) .52.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 .5第 3 章 動(dòng)力計(jì)算 .63.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) .63.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 .73.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算 .83.4 主軸合理跨距的計(jì)算 .10第 4 章 主要零部件的選擇 .124.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 .124.2 軸承的選擇 .124.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 .12第 5 章 校核 .135.1 主軸的校核 .135.2 軸承壽命校核 .14第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)明 .156.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 .15 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙III6.2 展開圖及其布置 .15結(jié)論 .16參考文獻(xiàn) .17致謝 .18 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙1第 1 章 緒論1.1 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)完本課程后,進(jìn)行一次學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的綜合性練習(xí)。通過(guò)課程設(shè)計(jì),使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)過(guò)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、加深和拓展所學(xué)知識(shí)的目的。通過(guò)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)步驟和方法的目的。通過(guò)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(guò)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(wèn)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(shuō)明書。 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙21.3 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 30:分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù):Nmin=63r/min;Nmax=630r/min ;Z=6 級(jí);公比為 1.58;電動(dòng)機(jī)功率 P=4kW;電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1440r/min1.3.2 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)。1.3.3 任務(wù)分配成員 學(xué)號(hào) 任務(wù)組長(zhǎng)繪圖計(jì)算計(jì)算 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙3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)速范圍Rn= = =10minaxN6302.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列查機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)表 2-9 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表,首先找到 63r/min、然后每隔5 個(gè)數(shù)取一個(gè)值(1.58=1.1 5) ,得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為63r/min、100r/min、160r/min、250r/min、400r/min 、630r/min ,共 6 級(jí)。2.1.3 確定結(jié)構(gòu)式對(duì)于 Z=6 級(jí)的結(jié)構(gòu)式可分解為: Z=3123。2.1.4 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)根據(jù)“前多后少,先降后升,前密后疏,結(jié)構(gòu)緊湊”的原則,選取傳動(dòng)方案Z=3123,易知擴(kuò)大組的變速范圍 ,因 , = =4 ,所以滿足條件, = = 。滿足要求,結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖 2-1 所示。圖 2-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng) 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙42.1.5 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖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 2-2 所示: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:圖 2-3 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙51-2 軸最小中心距:A 1_2min1/2(Zmaxm+2m+D)軸最小齒數(shù)和:S zmin(Zmax+2+D/m)2.2 確定各變速組齒輪傳動(dòng)副齒數(shù)1、Sz 100-120,中型機(jī)床 Sz=70-1002、直齒圓柱齒輪 Zmin 18-203、齒輪齒數(shù)的確定。據(jù)設(shè)計(jì)要求 Zmin1820 ,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)基本組 擴(kuò)大組傳動(dòng)比1:1.58 1:1 1:2.49 1:1 1:4代號(hào) Z 1Z Z 2Z Z 3Z Z4 Z4 Z5 Z5齒數(shù) 38 60 49 49 28 70 50 50 20 802.3 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(guò) ,即對(duì) Nmax=630r/min,實(shí)際轉(zhuǎn)速:Nmax=1440 =884r/min 則有=4 4.1因此滿足要求。各級(jí)轉(zhuǎn)速誤差如表 2-1 所示。表 2-2 轉(zhuǎn)速誤差分析表n 630 400 250 160 100 63n 884 393 249 157 99.54 63.15誤差 4 1.7 0.4 1.8 0.49 0.02所有計(jì)算結(jié)果都小于 4.1,因此不需要修改齒數(shù)。 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙6第 3 章 動(dòng)力計(jì)算3.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)輸出功率 P=4kw,轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min,n2=1000r/min1、確定計(jì)算功率:按最大的情況計(jì)算 P=4kw,K 為工作情況系數(shù),查1表 3.5,取kA=1.1,P d=kAP=1.14=4.4kw。2、選擇 V 帶的型號(hào):根據(jù) Pd,n1=1440r/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。3、確定帶輪直徑 d1,d2小帶輪直徑 d1=100mm,驗(yàn)算帶速?gòu)膭?dòng)輪直徑取 d2=140mm 查1 表 8-8,計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比4、定中心矩 a 和基準(zhǔn)帶長(zhǎng) Ld(1)初定中心距 a0:0.7(d1+d2) a0 2(d1+d2)155.4 a0 444 取 ao=300mm(2)帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度:650mm查1表 3.2 取 Ld0=650mm(3)計(jì)算實(shí)際中心距:aa0+ 300+ 290mm(4)確定中心距調(diào)整范圍:amax=a+0.03Ld=290+0.03630=308.9mm 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙7amin=a-0.015Ld=290-0.015630=280.55mm5、驗(yàn)算包角:1= = =6、確定 V 帶根數(shù):確定額定功率:P 0,由查表并用線性插值得 P0=0.15kw查1表 37 得功率增量 P 0=0.13kw。查1 表 38 得包角系數(shù)K =0.99,查 1表 3 得長(zhǎng)度系數(shù) Kl=0.81。確定帶根數(shù):Z= = =4.07取 Z=53.2 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 100r/min取計(jì)算轉(zhuǎn)速為100r/min2、傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 在轉(zhuǎn)速圖上,軸在最低轉(zhuǎn)速63r/min時(shí)經(jīng)過(guò)傳動(dòng)組傳動(dòng)副,得到主軸轉(zhuǎn)速為63.15 r/min。這個(gè)轉(zhuǎn)速高于主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速,在恒功率區(qū)間內(nèi),因此軸的最低轉(zhuǎn)速為該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速即nj=250r/min,同理可求得軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為n j =630r/min3、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 =100r/min, =100r/min各計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速如表 3-1。表 3-1 各軸轉(zhuǎn)速4、確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪 Z 裝在主軸上轉(zhuǎn)速,其中只有690r/min 傳遞全功率,故 Z j=90 r/min。依次可以得出其余齒輪副轉(zhuǎn)速如表63-2。軸 號(hào) 軸 軸 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 630 250 100 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙8表 3-2 齒輪副轉(zhuǎn)速序號(hào) Z 1Z 2Z 3Z 4Z 5Z6n j 350 350 180 180 90 903.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算1、計(jì)算各傳動(dòng)軸的輸出功率 kw80.39.60.4nrbp額 578312g .5.3r2、軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取軸一: =3.80Kw,取 = 帶入公式:有,d=26.03mm,圓整取 d=26mm,選花鍵:626306軸二: =3.65kw, = 取帶入公式:有,d=25.7mm,圓整取 d=26mm,選花鍵:832366主軸:選擇主軸前端直徑 D1=80mm,后端直徑 D2=(0.78-0.85)D2,則可以取 D2=65mm,則平均直徑 D=72.5mm。,故本例之中主軸內(nèi)孔直徑取為 d=40mm。支承形式選擇兩支撐,初取懸伸量 ,支撐跨距 。90am520Lm選擇平鍵連接 bh=2214,l=100mm , 。因?yàn)?=0.501.0 所以取值較大,計(jì)算的軸的直徑為最小直徑,經(jīng)計(jì)算也是危險(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可得各組的模數(shù),如圖 3-3 所示。 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙9表 3-3 模數(shù)45 號(hào)鋼整體淬火, 10jMP按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) m 1-2 軸由公式 =16338 可得 mj=1.29,取 m=2mm2-3 軸由公式 =16338 可得 mj=2.75, m=3mm基本組齒輪計(jì)算:基本組齒輪幾何尺寸如表 3-4 所示表 3-4 基本組齒輪幾何尺寸齒輪 Z1 Z1 Z2 Z2 Z3 Z3、齒數(shù) 38 60 49 49 28 70分度圓直徑 76 120 98 98 56 140齒頂圓直徑 80 124 102 102 100 144齒根圓直徑 71 115 93 93 51 145齒寬 16 16 16 16 16 16按基本組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用 40Cr,調(diào)質(zhì)處理,硬度241HB286HB,平均取 260HB,大齒輪用 45 鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度229HB286HB,平均取 240HB。計(jì)算如下:齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算:接觸應(yīng)力驗(yàn)算公式為jfsj MPauBnNKzm)()1(02832彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式為:wswaYnz)(109235式中 N-傳遞的額定功率(kW) ,這里取 N 為電動(dòng)機(jī)功率,N=4kW;組號(hào) 基本組 擴(kuò)大組模數(shù) mm 2 3 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙10-計(jì)算轉(zhuǎn)速(r/min) . =630(r/min) ;jnm-初算的齒輪模數(shù)( mm), m=2(mm) ;B-齒寬(mm) ,B=16(mm) ;z-小齒輪齒, ;z=28;u-小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=0.4;-壽命系數(shù); sK=sKTnNq-工作期限系數(shù);T mTC016T-齒輪工作期限,這里取 T=15000h. ;-齒輪的最低轉(zhuǎn)速(r/min), =630(r/min)1n-基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù),接觸載荷取 = ,彎曲載荷取 =0C716102m-疲勞曲線指數(shù),接觸載荷取 m=3,彎曲載荷取 m=6;-轉(zhuǎn)速變化系數(shù),查 上,取 =60;nK-功率利用系數(shù),查 上,取 =0.78;N-材料強(qiáng)化系數(shù),查 上, =0.60;q-工作狀況系數(shù),取 =1.1;3-動(dòng)載荷系數(shù),查 上,取 =1;2K2K-齒向載荷分布系數(shù),查 上, =1 1Y-齒形系數(shù),查 上,Y=0.386;-許用接觸應(yīng)力(MPa),查 中表 4-7,取 =650 Mpa;j-許用彎曲應(yīng)力(MPa) ,查 中表 4-7,取 275 Mpa;w根據(jù)上述公式,可求得及查取值可求得:=600 Mpa =220 Mpa3.4 主軸合理跨距的計(jì)算由于電動(dòng)機(jī)功率 P=4KW,根據(jù) 表 3.20,前軸徑應(yīng)為 6090mm。初步選取 d1=80mm。后軸徑的 d2=(0.70.9)d 1,取 d2=64mm。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 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙11a=90mm,主軸孔徑為 40mm。軸承剛度,主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩T= =9550 =382N.m假設(shè)該機(jī)床為車床的最大加工直徑為 300mm。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240mm,故半徑為 0.12m;切削力(沿 y 軸)Fc= =3183.3N背向力(沿 x 軸)Fp=0.5 Fc=1591.7N總作用力F= =3559N此力作用于工件上,主軸端受力為 F=3559N。先假設(shè) l/a=2,l=3a=240mm。前后支承反力 RA 和 RB 分別為RA= = =2669.25NRB= = =889.75N根據(jù) 文獻(xiàn) 式 3.7 得:Kr=3.39 得前支承的剛度:1.0Fr8.La9.0)(iza.1cosKA= 750 N/mm ;K B= 530 N/mm; = =1.42主軸的當(dāng)量外徑 de=(90+70)/2=80mm,故慣性矩為I= =19210-8m4= = =4.48查 圖 3-38 得 =2.2,與原假設(shè)接近,所以最佳跨距 =1202.2=264mm合理跨距為 ,取合理跨距 l=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=80mm。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 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙124.1 電動(dòng)機(jī)的選擇轉(zhuǎn)速n1440r/min,功率P4kW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6208,另一端安裝深溝球軸承6207II軸:對(duì)稱安裝深溝球軸承6209 III軸:軸徑64端采用圓錐滾子軸承代號(hào)30313,軸徑80端采用兩個(gè)圓柱滾子軸承代號(hào)N216E4.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇選用左右擺動(dòng)的操縱桿使其通過(guò)桿的推力來(lái)控制II軸上的三聯(lián)滑移齒輪和二聯(lián)滑移齒輪。 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙13第5章 校核5.1 主軸的校核圖 5-1 主軸的校核1、跨距前后軸承都是圓錐滾子軸承l(wèi)實(shí)= l+e1+e2=418+38tan13+46.5tan13420mm2、當(dāng)量外徑= = =82.3mm3、作用在主軸上的扭矩 =34849N.m4、作用在B點(diǎn)上的力為 2292.70N0.5 1146.355、作用在D點(diǎn)上的力為 774.2N0.5 387.21N6、撓度計(jì)算取斷面慣性矩 I2552499mm 4 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙14E2.110 5 N/mm27、按文獻(xiàn)中公式用變形疊加法、向量合成法,計(jì)算B點(diǎn)和C點(diǎn)的撓度y b和y c如表5-1 所示;表5-1 B點(diǎn)和C點(diǎn)的撓度y b和y c 單位:mm合成后的撓度 撓度 坐標(biāo) 方向 作用在B點(diǎn)的力的撓度作用在D點(diǎn)的力的撓度疊加后的撓度 計(jì)算值 允許值 x 0.0038 -0.0086 -0.0048 y 0.0019 -0.0043 -0.00240.005 0.04x -0.0013 0.0035 0.022 y -0.0065 0.0017 -0.00480.005 0.04注:表5-1中的計(jì)算值由公式 計(jì)算合成由表5-1中的計(jì)算結(jié)果知,撓度滿足要求. 8、傾角的計(jì)算 由文獻(xiàn)中的公式疊加合成計(jì)算 A.B.C.D 的計(jì)算結(jié)果如表5-2所示;表5-2 疊加傾角合成后的傾角 傾角 坐標(biāo) 作用B點(diǎn)上的力產(chǎn)生的傾角作用B點(diǎn)上的力產(chǎn)生的傾角疊加傾角計(jì)算值 允許值 x 0.00001 -0.00001 0 y 0.00005 -0.00005 00 0.0006x 0.000097 0.00004 0.000137 y 0.000049 0.00002 0.0000690.00015 0.001 x -0.00003 -0.00002 -0.00006 y -0.000015 -0.00001 -0.0000250.000065 0.0006 x 0 0.000037 0.000037 y 0 0.000019 0.0000190.00004 0.001 注:表5-2中的計(jì)算值由公式 計(jì)算合成計(jì)算結(jié)果表明,軸剛度滿足要求。5.2 軸承壽命校核1、主軸采用中窄系列圓錐滾子軸承,對(duì)于圓錐滾子軸承來(lái)說(shuō),K=5m,S =5m 一般能夠滿足要求。2、傳動(dòng)軸對(duì)花鍵軸上的軸承進(jìn)行校核軸上: 3559N, 0軸承型號(hào):6407C r由文獻(xiàn) 表2.5-1差得C r=43.8kN,=3軸承壽命:= =23016.5滿足使用要求,經(jīng)驗(yàn)算其他兩組深溝球軸承也滿足使用要求。 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙15第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)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,著重考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)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(guò)反復(fù)思考和多次修改。在正式畫圖前應(yīng)該先畫草圖。目的是: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)。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(guò)空心軸中的拉桿操縱離合器的結(jié)構(gòu)??偛贾脮r(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。 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙16結(jié)論1.本次課程設(shè)計(jì)是針對(duì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)基礎(chǔ)課程基礎(chǔ)知一次綜合性應(yīng)用設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用了基礎(chǔ)學(xué)科機(jī)械制圖、機(jī)械原理、工程力學(xué)、機(jī)械工程材料 以及機(jī)械設(shè)計(jì)課程中的相關(guān)知識(shí)。2.本次課程設(shè)計(jì)充分應(yīng)用了以前所學(xué)的知識(shí),并應(yīng)用這些知識(shí)來(lái)分析和解決實(shí)際問(wèn)題,進(jìn)一步鞏固和深化了以前的所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí), 同時(shí)也是對(duì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的一個(gè)深入認(rèn)識(shí)和理解的過(guò)程。3.本次課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步掌握了一般設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)切入點(diǎn),過(guò)程中培養(yǎng)了正確的設(shè)計(jì)思想和分析解決實(shí)際問(wèn)題的本領(lǐng),同時(shí)對(duì)機(jī)械部件的傳動(dòng)設(shè)計(jì)和動(dòng)力計(jì)算也提高了應(yīng)用各種資料和實(shí)際動(dòng)手的能力。4.本次課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步規(guī)范了制圖要求,學(xué)會(huì)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范,和查閱相關(guān)資料的本領(lǐng),掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙17參考文獻(xiàn) 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì).戴曙主編.大連理工大學(xué).北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1991 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).段鐵群主編.哈爾濱.科學(xué)出版社. 機(jī)械設(shè)計(jì)第四版.邱宣懷等主編.北京.高等教育出版社.2002 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)戴曙主編.大連工學(xué)院.工業(yè)出版社 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 2.零件設(shè)計(jì)上、下冊(cè).機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組. 北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1980 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.劉易新主編 .哈爾濱.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).哈爾濱理工大學(xué)零件教研室. 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙18致謝在本次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中,采取分組合作方式,讓我深刻的體會(huì)到的團(tuán)隊(duì)的力量和重要性,在此感謝指導(dǎo)老師王仲文和丁艷艷老師的幫助,讓我順利的完成了次課程設(shè)計(jì)任務(wù),讓我對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程有了更加深刻的體會(huì),通過(guò)本次設(shè)計(jì)讓我重新將所學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行了組合,讓這些知識(shí)真正的變成了工具,尤其是在這種小組模式當(dāng)中,知識(shí)的運(yùn)用耿書記得到了升級(jí)和反饋,讓我們每一個(gè)人都受益匪淺,也享受到了合作的樂(lè)趣。最后,鄭重感謝王仲文和丁艷艷老師的教導(dǎo),感謝他們教給我的知識(shí),讓我具備了走向?qū)I(yè)崗位的基礎(chǔ),帶給了我更加堅(jiān)定地信心。I分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要本說(shuō)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目標(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。設(shè)計(jì)機(jī)床的主傳動(dòng)變速系統(tǒng)時(shí)首先利用傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法求出理想解和多個(gè)合理解。根據(jù)數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸功率與轉(zhuǎn)矩特性要求,分析了機(jī)電關(guān)聯(lián)分級(jí)調(diào)速主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和方法。從主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)入手,確定最佳機(jī)床主軸功率與轉(zhuǎn)矩特性匹配方案,計(jì)算和校核相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。本說(shuō)明書根據(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目標(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)算麻煩且不易找出合理的設(shè)計(jì)方案。本文通過(guò)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)副;結(jié)構(gòu)網(wǎng);結(jié)構(gòu)式;齒輪模數(shù);傳動(dòng)比II目 錄摘 要 .I第 1 章 緒論 .11.1 課程設(shè)計(jì)的目的 .11.2 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 .11.2.1 理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算 .11.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計(jì) .11.2.3 編制技術(shù)文件 .11.3 課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 .21.3.1 課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(shù)參數(shù) .21.3.2 技術(shù)要求 .21.3.3 任務(wù)分配 .2第 2 章 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) .32.1 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定 .32.1.1 轉(zhuǎn)速范圍 .32.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列 .32.1.3 確定結(jié)構(gòu)式 .32.1.4 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng) .32.1.5 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖 .42.2 確定各變速組齒輪傳動(dòng)副齒數(shù) .52.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 .5第 3 章 動(dòng)力計(jì)算 .63.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) .63.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 .73.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算 .83.4 主軸合理跨距的計(jì)算 .10第 4 章 主要零部件的選擇 .124.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 .124.2 軸承的選擇 .124.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 .12第 5 章 校核 .135.1 主軸的校核 .135.2 軸承壽命校核 .14第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)明 .156.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 .15III6.2 展開圖及其布置 .15結(jié)論 .16參考文獻(xiàn) .17致謝 .181第 1 章 緒論1.1 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)完本課程后,進(jìn)行一次學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的綜合性練習(xí)。通過(guò)課程設(shè)計(jì),使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)過(guò)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、加深和拓展所學(xué)知識(shí)的目的。通過(guò)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)步驟和方法的目的。通過(guò)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(guò)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(wèn)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(shuō)明書。21.3 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 30:分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù):Nmin=63r/min;Nmax=630r/min ;Z=6 級(jí);公比為 1.58;電動(dòng)機(jī)功率 P=4kW;電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1440r/min1.3.2 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)。1.3.3 任務(wù)分配成員 學(xué)號(hào) 任務(wù)組長(zhǎng)繪圖計(jì)算計(jì)算3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)速范圍Rn= = =10minaxN6302.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列查機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)表 2-9 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表,首先找到 63r/min、然后每隔5 個(gè)數(shù)取一個(gè)值(1.58=1.1 5) ,得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為63r/min、100r/min、160r/min、250r/min、400r/min 、630r/min ,共 6 級(jí)。2.1.3 確定結(jié)構(gòu)式對(duì)于 Z=6 級(jí)的結(jié)構(gòu)式可分解為: Z=3123。2.1.4 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)根據(jù)“前多后少,先降后升,前密后疏,結(jié)構(gòu)緊湊”的原則,選取傳動(dòng)方案Z=3123,易知擴(kuò)大組的變速范圍 ,因 , = =4 ,所以滿足條件, = = 。滿足要求,結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖 2-1 所示。圖 2-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng) 42.1.5 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖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 2-2 所示: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:圖 2-3 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖51-2 軸最小中心距:A 1_2min1/2(Zmaxm+2m+D)軸最小齒數(shù)和:S zmin(Zmax+2+D/m)2.2 確定各變速組齒輪傳動(dòng)副齒數(shù)1、Sz 100-120,中型機(jī)床 Sz=70-1002、直齒圓柱齒輪 Zmin 18-203、齒輪齒數(shù)的確定。據(jù)設(shè)計(jì)要求 Zmin1820 ,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)基本組 擴(kuò)大組傳動(dòng)比1:1.58 1:1 1:2.49 1:1 1:4代號(hào) Z 1Z Z 2Z Z 3Z Z4 Z4 Z5 Z5齒數(shù) 38 60 49 49 28 70 50 50 20 802.3 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(guò) ,即對(duì) Nmax=630r/min,實(shí)際轉(zhuǎn)速:Nmax=1440 =884r/min 則有=4 4.1因此滿足要求。各級(jí)轉(zhuǎn)速誤差如表 2-1 所示。表 2-2 轉(zhuǎn)速誤差分析表n 630 400 250 160 100 63n 884 393 249 157 99.54 63.15誤差 4 1.7 0.4 1.8 0.49 0.02所有計(jì)算結(jié)果都小于 4.1,因此不需要修改齒數(shù)。6第 3 章 動(dòng)力計(jì)算3.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)輸出功率 P=4kw,轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min,n2=1000r/min1、確定計(jì)算功率:按最大的情況計(jì)算 P=4kw,K 為工作情況系數(shù),查1表 3.5,取kA=1.1,P d=kAP=1.14=4.4kw。2、選擇 V 帶的型號(hào):根據(jù) Pd,n1=1440r/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。3、確定帶輪直徑 d1,d2小帶輪直徑 d1=100mm,驗(yàn)算帶速?gòu)膭?dòng)輪直徑取 d2=140mm 查1 表 8-8,計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比4、定中心矩 a 和基準(zhǔn)帶長(zhǎng) Ld(1)初定中心距 a0:0.7(d1+d2) a0 2(d1+d2)155.4 a0 444 取 ao=300mm(2)帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度:650mm查1表 3.2 取 Ld0=650mm(3)計(jì)算實(shí)際中心距:aa0+ 300+ 290mm(4)確定中心距調(diào)整范圍:amax=a+0.03Ld=290+0.03630=308.9mm7amin=a-0.015Ld=290-0.015630=280.55mm5、驗(yàn)算包角:1= = =6、確定 V 帶根數(shù):確定額定功率:P 0,由查表并用線性插值得 P0=0.15kw查1表 37 得功率增量 P 0=0.13kw。查1 表 38 得包角系數(shù)K =0.99,查 1表 3 得長(zhǎng)度系數(shù) Kl=0.81。確定帶根數(shù):Z= = =4.07取 Z=53.2 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 100r/min取計(jì)算轉(zhuǎn)速為100r/min2、傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 在轉(zhuǎn)速圖上,軸在最低轉(zhuǎn)速63r/min時(shí)經(jīng)過(guò)傳動(dòng)組傳動(dòng)副,得到主軸轉(zhuǎn)速為63.15 r/min。這個(gè)轉(zhuǎn)速高于主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速,在恒功率區(qū)間內(nèi),因此軸的最低轉(zhuǎn)速為該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速即nj=250r/min,同理可求得軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為n j =630r/min3、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 =100r/min, =100r/min各計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速如表 3-1。表 3-1 各軸轉(zhuǎn)速4、確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪 Z 裝在主軸上轉(zhuǎn)速,其中只有690r/min 傳遞全功率,故 Z j=90 r/min。依次可以得出其余齒輪副轉(zhuǎn)速如表63-2。軸 號(hào) 軸 軸 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 630 250 1008表 3-2 齒輪副轉(zhuǎn)速序號(hào) Z 1Z 2Z 3Z 4Z 5Z6n j 350 350 180 180 90 903.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算1、計(jì)算各傳動(dòng)軸的輸出功率 kw80.39.60.4nrbp額 578312g .5.3r2、軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取軸一: =3.80Kw,取 = 帶入公式:有,d=26.03mm,圓整取 d=26mm,選花鍵:626306軸二: =3.65kw, = 取帶入公式:有,d=25.7mm,圓整取 d=26mm,選花鍵:832366主軸:選擇主軸前端直徑 D1=80mm,后端直徑 D2=(0.78-0.85)D2,則可以取 D2=65mm,則平均直徑 D=72.5mm。,故本例之中主軸內(nèi)孔直徑取為 d=40mm。支承形式選擇兩支撐,初取懸伸量 ,支撐跨距 。90am520Lm選擇平鍵連接 bh=2214,l=100mm , 。因?yàn)?=0.501.0 所以取值較大,計(jì)算的軸的直徑為最小直徑,經(jīng)計(jì)算也是危險(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可得各組的模數(shù),如圖 3-3 所示。9表 3-3 模數(shù)45 號(hào)鋼整體淬火, 10jMP按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) m 1-2 軸由公式 =16338 可得 mj=1.29,取 m=2mm2-3 軸由公式 =16338 可得 mj=2.75, m=3mm基本組齒輪計(jì)算:基本組齒輪幾何尺寸如表 3-4 所示表 3-4 基本組齒輪幾何尺寸齒輪 Z1 Z1 Z2 Z2 Z3 Z3、齒數(shù) 38 60 49 49 28 70分度圓直徑 76 120 98 98 56 140齒頂圓直徑 80 124 102 102 100 144齒根圓直徑 71 115 93 93 51 145齒寬 16 16 16 16 16 16按基本組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用 40Cr,調(diào)質(zhì)處理,硬度241HB286HB,平均取 260HB,大齒輪用 45 鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度229HB286HB,平均取 240HB。計(jì)算如下:齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算:接觸應(yīng)力驗(yàn)算公式為jfsj MPauBnNKzm)()1(02832彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式為:wswaYnz)(109235式中 N-傳遞的額定功率(kW) ,這里取 N 為電動(dòng)機(jī)功率,N=4kW;組號(hào) 基本組 擴(kuò)大組模數(shù) mm 2 310-計(jì)算轉(zhuǎn)速(r/min) . =630(r/min) ;jnm-初算的齒輪模數(shù)( mm), m=2(mm) ;B-齒寬(mm) ,B=16(mm) ;z-小齒輪齒, ;z=28;u-小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=0.4;-壽命系數(shù); sK=sKTnNq-工作期限系數(shù);T mTC016T-齒輪工作期限,這里取 T=15000h. ;-齒輪的最低轉(zhuǎn)速(r/min), =630(r/min)1n-基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù),接觸載荷取 = ,彎曲載荷取 =0C716102m-疲勞曲線指數(shù),接觸載荷取 m=3,彎曲載荷取 m=6;-轉(zhuǎn)速變化系數(shù),查 上,取 =60;nK-功率利用系數(shù),查 上,取 =0.78;N-材料強(qiáng)化系數(shù),查 上, =0.60;q-工作狀況系數(shù),取 =1.1;3-動(dòng)載荷系數(shù),查 上,取 =1;2K2K-齒向載荷分布系數(shù),查 上, =1 1Y-齒形系數(shù),查 上,Y=0.386;-許用接觸應(yīng)力(MPa),查 中表 4-7,取 =650 Mpa;j-許用彎曲應(yīng)力(MPa) ,查 中表 4-7,取 275 Mpa;w根據(jù)上述公式,可求得及查取值可求得:=600 Mpa =220 Mpa3.4 主軸合理跨距的計(jì)算由于電動(dòng)機(jī)功率 P=4KW,根據(jù) 表 3.20,前軸徑應(yīng)為 6090mm。初步選取 d1=80mm。后軸徑的 d2=(0.70.9)d 1,取 d2=64mm。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11a=90mm,主軸孔徑為 40mm。軸承剛度,主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩T= =9550 =382N.m假設(shè)該機(jī)床為車床的最大加工直徑為 300mm。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240mm,故半徑為 0.12m;切削力(沿 y 軸)Fc= =3183.3N背向力(沿 x 軸)Fp=0.5 Fc=1591.7N總作用力F= =3559N此力作用于工件上,主軸端受力為 F=3559N。先假設(shè) l/a=2,l=3a=240mm。前后支承反力 RA 和 RB 分別為RA= = =2669.25NRB= = =889.75N根據(jù) 文獻(xiàn) 式 3.7 得:Kr=3.39 得前支承的剛度:1.0Fr8.La9.0)(iza.1cosKA= 750 N/mm ;K B= 530 N/mm; = =1.42主軸的當(dāng)量外徑 de=(90+70)/2=80mm,故慣性矩為I= =19210-8m4= = =4.48查 圖 3-38 得 =2.2,與原假設(shè)接近,所以最佳跨距 =1202.2=264mm合理跨距為 ,取合理跨距 l=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=80mm。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124.1 電動(dòng)機(jī)的選擇轉(zhuǎn)速n1440r/min,功率P4kW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6208,另一端安裝深溝球軸承6207II軸:對(duì)稱安裝深溝球軸承6209 III軸:軸徑64端采用圓錐滾子軸承代號(hào)30313,軸徑80端采用兩個(gè)圓柱滾子軸承代號(hào)N216E4.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇選用左右擺動(dòng)的操縱桿使其通過(guò)桿的推力來(lái)控制II軸上的三聯(lián)滑移齒輪和二聯(lián)滑移齒輪。13第5章 校核5.1 主軸的校核圖 5-1 主軸的校核1、跨距前后軸承都是圓錐滾子軸承l(wèi)實(shí)= l+e1+e2=418+38tan13+46.5tan13420mm2、當(dāng)量外徑= = =82.3mm3、作用在主軸上的扭矩 =34849N.m4、作用在B點(diǎn)上的力為 2292.70N0.5 1146.355、作用在D點(diǎn)上的力為 774.2N0.5 387.21N6、撓度計(jì)算取斷面慣性矩 I2552499mm 414E2.110 5 N/mm27、按文獻(xiàn)中公式用變形疊加法、向量合成法,計(jì)算B點(diǎn)和C點(diǎn)的撓度y b和y c如表5-1 所示;表5-1 B點(diǎn)和C點(diǎn)的撓度y b和y c 單位:mm合成后的撓度 撓度 坐標(biāo) 方向 作用在B點(diǎn)的力的撓度作用在D點(diǎn)的力的撓度疊加后的撓度 計(jì)算值 允許值 x 0.0038 -0.0086 -0.0048 y 0.0019 -0.0043 -0.00240.005 0.04x -0.0013 0.0035 0.022 y -0.0065 0.0017 -0.00480.005 0.04注:表5-1中的計(jì)算值由公式 計(jì)算合成由表5-1中的計(jì)算結(jié)果知,撓度滿足要求. 8、傾角的計(jì)算 由文獻(xiàn)中的公式疊加合成計(jì)算 A.B.C.D 的計(jì)算結(jié)果如表5-2所示;表5-2 疊加傾角合成后的傾角 傾角 坐標(biāo) 作用B點(diǎn)上的力產(chǎn)生的傾角作用B點(diǎn)上的力產(chǎn)生的傾角疊加傾角計(jì)算值 允許值 x 0.00001 -0.00001 0 y 0.00005 -0.00005 00 0.0006x 0.000097 0.00004 0.000137 y 0.000049 0.00002 0.0000690.00015 0.001 x -0.00003 -0.00002 -0.00006 y -0.000015 -0.00001 -0.0000250.000065 0.0006 x 0 0.000037 0.000037 y 0 0.000019 0.0000190.00004 0.001 注:表5-2中的計(jì)算值由公式 計(jì)算合成計(jì)算結(jié)果表明,軸剛度滿足要求。5.2 軸承壽命校核1、主軸采用中窄系列圓錐滾子軸承,對(duì)于圓錐滾子軸承來(lái)說(shuō),K=5m,S =5m 一般能夠滿足要求。2、傳動(dòng)軸對(duì)花鍵軸上的軸承進(jìn)行校核軸上: 3559N, 0軸承型號(hào):6407C r由文獻(xiàn) 表2.5-1差得C r=43.8kN,=3軸承壽命:= =23016.5滿足使用要求,經(jīng)驗(yàn)算其他兩組深溝球軸承也滿足使用要求。 15第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)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,著重考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)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(guò)反復(fù)思考和多次修改。在正式畫圖前應(yīng)該先畫草圖。目的是: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)。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(guò)空心軸中的拉桿操縱離合器的結(jié)構(gòu)??偛贾脮r(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。16結(jié)論1.本次課程設(shè)計(jì)是針對(duì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)基礎(chǔ)課程基礎(chǔ)知一次綜合性應(yīng)用設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用了基礎(chǔ)學(xué)科機(jī)械制圖、機(jī)械原理、工程力學(xué)、機(jī)械工程材料 以及機(jī)械設(shè)計(jì)課程中的相關(guān)知識(shí)。2.本次課程設(shè)計(jì)充分應(yīng)用了以前所學(xué)的知識(shí),并應(yīng)用這些知識(shí)來(lái)分析和解決實(shí)際問(wèn)題,進(jìn)一步鞏固和深化了以前的所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí), 同時(shí)也是對(duì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的一個(gè)深入認(rèn)識(shí)和理解的過(guò)程。3.本次課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步掌握了一般設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)切入點(diǎn),過(guò)程中培養(yǎng)了正確的設(shè)計(jì)思想和分析解決實(shí)際問(wèn)題的本領(lǐng),同時(shí)對(duì)機(jī)械部件的傳動(dòng)設(shè)計(jì)和動(dòng)力計(jì)算也提高了應(yīng)用各種資料和實(shí)際動(dòng)手的能力。4.本次課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步規(guī)范了制圖要求,學(xué)會(huì)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范,和查閱相關(guān)資料的本領(lǐng),掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。17參考文獻(xiàn) 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì).戴曙主編.大連理工大學(xué).北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1991 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).段鐵群主編.哈爾濱.科學(xué)出版社. 機(jī)械設(shè)計(jì)第四版.邱宣懷等主編.北京.高等教育出版社.2002 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)戴曙主編.大連工學(xué)院.工業(yè)出版社 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 2.零件設(shè)計(jì)上、下冊(cè).機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組. 北京.機(jī)械工業(yè)出版社.1980 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.劉易新主編 .哈爾濱.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).哈爾濱理工大學(xué)零件教研室. 18致謝在本次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中,采取分組合作方式,讓我深刻的體會(huì)到的團(tuán)隊(duì)的力量和重要性,在此感謝指導(dǎo)老師王仲文和丁艷艷老師的幫助,讓我順利的完成了次課程設(shè)計(jì)任務(wù),讓我對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程有了更加深刻的體會(huì),通過(guò)本次設(shè)計(jì)讓我重新將所學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行了組合,讓這些知識(shí)真正的變成了工具,尤其是在這種小組模式當(dāng)中,知識(shí)的運(yùn)用耿書記得到了升級(jí)和反饋,讓我們每一個(gè)人都受益匪淺,也享受到了合作的樂(lè)趣。最后,鄭重感謝王仲文和丁艷艷老師的教導(dǎo),感謝他們教給我的知識(shí),讓我具備了走向?qū)I(yè)崗位的基礎(chǔ),帶給了我更加堅(jiān)定地信心。
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設(shè)計(jì)
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kw
電機(jī)
機(jī)電
轉(zhuǎn)速
cad
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-
6級(jí)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【N=63~630;Z=6;公比為1.58;P=4kW;電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440含2張CAD圖】
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