8級分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計【N=35.5~800；Z=8；公比為1.41；P=3kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=710~1420含2張CAD圖】
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充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙I分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計摘 要本說明書著重研究機(jī)床主傳動系統(tǒng)的設(shè)計步驟和設(shè)計方法，根據(jù)已確定的運(yùn)動參數(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)計效率。在機(jī)床主傳動系統(tǒng)中，為減少齒輪數(shù)目，簡化結(jié)構(gòu)，縮短軸向尺寸，用齒輪齒數(shù)的設(shè)計方法是試算，湊算法，計算麻煩且不易找出合理的設(shè)計方案。本文通過對主傳動系統(tǒng)中雙聯(lián)滑移齒輪傳動特點(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 分級變速；傳動系統(tǒng)設(shè)計；傳動副；結(jié)構(gòu)網(wǎng)；結(jié)構(gòu)式；齒輪模數(shù)，傳動比 充值購買-下載設(shè)計文檔后，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)計的目的 .......................................................................................11.2 課程設(shè)計的內(nèi)容 ........................................................................................11.2.1 理論分析與設(shè)計計算 ........................................................................11.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計 ....................................................................................11.2.3 編制技術(shù)文件 .....................................................................................11.3 課程設(shè)計題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 ...........................................21.3.1 課程設(shè)計題目和主要技術(shù)參數(shù) ......................................................21.3.2 技術(shù)要求 .............................................................................................2第 2 章 運(yùn)動設(shè)計 ................................................................................................32.1 運(yùn)動參數(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)速圖和傳動系統(tǒng)圖 .................................................................42.2 確定各變速組此論傳動副齒數(shù) ...............................................................42.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 ...................................................................................6第 3 章 動力計算 ................................................................................................73.1 帶傳動設(shè)計 ...............................................................................................73.2 計算轉(zhuǎn)速的計算 .......................................................................................83.3 齒輪模數(shù)計算及驗(yàn)算 ...............................................................................93.5 主軸合理跨距的計算 .............................................................................13第 4 章 主要零部件的選擇 ..............................................................................154.1 電動機(jī)的選擇 ..........................................................................................154.2 軸承的選擇 .............................................................................................154.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 ..............................................................................15第 5 章 校核 ......................................................................................................165.1 軸的校核 .................................................................................................165.2 軸承壽命校核 .........................................................................................18第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明 ..................................................................................196.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 .....................................................196.2 展開圖及其布置 .....................................................................................19 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙III結(jié)論 ....................................................................................................................20參考文獻(xiàn) ............................................................................................................21致謝 ....................................................................................................................22 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙1第 1 章 緒論1.1 課程設(shè)計的目的《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(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，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)中的某些典型機(jī)構(gòu)，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)主傳動設(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。1.2 課程設(shè)計的內(nèi)容《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》課程設(shè)計內(nèi)容由理論分析與設(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。1.2.1 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(yùn)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)動力計算和校核。1.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計（1）選擇系統(tǒng)中的主要機(jī)件。（2）工程技術(shù)圖樣的設(shè)計與繪制。1.2.3 編制技術(shù)文件（1）對于課程設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行自我經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價。（2）編制設(shè)計計算說明書。 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙21.3 課程設(shè)計題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求1.3.1 課程設(shè)計題目和主要技術(shù)參數(shù)題目 29：分級變速主傳動系統(tǒng)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/min1.3.2 技術(shù)要求（1）利用電動機(jī)完成換向和制動。（2）各滑移齒輪塊采用單獨(dú)操縱機(jī)構(gòu)。（3）進(jìn)給傳動系統(tǒng)采用單獨(dú)電動機(jī)驅(qū)動。1.3.3 任務(wù)分配成員 學(xué)號 任務(wù)繪圖繪圖計算 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙3第 2 章 運(yùn)動設(shè)計2.1 運(yùn)動參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定2.1.1 轉(zhuǎn)速范圍Rn= = =22.53minaxN5.3802.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列轉(zhuǎn)速數(shù)列。查《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》表 2-5 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，首先找到35.5r/min、然后每隔 5 個數(shù)取一個值（1.41=1.06 6） ，得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為 35.5r/min、50r/min、71r/min、100r/min、140r/min 、200 r/min，280 r/min、 400 r/min、560r/min、800r/min 共 10 級。2.1.3 確定結(jié)構(gòu)式對于 Z=8 可分解為：Z=2 1×22×24 。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,選取傳動方案 Z=21×22×24,易知第二擴(kuò)大組的變速范圍 r=φ (P3-1)x=1.414=3.95〈8，滿足要求，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖 2-1。圖 2-1 結(jié)構(gòu)式 Z=21×22×24 結(jié)構(gòu)網(wǎng) 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙42.1.5 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖（1）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)。（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)，畫主傳動系統(tǒng)圖如圖 2-3：1-2 軸最小中心距：A 1_2min>1/2(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? 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙5圖 2-3 主傳動系統(tǒng)圖（7）齒輪齒數(shù)的確定。據(jù)設(shè)計要求 Zmin≥18—20,由表 4.1，根據(jù)各變速組公比，可得各傳動比和齒輪齒數(shù)，各齒輪齒數(shù)如表 2-1。表 2-1 齒輪齒數(shù)基本組 第 1 擴(kuò)大組 第 2 擴(kuò)大組傳動比1:1 1:1.41 1:1 1：2 2：1 1:2代號 Z1Z 'Z2Z 'Z3Z 'Z4Z'Z5Z'Z6Z'齒數(shù) 30 30 25 35 36 36 24 48 56 28 28 56 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙62.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差實(shí)際傳動比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過±10( -1)％,即?|實(shí)際轉(zhuǎn)速 n-標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 n標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 n | 12006、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=1.31Kw查[1]表 37 得功率增量 P0=0.17Kw:查[1]表 38 得包角系數(shù) K =0.952?查[1]表 3 得長度系數(shù) Kl=1.06 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙8確定帶根數(shù)：Z=P /｛（P +△P ）×K ×K ｝C0?L=3.3/(1.31+0.17) ×0.952×1.06=2.21 取 Z=33.2 計算轉(zhuǎn)速的計算1、主軸的計算轉(zhuǎn)速 由《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》表3-2中的公式 88(1)(1)33min50.4/minj r??????取計算轉(zhuǎn)速為100r/min(注：主軸的計算轉(zhuǎn)速是低速第一個三分之一變速范圍的最高一級轉(zhuǎn)速)2、傳動軸的計算轉(zhuǎn)速 在轉(zhuǎn)速圖上，軸IV在最低轉(zhuǎn)速50r/min時經(jīng)過傳動組傳動副，得到主軸轉(zhuǎn)速為100 r/min。這個轉(zhuǎn)速高于主軸計算轉(zhuǎn)速，在恒功率區(qū)間內(nèi)，因此軸Ⅲ的最低轉(zhuǎn)速為該軸的計算轉(zhuǎn)速即nⅢj=200/min,同理可求得軸Ⅱ的計算轉(zhuǎn)速為 =400r/min、軸Ⅰ計算轉(zhuǎn)速為 =400 r/min3、確定各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速。由機(jī)械設(shè)計知識可知，一對嚙合齒輪只需要校核危險的小齒輪，因此只需求出危險小齒輪的計算轉(zhuǎn)速?？汕蟮闷溆鄡蓪Ш淆X輪中危險齒輪的計算轉(zhuǎn)速即 =400r/min， =200r/min28jzn36jzn各計算轉(zhuǎn)速入表 3-1。表 3-1 各軸計算轉(zhuǎn)速4、確 定齒輪副的計算轉(zhuǎn)速。齒輪 Z 裝在主軸上轉(zhuǎn)速，其中只有 100r/min 傳遞全'6功率，故 Z j=100 r/min。依次可以得出其余齒輪的計算轉(zhuǎn)速，如表 3-2。'6表 3-2 齒輪副計算轉(zhuǎn)速軸 號 Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸 IV 軸計算轉(zhuǎn)速 r/min 400 400 200 100 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙9序號 Z1Z2Z3Z '4Z 5Z '6n j400 400 200 200 100 1003.3 齒輪模數(shù)計算及驗(yàn)算1、計算各傳動軸的輸出功率 )(85.29.06.3n1 Kwprb ?????額 718522g 6..71.3r )(g主2、軸徑設(shè)計及鍵的選取軸一： ，取 帶入公式：kw85.21?p0.9??！?】 ＝有，d=24.4mm,圓整取 d=25mm。49jPdn?選花鍵： 63軸二： ，取 帶入公式：k71.2?p0.9??！?】 ＝有，d=27.3mm,圓整取 d=28mm。49jdn?選花鍵： 836軸三： ，取 帶入公式：kw60.23?p0.9??！?】 ＝有，d=31.5mm,圓整取 d=32mm。491jPdn?選花鍵： 837主軸：選擇主軸前端直徑 ，后端直徑190Dm?210.75.8DD?:（ ）取 ，則平均直徑 。2D65m?.5對于普通車床，主軸內(nèi)孔直徑 ,故本例之中，主軸內(nèi)(.6)d?孔直徑取為 4d支承形式選擇兩支撐，初取懸伸量 ，支撐跨距 。90a?520Lm?選擇平鍵連接， 214,bhl??因?yàn)?所以取值較大，計算的軸的直徑為最小直徑，也是0.5~??危險直徑，所以實(shí)際裝配時可選用軸徑更大的軸。3、模數(shù)計算，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 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙10齒輪，按簡化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計算，即321][)(68mj jjmnuzP????可得各組的模數(shù)，如表 3-3 所示。45 號鋼整體淬火， []0jM?按接觸疲勞計算齒輪模數(shù) m 1-2 軸由公式 可得 2.34，取 m=3mm321()=68[]j juPzn??j?2-3 軸由公式 可得 2.15,取 m=3mm321jmj?j3-主軸由公式 可得 2.57，取 m=3mm321()=68[]j juzn??jm?一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù)，所以根據(jù)情況都取一樣的模數(shù)。表 3-3 模數(shù)（ 2）基本組 齒輪計算如表 3-4。表 3-4 基本組齒輪尺寸齒輪 Z1 Z1` Z2 Z2`齒數(shù) 30 30 25 35分度圓直徑 90 90 75 105齒頂圓直徑 96 96 81 111齒根圓直徑 82.5 82.5 67.5 97.5齒寬 24 24 24 24按基本組最小齒輪計算。小齒輪用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度組號 基本組 第一擴(kuò)大組 第二擴(kuò)大組模數(shù) mm 3 3 3 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙11241HB～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。計算如下：齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算：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：??wswaYnzK)(109235式中 N----傳遞的額定功率（kW） ，這里取 N 為電動機(jī)功率，N=3kW;-----計算轉(zhuǎn)速（r/min）. =400（r/min）;jnjm-----初算的齒輪模數(shù)（mm）, m=3（mm）;B----齒寬（mm）;B=24（mm）;z----小齒輪齒數(shù)；z=25;u----小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=2;-----壽命系數(shù)；sK=sKTnNq----工作期限系數(shù)；TmTC016?T------齒輪工作期限，這里取 T=15000h.;-----齒輪的最低轉(zhuǎn)速（ r/min）, =400（r/min ）1n1n----基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取 = ，彎曲載荷取 =0C070C621?m----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【5】2 上，取 =0.60nKNK 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙12----功率利用系數(shù)，查【5】2 上，取取 =0.78NKNK-----材料強(qiáng)化系數(shù)，查【5】2 上， =0.60q q-----工作狀況系數(shù)，取 =1.13 3-----動載荷系數(shù)，查【5】2 上，取 =1K2K------齒向載荷分布系數(shù)，查 【5】2 上， =1 1 1Y------齒形系數(shù)，查 【5】2 上，Y=0.386；----許用接觸應(yīng)力（MPa）,查【4】 ，表 4-7，取 =650 ??j? []j?Mpa；---許用彎曲應(yīng)力（ MPa） ，查【4】 ，表 4-7，取 =275 w []wMpa；根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得： 638[]j jMpa????0ww（3）擴(kuò)大組齒輪計算。表 3-5 第一擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸 齒輪 Z3 Z3` Z4 Z4`齒數(shù) 36 36 24 48分度圓直徑 108 108 72 144齒頂圓直徑 114 114 78 150齒根圓直徑 100.5 100.5 64.5 136.5齒寬 24 24 24 24 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙13表 3-6 第二擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸 齒輪 Z5 Z5` Z6 Z6`齒數(shù) 56 28 28 56分度圓直徑 168 84 84 168齒頂圓直徑 174 90 90 174齒根圓直徑 160.5 76.5 76.5 160.5齒寬 24 24 24 24按擴(kuò)大組最小齒輪計算。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)基本組的計算，查文獻(xiàn)【6】 ，可得 =0.62， =0.77， =0.60， =1.1，nKNqK3=1， =1，m=3.5， =355；2K1j可求得： 623[]j jMpa????19ww3.5 主軸合理跨距的計算由于電動機(jī)功率 P=3KW，根據(jù) 【1】表 3.20，前軸徑應(yīng)為60~90mm。初步選取 d1=80mm。后軸徑的 d2=（0.7~0.9）d 1，取d2=60mm。根據(jù)設(shè)計方案，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 30mm。3T95086.5Nm10pn???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180mm，故半徑為 0.09m； 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙14切削力（沿 y 軸） c286.5F31N09?背向力（沿 x 軸） Fp=0.5 Fc=1591.5N總作用力 2p?此力作用于工件上，主軸端受力為 F=3558.7N。先假設(shè) l/a=2，l=3a=240mm。前后支承反力 RA 和 RB 分別為1043595382AlaRN???79.BFl?根據(jù) 文獻(xiàn)【1】式 3.7 得：Kr=3.39 得前支承1.0Fr8.La9.0)(iza.1cos的剛度：K A= 1689.69 N/ ；K B= 785.57 N/ ；m?m?168.2.57A?主軸的當(dāng)量外徑 de=(80+60)/2=70mm，故慣性矩為：484(0..3).106I????13362. .89.AEKa????查【1】圖 3-38 得 ，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距0l=120×2.0=240mm 合理跨距為（0.75-1.5） ，取合理跨距 l=360mm。0l 0l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，后支承采用背對背安裝的角接觸球軸承。 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙15第 4 章 主要零部件的選擇4.1 電動機(jī)的選擇轉(zhuǎn)速n＝1420r/min，功率P＝3kW選用Y系列三相異步電動機(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6006II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61908III軸：安裝深溝球軸承6007兩個。4.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇選用左右擺動的操縱桿使其通過桿的推力來控制I軸、II軸以及III軸上的雙聯(lián)滑移齒輪。同時擺動式操縱機(jī)構(gòu)的選擇應(yīng)符合主軸箱的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計，且操縱可靠、輕便、靈敏。變速時，特別是集中變速時，為保證齒輪順利嚙合，必須消除頂齒現(xiàn)象，為了避免打齒，變速往往是在停車后進(jìn)行。為了防止停車變速時兩個齒輪端面相互頂住，變速機(jī)構(gòu)中的齒輪在進(jìn)入嚙合處的輪齒端面應(yīng)倒成大圓角。即便如此，仍不一定能保證滑移齒輪順利嚙合，常采取一下措施來消除頂齒現(xiàn)象。1.手動操縱2.機(jī)動操縱3.變速時使各軸做連續(xù)的低速回轉(zhuǎn)為了消除變速過程中的頂齒現(xiàn)象，還應(yīng)考慮傳動的連續(xù)性問題。因?yàn)樵诩凶兯贂r，各滑移齒輪不可能同時進(jìn)入嚙合，總是有先有后。因此，為了保證傳動連續(xù)性，可采用如下方法：1.加寬或減薄相應(yīng)變速齒輪的齒厚2.在推動滑移齒輪的機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)置彈性原件 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙16第 5 章 校核5.1 軸的校核（a）主軸的前端部撓度 []0.250.1sy????（b）主軸在前軸承處的傾角 []rad??容 許 值 軸 承（c）在安裝齒輪處的傾角 .容 許 值 齒6517085023685109D1.07 879il mL??????? ??平 均 總E 取為 ，52.MPa44 40875(1)(1)360()66dI??????3439.92.79512682zpF Nn???? ?主 計件 （ ）求得： ，0.457()yzN0.5()xzFN由于小齒輪的傳動力大，這里以小齒輪來進(jìn)行計算 442912913.785)QPmzn?????主計主 主 （將其分解為垂直分力和水平分力由公式 ,tataynQzynFF????可得 2105(),647()QzyN21860352()3ZMl Nm???:件 54yyF件 7()2xxd件 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙17主軸載荷圖如圖 5-1 所示：圖 5-1 主軸載荷圖由上圖可知如下數(shù)據(jù)：a=364mm,b=161mm,l=525mm,c=87mm計算（在垂直平面）, ,1()6QZFabclyEI???2()3ZFcylEI??3(23)6zMcylEI??230.17sz， ，()ZIl?齒 1 (2)6ZlcI?齒 2 ()ZlcI?齒 35.9?????齒 齒 齒 2齒 3， ，()6QZFabEIl?軸 承 1 zFlEI軸 承 2ZlI?軸 承 35.10???軸 承 軸 承 軸 承 2軸 承 3計算（在水平平面）, ,1()6QyabclI??2()yclI??3()(23)6yxMclI?120.17sy 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙18， ，()3QyFabEIl???齒 1 (23)6yFlcEI???齒 2()(3yxMlcEI????齒 351.860?齒 y齒 1齒 齒， ，()6lI?軸 承 1 ylI軸 承 2()yxlI軸 承 35.?????軸 承 y軸 承 1軸 承 軸 承合成： 20.8.1sszy??5齒 齒 y齒 22.3.0????軸 承 軸 承 Z軸 承 Y5.2 軸承壽命校核由 П 軸最小軸徑可取軸承為 7008C 角接觸球軸承,ε=3；P=XF r+YFaX=1，Y=0。對Ⅱ軸受力分析如圖 5-2 所示。圖 5-2 Ⅱ軸受力分析圖得：前支承的徑向力 Fr=2642.32N。由軸承壽命的計算公式：預(yù)期的使用壽命 [L10h]=15000hz 3106716702.810()()hCLnP????10284.9[]5hL?軸承壽命滿足要求。 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙19第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案設(shè)計主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動件（傳動軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動器等） 、主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)、潤滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結(jié)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。課程設(shè)計由于時間的限制，一般只畫展開圖。主軸變速箱是機(jī)床的重要部件。設(shè)計時除考慮一般機(jī)械傳動的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個方面的問題。精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動效率要求，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)計是整個機(jī)床設(shè)計的重點(diǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計中不可避免要經(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。目的是：1 布置傳動件及選擇結(jié)構(gòu)方案。2 檢驗(yàn)傳動設(shè)計的結(jié)果中有無干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時改正。3 確定傳動軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對位置，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軸傳遞運(yùn)動的先后順序，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，一是將兩級變速齒輪和離合器做成一體。齒輪直徑受到離合器內(nèi)徑的約束，齒根圓的直徑必須大于離合器的外徑，否則齒輪無法加工。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，得到一級反向轉(zhuǎn)動，右邊接通得到三級反向轉(zhuǎn)動。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)。總布置時需要考慮制動器的位置。制動器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上。制動器不要放在轉(zhuǎn)速太低軸上，以免制動扭矩太大，使制動尺寸增大。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。 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙20結(jié)論分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計的結(jié)構(gòu)及部分計算，到這里基本結(jié)束了，由于筆者水平有限，加之時間倉促，僅對分級變速主傳動系統(tǒng)主要部分進(jìn)行設(shè)計和校核，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誤，希望老師多提寶貴意見。經(jīng)過這次課程設(shè)計，使我對機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計這門課當(dāng)中許多原理公式有了進(jìn)一步的了解，對于機(jī)械類的書籍，軟件的使用能力得到了提升，并且對設(shè)計工作有了更深入的認(rèn)識，在同學(xué)們一起進(jìn)行設(shè)計任務(wù)的過程中，不僅增進(jìn)了友誼，而且對于課程設(shè)計的課題有了更深的理解。在設(shè)計過程中，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。 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙21參考文獻(xiàn)【1】候珍秀 主編 《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，修訂版；【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 充值購買-下載設(shè)計文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙22致謝在課程設(shè)計過程中，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，也向他們表示真誠的感謝！再次向此次課程設(shè)計中所有幫助過我的人表示感謝。I分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計摘 要本說明書著重研究機(jī)床主傳動系統(tǒng)的設(shè)計步驟和設(shè)計方法，根據(jù)已確定的運(yùn)動參數(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)計效率。在機(jī)床主傳動系統(tǒng)中，為減少齒輪數(shù)目，簡化結(jié)構(gòu)，縮短軸向尺寸，用齒輪齒數(shù)的設(shè)計方法是試算，湊算法，計算麻煩且不易找出合理的設(shè)計方案。本文通過對主傳動系統(tǒng)中雙聯(lián)滑移齒輪傳動特點(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 分級變速；傳動系統(tǒng)設(shè)計；傳動副；結(jié)構(gòu)網(wǎng)；結(jié)構(gòu)式；齒輪模數(shù)，傳動比II目 錄摘 要 .................................................................................................................I第 1 章 緒論 ........................................................................................................11.1 課程設(shè)計的目的 .......................................................................................11.2 課程設(shè)計的內(nèi)容 ........................................................................................11.2.1 理論分析與設(shè)計計算 ........................................................................11.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計 ....................................................................................11.2.3 編制技術(shù)文件 .....................................................................................11.3 課程設(shè)計題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 ...........................................21.3.1 課程設(shè)計題目和主要技術(shù)參數(shù) ......................................................21.3.2 技術(shù)要求 .............................................................................................2第 2 章 運(yùn)動設(shè)計 ................................................................................................32.1 運(yùn)動參數(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)速圖和傳動系統(tǒng)圖 .................................................................42.2 確定各變速組此論傳動副齒數(shù) ...............................................................42.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 ...................................................................................6第 3 章 動力計算 ................................................................................................73.1 帶傳動設(shè)計 ...............................................................................................73.2 計算轉(zhuǎn)速的計算 .......................................................................................83.3 齒輪模數(shù)計算及驗(yàn)算 ...............................................................................93.5 主軸合理跨距的計算 .............................................................................13第 4 章 主要零部件的選擇 ..............................................................................154.1 電動機(jī)的選擇 ..........................................................................................154.2 軸承的選擇 .............................................................................................154.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 ..............................................................................15第 5 章 校核 ......................................................................................................165.1 軸的校核 .................................................................................................165.2 軸承壽命校核 .........................................................................................18第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明 ..................................................................................196.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 .....................................................196.2 展開圖及其布置 .....................................................................................19III結(jié)論 ....................................................................................................................20參考文獻(xiàn) ............................................................................................................21致謝 ....................................................................................................................221第 1 章 緒論1.1 課程設(shè)計的目的《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(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，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)中的某些典型機(jī)構(gòu)，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)主傳動設(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。1.2 課程設(shè)計的內(nèi)容《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》課程設(shè)計內(nèi)容由理論分析與設(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。1.2.1 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(yùn)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)動力計算和校核。1.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計（1）選擇系統(tǒng)中的主要機(jī)件。（2）工程技術(shù)圖樣的設(shè)計與繪制。1.2.3 編制技術(shù)文件（1）對于課程設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行自我經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價。（2）編制設(shè)計計算說明書。21.3 課程設(shè)計題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求1.3.1 課程設(shè)計題目和主要技術(shù)參數(shù)題目 29：分級變速主傳動系統(tǒng)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/min1.3.2 技術(shù)要求（1）利用電動機(jī)完成換向和制動。（2）各滑移齒輪塊采用單獨(dú)操縱機(jī)構(gòu)。（3）進(jìn)給傳動系統(tǒng)采用單獨(dú)電動機(jī)驅(qū)動。1.3.3 任務(wù)分配成員 學(xué)號 任務(wù)繪圖繪圖計算3第 2 章 運(yùn)動設(shè)計2.1 運(yùn)動參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定2.1.1 轉(zhuǎn)速范圍Rn= = =22.53minaxN5.3802.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列轉(zhuǎn)速數(shù)列。查《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》表 2-5 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，首先找到35.5r/min、然后每隔 5 個數(shù)取一個值（1.41=1.06 6） ，得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為 35.5r/min、50r/min、71r/min、100r/min、140r/min 、200 r/min，280 r/min、 400 r/min、560r/min、800r/min 共 10 級。2.1.3 確定結(jié)構(gòu)式對于 Z=8 可分解為：Z=2 1×22×24 。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,選取傳動方案 Z=21×22×24,易知第二擴(kuò)大組的變速范圍 r=φ (P3-1)x=1.414=3.95〈8，滿足要求，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖 2-1。圖 2-1 結(jié)構(gòu)式 Z=21×22×24 結(jié)構(gòu)網(wǎng) 42.1.5 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖（1）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)。（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)，畫主傳動系統(tǒng)圖如圖 2-3：1-2 軸最小中心距：A 1_2min>1/2(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?5圖 2-3 主傳動系統(tǒng)圖（7）齒輪齒數(shù)的確定。據(jù)設(shè)計要求 Zmin≥18—20,由表 4.1，根據(jù)各變速組公比，可得各傳動比和齒輪齒數(shù)，各齒輪齒數(shù)如表 2-1。表 2-1 齒輪齒數(shù)基本組 第 1 擴(kuò)大組 第 2 擴(kuò)大組傳動比1:1 1:1.41 1:1 1：2 2：1 1:2代號 Z1Z 'Z2Z 'Z3Z 'Z4Z'Z5Z'Z6Z'齒數(shù) 30 30 25 35 36 36 24 48 56 28 28 5662.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差實(shí)際傳動比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過±10( -1)％,即?|實(shí)際轉(zhuǎn)速 n-標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 n標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 n | 12006、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=1.31Kw查[1]表 37 得功率增量 P0=0.17Kw:查[1]表 38 得包角系數(shù) K =0.952?查[1]表 3 得長度系數(shù) Kl=1.068確定帶根數(shù)：Z=P /｛（P +△P ）×K ×K ｝C0?L=3.3/(1.31+0.17) ×0.952×1.06=2.21 取 Z=33.2 計算轉(zhuǎn)速的計算1、主軸的計算轉(zhuǎn)速 由《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》表3-2中的公式 88(1)(1)33min50.4/minj r??????取計算轉(zhuǎn)速為100r/min(注：主軸的計算轉(zhuǎn)速是低速第一個三分之一變速范圍的最高一級轉(zhuǎn)速)2、傳動軸的計算轉(zhuǎn)速 在轉(zhuǎn)速圖上，軸IV在最低轉(zhuǎn)速50r/min時經(jīng)過傳動組傳動副，得到主軸轉(zhuǎn)速為100 r/min。這個轉(zhuǎn)速高于主軸計算轉(zhuǎn)速，在恒功率區(qū)間內(nèi)，因此軸Ⅲ的最低轉(zhuǎn)速為該軸的計算轉(zhuǎn)速即nⅢj=200/min,同理可求得軸Ⅱ的計算轉(zhuǎn)速為 =400r/min、軸Ⅰ計算轉(zhuǎn)速為 =400 r/min3、確定各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速。由機(jī)械設(shè)計知識可知，一對嚙合齒輪只需要校核危險的小齒輪，因此只需求出危險小齒輪的計算轉(zhuǎn)速?？汕蟮闷溆鄡蓪Ш淆X輪中危險齒輪的計算轉(zhuǎn)速即 =400r/min， =200r/min28jzn36jzn各計算轉(zhuǎn)速入表 3-1。表 3-1 各軸計算轉(zhuǎn)速4、確 定齒輪副的計算轉(zhuǎn)速。齒輪 Z 裝在主軸上轉(zhuǎn)速，其中只有 100r/min 傳遞全'6功率，故 Z j=100 r/min。依次可以得出其余齒輪的計算轉(zhuǎn)速，如表 3-2。'6表 3-2 齒輪副計算轉(zhuǎn)速軸 號 Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸 IV 軸計算轉(zhuǎn)速 r/min 400 400 200 1009序號 Z1Z2Z3Z '4Z 5Z '6n j400 400 200 200 100 1003.3 齒輪模數(shù)計算及驗(yàn)算1、計算各傳動軸的輸出功率 )(85.29.06.3n1 Kwprb ?????額 718522g 6..71.3r )(g主2、軸徑設(shè)計及鍵的選取軸一： ，取 帶入公式：kw85.21?p0.9??！?】 ＝有，d=24.4mm,圓整取 d=25mm。49jPdn?選花鍵： 63軸二： ，取 帶入公式：k71.2?p0.9?。【 】 ＝有，d=27.3mm,圓整取 d=28mm。49jdn?選花鍵： 836軸三： ，取 帶入公式：kw60.23?p0.9?。【 】 ＝有，d=31.5mm,圓整取 d=32mm。491jPdn?選花鍵： 837主軸：選擇主軸前端直徑 ，后端直徑190Dm?210.75.8DD?:（ ）取 ，則平均直徑 。2D65m?.5對于普通車床，主軸內(nèi)孔直徑 ,故本例之中，主軸內(nèi)(.6)d?孔直徑取為 4d支承形式選擇兩支撐，初取懸伸量 ，支撐跨距 。90a?520Lm?選擇平鍵連接， 214,bhl??因?yàn)?所以取值較大，計算的軸的直徑為最小直徑，也是0.5~??危險直徑，所以實(shí)際裝配時可選用軸徑更大的軸。3、模數(shù)計算，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10齒輪，按簡化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計算，即321][)(68mj jjmnuzP????可得各組的模數(shù)，如表 3-3 所示。45 號鋼整體淬火， []0jM?按接觸疲勞計算齒輪模數(shù) m 1-2 軸由公式 可得 2.34，取 m=3mm321()=68[]j juPzn??j?2-3 軸由公式 可得 2.15,取 m=3mm321jmj?j3-主軸由公式 可得 2.57，取 m=3mm321()=68[]j juzn??jm?一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù)，所以根據(jù)情況都取一樣的模數(shù)。表 3-3 模數(shù)（ 2）基本組 齒輪計算如表 3-4。表 3-4 基本組齒輪尺寸齒輪 Z1 Z1` Z2 Z2`齒數(shù) 30 30 25 35分度圓直徑 90 90 75 105齒頂圓直徑 96 96 81 111齒根圓直徑 82.5 82.5 67.5 97.5齒寬 24 24 24 24按基本組最小齒輪計算。小齒輪用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度組號 基本組 第一擴(kuò)大組 第二擴(kuò)大組模數(shù) mm 3 3 3 11241HB～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。計算如下：齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算：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：??wswaYnzK)(109235式中 N----傳遞的額定功率（kW） ，這里取 N 為電動機(jī)功率，N=3kW;-----計算轉(zhuǎn)速（r/min）. =400（r/min）;jnjm-----初算的齒輪模數(shù)（mm）, m=3（mm）;B----齒寬（mm）;B=24（mm）;z----小齒輪齒數(shù)；z=25;u----小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=2;-----壽命系數(shù)；sK=sKTnNq----工作期限系數(shù)；TmTC016?T------齒輪工作期限，這里取 T=15000h.;-----齒輪的最低轉(zhuǎn)速（ r/min）, =400（r/min ）1n1n----基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取 = ，彎曲載荷取 =0C070C621?m----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【5】2 上，取 =0.60nKNK12----功率利用系數(shù)，查【5】2 上，取取 =0.78NKNK-----材料強(qiáng)化系數(shù)，查【5】2 上， =0.60q q-----工作狀況系數(shù)，取 =1.13 3-----動載荷系數(shù)，查【5】2 上，取 =1K2K------齒向載荷分布系數(shù)，查 【5】2 上， =1 1 1Y------齒形系數(shù)，查 【5】2 上，Y=0.386；----許用接觸應(yīng)力（MPa）,查【4】 ，表 4-7，取 =650 ??j? []j?Mpa；---許用彎曲應(yīng)力（ MPa） ，查【4】 ，表 4-7，取 =275 w []wMpa；根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得： 638[]j jMpa????0ww（3）擴(kuò)大組齒輪計算。表 3-5 第一擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸 齒輪 Z3 Z3` Z4 Z4`齒數(shù) 36 36 24 48分度圓直徑 108 108 72 144齒頂圓直徑 114 114 78 150齒根圓直徑 100.5 100.5 64.5 136.5齒寬 24 24 24 2413表 3-6 第二擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸 齒輪 Z5 Z5` Z6 Z6`齒數(shù) 56 28 28 56分度圓直徑 168 84 84 168齒頂圓直徑 174 90 90 174齒根圓直徑 160.5 76.5 76.5 160.5齒寬 24 24 24 24按擴(kuò)大組最小齒輪計算。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)基本組的計算，查文獻(xiàn)【6】 ，可得 =0.62， =0.77， =0.60， =1.1，nKNqK3=1， =1，m=3.5， =355；2K1j可求得： 623[]j jMpa????19ww3.5 主軸合理跨距的計算由于電動機(jī)功率 P=3KW，根據(jù) 【1】表 3.20，前軸徑應(yīng)為60~90mm。初步選取 d1=80mm。后軸徑的 d2=（0.7~0.9）d 1，取d2=60mm。根據(jù)設(shè)計方案，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 30mm。3T95086.5Nm10pn???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180mm，故半徑為 0.09m；14切削力（沿 y 軸） c286.5F31N09?背向力（沿 x 軸） Fp=0.5 Fc=1591.5N總作用力 2p?此力作用于工件上，主軸端受力為 F=3558.7N。先假設(shè) l/a=2，l=3a=240mm。前后支承反力 RA 和 RB 分別為1043595382AlaRN???79.BFl?根據(jù) 文獻(xiàn)【1】式 3.7 得：Kr=3.39 得前支承1.0Fr8.La9.0)(iza.1cos的剛度：K A= 1689.69 N/ ；K B= 785.57 N/ ；m?m?168.2.57A?主軸的當(dāng)量外徑 de=(80+60)/2=70mm，故慣性矩為：484(0..3).106I????13362. .89.AEKa????查【1】圖 3-38 得 ，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距0l=120×2.0=240mm 合理跨距為（0.75-1.5） ，取合理跨距 l=360mm。0l 0l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，后支承采用背對背安裝的角接觸球軸承。15第 4 章 主要零部件的選擇4.1 電動機(jī)的選擇轉(zhuǎn)速n＝1420r/min，功率P＝3kW選用Y系列三相異步電動機(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6006II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61908III軸：安裝深溝球軸承6007兩個。4.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇選用左右擺動的操縱桿使其通過桿的推力來控制I軸、II軸以及III軸上的雙聯(lián)滑移齒輪。同時擺動式操縱機(jī)構(gòu)的選擇應(yīng)符合主軸箱的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計，且操縱可靠、輕便、靈敏。變速時，特別是集中變速時，為保證齒輪順利嚙合，必須消除頂齒現(xiàn)象，為了避免打齒，變速往往是在停車后進(jìn)行。為了防止停車變速時兩個齒輪端面相互頂住，變速機(jī)構(gòu)中的齒輪在進(jìn)入嚙合處的輪齒端面應(yīng)倒成大圓角。即便如此，仍不一定能保證滑移齒輪順利嚙合，常采取一下措施來消除頂齒現(xiàn)象。1.手動操縱2.機(jī)動操縱3.變速時使各軸做連續(xù)的低速回轉(zhuǎn)為了消除變速過程中的頂齒現(xiàn)象，還應(yīng)考慮傳動的連續(xù)性問題。因?yàn)樵诩凶兯贂r，各滑移齒輪不可能同時進(jìn)入嚙合，總是有先有后。因此，為了保證傳動連續(xù)性，可采用如下方法：1.加寬或減薄相應(yīng)變速齒輪的齒厚2.在推動滑移齒輪的機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)置彈性原件16第 5 章 校核5.1 軸的校核（a）主軸的前端部撓度 []0.250.1sy????（b）主軸在前軸承處的傾角 []rad??容 許 值 軸 承（c）在安裝齒輪處的傾角 .容 許 值 齒6517085023685109D1.07 879il mL??????? ??平 均 總E 取為 ，52.MPa44 40875(1)(1)360()66dI??????3439.92.79512682zpF Nn???? ?主 計件 （ ）求得： ，0.457()yzN0.5()xzFN由于小齒輪的傳動力大，這里以小齒輪來進(jìn)行計算 442912913.785)QPmzn?????主計主 主 （將其分解為垂直分力和水平分力由公式 ,tataynQzynFF????可得 2105(),647()QzyN21860352()3ZMl Nm???:件 54yyF件 7()2xxd件17主軸載荷圖如圖 5-1 所示：圖 5-1 主軸載荷圖由上圖可知如下數(shù)據(jù)：a=364mm,b=161mm,l=525mm,c=87mm計算（在垂直平面）, ,1()6QZFabclyEI???2()3ZFcylEI??3(23)6zMcylEI??230.17sz， ，()ZIl?齒 1 (2)6ZlcI?齒 2 ()ZlcI?齒 35.9?????齒 齒 齒 2齒 3， ，()6QZFabEIl?軸 承 1 zFlEI軸 承 2ZlI?軸 承 35.10???軸 承 軸 承 軸 承 2軸 承 3計算（在水平平面）, ,1()6QyabclI??2()yclI??3()(23)6yxMclI?120.17sy18， ，()3QyFabEIl???齒 1 (23)6yFlcEI???齒 2()(3yxMlcEI????齒 351.860?齒 y齒 1齒 齒， ，()6lI?軸 承 1 ylI軸 承 2()yxlI軸 承 35.?????軸 承 y軸 承 1軸 承 軸 承合成： 20.8.1sszy??5齒 齒 y齒 22.3.0????軸 承 軸 承 Z軸 承 Y5.2 軸承壽命校核由 П 軸最小軸徑可取軸承為 7008C 角接觸球軸承,ε=3；P=XF r+YFaX=1，Y=0。對Ⅱ軸受力分析如圖 5-2 所示。圖 5-2 Ⅱ軸受力分析圖得：前支承的徑向力 Fr=2642.32N。由軸承壽命的計算公式：預(yù)期的使用壽命 [L10h]=15000hz 3106716702.810()()hCLnP????10284.9[]5hL?軸承壽命滿足要求。19第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案設(shè)計主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動件（傳動軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動器等） 、主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)、潤滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結(jié)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。課程設(shè)計由于時間的限制，一般只畫展開圖。主軸變速箱是機(jī)床的重要部件。設(shè)計時除考慮一般機(jī)械傳動的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個方面的問題。精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動效率要求，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)計是整個機(jī)床設(shè)計的重點(diǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計中不可避免要經(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。目的是：1 布置傳動件及選擇結(jié)構(gòu)方案。2 檢驗(yàn)傳動設(shè)計的結(jié)果中有無干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時改正。3 確定傳動軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對位置，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軸傳遞運(yùn)動的先后順序，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，一是將兩級變速齒輪和離合器做成一體。齒輪直徑受到離合器內(nèi)徑的約束，齒根圓的直徑必須大于離合器的外徑，否則齒輪無法加工。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，得到一級反向轉(zhuǎn)動，右邊接通得到三級反向轉(zhuǎn)動。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)?？偛贾脮r需要考慮制動器的位置。制動器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上。制動器不要放在轉(zhuǎn)速太低軸上，以免制動扭矩太大，使制動尺寸增大。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。20結(jié)論分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計的結(jié)構(gòu)及部分計算，到這里基本結(jié)束了，由于筆者水平有限，加之時間倉促，僅對分級變速主傳動系統(tǒng)主要部分進(jìn)行設(shè)計和校核，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誤，希望老師多提寶貴意見。經(jīng)過這次課程設(shè)計，使我對機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計這門課當(dāng)中許多原理公式有了進(jìn)一步的了解，對于機(jī)械類的書籍，軟件的使用能力得到了提升，并且對設(shè)計工作有了更深入的認(rèn)識，在同學(xué)們一起進(jìn)行設(shè)計任務(wù)的過程中，不僅增進(jìn)了友誼，而且對于課程設(shè)計的課題有了更深的理解。在設(shè)計過程中，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。21參考文獻(xiàn)【1】候珍秀 主編 《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計》.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，修訂版；【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 22致謝在課程設(shè)計過程中，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，也向他們表示真誠的感謝！再次向此次課程設(shè)計中所有幫助過我的人表示感謝。