分级变速主传动系统的设计题目16（Z=6公比1.58）【通过答辩说明书+CAD图纸】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 宁哈尔滨理工 大 学  课程 设计 (论文 ) 分级变速主传动系统设计 (题目 16) 所在学院  机械学院  专    业  机械设计制造及其自动化  班    级   姓    名   学    号   指导老师   2013 年  08 月  30 日  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 目录  摘要 1 第 1章    绪论 第 2章   运动设计 4  第 3章   动力计算 9 第 4章  主要零部件的选择 18 第 5 章  校核 . 19 结束语 考文献   21. 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 摘   要   设计机床得主传动变速系统时首先利用传动系统设计方法求出理想解和多个合理解。根据数控机床主传动系统及主轴功率与转矩特性要求，分析了机电关联分级调速主传动系统的设计原理和方法。从主传动系统结构网入手，确定最佳机床主轴功率与转矩特性匹配方案，计算和校核相关运动参数和动力参数。本说明书着重研究 机床主传动系统的设计步骤和设计方法，根据已确定的运动参数以变速箱展开图的总中心距最小为目标，拟定变速系统的变速方案，以获得最优方案以及较高的设计效率。在机床主传动系统中，为减少齿轮数目，简化结构，缩短轴向尺寸，用齿轮齿数的设计方法是试算，凑算法，计算麻烦且不易找出合理的设计方案。本文通过对主传动系统中三联滑移齿轮传动特点的分析与研究，绘制零件工作图与主轴箱展开图及剖视图。  全套设计  加  401339828 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第一章   绪论  （一）  课程设计的目的  机械系统课程设计课 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，使学生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知识，及生产实习等实践技能，达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。通过课程设计，分析比较机械系统中的某些典型机构，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；完成系统主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计，掌握查阅相关工程设计手册、设计标准和资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高学生设计能力的目的。通过设计，使学生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能力，并为进行机械系统设计创造一定的条件。  （二）  课程设计题目、主要技术参数和技术要求  1 课程设计题目和主要技术参数  题目 16：分级变速主传动系统设计  技术参数：  5r/50r/ Z=6 级；公比为 动机功率 P=3机转速 n=1430r/ 技术要求  1.  利用电动机完成换向和制动。  2.  各滑移齿轮块采用单独操纵机构。  3.  进给传动系统采用单独电动机驱动。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 第二章   运动设计  1 运动参数及转速图的确定  （ 1）  转速范围。 Rn=450/45=10 （ 2）  转速数列。查机械系统设计表  2准数列表， 然后每隔 7 个数取一个值 （ 首先找到 40r/出主轴的转速数列为 45 r/71 r/112r/180 r/280 r/450 r/ 6 级。  （ 3）  定传动组数，选出结构式。对于 Z=6 可按 z=6 写出结构式，并且有一级速度重复。即： Z=6=31 23。  （ 4）根据传动结构式 ,画结构图。  根据“前多后 少” ,“  前密后疏”，“升 2降 4” ,“前满后快”的原 则 ,选取传动方案  Z=31 23,可知第二扩大组的变速范围  28         满足 “升 2降 4” 要求，其结构网如图 。  图 2构网  Z=6=31 23 （ 5）  画转速图。转速图如下图 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 图 2统转速图    （ 6）画主传动系统图。根据系统转速图及已知的技术参数，画主传动系统图如图 2 图 2主传动系统图  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 （ 7） 齿轮齿数的确定。根据齿数和不宜过大原则一般推荐齿数和在 100 120之间，和 据设计要求 17,原则。并且 变速组内取模数相等 ， 变速组内 由机械系统设计表 3据各变速组公比，可得各传动比和齿轮齿数， 各齿轮齿数如表 2 表 2 齿轮齿数  传动比  基本组  第一扩大组  1:4 1： 1 1:4 代号  Z'1  Z'2  Z'3  齿数  33 52  24  61   17 68 45  45 18 72 2 主轴  算转速   （ 1）  由 机械系统设计表 3 45   71 r/2). 传动轴的计算转速   轴 2=280 r/ 3=710 r/ （ 3）确定各齿轮计算转速   由机械设计知识可知，一对啮合齿轮只需要校核危险的小齿轮，因此只需求出危险小齿轮的计算转速。在传动组 45在轴 上具有的转速分别为  180r/80r/50r/都要求传递最大功率所以齿轮 80r/理可求得其余两对啮合齿轮中危险齿轮的计算转速即   , 10r/   80r/ 验算主轴转速误差  实际传动比所造成的主轴转速误差，一般不应超过 10(  ,即  |实际转速 nn|      10(   标准转速 n    对于标准转速 n=45r/，其实际转速 n=710 17/68 18/72=                (45= 10( =因此满足要求。  同理可得各级转速误差如表  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 各级转速误差  n   45        71 112 180 280 450 n 差        各级转速都满足要求 ，因此不需要修改齿数。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 第三章  动力计算  传动设计  输出功率 P=3速 430r/10r/ 计算设计功率 Pd 表 4 工作情况系数原动机   类   类  一天工作时间 /h 10  1016 16  10  1016 16  载荷  平稳  液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机（ ）；离心式压缩机；轻型运输机  荷  变动小  带式运输机（运送砂石、谷物），通风机（ ）；发电机；旋转式水泵；金属切削机床；剪床；压力机；印刷机；振动筛  荷  变动较大  螺旋式运输机；斗式上料机；往复式水泵和压缩机；锻锤；磨粉机；锯木机和木工机械；纺织机械   荷  变动很大  破碎机（旋转式、颚式等）；球磨机；棒磨机；起重机；挖掘机；橡胶辊压机  据 稳 ，两班工作制（ 16小时），查 机械设计 ，  取  1 . 1 3 3 . 3 k  e  P k W 择带型  普通 机械设计 3 11选取。  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 根据算出的 1430r/查图得： d d=80 100可知应选取 带。  定带轮的基准直径并验证带速  由 机械设计 3 7查得，小带轮基准直径为 80 100取 10075 295表 13 表 3. Y Z A B C D E 0 75 125 200 355 500 21211430 = 2 . 0 1 4 , = 1 0 0 2 . 0 1 4 = 2 0 1 m 所 以   由 机械设计 3得200  误差验算传动比：21200= 2 . 0 4 1(1 ) 1 0 0 (1 2 % )d 误（ 为弹性滑动率）  误差112 . 0 4 1 21 0 0 % 1 0 0 % 2 . 0 2 % 5 %2 误   符合要求    带速  1 1 0 0 1 4 3 0v = 7 . 4 3 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 满足 5m/以宜选用  总之，小带轮选 带轮选择  带轮的材料：选用灰铸铁，  定带的张紧装置  选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。  算压轴力  由 机械设计 3 12查得， 0 面已得到1a=z=3，则 1a 1 6 5 . 1 72 s i n = 2 3 1 2 3 . 3 1 s i n N = 7 3 3 . 6 7 z F 对带轮的主要要求是质量小且分布均匀 、工艺性好、与带接触的工作表面加工精度要高，以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和焊接带轮的内应力要小 , 带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘，轮缘是带轮的工作部分，用以安装传动带，制有梯形轮槽。由于普通 V 带两侧面间的夹角是 40 ，为了适应 V 带在带轮上弯曲时截面变形而使楔角减小，故规定普通 为 32 、 34 、 36 、 38 （按带的型号及带轮直径确定），轮槽尺寸见表 7在轴上的筒形部分称为轮毂，是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来联接轮 缘与轮毂成一整体。  表  普通 V 带轮的轮槽尺寸（摘自   买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 项目   符号   槽型   Y  Z  A  B  C  D  E  基准宽度   b p  基准线上槽深   h 基准线下槽深   h 槽间距   e  8 12 15 19  37  第一槽对称面至端面的距离   f 6  7  9  16  23  28  最小轮缘厚    5  6  10  12  15  带轮宽   B  B =( z e + 2 f   z 轮槽数   外径   d a   轮  槽  角  32  对应的基准直径  d d   60  -  -  -  -  -  -  34  -   80   118   190   315  -  -  36  60  -  -  -  -   475   600  38  -    80    118    190    315    475    600  极限偏差   1   V 带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为以下几种型式：   （ 1）  实心带轮：用于尺寸较小的带轮 (3)d 时 )，如图 7    （ 2）  腹板带轮：用于中小尺寸的带轮 ( 300 )，如图 7  （ 3）  孔板带轮：用于尺寸较大的带轮 (d)  100  )，如图 7    （ 4）  椭圆轮辐带轮：用于尺寸大的带轮 ( 500 )，如图 7 （ a）               （ b）              （ c）                  （ d）  图 7轮结构类型  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 根据设计结果，可以得出结论：小带轮选择实心带轮，如图 （ a） ,大带轮选择 腹板带轮如图 （ b）  1 主轴 （ 1）主轴轴径的确定   在设计初期，由于主轴的结构尚未确定，所以只能根据现有的资料初步确定主轴直径。由 >表 42d 后轴颈的轴径为前轴径，所以21( 0 . 7 0 . 8 5 ) 5 5d d m m。   （ 2）传动轴直径初定   传动轴直径按文献 5公式（ 6）进行概算   式中     N*    T=9550000；   = 01 。  取 = 003 1=2=1 3=2                 轴 ：  =955 104 (30)=43657(d=4 3657  = 取 29 ：   955 104 (50) 106196（  =4 06196  =    取 36 ：   955 104 (3) 415349（  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 =4 15349  =  取 502  齿轮参数确定 、齿轮应力计算   （ 1）   齿轮模数的初步计算   一般同一组变速组中的齿轮取同一模数，选择负荷最小的齿轮，按简化的接触疲劳强度由文献 5公式（ 8）进行计算：   式中：    为了不产生根切现象，并且考虑到轴的直径，防止在装配时干涉，对齿轮的模数作如下计算和选择：   轴 以最小齿轮齿数 17为准   m=16338 36306006001768171783)11768(  =取 m= 以最小齿轮齿数 18为准   m=16338 325 060 060 01872181883)11872( =取 m=5   （ 2）  齿轮参数的确定   计算公式如下：   分度圆直径    买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 齿顶圆直径   齿根圆直径   齿宽   =6           由已选定的齿数和计算确定的模数，将各个齿轮的参数计算如下表  （ 2） 基本组齿轮计算 。  基本组齿轮几何尺寸见下表  齿轮  1   2 3 齿数  33 52 24 61 17 68 分度圆直径  82 84 38 齿顶圆直径  89 91 45 齿根圆直径  宽  30 30 30 30 30 30 按 基本组最小齿轮计算 。 小齿轮用 40质处理，硬度 241286均 取 260齿轮用 45 钢，调质处理，硬度 229286均取 240算如下：    齿面接触疲劳强度计算：  接触应力验算公式为   P  n )()1(102088 3218弯曲应力验算公式为：   P   )(101 9 12 3215  式中   这里取 N 为电动机功率， N=3r/. 3（ r/; , m=5（ ; ;B=30（ ; z=17; u=4;  K 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17   里取 T=15000h.; 1n r/, 1n =160（ r/ 0触载荷取0C= 710 ，弯曲载荷取0C= 6102  触载荷取 m=3；弯曲载荷取 m=6; 取取 3K=K 取 2K =1 1K  1K =1       Y= j ,查 表，取 j =650   w 查 表 4 w =275  根据上述公式，可求得及查取值可求得：  j= jw= w（ 3） 扩大组齿轮计算 。  扩大组齿轮几何尺寸见下表   齿轮  4 5 齿数  45 45 18 72 分度圆直径  225 225 90 360 齿顶圆直径  235 235 100 370 齿根圆直径  文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 齿宽  30 30 30 30 按 扩大组最小齿轮计算 。 小齿轮用 40质处理，硬度 241286均取 260齿轮用 45 钢，调质处理，硬度 229286均取 240 同理根据基本组的计算，  查文献 ， 可得      K= 2K =1， 1K =1， m=5， 63；  可求得：  j= jw= w4 主轴合理跨距的计算  设机床最大加工回转直径为 400动机功率 P=3 ,主轴计算转速为 71r/ 已 选 定 的 前 后 轴 径 为  ：1 62d 21( 0 . 7 0 . 8 5 ) 5 5d d m m，    定悬伸量 a=120轴孔径为 30 轴承刚度， 主轴最大输出转矩   955 104 (3) 415349（ 设该车床的最大加工直径为 300床身上最常用的最大加工直径，即经济加工直径约为最大回转直径的 50%，这里取 60%，即 180半径为  切削力（沿 y 轴）         615N 背向力（沿 x 轴）         c=2307N 总作用力                 F= 22F =力作用于工件上，主轴端受力为 F= 先假设 l/a=2， l=3a=240后支承反力 B 分别为  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 40240120 =B=F40120=据 机械系统设计 得： iz 前 支承的刚度：   ； ；轴的当量外径 80+60)/2=70惯性矩为  I=64 )4 =10 =3 机械系统设计 图  得  原假设接近，所以最佳跨距0l=120 40理跨距为（ l，取合理跨距 l=360 根据结构的需要，主轴的实际跨距大于合理跨距，因此需要采取措施  增加主轴的刚度，增大轴径：前轴径 D=62 轴径 d=55后支承采用背对背安装的角接触球轴承。  第 四 章   主要零部件的选择   择电动机 ,轴承，键和操纵机构   转速 n 1430r/率 P 3用  承的选择：（轴承代号均采用新轴承代号）  带轮靠近段安装双列角接触球轴承代号 7007C 另一安装端角接触球轴承代号 7008C 称布置角接触球轴承代号 7008C 中间布置角接触球轴承代号 7010C 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 端安装双列角接触球轴承代号 7015C   另一安装端角接触球轴承代号 7010C 中间布置角接触球轴承代号 7012C 位（   =8 7 40    安装齿轮处选择花键规格：  N  d  8 3 6 4 2 7   N  d 8 4 2 4 8 8               N  d  8 6 2 7 2 1 2              择：选用左右摆动的操纵杆使其通过杆的推力来控制  买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 第五章  校核  一     轴刚度校核  （ 1） 轴挠度校核  单一载荷下，轴中心处的挠度采用文献 【 5】中的公式计算： : nD 433  1    X=；  校核合 成挠度   c o  )(2  ；     =144