MB106A进给系统6级变速装置设计

1、中华人民共和国教育部东北林业大学课 程 设 计论文题目： MB106A进给系统6级变速装置设计 学 生： 你 猜 指导教师： 某 某 教授 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计2008级3班 东北林业大学课 程 设 计 任 务 书论文题目 MB106A进给系统6级变速装置设计 指导教师 某 某 教授 专 业 机械设计2008级3班 学 生 你猜 2011年12月28机械制造装备设计课程设计目录目录11.1 木工机床课程设计目的和内容21.2 木工课程设计要求21.3 木工机床课程设计的任务31.3.1 设计的题目31.3.2 课程设计的工作量31.3.3 课程设计的时间安排 【8】41.

2、4 木工机床课程设计步骤41.5 木工机床课程设计指导42 运动设计62.1 选择传动方案62.2 进给电机的选择62.3 传动原理93 传动件的选择及计算133.1 V带的设计133.2 传动轴计算143.3 齿轮模数的确定153.4 滑移齿轮的尺寸163.5 齿轮的校核163.6 轴承的选择183.7 轴的校核183.8 轴承寿命的计算213.9 链轮的设计223.10 键的选择233.11 螺栓及其相关件的选择234 操纵机构方案设计255 变速箱的润滑与密封27参考文献29绪论1.1 木工机床课程设计目的和内容（1）木工机床课程设计目的 木工机床课程设计是木工机床设计课程的一个实践教学

3、环节，其目的在于，通过机床的传动设计，使学生受到方案比较、结构分析、零件计算、机械制图、技术条件编写及技术资料查阅的综合训练，培养初步具有机床部件的设计能力。（2）木工机床课程设计的内容 包括以下几项：1）传动设计 根据设计题目给定的设计原始数据确定其他有关运动参数，选定各级转速值；通过分析比较，选择传动方案；拟定结构式或结构网，拟定转速图；确定齿轮吃书籍带轮直径；绘制传动系统图。2）动力设计 根据设计题目给定的机床类型和电动机功率，确定各传动件的转速，初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及根数，摩擦片尺寸及数目；装备草图完成后要验算传动件（传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承）的强度、刚度和寿命

4、。3）结构设计 完成传动设计和动力设计后，要将主传动方案“结构化”，设计进给变速箱装备图及零件工作图，侧重进行传动轴组件、变速机构、操纵机构、箱体、润滑与密封，以及传动轴和滑移齿轮零件等的设计。【8】1.2 木工课程设计要求 木工机床课程设计的内容体现在设计图纸和设计计算说明说中，因此图纸和说明说的质量应并重。其具体要求如下：（1）进给变速箱部件装备图 它用以表明该部件的结构、机构工作原理，个零件的功用、形状、尺寸、位置、相互连接方法、配合及传动关系等。进给变速箱转配图通常由外观图、展开图和若干横向剖式图等组成。若受学时所限，可以绘制展开图和主要横向剖视图。 在装配图上，零件要标注件号、参数及

5、数量，各轴要标注轴号。展开图上标注各传动轴组件的主要配合尺寸（如轴承、花键等），还要标注一个能影响轴向装备尺寸的轴向尺寸链。横向剖视图应完整表达一个操纵机构，标注啮合齿轮的中心距及公差，标注主要零件轮廓尺寸，定位及联系尺寸等。装配图的方案和结构要合理，图面整洁清晰，尺寸标注正确，符合国家标准。 （2）零件工作图 绘制若干个零件（如传动轴、滑移齿轮等）工作图，应能正确表达零件的结构形状、材料及热处理，尺寸公差和形位公差、表面粗糙度和技术条件等，符合有关标准规定。（3）设计计算说明书 时机计算说明书是对设计部件的性能、主要结构、系统等方面进行分析及理论计算的技术文件，应论证合理，论据充分，计算正确

6、，条例清晰，文句通顺，标点正确，图标清晰，字迹工整；篇幅不少于5000字，一律采用国家法定计量单位，引用参考文献的有关结论及公式与压迫方括号注出。其主要内容：概述（机床的用途、使用范围、主要技术参数及特点等，同类机床对比分析）；运动设计；动力设计（包括零件的初算及验算）；结构设计（主要结构的分析、操纵机构、润滑剂密封方式的说明）；其他（另需说明或论证的 有关问题）。【8】。1.3 木工机床课程设计的任务1.3.1 设计的题目将MB106A进给系统中的无极变速装置该为六级有极变速装置，并进行系统的设计与计算。【8】1.3.2 设计原始数据加工木料最大宽度 600mm加工木料最大厚度 200mm最

7、小刨削长度 290mm最大刨削厚度 5mm刀头切削园直径 128mm刀轴转速 6000r/min刀片数 4片进料辊筒直径 90mm进料速度 732m/min主电机功率 5.5kw加工材种 软、硬杂木木材含水率 10%15%1.3.2 课程设计的工作量 （1）编写设计计算说明书【8】 a.机床用途说明 b.运动计算拟定结构图，转速图和传动系统图 C.动力计算通过计算，选定进给电机功率和主要零件的尺寸和材料 D.设计方案的分析比较 （2）设计图纸【8】 A.绘制进给变速箱体图一张，表明齿轮传动关系，操纵机构的装配关系和工作位置关系 B.绘制主要零件工作图一张 C.绘制传动系统图一张1.3.3 课程

8、设计的时间安排 木工机床课程设计的时间为1.52周【8】（1）分析题目、并拟定设计方案 8%（2）初步计算零件 8% （3）初步绘制部件装配图 40%（4）验算主要零件 10%（5）绘制主要零件工作图 10%（6）修订装配图 4%（7）编写说明书 10%（8）考查 10%1.4 木工机床课程设计步骤（1）设计准备工作 根据给定的设计题目，应明确设计任务、内容、要求和步骤。拟定工作计划；手机查阅技术资料；对12台同类机床进给传动部件进行分析研究、做到理解、消化并能有所改进，在此基础上进行设计构思。（2）传动设计（3）传动件选择及初算 绘制装配草图之前，需要初步定出各传动件的结构尺寸，如传动轴的直

9、径、齿轮的模数及宽度、v带的型号及根数、摩擦片的尺寸及片数、滚动轴承的类型及配置等。（4）绘制部件的装配草图（5）零件验算 零件在不阿金中的位置和尺寸确定之后，即可分析其受力状态，并进行较为精确的验算，验算指定的零件及其项目，一般可以验算传动轴弯曲刚度及抗振性、花键键侧挤压应力、直齿圆柱齿轮疲劳强度、滚动轴承疲劳寿命等。（6）加深部件装配图 根据验算结果修改草图，进一步完善草图，经审查同意后，按制图标准加深装配图。要先画展开图，后画横向剖视图，必要时还要交叉进行，并按要求完成部件装配图（7）绘制零件图（8）编写设计计算说明书 设计过程中的计算与分析要及时整理，待图纸完成后，要对说明书草稿进行认

10、真修改，抄清完成。【8】1.5 木工机床课程设计指导在木工机床课程设计过程中，学生应运用所学知识独立进行工作，指导教师要充分发挥学生的主动性和创造性，要启发学生独立思考，认真主动地查阅文献资料，注意培养学生分析问题和解决问题的能力。同时，教师应认真负责，注意审阅。课程设计要分段进行，审阅后才能转入下阶段的工作。特别注意方案和结构上的原则性问题，要把集中布置和个别指导结合起来，集中布置压迫强调共性问题，如介绍木工机床课程设计的目的、要求、内容及工作量；运动设计步骤；进给变速箱展开图草图、横向剖视图草图绘制，零件验算；进给变速箱装配图加深，零件工作图绘制及设计计算说明书编写，以及布置有关答辩事项等

11、。【8】2 运动设计2.1 选择传动方案应根据机床的使用要求和结构性能综合考虑，参考同类型机床，合理选择传动方案并加以论证，初步拟出传动系统示意图。 （1）选择传动布局 选择集中传动式或者分离传动式 （2）选择变速方式 变速方式分为无极和有极变速，本课程设计要求选用有极变速方式，变速装置可选用滑移齿轮变速机构、交换齿轮变速机构或者离合器变速机构。也可以把上述方法组合使用。【8】故选择布局方式如图一 图2-1 分离传动式布局2.2 进给电机的选择根据工作要求运用木材切削原理有关知识进行进给电动机型号选择如下【8】进料速度u=732m/min 进料辊筒直径 90mm变速范围 公比， 取标准值查表知

12、各级转速如下：，动力设计：进给功率(1) 被加工材料为软木（以松木为例） 式中 其中当切削厚度e0.1mm时为薄切削，e0.1mm时为厚切削由最大切削厚度为5mm知其为薄切削与厚切削均要满足。厚切削时，摩擦系数0.250.3 选0.3 摩擦角 取为不同含水率条件下的修正系数，故查表1-3【2】取1.05修正系数，切削刃的变钝程度用工作时数T 表示由表1-1【2】选由刀轴转速600r/min，刀轴直径128mm知切削速度由表1-2【2】选得切削松木 =0.020 =0.007 =0.55 =0.0022 =0.074 =0.020 =1.9 =0.42 由刨削厚度知齿距，由故每齿进给量刨削宽度b

13、取600mm（原始数据） 薄切削时由最大刨削厚度0.1知可得可知，薄切削远小于厚切削时的切削力，可不予考虑又有其中(2) 被加工材料为硬木（以栎木为例）取3mm， u取15m/min 取0.70由软木，硬木知选择电动机时选用软木的切削力 =1185.45=0.63224 采用Y系列三相异步电动机Y100L-6电机参数：同步转速n=940r/min,额定功率。2.3 传动原理 最小转速: 最大转速：变速范围：公 比： 取=1.41选取转速：22.4，31.5，45，63，90，125.结构式：6=3123， 6=2132， 6=2331， 6=3221由降速“前慢后快”，级数排列“前多后少”，转

14、速分布“前密后疏”，转速变换“升早降晚”， 选择：结构式为：6=3123结构网和转速图依次分别如下【1】图2-2 结构网图 图2-3 转速图确定齿轮齿数根据转速分布图进行计算各传动副齿轮的齿数A组传动副齿轮齿数的选择，查表3-1【1】得表1 A组传动副齿轮齿数的选择传动比小齿数大齿数723636723042722448B组传动副齿轮齿数的选择，查表3-1【1】得表2 B组传动副齿轮齿数的选择传动比小齿数大齿数683434681850传动原理图如下 图2-4 传动原理图 3 传动件的选择及计算3.1 V带的设计普通V带传动计算（1） 功率的确定与带型的选择 1.65kWkW5.11.11.1d=

15、进PP 根据图确定为A型带（2） 选取基准直径及实际传动比 由表2-4【4】取=80 mm , =1.98880=159.05mm 取=160 mm实际传动比 i =理论传动比 传动比相对误差= 0.6% 120包角合格（5）确定带的根数Z 查表2-5【4】查知0.28kw 由表2-7【4】查知0.02kw 由表2-9【4】查知0.98 由表2-2【4】查知=1.11 取Z=3根（10）带轮结构设计 由表2-3【4】得 带轮宽度B=(z-1)e+2f=(6-1)12+210=80mm 其他结构尺寸的确定参见机械零件设计手册。3.2 传动轴计算直齿轮传动效率为0.99，轴承传动效率为0.97，V

16、带传动效率为0.96(1) 各轴的传递功率, 据转矩公式计算各轴功率1轴：P2=P1=1.50.96 =1.44 kW2轴：P3=P223=1.440.990.97=1.38 kW3轴：P4=P323=1.380.990.97=1.33 kW(2) 初估轴径 轴的材料均采用45，钢调质处理，由表6.1【4】查得 ，查6-3【4】知C=110，由公式确定。一般情况下，开一个键槽，轴径应增大5%；花键轴可将估算的d值减少7%作为其小径。 由已知数据，求得各轴轴径并适当整去分别为： ，由于所求d应该为受扭部分的最细处，即装带轮处的轴径该有一个键槽，故轴径应该增大5%。则： 则最小 ，由于花键轴减少7

17、%则 则最小 ，由于所求d应该为受扭部分的最细处，即装带轮处的轴径该有一个键槽，故轴径应该增大5%。则 则最小 2轴即花键轴的选用规格为中系列6 x 21mm x 25mm x 5mm3.3 齿轮模数的确定公式与（1）传动组a ,，K=1.1齿轮45钢，调质处理，齿面硬度250HBS，查表4.19-3【4】得，查表4.21-3【4】，则 1.0731.01综上计算取 （2）传动组b类同传动组a： r/min, 综上计算取 43.4 滑移齿轮的尺寸（1） 三联齿轮：【8】总长【8】，其中齿轮宽度 ，又该三联滑移齿轮为从动齿轮，取。插齿刀退刀槽宽度(m=2.54)换位用拨叉槽的宽度 取拨叉槽边到齿

18、轮端面的距离 拨叉槽深度 轮毂直径 取得 L=84mm（2） 双联齿轮：【8】总长度 ,其中齿轮宽度 ， 插齿刀退刀槽宽度(m=2.54)换位用拨叉槽的宽度 取拨叉槽边到齿轮端面的距离 拨叉槽深度 轮毂直径 取得 L=92mm3.5 齿轮的校核（校核高速级齿数为36的一对）（1）齿轮材料为45钢，调质处理，齿面硬度230HBS 公式 确定公式中各参数 查图4.14【4】得 查表4-6【4】得 =0.875查表4-4【4】，由于工作平稳，查图4.9【4】，取 齿轮精度7级 v=2.316 m/s齿轮非对称布置，取 查图4.12【4】 查表4-5【4】，取 又代入公式 又 故齿面接触疲劳强度足够。

19、公式由上述已知， 确定验算公式中各参数由图4.18【4】得 由图4.16【4】得 1.70因 可得 故齿根弯曲疲劳强度足够。（2）静强度校核 传动平稳，无严重过载，故不需要静强度校核。.3.6 轴承的选择 1轴【5】：滚动轴承 6205 GB/T 276-1994 2轴【5】：滚动轴承 6207 GB/T276-1994 3轴【5】：滚动轴承 6207 GB/T276-19943.7 轴的校核轴2受力复杂，故对轴2进行校核【6】1轴对2轴的作用力，取齿数为24:48的传动副传递的力。小齿轮传递的扭矩 圆周力径向力3轴 对2轴的作用力，取18:50传动副传递的力。小齿轮传递的扭矩 圆周力径向力设

20、定1轴顺时针，则2轴逆时针，3轴顺时针。图3-1受力分析计算其上支反力水平面内 即 解得 即 解得垂直平面内 即 解得 即 解得合成弯矩图水平面内图3-2水平面内分析垂直面内图3-3垂直面内分析合成弯矩图图3-4弯矩图扭矩图 图3-5扭矩图图3-6当量弯矩图因齿轮单向回转，视扭矩为脉动循环 最大危险处为C点处，其当量弯矩弯曲应力由表6-4【4】查得，对于45号钢 故轴的强度足够3.8 轴承寿命的计算 在变速系统中，2轴的最高转速为500r/min，转速最高承受的径向力较大。所以对轴2轴承进行校核 A点受力 , D点受力 A点径向载荷 B点径向载荷 B点径向载荷 A点径向载荷,故按B点处轴承计算

21、轴承寿命。 由于工作温度低于120，由表7-7【4】查得 由此可求得 3.9 链轮的设计（1） 确定计算功率查表3-6【4】取工况系数, 可得（2） 选择链轮齿数1） 根据传动比i = 4,查表3-6【4】得，取2） 大链轮齿数 ,取（奇数）3） 实际传动比 4） 验算传动比 =0.19%5% 合格（3） 初定中心距 取（4） 确定链节数 取偶数Lp=144（5） 计算额定功率1） 采用单排链，查3-4 表2） 小链轮齿数系数 (查表3-5【4】)3） 链长系数 (按图3.13【4】曲线1查找)4） 计算额定功率 （6） 确定链条节距由和，查图3.12【4】，选单排08A滚子链，油表3-1【4

22、】查得，链节距p=12.7mm。（7） 验算链速 合格（8） 计算实际中心距 （9） 确定链条长度 （10） 结构设计 小链轮直径3.10 键的选择均选普通平键A型键【5】表3-1 键的选择键的位置型号尺寸带轮小轮齿数30齿轮齿数24齿轮齿数36齿轮齿数50齿轮齿数34齿轮链轮小轮3.11 螺栓及其相关件的选择附件尺寸均参考对应螺钉或螺栓【5】表3-1 螺栓的选择螺钉位置型号尺寸数量（个）带轮螺钉20M81轴承端盖螺钉35M618箱盖链接螺栓40M88链轮螺钉25M101窥孔盖螺钉16M68 4 操纵机构方案设计选择单独操纵机构，摆动式操纵机构原理图如图【8】 图4-1摆动式操纵原理图设计步骤

23、（1） 三联滑移齿轮操纵机构设计：L=126考虑结构形状，取则得 得 所以满足条件【8】（2） 两联滑移齿轮操纵机构设计L=58考虑结构形状，取则得 可得 所以满足条件。【8】5 变速箱的润滑与密封（1）润滑润滑对机械设备的正常运转起着重要的作用，其作用为：控制摩擦、减少磨损、降低温度、防止腐蚀、保护金属表面、密封作用、减震防噪等。1轴承润滑该装置轴承转速较低，采用脂润滑，滚动轴承转速n与其内径d乘积dn是选用脂润滑的重要依据，具体计算如下： 由于，所以该装置采用脂润滑。据此选用钙钠基润滑脂。2齿轮润滑据齿轮圆周速度为润滑可靠选择油浴润滑。3链轮润滑根据链轮速度和小齿轮齿数，用油刷或油壶定期润滑。【8】（2）密封为防止液体、气体工作介质或润滑剂泄漏，防止灰尘、水分进入润滑部位必须设有密封装置。密封不仅能大量