分级变速主传动系统设计（6级变速）

哈尔滨理工大学课程设计题目：机械系统设计课程设计院系：机械设计制造及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：段铁群2021年08月28日分级变速主传动系统设计摘要《机械系统设计》课程设计内容有理论分析与设计计算，图样技术设计和技术文件编制三部分组成。1、理论分析与设计计算：（1）机械系统的方案设计。设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。（2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。（3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算与校核。2、图样技术设计：（1）选择系统中的主要组件。（2）图样的设计与绘制。3、编制技术文件：（1）对于课程设计内容进行自我技术经济评价。（2）编制设计计算说明书。关键词分级变速；传动系统设计,传动副，结构网，结构式，齿轮模数，传动比，计算转速目录一、绪论....................................................41.1课程设计目的..........................................41.2课程设计内容..........................................41.3课程设计题目，主要技术参数和技术要求..................4二、运动设计................................................62.1运动参数及转数图的确定................................62.2核算主轴转数误差......................................8三、动力计算................................................103.1.带传动设计..........................................103.2.计算转速的计算......................................113.3.齿轮模数计算及验算..................................113.4.传动轴最小轴颈的初定................................133.5.主轴合理跨距的计算..................................14四、主要零部件的校核.......................................164.1齿轮强度、刚度校核...................................164.2轴的刚度校核.........................................164.3轴承寿命校核.........................................17总结....................................................19参考文献................................................19一、绪论1.1课程设计的目的《机械系统设计》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。1.2课程设计的内容《机械系统设计》课程设计内容由理论分析与设计计算、图样技术设计和技术文件编制三部分组成。1.2.1理论分析与设计计算：（1）机械系统的方案设计。设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。（2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。（3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算和校核。1.2.2图样技术设计：（1）选择系统中的主要机件。（2）工程技术图样的设计与绘制。1.2.3编制技术文件：（1）对于课程设计内容进行自我经济技术评价。编制设计计算说明书。1.3课程设计题目、主要技术参数和技术要求1.3.1课程设计题目和主要技术参数题目：分级变速主传动系统设计技术参数：Nmin=71r/min；Nmax=710r/min；Z=6级；公比为1.58；电动机功率P=4KW；电机转速n=1440r/min（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。第二章运动设计2.1运动参数及转速图的确定2.1.1．转速范围Rn==710/71=102.1.2．转速数列查[1]表2.12，首先找到71r/min、然后每隔7个数取一个值，得出主轴的转速数列为71r/min、112r/min、180r/min、180r/min、280r/min、450r/min，710r/min共6级。2.1.3．定传动组数对于Z=6，可分解为：6=3×2。2.1.4．写传动结构式根据“前多后少”,“先降后升”,前密后疏,结构紧凑的原则,选取传动方案Z=12=31×23。写传动结构式：主轴转速级数Z=6.结构式6=31×23画结构网：2.1.5．画转速图选择电动机：采用Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机绘制转速图。转速图：传动系统图：2.2核算主轴转数误差实际传动比所造成主轴转速误差，其中为实际转速，n为标准转速。n=710r/min:n´=710×(126/256)×(44/44)×（60/600=708.25r/minδ=|(708.25-710)/710|=0.176%<5.8%%因此满足要求。各级转速误差n710450280180112误差0.176%0.833%0.446%1.56%0.39%第三章运动计算3.1带传动设计3.1.1直径计算小带轮直径选取d=112--140初取小带轮直径d取d=125mm大带轮直径D：D==125×1440/710=254mm取D=254mm3.1.2计算带长初定中心距0.7(d1+d2)~a0~2(d1+d2)256.3~a0~758a0取600mm.计算基准长度Ld0=2a0+/2(d1+d2)+2(d2-d1)/4a0=1809mm由表3.2得Ld=1800mm初取中心距取a=600mma=a0+(Ld+Ld0)=600+(1800-1809)/2=591mm3.13计算齿轮齿数（1）查机械系统设计书表3-1基本组齿数：基本组：Z1=25，Z1′=63Z2=44，Z2′=44Z3=34，Z3′=54扩大组：Z4=60，Z4′=60Z5=24，Z5′=913.2计算转速的计算（1）执行轴的计算转数：＝112.18r/min取112r/minI轴：计算转数=710r/min，II轴：计算转数=280r/min，（2）最小齿轮的计算转速如下:N25=710,N24=355,选用齿轮精度为7级精度.3.3.齿轮模数计算及验算（1）计算齿轮模数45钢，整体淬火，[σj]=585MPa；按简化的接触疲劳强度公式计算mmj=16338EQ\R(3,EQ\F((u±1)Nd,ψmZ12u[σj]2nj))mmmj——按接触疲劳强度计算的齿轮模数（mm）；Nd——驱动电动机功率（kw）；nj——被计算齿轮的计算转速（r/min）①u=63/25=3.96;nj=710r/minmj=16338EQ\R(3,EQ\F((3.96＋1)×4,8×232×3.96×[585]2×710))=2.7mm，取m1=3mm②u=79/20=3.95;nj=355r/minmj=16338EQ\R(3,EQ\F((3.95＋1)×4,8×202×3.95×[585]2×355))=3.83mm，取m2=4mm;（2）计算齿轮分度圆及尺宽d1=m1z1=3×25=75mm d1′=m1z1′=3×63=189mm d2=m1z2=3×44=132mm d2′=m1z2′=3×44=132mm d3=m1z3=3×34=103mm d3′=m1z3′=3×54=162mm d4=m2z4=4×60=240mm d4′=m2z4′=4×60=240mm d5=m2z5=4×24=96mm d5′=m2z5′=4×96=384mm B1、2、3=ψmm=8x3=24mm；B4、5=ψmm=8x4=32mm；表3-3基本组齿轮几何尺寸齿轮齿数分度圆直径齿宽Z257524Z6318924Z4413224Z4413224Z3410324Z5416224表3-4扩大组齿轮几何尺寸齿轮ZZZZ齿数60602496分度圆直径24024096384齿宽32323232带轮设计计算公式：Ld0≈2a0+π(d1+d2)/2+(d2-d1)2/4a0（1）确定计算功率:P=4kw,K为工作情况系数，查表取K=1.1，pd=kAP=1.1x4=4.4kw（2）选择V带的型号:根据pd,n1=1440r/min查表选择A型V带d1=90mm（3）确定带轮直径d1,d2小带轮直径d1=90mm验算带速v=πd1n1/(60x1000)=πx90x1440/(60x1000)=6.78m/s动轮直径d2=n1d1/n2=1440x90/710=182.5mm取d2=180mm计算实际传动比i=d2/d1=180/90=2相对误差:︱（i0-i）/i0︱=︱(2.03-2)/2︱=1.5%<5%合格（4）定中心矩a和基准带长Ld[1]初定中心距a00.7(d1+d2)a02(d1+d2))189a0540取ao300mm[2]带的计算基准长度Ld0≈2x300+π(90+180)/2+(180-90)2/（4x300）≈1030mm查[1]表3.2取Ld0=1000mm[3]计算实际中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=300+(1000-1030)/2=285mm[4]确定中心距调整范围amax=a+0.03Ld=300+0.03x1000=315mmamin=a-0.015Ld=300+0.015x1000=270mm（5）验算包角:1=180°-（d2-d1）x57.30/a=180°-(180-90)x57.30/300=161.9>120所以合格（6）确定V带根数：确定额定功率：P0由查表并用线性插值得P01.07kw查表得功率增量ΔP0=0.17kw查表得包角系数K=0.95查表得长度系数Kl=0.89确定带根数：ZPd/(P0+ΔP0)KKl=4.4/[(1.07+0.17)x0.95x0.89]=4.19取Z=53.4.传动轴最小轴颈的初定（1）传动轴轴径初定Ⅰ轴：P=4kw×0.96=3.84kw,n=710r/min,=0.8带入公式：=26.36mm,圆整取d=28mmⅡ轴：p=3.84kw×0.97=3.73,n=280r/min,=0.8=33.26mm,圆整取d=35mm（2）主轴轴颈直径确定：查表4-9,按差值法选择主轴前端直径D1=90mm,后端直径D2=0.8×90mm=72mm材料：45钢。热处理：调质主轴悬伸量：a/D=1.25~2.5D=(D1+D2)/2=81mma=(1.25~2.5)D1=(1.25~2.5)×90=112.5~225mm取a=120mm3.5.主轴合理跨距的计算设机床最大加工回转直径为φ=400mm,电动机功率P=4kw，主轴计算转速为n=112r/min 已选定的前后轴径为：d1=90mm，d2=72mm定悬伸量a=120mm，主轴孔径为30mm。轴承刚度，主轴最大输出转矩：T=9550=9550×3.62÷112=308.66N.m设该车床的最大加工直径为400mm。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240mm，故半径为0.12m；切削力（沿y轴）Fc=308.66/0.12=2572.16N背向力（沿x轴）Fp=0.5Fc=1236.08N总作用力F==2853.75N此力作用于工件上，主轴端受力为F=2853.75N。先假设l/a=1.2，l=1.2a=144mm。前后支承反力RA和RB分别为RA=F×=2853.75×=6561.5NRB=F×=3579×=2982.5N根据《机械系统设计》得：Kr=3.39得前支承的刚度：KA=2052.26N/；KB=1667.45N/；≈1.23主轴的当量外径de=(60+48)/2=54mm，故惯性矩为I=384.7×10-8m4 η===0.123查《机械系统设计》图得=1.2，与原假设接近，所以最佳跨距=100×1.2=120mm合理跨距为（0.75-1.5），取合理跨距l=180mm。主要零部件选择1电动机的选取转速n=1440r/min，功率P=4KW，选用Y系列三相异步电动机。2轴承的选择（1）执行轴轴承的选择：考虑到结构简单，精度不高，采用推力轴承配置在后支撑两侧的配置形式，前支撑用双列圆柱滚子轴承，后支撑用圆锥滚子轴承与推力球轴承配合，使结构调整方便。前端双列圆柱滚子轴承NN3013K,后端32208，51209各一个（2）传动轴轴承的选择：I轴：与带轮靠近段安装深沟球轴承代号6208，另一边安装深沟球轴承代号6207。Ⅱ轴：深沟球轴承代号6208，62083键的选取I轴：安装带轮处选平键：键8×63；安装齿轮处选择花键：8х32х36х6Ⅱ轴：花键：8×42×46×8执行轴（Ⅲ轴）：安装齿轮选择平键：键16×200四、主要零部件的校核4.1齿轮强度、刚度校核接触应力验算：接触应力验算公式为：σH=ZEZHZεEQ\R(,EQ\F(2KT1,bd12)EQ\F((u±1),u))≤[σH]基本组各数据查表计算：ZЕ=189.8，ZН=2.5，Zε=0.77，εα=1.7K=KАKνKαKβ=1.21T1=9.55х1000000х4/710=53800N·mm因此：бН=269.46MPa≤585MPa满足接触应力条件同理：第一扩大组各数据查表计算：ZЕ=189.8，ZН=2.5，Zε=0.77，εα=1.7，K=KАKνKαKβ=1.21T2=193600N·mm因此：бН=554.23MPa≤585MPa，满足接触应力条件。齿轮的弯曲疲劳强度校核：弯曲应力验算公式为基本组各数据查表：T1=53800N·mm，K=K=KАKνKαKβ=1.21,μ=76/23=3.3，Фd=b/d=24/69=0.35，Z1=23，YFa1=0.416,Yε=0.69,YSa1=1.77查图5.23：YSa1=1.59，因此：бF1=11.89MPa≤[бF]=267.52MPa满足弯曲疲劳条件。同理：第一扩大组各数据查表得：T1=193600N·mm，K=K=KАKνKαKβ=1.21,μ=76/23=3.95，Фd=b/d=31.5/90=0.35，Z1=20，YFa1=0.395,Yε=0.69,YSa2=1.59因此：бF1=15.92MPa≤[бF]=344.86MPa满足弯曲疲劳条件。静强度校核：传动平稳，无严重过载，股不需要静强度校核。4.2轴的刚度校核（一）Ⅱ轴刚度校核（1）П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：:L-----两支承的跨距；D-----轴的平均直径；X=/L；-----齿轮工作位置处距较近支承点的距离；N-----轴传递的全功率；校核合成挠度-----输入扭距齿轮挠度；-------输出扭距齿轮挠度；---被演算轴与前后轴连心线夹角；=144°啮合角=20°，齿面摩擦角=5.72°。代入数据计算得：=0.025；=0.082；=0.130；=0.206；=0.098；=0.045。合成挠度=0.247查文献6，带齿轮轴的许用挠度=5/10000*L即=0.268。因合成挠度小于许用挠度，故轴的挠度满足要求。（2）П轴扭转角的校核传动轴在支承点A，B处的倾角可按下式近似计算：将上式计算的结果代入得：由文献6，查得支承处的=0.001因〈0.001，故轴的转角也满足要求。4.3轴承寿命校核由П轴最小轴径可取轴承为6208深沟球轴承,ε=3；P=XFr+YFa，X=1，Y=0。对Ⅱ轴受力分析得：前支承的径向力Fr=2786.38N。由轴承寿命的计算公式：预期的使用寿命[L10h]=15000hL10h=×=×=50739.55h≥[L10h]=15000h轴承寿命满足要求。（三）润滑与密封主轴转速高，必须保证充分润滑，一般常用单独的油管将油引到轴承处。主轴是两端外伸的轴，防止漏油更为重要而困难。防漏的措施有两种：1）密封圈——加密封装置防止油外流。2）疏导——在适当的地方做出回油路，使油能顺利地流回到油箱。总结1、本次课程设计是针对《机械系统设计》专业课程基础知识的一次综合应用设计，设计过程应用了《机械制图》、《机械原理》、《工程力学》等。2、本次课程设计充分应用了以前所学习的知识，并应用这些知识来分析和解决实际问题。3、本次课程设计进一步掌握了一般设计的设计思路和设计切入点，同时对机械部件的传动设计和动力计算也提高了应用各种资料和实际动手的能力。4、本次课程设计进一步规范了制图要求，掌握了机械设计的基本技能。5、经过了两周的课程设计，使我们对课本的知识有了更深一步的了解，以前不懂的知识也在这次课程设计中加深了巩固。尤其对分级变速主传动系统的一系列设计过程有很深的感触。一步一步的进行设计，其中遇到了很多困难，但经过努力都一点点的解决了，通过这次的设计不仅锻炼了自己的能力，也为以后的工作打下了基础。参考文献【1】、段铁群主编《机械系统设计》科学出版社第一版【2】、于惠力主编《机械设计》科学出版社第一版【3】、赵九江主编《材料力学》哈尔滨工业大学出版社第一版【4】、于惠力主编《机械设计课程设计》科学出版社

咖啡店创业计划书第一部分：背景在中国，人们越来越爱喝咖啡。随之而来的咖啡文化充满生活的每个时刻。无论在家里、还是在办公室或各种社交场合，人们都在品着咖啡。咖啡逐渐与时尚、现代生活联系在一齐。遍布各地的咖啡屋成为人们交谈、听音乐、休息的好地方，咖啡丰富着我们的生活，也缩短了你我之间的距离，咖啡逐渐发展为一种文化。随着咖啡这一有着悠久历史饮品的广为人知，咖啡正在被越来越多的中国人所理解。第二部分：项目介绍第三部分：创业优势目前大学校园的这片市场还是空白，竞争压力小。而且前期投资也不是很高，此刻国家鼓励大学生毕业后自主创业，有一系列的优惠政策以及贷款支持。再者大学生往往对未来充满期望，他们有着年轻的血液、蓬勃的朝气，以及初生牛犊不怕虎的精神，而这些都是一个创业者就应具备的素质。大学生在学校里学到了很多理论性的东西，有着较高层次的技术优势，现代大学生有创新精神，有对传统观念和传统行业挑战的信心和欲望，而这种创新精神也往往造就了大学生创业的动力源泉，成为成功创业的精神基础。大学生创业的最大好处在于能提高自己的潜力、增长经验，以及学以致用;最大的诱人之处是透过成功创业，能够实现自己的理想，证明自己的价值。第四部分：预算1、咖啡店店面费用咖啡店店面是租赁建筑物。与建筑物业主经过协商，以合同形式达成房屋租赁协议。协议资料包括房屋地址、面积、结构、使用年限、租赁费用、支付费用方法等。租赁的优点是投资少、回收期限短。预算10-15平米店面，启动费用大约在9-12万元。2、装修设计费用咖啡店的满座率、桌面的周转率以及气候、节日等因素对收益影响较大。咖啡馆的消费却相对较高，主要针对的也是学生人群，咖啡店布局、格调及采用何种材料和咖啡店效果图、平面图、施工图的设计费用，大约6000元左右3、装修、装饰费用具体费用包括以下几种。(1)外墙装饰费用。包括招牌、墙面、装饰费用。(2)店内装修费用。包括天花板、油漆、装饰费用，木工、等费用。(3)其他装修材料的费用。玻璃、地板、灯具、人工费用也应计算在内。整体预算按标准装修费用为360元/平米，装修费用共360*15=5400元。4、设备设施购买费用具体设备主要有以下种类。(1)沙发、桌、椅、货架。共计2250元(2)音响系统。共计450(3)吧台所用的烹饪设备、储存设备、洗涤设备、加工保温设备。共计600(4)产品制造使用所需的吧台、咖啡杯、冲茶器、各种小碟等。共计300净水机，采用美的品牌，这种净水器每一天能生产12l纯净水，每一天销售咖啡及其他饮料100至200杯，价格大约在人民币1200元上下。咖啡机，咖啡机选取的是电控半自动咖啡机，咖啡机的报价此刻就应在人民币350元左右，加上另外的附件也不会超过1200元。磨豆机，价格在330―480元之间。冰砂机，价格大约是400元一台，有点要说明的是，最好是买两台，不然夏天也许会不够用。制冰机，从制冰量上来说，一般是要留有富余。款制冰机每一天的制冰量是12kg。价格稍高550元，质量较好，所以能够用很多年，这么算来也是比较合算的。5、首次备货费用包括购买常用物品及低值易耗品，吧台用各种咖啡豆、奶、茶、水果、冰淇淋等的费用。大约1000元6、开业费用开业费用主要包括以下几种。(1)营业执照办理费、登记费、保险费;预计3000元(2)营销广告费用;预计450元7、周转金开业初期，咖啡店要准备必须量的流动资金，主要用于咖啡店开业初期的正常运营。预计2000元共计： 120000+6000+5400+2250+450+600+300+1200+1200+480+400+550+1000+3000+450+2000=145280元第五部分：发展计划1、营业额计划那里的营业额是指咖啡店日常营业收入的多少。在拟定营业额目标时，必须要依据目前市场的状况，再思考到咖啡店的经营方向以及当前的物价情形，予以综合衡量。按照目前流动人口以及人们对咖啡的喜好预计每一天的营业额为400-800，根据淡旺季的不同可能上下浮动2、采购计划依据拟订的商品计划，实际展开采购作业时，为使采购资金得到有效运用以及商品构成达成平衡，务必针对设定的商品资料排定采购计划。透过营业额计划、商品计划与采购计划的确立，我们不难了解，一家咖啡店为了营业目标的达成，同时有效地完成商品构成与灵活地运用采购资金，各项基本的计划是不可或缺的。当一家咖啡店设定了营业计划、商品计划及采购计划之后，即可依照设定的采购金额进行商品的采购。经过进货手续检验、标价之后，即可写在菜单上。之后务必思考的事情，就是如何有效地将这些商品销售出去。3、人员计划为了到达设定的经营目标，经营者务必对人员的任用与工作的分派有一个明确的计划。有效利用人力资源，开展人员培训，都是我们务必思考的。4、经费计划经营经费的分派是管理的重点工作。通常能够将咖啡店经营经费分为人事类费用(薪资、伙食费、奖金等)、设备类费用(修缮费、折旧、租金等)、维持类费用(水电费、消耗品费、事务费、杂费等)和营业类费用(广告宣传费、包装费、营业税等)。还能够依其性质划分成固定费用与变动费用。我们要针对过去的实际业绩设定可能增加的经费幅度。5、财务计划财务计划中的损益计划最能反映全店的经营成果。咖啡店经营者在营运资金的收支上要进行控制，以便做到经营资金合理的调派与运用。总之，以上所列的六项基本计划(营业额、商品采购、销售促进、人员、经费、财务)是咖啡店管理不可或缺的。当然，有一些咖啡店为求管理上更深入，也能够配合工作实际需要制订一些其他辅助性计划。第六部分：市场分析2019-2021年中国咖啡市场经历了高速增长的阶段，在此期间咖啡市场总体销售的复合增长率到达了17%;高速增长的市场为咖啡生产