分級變速主傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【Nmin=53rmin Nmax=600rmin Z=8 φ=1.41 P=4KW n=1440rmin】

分級變速主傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【Nmin=53rmin Nmax=600rmin Z=8 =1.41 P=4KW n=1440rmin】,Nmin=53rmin Nmax=600rmin Z=8 =1.41 P=4KW n=1440rmin,分級變速主傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【Nmin=53rmin,Nmax=600rmin,Z=8,=1.41,分級 哈爾濱理工大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)題 目：機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 院 、 系：機(jī)械動力工程學(xué)院 班 級：機(jī)械 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 摘 要機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容有理論分析與設(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、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)行傳動系統(tǒng)運(yùn)動設(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)動力計(jì)算與校核。2、圖樣技術(shù)設(shè)計(jì)：（1）選擇系統(tǒng)中的主要組件。（2）圖樣的設(shè)計(jì)與繪制。3、編制技術(shù)文件：（1）對于課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行自我技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)。（2）編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。關(guān)鍵詞 分級變速；傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì),傳動副，結(jié)構(gòu)網(wǎng)，結(jié)構(gòu)式，齒輪模數(shù)，傳動比，計(jì)算轉(zhuǎn)速目錄摘 要2目錄3一、課程設(shè)計(jì)目的4二、課程設(shè)計(jì)題目，主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求分級、4三、運(yùn)動設(shè)計(jì)41.確定極限轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速數(shù)列，結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式42.主傳動轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖63.計(jì)算齒輪齒數(shù)7四、動力計(jì)算91.傳動件的計(jì)算轉(zhuǎn)速92.傳動軸和主軸的軸徑設(shè)計(jì)93.計(jì)算齒輪模數(shù)及尺寬，分度圓直徑104.帶輪設(shè)計(jì)11五、主要零部件選擇131.軸承的選取132.鍵的選取13六、校核141.齒輪校核142 .主軸彎曲剛度校核163.軸承校核164.潤滑與密封16七、結(jié)束語17八、參考文獻(xiàn)17一、課程設(shè)計(jì)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)。通過課程設(shè)計(jì)，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)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(jì)，分析比較機(jī)械系統(tǒng)中的某些典型結(jié)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)主轉(zhuǎn)動設(shè)計(jì)，達(dá)到學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)步驟和方法的目的。通過設(shè)計(jì)，掌握查閱相關(guān)工程設(shè)計(jì)手冊，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和資料的方法，達(dá)到積累設(shè)計(jì)知識和設(shè)計(jì)技巧，提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力的目的。通過設(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。二、課程設(shè)計(jì)題目，主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求分級、分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)題目1：技術(shù)參數(shù)：Nmin=53r/min；Nmax=600r/min；Z=8級；公比為1.41；電動機(jī)功率P=4kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440r/min三、運(yùn)動設(shè)計(jì)1.確定極限轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速數(shù)列，結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式（1）確定極限轉(zhuǎn)速,公比、變速級數(shù)Nmin=53r/min；Nmax=600r/min；Z=8級；公比為1.41 (2) 轉(zhuǎn)速數(shù)列： 53r/min,75r/min，106r/min,150r/min,212r/min,300r/min,425r/min,600r/min共8級（3）確定極限轉(zhuǎn)速：Rn=Nmax/Nmin=600/53=11.32（4）確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式 （1）寫傳動結(jié)構(gòu)式：主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)Z=8. 結(jié)構(gòu)式8=212223（2）畫結(jié)構(gòu)網(wǎng)： Z=2122232.主傳動轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖選擇電動機(jī)：采用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機(jī)繪制轉(zhuǎn)速圖。 8=212223傳動系統(tǒng)圖3.計(jì)算齒輪齒數(shù)(1)、齒數(shù)計(jì)算基本組傳動比分別為1/1.41，1/2 Sz= 72 75 84 93 96 取Sz=72,小齒輪齒數(shù)分別為:30、24 Z1 / Z1 =30/42, Z2 / Z2 =24/48第二擴(kuò)大組傳動比分別為1/1.41，1/2.8 取Sz=87,小齒輪齒數(shù):36、23 Z4/Z4=36/51，Z5/Z5=23/64第三擴(kuò)大組傳動比分別為1.41：1，1/2 取Sz=96,小齒輪齒數(shù):40、25 Z4/Z4=40/56，Z5/Z5=25/71(2)校核各級轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速誤差實(shí)際傳動比所造成主軸轉(zhuǎn)速誤差 ，其中為實(shí)際轉(zhuǎn)速，n為標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速。N6003002121501067553n610.6310212.3150107.776.154.2誤差值2.1%1.4%2.1%02.1%1.2%1.9%以上誤差值均小于4.1% 故合格.四、動力計(jì)算4.1 帶傳動設(shè)計(jì)輸出功率P=4kW,轉(zhuǎn)速n1=1440r/min,n2=850r/min4.1.1計(jì)算設(shè)計(jì)功率Pd表4 工作情況系數(shù)工作機(jī)原動機(jī)類類一天工作時間/h10161016載荷平穩(wěn)液體攪拌機(jī)；離心式水泵；通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)（）；離心式壓縮機(jī)；輕型運(yùn)輸機(jī)1.01.11.21.11.21.3載荷變動小帶式運(yùn)輸機(jī)（運(yùn)送砂石、谷物），通風(fēng)機(jī)（）；發(fā)電機(jī)；旋轉(zhuǎn)式水泵；金屬切削機(jī)床；剪床；壓力機(jī)；印刷機(jī)；振動篩1.11.21.31.21.31.4載荷變動較大螺旋式運(yùn)輸機(jī)；斗式上料機(jī)；往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)；鍛錘；磨粉機(jī)；鋸木機(jī)和木工機(jī)械；紡織機(jī)械1.21.31.41.41.51.6載荷變動很大破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）；球磨機(jī)；棒磨機(jī)；起重機(jī)；挖掘機(jī)；橡膠輥壓機(jī)1.31.41.51.51.61.8根據(jù)V帶的載荷平穩(wěn)，兩班工作制（16小時），查機(jī)械設(shè)計(jì)P296表4，取KA1.1。即4.1.2選擇帶型普通V帶的帶型根據(jù)傳動的設(shè)計(jì)功率Pd和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1按機(jī)械設(shè)計(jì)P297圖1311選取。根據(jù)算出的Pd4.4kW及小帶輪轉(zhuǎn)速n11440r/min ，查圖得：dd=80100可知應(yīng)選取A型V帶。4.1.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速由機(jī)械設(shè)計(jì)P298表137查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為80100mm則取dd1= 100mm ddmin.=75 mm（dd1根據(jù)P295表13-4查得）表3. V帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑槽型YZABCDE205075125200355500由機(jī)械設(shè)計(jì)P295表13-4查“V帶輪的基準(zhǔn)直徑”，得=160mm 誤差驗(yàn)算傳動比： （為彈性滑動率）誤差 符合要求 帶速 滿足5m/sv300mm，所以宜選用E型輪輻式帶輪?？傊?，小帶輪選H型孔板式結(jié)構(gòu)，大帶輪選擇E型輪輻式結(jié)構(gòu)。帶輪的材料：選用灰鑄鐵，HT200。4.1.7確定帶的張緊裝置 選用結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。4.1.8計(jì)算壓軸力 由機(jī)械設(shè)計(jì)P303表1312查得，A型帶的初拉力F0118.14N，上面已得到=171.81o，z=4，則對帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高，以減少帶的磨損。轉(zhuǎn)速高時要進(jìn)行動平衡，對于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應(yīng)力要小, 帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱為輪緣，輪緣是帶輪的工作部分，用以安裝傳動帶，制有梯形輪槽。由于普通V帶兩側(cè)面間的夾角是40，為了適應(yīng)V帶在帶輪上彎曲時截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通V帶輪槽角 為32、34、36、38（按帶的型號及帶輪直徑確定），輪槽尺寸見表7-3。裝在軸上的筒形部分稱為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱為輪幅（腹板），用來聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。表 普通V帶輪的輪槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92） 項(xiàng)目 符號 槽型 Y Z A B C D E 基準(zhǔn)寬度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基準(zhǔn)線上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基準(zhǔn)線下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽間距 e 8 0.3 12 0.3 15 0.3 19 0.4 25.5 0.5 37 0.6 44.5 0.7 第一槽對稱面至端面的距離 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小輪緣厚 5 5.5 6 7.5 10 12 15 帶輪寬 B B =( z -1) e + 2 f z 輪槽數(shù) 外徑 d a 輪 槽 角 32 對應(yīng)的基準(zhǔn)直徑 d d 60 - - - - - - 34 - 80 118 190 315 - - 36 60 - - - - 475 600 38 - 80 118 190 315 475 600 極限偏差 1 0.5 V帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式： （1） 實(shí)心帶輪：用于尺寸較小的帶輪(dd(2.53)d時)，如圖7 -6a。 （2） 腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(dd 300mm 時)，如圖7-6b。 （3） 孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪(ddd) 100 mm 時)，如圖7 -6c 。 （4） 橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(dd 500mm 時)，如圖7-6d。（a） （b） （c） （d）圖7-6 帶輪結(jié)構(gòu)類型根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，可以得出結(jié)論：小帶輪選擇實(shí)心帶輪，如圖（a）,大帶輪選擇腹板帶輪如圖（b）1.傳動件的計(jì)算轉(zhuǎn)速軸 序 號電動機(jī)(0)I軸II軸III軸IV軸計(jì)算轉(zhuǎn)速r/min144085060021275最小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下:Z1Z1Z2Z2Z3Z3Z4Z4Z5Z5Z6Z685060085060060021260021221275212752.傳動軸和主軸的軸徑設(shè)計(jì)（1）傳動軸軸徑初定軸：p=4kw,n=850r/min,=0.5帶入公式：=29.6mm,圓整取d=30mm軸：p=4kw,n=355r/min,=0.5 =35.3mm,圓整取d=36mm III軸：p=4kw,n=125r/min,=0.5帶入公式：=45.8mm,圓整取d=46mm（2）主（IV）軸軸頸直徑確定：查表4-9選擇主軸前端直徑D1=80mm,后端直徑D2=64mm軸承內(nèi)徑d/D小于0.7 則取d=50mm材料：45鋼。熱處理：調(diào)質(zhì)Hre22-28主軸懸伸量：a/D1=1.25-2.5 a=(1.252.5)D1=(1.252.5)x(80+64/2)=90180 取a=120mm最佳跨距 3.計(jì)算齒輪模數(shù)及尺寬，分度圓直徑（1）計(jì)算齒輪模數(shù)40Gr整體淬火 =650mpamj=16338 3Nd驅(qū)動電動機(jī)功率u-大齒輪與小齒輪齒數(shù)比Z1-小齒輪齒數(shù)m-齒寬系數(shù)m=B/m=6-10 取m=8nj-計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速-許用接觸應(yīng)力 a).u=z1/z1=24/48,nj =850r/minmj=16338 3=1.85 取m1=2b).u=z2/z2=23/64,nj =300r/minmj=16338 3=2.6 取m2=3c).u=z3/z3=25/71,nj =125r/minmj=16338 3=2.72取m3=3（2）計(jì)算齒輪分度圓及尺寬 d1=m1z1=232=64mm d1=m1z1=242=84mm d2=m2z2=224=48mm d2=m2z2=248=96mm d3=m3z3=336=108mm d3=m3z3=351=153mm d4=m4z4=323=69mm d4=m4z4=364=192mm d5=m5z5=340=120mm d5=m5z5=356=168mm d6=m6z6=325=75mm d6=m6z6=371=213mmB12=m=82=16mm B34=m=83=24mm B56=m=83=24mm五、主要零部件選擇1.軸承的選?。?）帶輪：選用深溝球軸承，型號：6205（2）一軸：選用深溝球軸承，型號：6205（3）二軸：采用深溝球軸承，型號：6206（4）三軸：采用深溝球軸承，型號：6208（5）主軸：主軸是傳動系統(tǒng)之中最為關(guān)鍵的部分，因此應(yīng)該合理的選擇軸承。從主軸末端到前端依次選擇軸承為角接觸軸承，型號：7012C;深溝球軸承，型號：6210雙列圓柱滾子軸承，型號：NN3000K，2.鍵的選取 （1）帶輪：選平鍵：87 （2）1軸：選平鍵：87 花鍵：626606（3）2軸：選平鍵：108 花鍵：832366（4）3軸：選平鍵：108 花鍵：842468（5）4軸：選花鍵：8626812六、校核1.齒輪校核齒輪參數(shù)如下：軸序號IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIVIV齒輪齒數(shù)Z302442483623516456254071模數(shù)M222233333333分度圓d644884961086915319216875120213齒根圓直徑df55437991100.561.5145.5184.5160.567.5112.5205.5齒頂圓直徑da6452881001147515919817481126219（1）一軸到二軸的小齒輪從上表可知為齒數(shù)為29 查設(shè)計(jì)手冊可得以下數(shù)據(jù)： 接觸應(yīng)力： ， 為傳遞的額定功率（KW）將以上數(shù)據(jù)代入公式可得彎曲應(yīng)力： ， 將以上數(shù)據(jù)代入公式可得 （2）二軸到三軸的小齒輪從上表可知為齒數(shù)為20 查設(shè)計(jì)手冊可得以下數(shù)據(jù)： 接觸應(yīng)力： ，為傳遞的額定功率（KW）將以上數(shù)據(jù)代入公式可得彎曲應(yīng)力： ， 將以上數(shù)據(jù)代入公式可得2 .主軸彎曲剛度校核（1）主軸剛度符合要求的條件如下：a主軸的前端部撓度b主軸在前軸承處的傾角c在安裝齒輪處的傾角(2)計(jì)算如下：前支撐為雙列圓柱滾子軸承，后支撐為角接觸軸承架立放圓柱滾子軸承跨距L=450mm.當(dāng)量外徑 de=主軸剛度：因?yàn)閐i/de=25/285=0.0880.7,所以孔對剛度的影響可忽略；ks=2kN/mm剛度要求：主軸的剛度可根據(jù)機(jī)床的穩(wěn)定性和精度要求來評定3.軸承校核 4.潤滑與密封 主軸轉(zhuǎn)速高，必須保證充分潤滑，一般常用單獨(dú)的油管將油引到軸承處。 主軸是兩端外伸的軸，防止漏油更為重要而困難。防漏的措施有兩種： 1）密封圈加密封裝置防止油外流。 2）疏導(dǎo)在適當(dāng)?shù)牡胤阶龀龌赜吐?，使油能順利地流回到油箱。七、結(jié)束語1、本次課程設(shè)計(jì)是針對機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)課程基礎(chǔ)知識的一次綜合性應(yīng)用設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)過程應(yīng)用了機(jī)械制圖、機(jī)械原理、工程力學(xué)等。2、本次課程設(shè)計(jì)充分應(yīng)用了以前所學(xué)習(xí)的知識，并應(yīng)用這些知識來分析和解決實(shí)際問題。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)，同時對機(jī)械部件的傳動設(shè)計(jì)和動力計(jì)算也提高了應(yīng)用各種資料和實(shí)際動手的能力。4、本次課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步規(guī)范了制圖要求，掌握了機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能。5、本次課程設(shè)計(jì)由于學(xué)習(xí)知識面的狹窄和對一些概念的理解不夠深刻，以及缺乏實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，使得設(shè)計(jì)黨中出現(xiàn)了許多不妥和錯誤之處，誠請老師給予指正和教導(dǎo)。八、參考文獻(xiàn)【1】、段鐵群 主編 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社 第一版【2】、于惠力 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社 第一版【3】、戴 曙 主編 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 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(jì)課程設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社