分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【Nmin=35.5rmin Nmax=560rmin Z=9 φ=1.41 P=3kW n=1430rmin】

分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【Nmin=35.5rmin Nmax=560rmin Z=9 =1.41 P=3kW n=1430rmin】,Nmin=35.5rmin Nmax=560rmin Z=9 =1.41 P=3kW n=1430rmin,分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【Nmin=35.5rmin,Nmax=560rmin,Z=9,=1.41,分級(jí) 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)計(jì)算書哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)小組第2 組班級(jí)機(jī)械11-2 班專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化小組成員姓名學(xué)號(hào)任務(wù)分工姓名學(xué)號(hào)任務(wù)分工馮杰1130060202計(jì)算郭云雨1130060205計(jì)算宮榮成1130060204繪圖賈智博1130060207計(jì)算主要技術(shù)參數(shù)題目11：分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)：Nmin=35.5r/min；Nmax=560r/min；Z=9級(jí)；公比為1.41；電動(dòng)機(jī)功率P=3kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1430r/min指導(dǎo)教師王仲文聯(lián)系方式13754602538設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)：根據(jù)給定的極限轉(zhuǎn)速、變速級(jí)數(shù)、及公比值，確定其轉(zhuǎn)速范圍、轉(zhuǎn)速數(shù)列、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng)，繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖，確定齒輪齒數(shù)，計(jì)算轉(zhuǎn)速誤差。2、動(dòng)力計(jì)算：根據(jù)給定的有關(guān)參數(shù)，確定各傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速；確定各傳動(dòng)軸和主軸的軸徑，確定并驗(yàn)算各傳動(dòng)齒輪的模數(shù)，計(jì)算主軸的合理跨距；對(duì)靠近主軸的傳動(dòng)軸進(jìn)行剛度校核，并驗(yàn)算該軸上軸承的壽命。3、繪制下列圖紙：（1）主軸箱橫剖面圖1張（A1或A0）。（2）主軸零件工作圖（A2或A3），并附在設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書內(nèi)。4、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書（約8000字左右）：設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書書寫格式梗概 摘要；目錄；課程設(shè)計(jì)的目的；課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)；動(dòng)力計(jì)算；主要零部件的選擇；校核；結(jié)束語(yǔ)；參考資料等5、提交課程設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書及圖紙打印稿和電子稿，并準(zhǔn)備答辯。課程設(shè)計(jì)時(shí)間：2014年12月22日至2015年01月02日答辯時(shí)間：2014年01月02日主要參考文獻(xiàn)、資料： 【1】、趙韓.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).高等教育出版社；【2】、周堃敏.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).高等教育出版社【3】、于惠力 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社 第一版【4】、戴 曙 主編 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社【5】、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 分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要本說(shuō)明書著重研究機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)方法，根據(jù)已確定的運(yùn)動(dòng)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(jì)效率。在機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)中，為減少齒輪數(shù)目，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，縮短軸向尺寸，用齒輪齒數(shù)的設(shè)計(jì)方法是試算，湊算法，計(jì)算麻煩且不易找出合理的設(shè)計(jì)方案。本文通過(guò)對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)中三聯(lián)滑移齒輪傳動(dòng)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(jí)變速；傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；傳動(dòng)副；結(jié)構(gòu)網(wǎng)；結(jié)構(gòu)式；齒輪模數(shù)，傳動(dòng)比26目 錄摘 要II第1章 緒論11.1 課程設(shè)計(jì)的目的11.2課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容11.2.1 理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算11.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計(jì)11.2.3編制技術(shù)文件11.3 課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求21.3.1課程設(shè)計(jì)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(dòng)設(shè)計(jì)32.1 運(yùn)動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)圖42.2 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù)42.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差5第3章 動(dòng)力計(jì)算73.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)73.2 計(jì)算設(shè)計(jì)功率Pd73.3 選擇帶型83.4 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速83.5 確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度并驗(yàn)算小輪包角93.6 確定帶的根數(shù)z103.7 確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸103.8 確定帶的張緊裝置103.9 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算123.10 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算133.11 主軸合理跨距的計(jì)算18第4章 主要零部件的選擇19第5章 校核205.1 軸的校核205.2 軸承壽命校核23第6章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)明236.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案236.2 展開圖及其布置24結(jié)論25參考文獻(xiàn)26致謝27第1章 緒論1.1 課程設(shè)計(jì)的目的機(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(guò)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)過(guò)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(shí)，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(shí)的目的。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，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(jì)，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算并編寫技術(shù)文件；完成系統(tǒng)主傳動(dòng)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(guò)設(shè)計(jì)，掌握查閱相關(guān)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)、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(shí)和設(shè)計(jì)技巧，提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力的目的。通過(guò)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(wèn)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。1.2課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容由理論分析與設(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。1.2.1 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(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)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(dòng)力計(jì)算和校核。1.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計(jì)（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(jì)與繪制。1.2.3編制技術(shù)文件（1）對(duì)于課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行自我經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)。（2）編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。1.3 課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求1.3.1課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(shù)參數(shù)題目11：分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)：Nmin=35.5r/min；Nmax=560r/min；Z=9級(jí)；公比為1.41；電動(dòng)機(jī)功率P=3kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1430r/min1.3.2技術(shù)要求（1）利用電動(dòng)機(jī)完成換向和制動(dòng)。（2）各滑移齒輪塊采用單獨(dú)操縱機(jī)構(gòu)。（3）進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)采用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。第2章 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)2.1 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定2.1.1 轉(zhuǎn)速范圍Rn=15.772.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列轉(zhuǎn)速數(shù)列。查機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)表2-9標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，首先找到35.5r/min、然后每隔5個(gè)數(shù)取一個(gè)值（1.41=1.066），得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為35.5 r/min、50 r/min、71 r/min、100 r/min、140 r/min、200 r/min，280 r/min，400 r/min，560r/min共9級(jí)。2.1.3確定結(jié)構(gòu)式因?yàn)閆=9，可分解為：Z=3133。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”,“升2降4”的原則,選取傳動(dòng)方案 Z=3133,易知第一擴(kuò)大組的變速范圍r=p1(x1-1)=1.416=7.858符合“升2降4”原則，其 結(jié) 構(gòu) 網(wǎng) 如 圖 圖2-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng) Z=31332.1.5繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖（1）選擇電動(dòng)機(jī)：采用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)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(dòng)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(dòng)系統(tǒng)圖如圖2-3： 1-2軸最小中心距：A1_2min1/2(Zmaxm+2m+D)軸最小齒數(shù)和:Szmin(Zmax+2+D/m)2.2 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù)(1)Sz100-120,中型機(jī)床Sz=70-100(2)直齒圓柱齒輪Zmin18-20 圖2-3 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖（7）齒輪齒數(shù)的確定。據(jù)設(shè)計(jì)要求Zmin1820,由表4.1，根據(jù)各變速組公比，可得各傳動(dòng)比和齒輪齒數(shù)，各齒輪齒數(shù)如表2-1。齒輪齒數(shù)傳動(dòng)比基本組第一擴(kuò)大組1:21:2.81:42：11:1.411：4代號(hào)ZZZZZZZZZZZZ齒數(shù)30 60 24 66 18728040507024962.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差實(shí)際傳動(dòng)比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過(guò)10(-1),即10(-1)各級(jí)轉(zhuǎn)速誤差n560400280200140100715035.5n575.5402.8287.7203.3142.38102.0872.8450.9936.56誤差2.76%0.712.76%1.70%1.702.082.591.982.99各級(jí)轉(zhuǎn)速誤差都都小于4.1，因此不需要修改齒數(shù)。第3章 動(dòng)力計(jì)算3.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 輸出功率P=3kW,轉(zhuǎn)速n1=1430r/min,n2=560r/min3.2 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(dòng)機(jī)類類一天工作時(shí)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(dòng)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(dòng)篩1.11.21.31.21.31.4載荷變動(dòng)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(dòng)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(shí)），查機(jī)械設(shè)計(jì)P296表4，取KA1.1。即3.3 選擇帶型普通V帶的帶型根據(jù)傳動(dòng)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Pd3.3kW及小帶輪轉(zhuǎn)速n11430r/min ，查圖得：dd=80100可知應(yīng)選取A型V帶。3.4 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=250mm 誤差驗(yàn)算傳動(dòng)比： （為彈性滑動(dòng)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。總之，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。3.8 確定帶的張緊裝置 選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。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F0125.91N，上面已得到=159.44o，z=3，則對(duì)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(shí)要進(jìn)行動(dòng)平衡，對(duì)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(dòng)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(shí)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(hào)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(lái)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(hào) 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(duì)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(duì)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(shí))，如圖7 -6a。 （2） 腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(dd 300mm 時(shí))，如圖7-6b。 （3） 孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪(ddd) 100 mm 時(shí))，如圖7 -6c 。 （4） 橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(dd 500mm 時(shí))，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）3.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 1、主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 由機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)表3-2中的公式 35.5 71r/min 取計(jì)算轉(zhuǎn)速為71r/min 2、傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 在轉(zhuǎn)速圖上，軸IV在最低轉(zhuǎn)速71r/min時(shí)經(jīng)過(guò)傳動(dòng)組傳動(dòng)副，得到主軸轉(zhuǎn)速為71r/min。這個(gè)轉(zhuǎn)速高于主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速，在恒功率區(qū)間內(nèi)，因此軸的最低轉(zhuǎn)速為該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速即nj=280/min,同理可求得軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為=280r/min、軸計(jì)算轉(zhuǎn)速為=560 r/min 3、確定各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。 由機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)可知，一對(duì)嚙合齒輪只需要校核危險(xiǎn)的小齒輪，因此只需求出危險(xiǎn)小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。可求得其余兩對(duì)嚙合齒輪中危險(xiǎn)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速即 =71r/min，=71r/min各計(jì)算轉(zhuǎn)速入表3-1。表3-1 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速軸 號(hào) 軸 軸 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 560280714、 確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪Z裝在主軸上轉(zhuǎn)速，其中只有106r/min傳遞全功率，故Zj=106 r/min。依次可以得出其余齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，如表3-2。5、 表3-2 齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速序號(hào)ZZZZZZ6n5602802807171713.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算傳動(dòng)軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度用下式計(jì)算： d=1.64（mm） 或 d=91（mm）式中 d-傳動(dòng)軸直徑（mm） Tn-該軸傳遞的額定扭矩（N*mm） T=9550000； N-該軸傳遞的功率（KW） -該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 -該軸每米長(zhǎng)度的允許扭轉(zhuǎn)角，=0.5。各軸最小軸徑如表：各軸最小軸徑如表：軸 號(hào) 軸 軸 軸最小軸徑mm 354045（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 主軸：選擇主軸前端直徑，后端直徑取，則平均直徑。對(duì)于普通車床，主軸內(nèi)孔直徑,故本例之中，主軸內(nèi)孔直徑取為支承形式選擇兩支撐，初取懸伸量，支撐跨距。 選擇平鍵連接，因?yàn)?0.501.0所以取值較大，計(jì)算的軸的直徑為最小直徑，也是危險(xiǎn)直徑，所以實(shí)際裝配時(shí)可選用軸徑更大的軸。4、模數(shù)計(jì)算，一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù)，選取負(fù)荷最重的小齒輪，按簡(jiǎn)化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算，即mj=16338可得各組的模數(shù)，如表3-3所示。（1）模數(shù)計(jì)算。一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù)，選取負(fù)荷最重的小齒輪，按簡(jiǎn)化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算，即mj=16338可得各組的模數(shù)式中 mj按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù)（mm）；驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率（kW）；被計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）； 大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比，外嚙合取“+”，內(nèi)嚙合取“-”； 小齒輪的齒數(shù)（齒）； 齒寬系數(shù)，（B為齒寬，m為模數(shù)），；材料的許用接觸應(yīng)力（）。得：基本組的模數(shù)mj=3.5 第一擴(kuò)大組的模數(shù)mj=3.5（2）基本組齒輪計(jì)算。 基本組齒輪幾何尺寸見下表齒輪Z1Z1 Z2Z2Z3Z3齒數(shù)306024661872分度圓直徑1052108423163252齒頂圓直徑1122179123870259齒根圓直徑96.25201.2575.25222.2554.25243.25 齒寬252525252525按基本組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB286HB，平均取260HB，大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB286HB，平均取240HB。計(jì)算如下： 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算： 接觸應(yīng)力驗(yàn)算公式為 彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式為： 式中 N-傳遞的額定功率（kW），這里取N為電動(dòng)機(jī)功率，N=4kW; -計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）. =850（r/min）; m-初算的齒輪模數(shù)（mm）, m=3.5（mm）; B-齒寬（mm）;B=25（mm）; z-小齒輪齒數(shù)；z=18; u-小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=4; -壽命系數(shù)； = -工作期限系數(shù)； T-齒輪工作期限，這里取T=15000h.; -齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）, =500（r/min） -基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取=，彎曲載荷取= 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=0.60 -功率利用系數(shù)，查【5】2上，取=0.78 -材料強(qiáng)化系數(shù)，查【5】2上， =0.60 -工作狀況系數(shù)，取=1.1 -動(dòng)載荷系數(shù)，查【5】2上，取=1 -齒向載荷分布系數(shù)，查【5】2上，=1 Y-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 Mpa；-許用彎曲應(yīng)力（MPa），查【4】，表4-7，取=275 Mpa；根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得：=635 Mpa =78 Mpa（3）擴(kuò)大組齒輪計(jì)算。 擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見下表 齒輪Z4Z4Z5Z5Z6Z6齒數(shù)804050702496分度圓直徑28014017524584336齒頂圓直徑28714718225291343齒根圓直徑271.25131.25166.25236.2575.25327.25齒寬252525252525按擴(kuò)大組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB286HB，平均取260HB，大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB286HB，平均取240HB。 同理根據(jù)基本組的計(jì)算，查文獻(xiàn)【6】，可得 =0.62， =0.77，=0.60，=1.1，=1，=1，m=3.5，=355；可求得：=619 Mpa =135Mpa 3.5 主軸合理跨距的計(jì)算 設(shè)機(jī)床最大加工回轉(zhuǎn)直徑為400mm,電動(dòng)機(jī)功率P=3 kw，已選定的前后軸徑為 ：， 定懸伸量a=120mm，主軸孔徑為30mm。軸承剛度，主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩 955104(2.74/63)415349（N.mm）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；切削力（沿y軸） Fc=415.349/0.09=4615N背向力（沿x軸） Fp=0.5 Fc=2307N總作用力 F=5159.72N此力作用于工件上，主軸端受力為F=2522.28N。先假設(shè)l/a=2，l=3a=240mm。前后支承反力RA和RB分別為RA=F=5159.72=7739.58NRB=F=5159.72=2579.86N根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)得：Kr=3.39得前支承的剛度：KA= 1815.06 N/ ；KB= 1626.2 N/；=1.12 主軸的當(dāng)量外徑de=(80+60)/2=70mm，故慣性矩為 I=113.810-8m4 =0.13查機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 得 =2.0，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距=1202.0=240mm合理跨距為（0.75-1.5），取合理跨距l(xiāng)=360mm。 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=62mm，后軸徑d=55mm。后支承采用背對(duì)背安裝的角接觸球軸承。第4章 主要零部件的選擇4.1選擇電動(dòng)機(jī),軸承，鍵和操縱機(jī)構(gòu) 4.1.1電動(dòng)機(jī)的選擇： 轉(zhuǎn)速n1430r/min，功率P3kW 選用Y100L2-4 4.1.2 軸承的選擇：（軸承代號(hào)均采用新軸承代號(hào)） I軸：與帶輪靠近段安裝雙列角接觸球軸承代號(hào)7007C 另一安裝端角接觸球軸承代號(hào)7008C II軸：對(duì)稱布置角接觸球軸承代號(hào)7008C 中間布置角接觸球軸承代號(hào)7010C III軸：后端安裝雙列角接觸球軸承代號(hào)7015C 另一安裝端角接觸球軸承代號(hào)7010C中間布置角接觸球軸承代號(hào)7012C 4.1.3 鍵規(guī)格 I軸安裝帶輪處選擇普通平鍵規(guī)格：=8 安裝齒輪處選擇花鍵規(guī)格： N d II軸選擇花鍵規(guī)格：N d III軸選擇花鍵規(guī)格：N d 4.1.4變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇：選用左右擺動(dòng)的操縱桿使其通過(guò)桿的推力來(lái)控制II軸上的三聯(lián)滑移齒輪和二聯(lián)滑移齒輪。第5章 校核5.1 軸的校核（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E取為，由于小齒輪的傳動(dòng)力大，這里以小齒輪來(lái)進(jìn)行計(jì)算將其分解為垂直分力和水平分力由公式可得主軸載荷圖如圖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(jì)算（在垂直平面）,，計(jì)算（在水平面）,，合成：5.2 軸承壽命校核由軸最小軸徑可取軸承為6208深溝球軸承,壽命指數(shù)=3；P=XFr+YFaX=1，Y=0。對(duì)軸受力分析得：前支承的徑向力Fr=2541.33N。 由軸承壽命的計(jì)算公式：預(yù)期的使用壽命 L10h=15000hL10h=93123.82hL10h=15000h軸承壽命滿足要求。第6章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)明6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)件（傳動(dòng)軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動(dòng)器等）、主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)、潤(rùn)滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結(jié)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。課程設(shè)計(jì)由于時(shí)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(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動(dòng)的有關(guān)要求外，著重考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動(dòng)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(jì)時(shí)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)中不可避免要經(jīng)過(guò)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(dòng)件及選擇結(jié)構(gòu)方案。2 檢驗(yàn)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)果中有無(wú)干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時(shí)改正。3 確定傳動(dòng)軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對(duì)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(dòng)軸傳遞運(yùn)動(dòng)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(gè)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(jí)變速齒輪和離合器做成一體。齒輪的直徑受到離合器內(nèi)徑的約束，齒根圓的直徑必須大于離合器的外徑，負(fù)責(zé)齒輪無(wú)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(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，右邊接通得到三級(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。這種齒輪尺寸小但軸向尺寸大。我們采用第一種方案，通過(guò)空心軸中的拉桿來(lái)操縱離合器的結(jié)構(gòu)?？偛贾脮r(shí)需要考慮制動(dòng)器的位置。制動(dòng)器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上。制動(dòng)器不要放在轉(zhuǎn)速太低軸上，以免制動(dòng)扭矩太大，是制動(dòng)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。結(jié)論分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)及部分計(jì)算，到這里基本結(jié)束了，由于筆者水平有限，加之時(shí)間倉(cāng)促，僅對(duì)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)主要部分進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核，有許多地方處理不夠妥當(dāng)，因?yàn)闆]有接觸過(guò)生產(chǎn)實(shí)際，所以可能有的地方存在錯(cuò)誤，希望老師多提寶貴意見。經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)這門課當(dāng)中許多原理公式有了進(jìn)一步的了解，對(duì)于機(jī)械類的書籍，軟件的使用能力得到了提升，并且對(duì)設(shè)計(jì)工作有了更深入的認(rèn)識(shí)，在同學(xué)們一起進(jìn)行設(shè)計(jì)任務(wù)的過(guò)程中，不僅增進(jìn)了友誼，而且對(duì)于課程設(shè)計(jì)的課題有了更深的理解。在設(shè)計(jì)過(guò)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。參考文獻(xiàn)【1】候珍秀.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).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(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 致謝在課程設(shè)計(jì)過(guò)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(lái)的諄諄教誨，感謝他們默默的栽培我。這次的課程設(shè)計(jì)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(jì)過(guò)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(jì)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(chéng)的感謝！再次向此次課程設(shè)計(jì)中所有幫助過(guò)我的人表示感謝。