機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計（全套圖紙）

哈爾濱理工大學(xué) 機(jī)械系統(tǒng)課程設(shè)計 機(jī)械08-10 劉瑞9號哈 爾 濱 理 工 大 學(xué)全套CAD圖紙，加153893706課 程 設(shè) 計題 目： 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計 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： 系 主 任： 2011年9月8日摘 要機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計內(nèi)容有理論分析與設(shè)計計算，圖樣技術(shù)設(shè)計和技術(shù)文件編制三部分組成。1、理論分析與設(shè)計計算：（1）機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計。設(shè)計方案的分析，最佳功能原理方案的確定。（2）根據(jù)總體設(shè)計參數(shù)，進(jìn)行傳動系統(tǒng)運(yùn)動設(shè)計和計算。（3）根據(jù)設(shè)計方案和零部件選擇情況，進(jìn)行有關(guān)動力計算與校核。2、圖樣技術(shù)設(shè)計：（1）選擇系統(tǒng)中的主要組件。（2）圖樣的設(shè)計與繪制。3、編制技術(shù)文件：（1）對于課程設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行自我技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價。（2）編制設(shè)計計算說明書。關(guān)鍵詞 分級變速；傳動系統(tǒng)設(shè)計,傳動副，結(jié)構(gòu)網(wǎng)，結(jié)構(gòu)式，齒輪模數(shù)，傳動比，計算轉(zhuǎn)速目錄一、課程設(shè)計目的.4二、課程設(shè)計題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 .4三、運(yùn)動設(shè)計.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. 43.確定變速組齒輪齒數(shù)，核算主軸轉(zhuǎn)速誤差.6四、動力計算 . .7 1.傳動件的計算轉(zhuǎn)速.7 2.傳動軸和主軸的軸徑設(shè)計.73.計算齒輪模數(shù).84.帶輪設(shè)計.9五、主要零部件選擇.10六、校核.10七、結(jié)束語 .15八、參考文獻(xiàn).15一、課程設(shè)計目的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計是在學(xué)完本課程后，進(jìn)行一次學(xué)習(xí)設(shè)計的綜合性練習(xí)。通過課程設(shè)計，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，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，進(jìn)行設(shè)計計算并編寫技術(shù)文件；完成系統(tǒng)主轉(zhuǎn)動設(shè)計，達(dá)到學(xué)習(xí)設(shè)計步驟和方法的目的。通過設(shè)計，掌握查閱相關(guān)工程設(shè)計手冊，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和資料的方法，達(dá)到積累設(shè)計知識和設(shè)計技巧，提高學(xué)生設(shè)計能力的目的。通過設(shè)計，使學(xué)生獲得機(jī)械系統(tǒng)基本設(shè)計技能的訓(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)計創(chuàng)造一定的條件。二、課程設(shè)計題目，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)的設(shè)計：技術(shù)參數(shù)：Nmin=35.5r/min，Nmax=800r/min,Z=8級，公比為1.41；電動機(jī)功率P=3KW，電機(jī)轉(zhuǎn)速n=710/1420r/min三、運(yùn)動設(shè)計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=35.5r/min ,Nmax=800r/min; =1.41; z=8(2) 轉(zhuǎn)速數(shù)列： 35.5r/min,50r/min,71r/min,100r/min,140r/min,200r/min,280r/min, 400r/min,560r/min,800r/min,共10級（3）確定極限轉(zhuǎn)速：Rn=Nmax/Nmin=800/35.5=22.54（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=222324（2）畫結(jié)構(gòu)網(wǎng)： 2.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。 3.計算齒輪齒數(shù)(1)、齒數(shù)計算基本組：ib1=1/3=1/2.8,Sz=72,73,76,77,80,84,87,88 ib2=1,Sz=72,76,78,80,82,84,86,88取Sz=80,小齒輪齒數(shù)分別為:21,24ib1 = Z1 / Z1 =21/59, ib2 = Z2 / Z2 =40/40,第二擴(kuò)大組：ic1=1/3=1/2.8,Sz=80,84,87,88,91,92 ic2=1.41,Sz=82,84,87,89,92取Sz=92,小齒輪齒數(shù):38,24, ic1=Z3/Z3=24/68,ic2=Z4/Z4=38/54(2)校核各級轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速誤差實際傳動比所造成主軸轉(zhuǎn)速誤差 ，其中為實際轉(zhuǎn)速，n為標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速。n=710r/min: n=710(40/40)(54/38)(280/710)=398.79 r/min=|(398.79-400)/400|=0.31 %<4.1% 全部滿足要求（3）傳動系統(tǒng)圖如下：四、動力計算1傳動件的計算轉(zhuǎn)速軸 序 號電動機(jī)(0)I軸II軸III軸計算轉(zhuǎn)速r/min1420710280100100最小齒輪的計算轉(zhuǎn)速如下:齒輪序號IIIIII計算轉(zhuǎn)速280r/min100r/min100r/min選用齒輪精度為7級精度2.傳動軸和主軸的軸徑設(shè)計（1）傳動軸軸徑初定軸：p=3kw,n=280r/min,=0.5帶入公式：=43.82mm,圓整取d=44mm軸：p=3kw,n=100r/min,=1， =37.18mm,圓整取d=38mm （2）主（）軸軸頸直徑確定：查表選擇主軸前端直徑D1=90mm,后端直徑D2=62mm材料：45鋼。熱處理：調(diào)治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=120mm3.計算齒輪模數(shù)及尺寬，分度圓直徑（1）計算齒輪模數(shù)（2）計算齒輪分度圓及尺寬 d1=m1z1=4x21=84mm d1=m1z1=4x59=236mm d2=m2z2=4x40=160mm d2=m2z2=4x40=160mm d3=m3z3=5x24=120mm d3=m3z3=5x68=340mm d4=m4z4=5x38=190mm d4=m4z4=5x54=270mmB12=m=6x4=24mm h=4mm ； B34=m=6x5=30mm h=5mm4.帶輪設(shè)計（1）確定計算功率: P=3kw,K為工作情況系數(shù)，查表取K=1.2，pd=kAP=1.2x3=3.6kw（2）選擇V帶的型號: 根據(jù)pd,n1=1420r/min查表選擇A型V帶 d1=90mm（3）確定帶輪直徑d1,d2小帶輪直徑d1=90mm驗算帶速v=d1n1/(60x1000)=x90x1420/(60x1000)=6.69m/s從動輪直徑d2=n1d1/n2=1420x90/800=159.75mm取d2=160mm計算實際傳動比i=d2/d1=160/90=1.78相對誤差:i0-i/i0=(1470/800-1.78)/(1420/800)=0.28%<5% 合格（4）定中心矩a和基準(zhǔn)帶長Ld1初定中心距a00.7(d1d2)a02(d1+d2)175a0500取ao=340mm2帶的計算基準(zhǔn)長度 Ld02a0+/2(d1+d2)+(d2-d1)2/4a02x340+/2(90+160)+(160-90)2 /4x3401469mm查1表3.2取Ld0=1400mm3計算實際中心距 aa0+(Ld-Ld0)/2=340+(1400-1469)/2=305.5mm 4確定中心距調(diào)整范圍 amax=a+0.03Ld=305.5+0.03x1400=347.5mm amin=a-0.015Ld=305.5+0.015x1300=284.5mm（5）驗算包角:1=1800-（d2-d1）/ax57.30=180-(160-90)/3055x57.30=166.8>170（6）確定V帶根數(shù)：確定額定功率：P0由查表并用線性插值得P0=0.15kw查表得功率增量P0=0.13kw查表得包角系數(shù)K=0.99查表得長度系數(shù)Kl=0.81確定帶根數(shù)：ZPd/(P0+P0)KKl=3.6/(1.07+0.15)x0.96x0.90=3.2取Z=3五、主要零部件選擇1.軸承的選?。?）帶輪：選用深溝球軸承，型號：6007（2）一軸：選用深溝球軸承，型號：6007（3）二軸：采用深溝球軸承，型號：6006（4）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;雙列圓柱滾子軸承，型號：NN3000K，深溝球軸承，型號：60042.鍵的選取 （1）帶輪：選平鍵：10x8 （2）1軸：選平鍵：12x8（3）2軸：選平鍵：12x8,12x8（4）3軸：選平鍵：12x8,25x14六、校核1齒輪校核直角圓柱齒輪的應(yīng)力驗算公式：軸序號IIIIIIIIIIIIIIII齒輪齒數(shù)Z2140594054243868模數(shù)M（mm）44445555分度圓d（mm）84160236160374190132270齒根圓直徑df（mm）80156232.156369185127265齒頂圓直徑da（mm）881642401643791951372752 、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： 因為di/de=25/285=0.088<0.7,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I軸選用的是深溝球軸承軸承6006 其基本額定負(fù)荷為13.0KN 由于該軸的轉(zhuǎn)速是定值n=100r/min,所以齒輪越小越靠近軸承，對軸承的要求越高。根據(jù)設(shè)計要求，應(yīng)該對軸未端的軸承進(jìn)行校核。 齒輪的直徑 d=84 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=9550 =341Nm 齒輪受力 N 根據(jù)受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為 因軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，又由于不受軸向力，按機(jī)械設(shè)計查表得為1.0到1.2，取，則有： N 軸承的壽命 因為，所以按軸承1的受力大小計算： 故該軸承能滿足要求。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)牡胤阶龀龌赜吐罚褂湍茼樌亓骰氐接拖?。七、結(jié)束語1、本次課程設(shè)計是針對機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)課程基礎(chǔ)知識的一次綜合性應(yīng)用設(shè)計，設(shè)計過程應(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際問題。3、本次課程設(shè)計進(jìn)一步掌握了一般設(shè)計的設(shè)計思路和設(shè)計切入點(diǎn)，同時對機(jī)械部件的傳動設(shè)計和動力計算也提高了應(yīng)用各種資料和實際動手的能力。4、本次課程設(shè)計進(jìn)一步規(guī)范了制圖要求，掌握了機(jī)械設(shè)計的基本技能。5、本次課程設(shè)計由于學(xué)習(xí)知識面的狹窄和對一些概念的理解不夠深刻，以及缺乏實際設(shè)計經(jīng)驗，使得設(shè)計黨中出現(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 科學(xué)出版社 第一版【2】、于惠力 主編 機(jī)械設(shè)計 科學(xué)出版社 第一版【3】、戴 曙 主編 金屬切削機(jī)床設(shè)計 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)計課程設(shè)計 科學(xué)出版社 第 15 頁 共 15 頁