《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（含全套CAD圖紙）

機(jī)械系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 機(jī)械071 范大鵬 25號(hào)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)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 機(jī)械07-1班 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 全套設(shè)計(jì)，聯(lián)系 1538937062010年10月18日分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(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(duì)于課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行自我技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。（2）編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。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，計(jì)算轉(zhuǎn)速 目錄一、課程設(shè)計(jì)目的.3二、課程設(shè)計(jì)題目，主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求.3三、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì).31.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.32.主傳動(dòng)轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖.43.確定變速組齒輪齒數(shù)，核算主軸轉(zhuǎn)速誤差.5四、動(dòng)力計(jì)算.6 1.傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速.6 2.傳動(dòng)軸和主軸的軸徑設(shè)計(jì).73.計(jì)算齒輪模數(shù).84.帶輪設(shè)計(jì).9五、主要零部件選擇.11六、校核.12結(jié)束語(yǔ).參考文獻(xiàn).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(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(zhuān)業(yè)課的有關(guān)理論知識(shí)，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(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(xiě)技術(shù)文件；完成系統(tǒng)主轉(zhuǎn)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。二、課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求1課程設(shè)計(jì)題目和技術(shù)參數(shù)題目25：分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)：Nmin=95r/min; Nmax=800r/min; Z=10級(jí)；公比為1.26；電動(dòng)機(jī)功率P=3.5/5kw;n=710/1420r/min2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)。三、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)1.確定極限轉(zhuǎn)速,公比、變速級(jí)數(shù) Nmin=95r/min ,Nmax=800r/min; =1.26; z=112轉(zhuǎn)速數(shù)列：=1.26=(1.06)4 95,118,150,190,236,300,375,475,600,750,800(r/min)共11級(jí)3.確定極限轉(zhuǎn)速：Rn=Nmax/Nmin=800/95=8.42 4.確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式 （1）寫(xiě)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)式主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z=11. 結(jié)構(gòu)式11=233125（2）畫(huà)結(jié)構(gòu)網(wǎng)： 驗(yàn)算變速范圍，驗(yàn)算最后一組即可。對(duì)于24變速組，（2-1）4 =2.5<8；則最后一級(jí)的變速范圍合格. 其結(jié)構(gòu)式與結(jié)構(gòu)網(wǎng)如下圖所示： 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：6.繪傳動(dòng)系統(tǒng)圖：1-2軸最小中心距：A1_2min>1/2(Zmaxm+2m+D) 軸最小齒數(shù)和:Szmin>(Zmax+2+D/m)定中間軸轉(zhuǎn)速C:ic1=1/5,ic2=1/ 第二擴(kuò)大組b:ib1=1/3,ib2=1/2,ib3=1/ 基本組 a:ia1=800/1420=1/1.42 第一擴(kuò)大組7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,m4(3)齒數(shù)確定： 基本組：ib1=1/3=1/2,Sz=78,81,84,86 ib2=1/2=1/1.59,Sz=80,82,83,85,86 ib3=1/=1/126,Sz=77,79,86取Sz=86,小齒輪齒數(shù)分別為:29,33,38, ib1=Z1/Z1=29/57 ,ib2=Z2/Z2=33/53,ib3=Z3/Z3=38/48 Zmin=29>18,Sz=88<100-120第二擴(kuò)大組：ic1=1/5=1/3.18,Sz=79,80,83,84 ic2=1/=1/1.26,Sz=82,83,84取Sz=84,小齒輪齒數(shù):20,37,ic1=Z4/Z4=20/64,ic2=Z5/Z5=37/47Zmin=20>18,Sz=84<100-1208.繪制傳動(dòng)系統(tǒng)圖： 8核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 實(shí)際傳動(dòng)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。n=710r/min: n=710(35/49)(29/57)(20/64)=80.63 r/min=|(80.63-80)/80|=0.79 %<2.6% n=710(35/49)(29/57)(37/47)=203.12 r/min =|(203.12-200)/200|=1.56%<2.6% n=710(35/49)(33/53) (20/64)=98.68 r/min =|(98.68-100)/100|=1.32 %<2.6% n=710(35/49)(33/53) (37/64)=248.58 r/min =|(248.58-250)/250|=0.57 %<2.6% n=710(35/49) (38/48) (20/64)=125.47 r/min =|(125.47-125)/125|=0.37 %<2.6% n=710(35/49) (38/48) (37/47)=316.07 r/min =|(316.07-315)/315|=0.34 %<2.6% 全部滿(mǎn)足要求四、動(dòng)力計(jì)設(shè)1.傳動(dòng)件的計(jì)算轉(zhuǎn)速 (1)主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：，取主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為160r/min。軸：5001000r/min軸：250630 r/min軸：173.2630 r/min(2)各軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速如下： 軸序號(hào)電動(dòng)機(jī)計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）1420710500250160(3)確定齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速：序號(hào)Z1 Z1 Z2 Z2 Z3 Z3 Z4 Z4 Z5 Z5nj(r/min) 500 250 500 315 500 400 250 160 500 2002.傳動(dòng)軸和主軸的軸徑設(shè)計(jì)（1）傳動(dòng)軸軸徑初定、鍵的選取軸：p=3.5kw,n=500r/min,=0.5帶入公式：=24.8mm,圓整取d=25mm選花鍵：6x28x34x7軸：p=3.5kw,n=250r/min,=0.5， =29.5mm,圓整取 選花鍵：8x36x40x7（2）主（）軸軸頸直徑確定： 車(chē)床：70-90mm 銑床：6090mm為了提高主軸抗震性,采用兩支承,以前支承為主.由結(jié)構(gòu)要求，查表選擇主軸前端直徑，后端直徑=0.8x80=64mm軸承內(nèi)徑：d/D0.7 d0.7(80+64/2)=50.4 取d=50mm對(duì)于普通車(chē)床，主軸內(nèi)孔直徑,故本例之中，主軸內(nèi)孔直徑取為。前后軸承選用NN3000k系列雙列圓柱滾子軸承材料：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.齒輪模數(shù)初步計(jì)算mj=16338 3Nd驅(qū)動(dòng)電動(dòng)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 =650mpab:ib1=z1/z1 =29/57,nj =500Mpamj=16338 3=2.26 取m1=2.5a: ia1=35/49,nj =710Mpamj=16338 3=1.85 取m0=2.0c: ic1=20/64, nj =250Mpamj=16338 3=3.48 取m1=3.5 4齒輪分度圓直徑的計(jì)算b: d1=m1z1=2.5x29=72.5mm d1=m1z1=2.5x57=142.5mm d2=m2z2=2.5x33=82.5mm d2=m2z2=2.5x53=132.5mm d3=m3z3=2.5x38=95mm d3=m3z3=2.5x48=120mmB=m=8x2.5=20mmh=2.25m=2.25x2.5=5.625mmc: d4=m4z4=3.5x20=70mm d4=m4z4=3.5x64=224mm d5=m5z5=3.5x37=129.5mm d5=m5z5=3.5x47=164.5mmB=m=8x3.5=28mm5.帶輪設(shè)計(jì)輸出功率P=3.5/2.5kw,轉(zhuǎn)速n1=710/1420r/min,n2=500/1000r/min（1）確定計(jì)算功率: ,K為工作情況系數(shù)，查1表3.5. 取K=1.1 pd=kAP=1.1x3.5=3.85kw（2）選擇V帶的型號(hào): 根據(jù)pd,n1=1420r/min參考1圖表3.16及表3.3選小帶輪直徑，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(yàn)算帶速v=d1n1/(60x1000)=x90x1420/(60x1000)=6.69m/s從動(dòng)輪直徑d2=n1d1/n2=1420x90/1000=127.8mm取d2=132mm查1表3.3計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比i=d2/d1=132/90=1.47相對(duì)誤差: 理論:i0=n1/n2=1.42 i0-i/i0=1.42-1.47/1.42=3.5%<5% 合格（4）定中心矩a和基準(zhǔn)帶長(zhǎng)Ld1初定中心距a00.7(d1d2)a02(d1+d2)155.4a0444取ao=300mm2帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld02a0+/2(d1+d2)+(d2-d1)2/4a02x300+/2(90+132)+(132-90)2/4x300650mm查1表3.2取Ld0=630mm3計(jì)算實(shí)際中心距 aa0+(Ld-Ld0)/2=300+(630-650)=290mm 4確定中心距調(diào)整范圍 amax=a+0.03Ld=290+0.03x630=308.9mm amin=a-0.015Ld=290-0.015x630=280.55mm（5）驗(yàn)算包角:1=1800-（d2-d1）/ax57.30=1800-(132-90)/290x57.30=1720>1200（6）確定V帶根數(shù)：確定額定功率：P0由查表并用線(xiàn)性插值得P0=0.15kw查1表37得功率增量P0=0.13kw查1表38得包角系數(shù)K=0.99查1表3得長(zhǎng)度系數(shù)Kl=0.81確定帶根數(shù)：ZPd/(P0+P0)KKl=3.85/(1.05+0.13)x0.99x0.81=4.07取Z=5（7）大帶輪結(jié)構(gòu)如下圖所示： 五、主要零部件的選擇1.軸承的選?。?）帶輪：選用深溝球軸承，型號(hào)：6007（2）一軸：選用深溝球軸承，型號(hào)：6006（3）二軸：采用深溝球軸承，型號(hào)：6008（4）主軸：主軸是傳動(dòng)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圓錐滾子軸承，型號(hào)：30213;雙列圓柱滾子軸承，型號(hào)：NN3000K，2.鍵的選取 （1）1軸：d=26mm，選花鍵：（2）2軸：d=28mm，選花鍵：（3）3軸：選擇平鍵連接， bh=22 14，l=60mm六、校核1.齒輪校核齒數(shù) Z 模數(shù)m(mm) 分度圓直徑d(mm)齒頂圓直徑da(mm)齒根圓直徑df(mm)齒寬B (mm)1軸292572577566252038259510088752033258258757625202軸57251425147513625204825120125113752053251325137512625203725129513651207528202570756375283軸473516451715155752864352242312152528（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(cè)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(cè)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.傳動(dòng)軸校核傳動(dòng)軸上的彎曲載荷輸入扭距的齒輪在軸的中點(diǎn)引起的扭距 輸出扭距的齒輪在軸的中點(diǎn)引起的扭距,合成撓度， 傳動(dòng)軸在A(yíng)，B處的傾角3.對(duì)軸軸承進(jìn)行校核 學(xué)習(xí)心得 經(jīng)過(guò)了兩周的課程設(shè)計(jì)，使我們對(duì)課本的知識(shí)有了更深一步的了解，以前不懂的知識(shí)也在這次課程設(shè)計(jì)中加深了鞏固。尤其對(duì)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)的一系列設(shè)計(jì)過(guò)程有很深的感觸。一步一步的進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中遇到了很多困難，但經(jīng)過(guò)努力都一點(diǎn)點(diǎn)的解決了，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)不僅鍛煉了自己的能力，也為以后的工作打下了基礎(chǔ)。參考書(shū)籍【1】.機(jī)械設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社【2】.機(jī)械課程設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社【3】.機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社【4】.機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè) 上海科學(xué)技術(shù)出版社 【5】.機(jī)械設(shè)計(jì)（第四版） 高等教育出版社【6】.機(jī)械制圖 高等教育出版社 15