題目6-分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【N=50~400；Z=7級(jí)；公比為1.41；P=3kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1430】【含2張CAD圖紙】

題目6-分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【N=50400；Z=7級(jí)；公比為1.41；P=3kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1430】【含2張CAD圖紙】,N=50400,Z=7級(jí),公比為1.41,P=3kW,電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1430,含2張CAD圖紙,題目,分級(jí),變速,傳動(dòng)系統(tǒng),設(shè)計(jì),50,公比,kw,電機(jī),機(jī)電,轉(zhuǎn)速,cad,圖紙 分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要本說(shuō)明書(shū)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(kāi)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(kāi)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23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結(jié)構(gòu)式分析32.1.4確定結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)32.1.5繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖42.2 確定各變速組齒輪傳動(dòng)副齒數(shù)52.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差6第3章 動(dòng)力計(jì)算73.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)73.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算83.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算93.4 主軸合理跨距的計(jì)算14第4章 主要零部件的選擇164.1電動(dòng)機(jī)的選擇164.2 軸承的選擇164.3變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇16第5章 校核175.1 軸的校核175.2 軸承壽命校核19第6章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)明206.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案206.2 展開(kāi)圖及其布置20結(jié)論22參考文獻(xiàn)23致謝24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(zhuān)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(xiě)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(shū)。1.3 課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)：Nmin=50r/min；Nmax=400r/min；Z=7級(jí)；公比為1.41；電動(dòng)機(jī)功率P=3kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1430r/min1.3.1課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(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=50r/min；Nmax:400r/min；Z=7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)。2、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)采用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。1.3.3任務(wù)分配成員學(xué)號(hào)任務(wù)繪圖計(jì)算計(jì)算繪圖第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=82.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列轉(zhuǎn)速數(shù)列。查機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)表2-5標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表，首先找到50r/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50/min、71r/min、100r/min、140r/min、200r/min、280 r/min，400 r/min，共7級(jí)。2.1.3結(jié)構(gòu)式分析對(duì)于Z=7可按Z=8寫(xiě)出結(jié)構(gòu)式，并且有一級(jí)轉(zhuǎn)速重復(fù)。即：Z=222 Z=24 Z=42對(duì)于Z=24和Z=42的兩個(gè)方案是由6對(duì)傳動(dòng)副組成的兩個(gè)變速組串聯(lián)而成。這樣的方案可以省掉一根軸，缺點(diǎn)是有一個(gè)傳動(dòng)組內(nèi)有4個(gè)傳動(dòng)副.如果用一個(gè)四聯(lián)滑移齒輪，則會(huì)增加軸向尺寸；如果用兩個(gè)雙聯(lián)滑移齒輪，則操縱機(jī)構(gòu)必須互鎖以防止兩個(gè)滑移齒輪同時(shí)嚙合。所以，這兩個(gè)方案不宜采用。故選Z=222。2.1.4確定結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)由于每個(gè)變速組都有兩個(gè)傳動(dòng)副，所以不涉及“前多后少”的原則。為了提高中間軸的最低轉(zhuǎn)速，分配降速傳動(dòng)比時(shí)按照“前小后大”的遞降原則較為有利。因此，選取傳動(dòng)方案 Z=212223，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖2-1。圖2-1結(jié)構(gòu)網(wǎng) 2.1.5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(huà)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(huà)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 確定各變速組齒輪傳動(dòng)副齒數(shù)1、Sz100-120,中型機(jī)床Sz=70-1002、直齒圓柱齒輪Zmin18-20 圖2-3 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖3、齒輪齒數(shù)的確定?；窘M傳動(dòng)比分別為1/1.41 1/2 Sz=51 60 72 75 84 93 96 取Sz=60,小齒輪齒數(shù)分別為:20 25 Z1 / Z1 =25/35, Z2 / Z2 =20/40第二擴(kuò)大組傳動(dòng)比分別為1/1 1/2 Sz=54 60 66 72 78取Sz=72,小齒輪齒數(shù):24 36 Z3/Z3=36/36，Z4/Z4=24/48第三擴(kuò)大組傳動(dòng)比分別為1/1、1/2.82 Sz= 92 96 100 102 104取Sz=100,小齒輪齒數(shù):26 50 Z5/Z5=50/50，Z6/Z6=26/74各齒輪齒數(shù)如表2-1。 表2-1 齒輪齒數(shù)傳動(dòng)比基本組第1擴(kuò)大組第2擴(kuò)大組1:1.411:21:11：21：11:2.82代號(hào)ZZZZZZZZZZZZ齒數(shù)2535204036362448 505026742.3 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),即對(duì)Nmax=400r/min，實(shí)際轉(zhuǎn)速：則有因此滿(mǎn)足要求。同理，根據(jù)計(jì)算得出其他各組的數(shù)據(jù)如下表：因此滿(mǎn)足要求。各級(jí)轉(zhuǎn)速誤差表2-2 轉(zhuǎn)速誤差分析表n4002802001401007150n401281200.814198.870.649.4誤差0.40.350.40.71.20.561.2所有計(jì)算結(jié)果都小于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=350r/min1、確定計(jì)算功率:按最大的情況計(jì)算P=3kw，KA為工作情況系數(shù)，查1表3.5. 取KA=1.1。Pd=KAP=1.23=3.6kw2、選擇V帶的型號(hào):根據(jù)Pd, n1=1430r/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=118mm3、確定帶輪直徑d1,d2小帶輪直徑d1=100mm驗(yàn)算帶速?gòu)膭?dòng)輪直徑取d2=300mm查1表3.3計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比i=d2/d1=300/118=2.544、定中心矩a和基準(zhǔn)帶長(zhǎng)Ld（1）初定中心距 取ao=500mm（2）帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度查1表3.2取Ld0=1800mm（3）計(jì)算實(shí)際中心距（4）確定中心距調(diào)整范圍 5、驗(yàn)算包角: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=1.7kw查1表37得功率增量P0=0.13kw查1表38得包角系數(shù)查1表3得長(zhǎng)度系數(shù)確定帶根數(shù)：取Z=33.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算1、計(jì)算主軸的轉(zhuǎn)速 由機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)表3-2中的公式 取計(jì)算轉(zhuǎn)速為100r/min2、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50r/min時(shí)經(jīng)過(guò)傳動(dòng)組傳動(dòng)副，得到主軸轉(zhuǎn)速為140 r/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=140/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/min3、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?？汕蟮闷溆鄡蓪?duì)嚙合齒輪中危險(xiǎn)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速即 =100r/min，=100r/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IV 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 5602801401004、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90r/min傳遞全功率，故Zj=90 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)ZZZZZ6n5605602802801401403.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算1、計(jì)算各傳動(dòng)軸的輸出功率2、軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取軸一：，取帶入公式： 有，d=24.95mm,圓整取d=25mm。選花鍵： 軸二：，取帶入公式： 有，d=29.3mm,圓整取d=30mm。 選花鍵： 軸三：，取帶入公式： 有，d=34.5mm,圓整取d=35mm。選花鍵： 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(chē)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)樗匀≈递^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。3、模數(shù)計(jì)算（1）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 其中: -公比 ； -電動(dòng)機(jī)功率； -齒寬系數(shù)； -齒輪傳動(dòng)許允應(yīng)力； -計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速。 45號(hào)鋼整體淬火， 按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù)m 1-2軸由公式按齒數(shù)20的計(jì)算可得2.08，取m=3mm2-3軸由公式按齒數(shù)24的計(jì)算可得2.32，m=3mm3-主軸由公式按齒數(shù)26的計(jì)算可得2.68，m=3.0mm一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù)，所以根據(jù)情況都取一樣的模數(shù)。如表3-3所示：表3-3 各傳動(dòng)組模數(shù)表組號(hào)基本組第一擴(kuò)大組第二擴(kuò)大組模數(shù) mm333（2）基本組齒輪計(jì)算。 表3-4 基本組齒輪幾何尺寸表齒輪Z1Z1Z2Z2齒數(shù)25352040分度圓直徑7510560120齒頂圓直徑8111166126齒根圓直徑67.597.552.5112.5齒寬24242424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）； m-初算的齒輪模數(shù)（mm），m=3（mm）； B-齒寬（mm），B=24（mm）； z-小齒輪齒數(shù)，z=20； u-小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=2； -壽命系數(shù)；=式中 -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）, =560（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，取=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：（3）擴(kuò)大組齒輪計(jì)算。表3-5 第一擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸表齒輪Z3Z3Z4Z4齒數(shù)36362448分度圓直徑10810872144齒頂圓直徑11411478150齒根圓直徑100.5100.564.5136.5齒寬24242424表3-6 第二擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸表齒輪Z5Z5Z6Z6齒數(shù)50502674分度圓直徑15015078222齒頂圓直徑15615684228齒根圓直徑142.5142.570.5214.5齒寬24242424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，=280；可求得：3.4 主軸合理跨距的計(jì)算由于電動(dòng)機(jī)功率P=3kW，根據(jù)【1】表3.20，前軸徑應(yīng)為6090mm。初步選取d1=80mm。后軸徑的d2=（0.70.9）d1，取d2=60mm。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，前軸承為NN3016K型，后軸承為圓錐滾子軸承。定懸伸量a=120mm，主軸孔徑為30mm。軸承剛度，主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩假設(shè)該機(jī)床為車(chē)床的最大加工直徑為300mm。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） 背向力（沿x軸） Fp=0.5 Fc=1592N總作用力 此力作用于工件上，主軸端受力為F=3559N。先假設(shè)l/a=2，l=3a=240mm。前后支承反力RA和RB分別為：根據(jù) 文獻(xiàn)【1】式3.7 得：得前支承的剛度：KA= 1689.69 ；KB= 785.57；主軸的當(dāng)量外徑de=(80+60)/2=70mm，故慣性矩為查【1】圖3-38 得，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=100mm，后軸徑d=80mm。前軸承采用雙列圓柱滾子軸承，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電動(dòng)機(jī)的選擇轉(zhuǎn)速n1430r/min，功率P3kW選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī) 4.2 軸承的選擇I軸：與帶輪靠近段安裝深溝球軸承6007，另一端安裝深溝球軸承6006II軸：靠近帶輪一側(cè)安裝深溝球軸承6007，中間安裝深溝球軸承6007，后端安裝深溝球軸承61908III軸：安裝深溝球軸承6007,兩個(gè)。4.3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 軸上的雙聯(lián)滑移齒第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7008C角接觸球軸承,=3；P=XFr+YFaX=1，Y=0。對(duì)軸受力分析如圖5-2所示。圖5-2 軸受力分析圖得：前支承的徑向力Fr=2642.32N。由軸承壽命的計(jì)算公式：預(yù)期的使用壽命 L10h=15000h軸承壽命滿(mǎn)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(kāi)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(huà)展開(kāi)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(huà)圖前應(yīng)該先畫(huà)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(kāi)圖及其布置展開(kāi)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(kāi)并將這些剖切面平整展開(kāi)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](méi)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(jiàn)。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(mén)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(lèi)的書(shū)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。