4級(jí)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【N40~224rmin；Z=4；公比為1.78；P=3kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1430含2張CAD圖】
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充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙I機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)小組 班級(jí) 專業(yè)姓名 學(xué)號(hào) 任務(wù)分工 姓名 學(xué)號(hào) 任務(wù)分工畫圖 畫圖小組成員計(jì)算 計(jì)算主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)：Nmin=40r/min；Nmax=224r/min ；Z=4 級(jí)；公比為 1.78；電動(dòng)機(jī)功率 P=3kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1430r/min指導(dǎo)教師 聯(lián)系方式設(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：2015 年 1 月 2 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 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙II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(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 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙III目 錄機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 ............................................................................I分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..................................................................................II摘 要 ................................................................................................................II目 錄 ...............................................................................................................III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 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù) ................................................................42.3 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 ................................................................................93.5 主軸合理跨距的計(jì)算 ..............................................................................13第 4章 主要零部件的選擇 ...............................................................................154.1電動(dòng)機(jī)的選擇 ..........................................................................................154.2 軸承的選擇 ..........................................................................................154.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 ...........................................................................15第 5章 校核 .......................................................................................................165.1 軸的校核 ..............................................................................................165.2 軸承壽命校核 ......................................................................................18 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙IV第 6章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)明 ...................................................................................196.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 ..................................................196.2 展開(kāi)圖及其布置 ..................................................................................19結(jié)論 .....................................................................................................................20參考文獻(xiàn) .............................................................................................................21致謝 .....................................................................................................................22 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙1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。 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙21.3 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 20：分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)：Nmin=40r/min；Nmax:224r/min；Z=4 級(jí)；公比為 1.78；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)。 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙3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= =224/40=5.6minaxN2.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速都比電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低，屬于降速傳動(dòng)鏈，總降速比 i 總=n/ Nmin=1430/40=38。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40r/min、然后每隔 9 個(gè)數(shù)取一個(gè)值（5.6=1.784-1） ，得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為 40/min、71r/min、125r/min、224r/min，共 4 級(jí)。2.1.3結(jié)構(gòu)式分析對(duì)于 Z=4 可分解為：Z=21×23。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=21×23，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖 2-1。圖 2-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng) 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙42.1.5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_2min>1/2(9*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)Sz 100-120,中型機(jī)床 Sz=70-100?(2)直齒圓柱齒輪 Zmin 18-20? 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙5圖 2-3 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖齒輪齒數(shù)的確定基本組傳動(dòng)比分別為 1/1.78 1/3.16Sz=51 60 72 75 84 93 96 ……取 Sz=75,小齒輪齒數(shù)分別為:18，27Z1/ Z2=27/48，Z3 / Z1 =18/57擴(kuò)大組傳動(dòng)比分別為 1/1 1/2Sz=54 60 66 72 78……取 Sz=80，小齒輪齒數(shù) :40,19Z4/Z5=36/36，Z4/Z6=19/61據(jù)設(shè)計(jì)要求 Zmin≥18—20,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。表 2-1 齒輪齒數(shù)基本組 擴(kuò)大組傳動(dòng)比1:1.78 1:3.16 1:1 1:3.16代號(hào) Z1 Z2 Z1 Z3 Z4 Z5 Z4 Z6齒數(shù) 27 48 18 57 40 40 19 61 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙62.3 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?n10()%n????實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速對(duì) Nmax=224r/min，實(shí)際轉(zhuǎn)速： min/584.2634875103max r???則有 1..2).6( ??因此滿足要求。同理，根據(jù)計(jì)算得出其他各組的數(shù)據(jù)如下表 2-2：表 2-2 轉(zhuǎn)速誤差分析表n 224 125 71 40n` 226.58 127.47 71.61 40.34誤差 1.15% 1.98% 1.42% 0.85%所有計(jì)算結(jié)果都小于 4.1％，因此不需要修改齒數(shù)。 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙7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=400r/min1、確定計(jì)算功率:按最大的情況計(jì)算 P=3kw，K 為工作情況系數(shù)，查[1]表 3.5. 取 K=1.0pd=kAP=1.2×3=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=100mm3、確定帶輪直徑 d1,d2小帶輪直徑 d1=100mm驗(yàn)算帶速 smndv /487.1063106????從動(dòng)輪直徑 d2=n1d1/n2=1430×100/400=357.5mm，查[1]表 3.3，取d2=355mm。計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比 i=d2/d1=355/100=3.554、定中心矩 a 和基準(zhǔn)帶長(zhǎng) Ld[1]初定中心距 a0 )(2)(7.021021dad???318.5 a0 710 取 ao=500mm?[2]帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度 126054)3(254)(2021100 ????????adaLd查[1]表 3.2 取 Ld0=1400mm[3]計(jì)算實(shí)際中心距 702)1640(52)(00 ????Ld[4]確定中心距調(diào)整范圍 59.71.min ????a61433xd驗(yàn)算包角： 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙800120 1238.5.7549138.57)(18 ?????????ad?6、確定 V 帶根數(shù)：確定額定功率：由查表并用線性插值得 P1=1.7kw查[1]表 37 得功率增量 P1=0.13kwA查[1]表 38 得包角系數(shù) Kα=0.92查[1]表 3 得長(zhǎng)度系數(shù) Kl=0.96確定帶根數(shù)： 2.]96.0)13.07[(])[(1 ???????XKPZlC?取 Z=33.2 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 min/5.487.140)13()13(min rzj ??????取計(jì)算轉(zhuǎn)速為 40r/min2、傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 在轉(zhuǎn)速圖上，軸 III 在最低轉(zhuǎn)速 40r/min 時(shí)經(jīng)過(guò)傳動(dòng)組傳動(dòng)副，得到主軸轉(zhuǎn)速為 125r/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 II 的最低轉(zhuǎn)速為該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速即 nⅢj=125/min,同理可求得軸 I 的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 niij=400r/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?？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 njz28=40r/min，n jz36=40r/min各計(jì)算轉(zhuǎn)速入表 3-1。表 3-1 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速4、確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪 Z4 裝在主軸上轉(zhuǎn)速，其中只有40r/min 傳遞全功率，故 Z4j=40 r/min。依次可以得出其余齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，如表 3-2。軸 號(hào) Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 400 125 40 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙9表 3-2 齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速序號(hào) Z1 Z2 Z3 Z4 Z5n j400 224 125 71 403.3 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 kwnprb 85.29.06.31 ????額 g 718522r ..71.主2、軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取軸一： ,取 ，帶入公式：kwp85.01?9.0??41??jnpd有， ，圓整取md9.24m25選花鍵： 630?軸二： ，取 ，帶入公式：kwp7.?9.??41??jnpd有， ，圓整取d3.2930選花鍵： 68?主軸：選擇主軸前端直徑，后端直徑 12)85.0~7.(D?取 ，則平均直徑 。mD652?mD5.7對(duì)于普通車床，主軸內(nèi)孔直徑 ，故本例之中，主軸內(nèi)6.0d孔直徑取為 。d4支承形式選擇兩支撐，初取懸伸量 ，支撐跨距 。a9?mL520?選擇平鍵連接， ， 。 142??hbL因?yàn)?，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。3、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 321][)(68jmj nuzp???? 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙10321][)1(68jmnuzNd????其中: -公比 ；?-電動(dòng)機(jī)功率；dN-齒寬系數(shù) 0.2 至 1.4；m?-齒輪傳動(dòng)許允應(yīng)力；][?-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速。 jn45 號(hào)鋼整體淬火， ，按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) m MPj10][??1-2 軸由公式 321][)(68jmj nuzp??按齒數(shù) 18 的計(jì)算可得 ，取 m=5mmj7.42-主軸由公式 321][)(jmj z??按齒數(shù) 19 的計(jì)算可得 ，取 m=5mmj6.表 3-3 模數(shù)（2）基本組齒輪計(jì)算如下表 3-4。表 3-4 基本組齒輪幾何尺寸見(jiàn)下表齒輪 Z1 Z1` Z2 Z3齒數(shù) 27 18 48 57分度圓直徑 135 90 240 285齒頂圓直徑 145 100 250 295齒根圓直徑 122.5 77.5 227.5 272.5齒寬 32 32 32 32組號(hào) 基本組 擴(kuò)大組模數(shù) mm 5 5 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙11按基本組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB～286HB，平均取 260HB，大齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB～286HB，平均取 240HB。計(jì)算如下：（1）齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算：接觸應(yīng)力驗(yàn)算公式為??jfsj MPauBnNKzm??????)()1(02832彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式為??wswaYnz)(109235式中 N----傳遞的額定功率（kW） ，這里取 N 為電動(dòng)機(jī)功率，N=3kW;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；nj-----計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min） ； min/40rnj?m-----初算的齒輪模數(shù)（mm） ，m=5（mm） ；B----齒寬（mm） ，B=32（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=3；Ks-----壽命系數(shù)； KqNnTs?----工作期限系數(shù)；TKmTC016T------齒輪工作期限，這里取 T=15000h.;-----齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）, =560（r/min）1n1n----基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取 ，彎曲載荷取 =0C70?0C621?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 =0.60nKNK----功率利用系數(shù)，查【5】2 上，取 =0.78N 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙12-----材料強(qiáng)化系數(shù)，查 【5】2 上，取 =0.60qKqK-----工作狀況系數(shù)，取 =1.13 3-----動(dòng)載荷系數(shù)，查 【 5】2 上，取 =12 2------齒向載荷分布系數(shù)，查 【5】2 上， =1 1 1Y------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；[]j? []j?---許用彎曲應(yīng)力（ MPa） ，查【4】 ，表 4-7，取 =275 Mpa；w w根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得： ][651jjMpa???8ww（3）擴(kuò)大組齒輪計(jì)算。表 3-5 擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見(jiàn)下表 齒輪 Z4 Z5 Z4 Z6齒數(shù) 40 40 19 61分度圓直徑 200 200 95 305齒頂圓直徑 210 210 105 315齒根圓直徑 187.5 187.5 82.5 292.5齒寬 32 32 32 32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241HB～286HB，平均取 260HB，大齒輪用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB～286HB，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 ， =280nKNqK32K1jn；可求得： ][64jjMpa???? 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙13][135wwMpa????3.5 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 60~90mm。初步選取 d1=80mm。后軸徑的 d2=（0.7~0.9）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 3T950286.5Nm10pn???假設(shè)該機(jī)床為車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） c286.5F3109?背向力（沿 x 軸） Fp=0.5 Fc=1592N總作用力 25p?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：1043595382AlaRFN???79.Bl?根據(jù)文獻(xiàn)【1】式 3.7，得： 得前支承的0.1.80.1.9Kr()cosFLaiza剛度：K A= 1689.69 ；K B= 785.57 ；/Nm?/m?62.5.7ABK?主軸的當(dāng)量外徑 de=(80+60)/2=70mm，故慣性矩為484(0.7.3)1.06I??????3362. .189.AEKa??查【1】圖 3-38 得 ，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距02la 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙14=120×2.0=240mm0l合理跨距為（0.75-1.5） ，取合理跨距 l=360mm。0l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。 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙15第 4章 主要零部件的選擇4.1電動(dòng)機(jī)的選擇轉(zhuǎn)速 n＝1430r/min，功率 P＝3kW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6006。II 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 61908。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 I 軸上的兩聯(lián)滑移齒輪和 II 軸二聯(lián)滑移齒輪。 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙16第 5章 校核5.1 軸的校核（a）主軸的前端部撓度 []0.250.1sy????（b）主軸在前軸承處的傾角 []rad??容 許 值 軸 承（c）在安裝齒輪處的傾角 .容 許 值 齒65170850236851095D1.07 879il mL??????? ??平 均 總，52.EMPa?44 4087(1)(1)360()66dI m?????343295.9.79512682zpF Nn???? ?主 計(jì)件 （ ），0.457()yzFN?.()xzF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 429129103.785QPmzn???主計(jì)主 主 （將其分解為垂直分力和水平分力由公式 250716480()3yyMFl Nm??A件可得 ,tantanQyQzyF?????2()()zyN16803523ZFl??A件 7()2xxMdm?件主軸載荷圖如圖 5-1 所示： 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙17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） 。, ,1()6QZFabclyEI???2()3ZFcylEI??3(23)6zMcylEI??120.17sz， ，()3ZIl?齒 1 ()6ZlcI?齒 ()ZlcI?齒 35.9?????齒 齒 1齒 2齒 3， ，()QZFablEI?軸 承 1 zFlEI軸 承 ZlI軸 承 35.10???軸 承 軸 承 1軸 承 2軸 承 3計(jì)算（在水平面）, ,1()6QyabclI??2()yclI??3()(23)6yxMclI?? 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙181230.17syy??， ，()3QyFabEIl???齒 1 ()6FlcEI?齒 2()(3yxMlcEI????齒 35.86?齒 y齒 1齒 齒 3， ，()laI?軸 承 1 ylI軸 承 2()yxlI軸 承 35.10?????軸 承 y軸 承 1軸 承 軸 承合成： 20.8.sszy??5齒 齒 y齒 22.3.01????軸 承 軸 承 Z軸 承 Y5.2 軸承壽命校核由 П軸最小軸徑可取軸承為 7008C 角接觸球軸承 ,ε=3；P=XFr+YFaX=1 ，Y=0。對(duì)Ⅱ軸受力分析如圖 5-2 所示。圖 5-2 Ⅱ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。 hLhPCnLzh 150][94.281)3.26410(157)38.20(1867)(16700 ?????????軸承壽命滿足要求。 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙19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(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。 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙20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。 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙21參考文獻(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 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙22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。