8級(jí)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【N=45~500；Z=8；公比為1.41；P=3kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1430含6張CAD圖】
8級(jí)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【Nmin=45500；Z=8；公比為1.41；P=3kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1430含三維及5張CAD圖】【需要咨詢購(gòu)買全套設(shè)計(jì)請(qǐng)加QQ1459919609】圖紙預(yù)覽詳情如下：
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分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要設(shè)計(jì)機(jī)床的主傳動(dòng)變速系統(tǒng)時(shí)首先利用傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法求出理想解和多個(gè)合理解。分級(jí)變速是指?jìng)鲃?dòng)鏈執(zhí)行件的輸出速度（或轉(zhuǎn)速）在一定的范圍內(nèi)分級(jí)變化，即在變速范圍內(nèi)輸出一組速度值。本設(shè)計(jì)中分級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)采用滑移齒輪實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)變速。根據(jù)數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸功率與轉(zhuǎn)矩特性要求，分析了機(jī)電關(guān)聯(lián)分級(jí)調(diào)速主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和方法。從主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)入手，通過查詢有關(guān)工程手冊(cè)，確定最佳機(jī)床主軸功率與轉(zhuǎn)矩特性匹配方案，計(jì)算和校核相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。本說明書著重研究機(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)并且以主軸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，所用齒輪齒數(shù)的設(shè)計(jì)方法是查表法，計(jì)算法麻煩且不易找出合理的設(shè)計(jì)方案。本文通過對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)中雙聯(lián)滑移齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)的分析與研究，繪制主要零件工作圖與主軸箱展開圖及剖視圖。關(guān)鍵詞 主傳動(dòng)系統(tǒng) 分級(jí)變速 工程手冊(cè) 展開圖 剖視圖 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目 錄第 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 .6第 3 章 動(dòng)力計(jì)算 .73.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) .73.1.1 計(jì)算設(shè)計(jì)功率 Pd.73.1.2 選擇帶型 .83.1.3 驗(yàn)證帶速并確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 .83.1.4 確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度并驗(yàn)算小輪包角 .93.1.5 確定帶的根數(shù) z .103.1.6 確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 .103.1.7 確定帶的張緊裝置 .103.1.8 計(jì)算壓軸力 .103.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 .113.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算 .123.4 主軸合理跨距的計(jì)算 .17第 4 章 主要零部件的選擇 .194.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 .194.2 軸承的選擇 .194.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 .19第 5 章 校核 .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III5.1 軸的校核 .205.2 軸承壽命校核 .22第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 .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 .23總結(jié) .25致謝 .26參考文獻(xiàn) .27 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)。通過課程設(shè)計(jì)，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(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 19：分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)：Nmin=45r/min；Nmax=500r/min；Z=8 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)。 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= = =11.11minaxN4502.1.2 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45r/min、然后每隔 5 個(gè)數(shù)取一個(gè)值（1.41=1.06 6），得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為 45r/min、63r/min、90r/min、125r/min、180r/min、250 r/min，355 r/min，500 r/min 共 8 級(jí)。2.1.3 確定結(jié)構(gòu)式對(duì)于 Z=8 可分解為：Z=22212 4。2.1.4 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)根據(jù)“前多后少” , “先降后升” ,結(jié)構(gòu)緊湊的原則,選取傳動(dòng)方案 Z=222124,易知第二擴(kuò)大組的變速范圍 r= (P3-1)x=1.414=3.958，滿足要求，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：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：A 1_2min1/2(Zmaxm+2m+D)軸最小齒數(shù)和:S zmin(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（3）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) 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10( -1),即10( -1)n標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 對(duì) Nmax=500r/min，實(shí)際轉(zhuǎn)速Nmax=1430 =503.4r/min 2014835296則有=0.684.10.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：因此滿足要求。表 2-2 各級(jí)轉(zhuǎn)速誤差所有計(jì)算結(jié)果都小于 4.1，因此不需要修改齒數(shù)。n 500 350 250 180 125 90 63 45n 507 357.5 253.5 183.4 126.75 91.7 71.35 45.63誤差 0.68 2.1 1.4 2.1 1.4 2.1 0.49 1.4 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=710r/min3.1.1 計(jì)算設(shè)計(jì)功率 Pd edAdPK表 3-3 工作情況系數(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)P 296表 4。取 KA1.1。即 1.3.kWdAedPK3.1.2 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。圖 3-1 轉(zhuǎn)速與功率關(guān)系圖根據(jù)算出的 Pd3.3kW 及小帶輪轉(zhuǎn)速 n11430r/min ，查圖得：d d=80100 可知應(yīng)選取 A 型 V 帶。3.1.3 驗(yàn)證帶速并確定帶輪的基準(zhǔn)直徑由機(jī)械設(shè)計(jì)P 298表 137 查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為 80100mm則取 dd1= 100mm ddmin.=75 mm（d d1根據(jù) P295表 13-4 查得）。表 3-2 V 帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑 mind槽型 Y Z A B C D Emind20 50 75 125 200 355 500 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921 2430=.1,=10.421m7d di所 以 由機(jī)械設(shè)計(jì)查“V 帶輪的基準(zhǔn)直徑”，得 =200mmd 誤差驗(yàn)算傳動(dòng)比： （ 為 21 .04()(%)di誤 彈性滑動(dòng)率）誤差 符合要求。1.04%2.52i誤 帶速 113v=7./6060dnms滿足 5m/s300mm，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。3.1.7 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。3.1.8 計(jì)算壓軸力由機(jī)械設(shè)計(jì)P 303表 1312 查得，A 型帶的初拉力 F0123.31N，上面已得到 =165.17o， z=3，則1a 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111a165.72sin=32.sinN=3.62ooFz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），用來聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。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 3-2a。 （2） 腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪( dd 300mm 時(shí))，如圖 3-2b。 （3） 孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪( ddd) 100 mm 時(shí))，如圖 3-3c 。 （4） 橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪( dd 500mm 時(shí))，如圖 3-3d。圖 3-2 帶輪結(jié)構(gòu)類型（a） （b） （c） （d） 圖根據(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 45 79.8r/min )13/8(4. 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取計(jì)算轉(zhuǎn)速為90r/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45r/min時(shí)經(jīng)過傳動(dòng)組傳動(dòng)副，得到主軸轉(zhuǎn)速為90 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=250/min,同理可求得軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 =250r/min、軸 計(jì)算轉(zhuǎn)速為 =500 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)的輪，因此只需要求出危險(xiǎn)的小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，可求的其余兩對(duì)嚙合齒輪中危險(xiǎn)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。即=90r/min， =90r/min28jzn36jzn各計(jì)算轉(zhuǎn)速入表 3-1。 表 3-6 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速（3） 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690r/min 傳遞全功率，故 Z j=90 r/min。依次可以得出其余齒輪的計(jì)算6轉(zhuǎn)速，確定主軸轉(zhuǎn)速首先要從材料入手。材料的硬度越高，在加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速就越低。材料越粘，加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速越高。總的來說，要根據(jù)材料，刀具直徑和輸出功率來確定主軸轉(zhuǎn)速。在確定主軸轉(zhuǎn)速時(shí)一定要根據(jù)自己的具體情況進(jìn)行分析，來最終決定主軸的轉(zhuǎn)速，不要死用建議參數(shù)。在確定主軸轉(zhuǎn)速時(shí)，要注意保證主軸電機(jī)有一定的輸出功率。如表 3-2。表 3-7 齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速序號(hào) Z1Z 2Z3Z 4Z5Z6n j710 500 500 250 90 903.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算1、計(jì)算各傳動(dòng)軸的輸出功率軸 號(hào) 軸 軸 軸 IV 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 710 500 250 90 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132.85(kw)9.06.3n1rbp額2.71(kw)78522g2.60(kw).1.3r2.50(kw)g主2、軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取軸一： ，取 帶入公式：kw85.21p0.9?！?】 有， ,圓整取49jPdn23dm24dm選花鍵： 6軸二： ，取 帶入公式：k71.2p0.9?！?】 有， ,圓整取49jdn273d30d選花鍵： 836軸三： ，取 帶入公式：kw60.23p0.9?！?】 有， ,圓整取491jPdn347dm35dm選花鍵： 86主軸：選擇主軸前端直徑 ，后端直徑190D210.7.8DD:（ ）取 ，則平均直徑 。25m7.5對(duì)于普通車床，主軸內(nèi)孔直徑 ,故本例之中，主(.6)d軸內(nèi)孔直徑取為 45d支承形式選擇兩支撐，初取懸伸量 ，支撐跨距90am。選擇平鍵連接，520L21,bhl3、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。321)(jjmnuzP45 號(hào)鋼整體淬火， 10jMP按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) m 1-2 軸由公式 mj=16338 可得 =2.6，取 m=3mm321)(jjnuz2.jm 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142-3 軸由公式 mj=16338 可得 ，m=3mm321)(jjmnuzP2.35jm3-4 主軸由公式 mj=16338 可得 ，m=3.0mm321jj .6j（1）一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù)，所以根據(jù)情況都取一樣模數(shù)。見下表 3-8表 3-8 模數(shù)（2）基本組齒輪計(jì)算。d 分度圓，模數(shù):m=P/，對(duì)斜齒輪有法向模數(shù)mn，端向模數(shù) mt，壓力角 標(biāo)準(zhǔn)的一般取 20o，傳動(dòng)比:i=w1/w2=n1/n2=Z2/Z1=d2/d1，w1 小齒輪角速度，w2 大齒輪角速度，n1小齒輪轉(zhuǎn)速，n2 大齒輪轉(zhuǎn)速 Z1 小齒輪的齒數(shù)，Z2 大齒輪的齒數(shù)，分度圓d=mz，中心距:a= (d2+d1)/2，齒頂高 ha=ha*xm=m,一般取 ha* 為 1，齒根高 hf=( ha*+c* )m=1.25，mc*=0.25，ha* =1。見下表 3-9 表 3-9 基本組齒輪幾何尺寸齒輪 Z1 Z1 Z2 Z2齒數(shù) 28 40 18 50分度圓直徑 84 120 54 150齒頂圓直徑 90 126 60 156齒根圓直徑 76.5 112.5 46.5 142.5齒寬 24 24 24 24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：組號(hào) 基本組 第一擴(kuò)大組 第二擴(kuò)大組模數(shù) mm 3 3 3 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 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=4kW;-計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）. =500（r/min）;jnjm-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=18;u-小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=2;-壽命系數(shù)；sK=sKTnNq-工作期限系數(shù)；T mTC016T-齒輪工作期限，這里取 T=15000h.;-齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）, =500（r/min）1n 1n-基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取 = ，彎曲載荷取 =0C070C612m-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 N-材料強(qiáng)化系數(shù)，查【5】2 上， =0.60q q 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-工作狀況系數(shù)，取 =1.13K3K-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 1KY-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：=635 Mpa jj=78 Mpaww（3）擴(kuò)大組齒輪計(jì)算 見表 3-10表 3-10 第一擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸齒輪 Z3 Z3 Z4 Z4齒數(shù) 25 35 20 40分度圓直徑 75 105 60 120齒頂圓直徑 81 111 66 126齒根圓直徑 67.5 97.5 52.5 112.5齒寬 24 24 24 24表 3-11 第二擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸齒輪 Z5 Z5 Z6 Z6齒數(shù) 69 49 31 87分度圓直徑 207 147 93 261齒頂圓直徑 213 153 99 267 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齒根圓直徑 199.5 139.5 85.5 253.5齒寬 24 24 24 24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，nKNqK3=1， =1，m=3.5， =355；21jn可求得：=619 Mpa jj=135Mpaww3.4 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）d 1，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 T=9550 =9550 =318.3N.mnP903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） F c= =4716N09.318背向力（沿 x 軸） F p=0.5 Fc=2358N總作用力 F= =5272.65N2pC此力作用于工件上，主軸端受力為 F=5272.65N。先假設(shè) l/a=2，l=3a=240mm。前后支承反力 RA和 RB分別為RA=F =5272.65 =7908.97Nla2401 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18RB=F =5272.65 =2636.325Nla2401根據(jù) 文獻(xiàn)【1】 式 3.7 得：Kr=3.39 得前支承的1.0Fr8.La9.0)(iza.1cos剛度：K A= 1689.69 N/ ；K B= 785.57 N/ ； = =2.15mmBAK57.6主軸的當(dāng)量外徑 de=(80+60)/2=70mm，故慣性矩為I= =113.810-8m464)03.7.(= = =0.143aKEA6381.98.2查【1】圖 3-38 得 =2.0，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距al0=1202.0=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19 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：與帶輪靠近段安裝雙列角接觸球軸承代號(hào)7007C 另一安裝深溝球軸承6012II軸： 對(duì)稱布置深溝球軸承6009III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)7012C4.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇選用左右擺動(dòng)的操縱桿使其通過桿的推力來控制II軸上的三聯(lián)滑移齒輪和二聯(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21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6517085023685109D1.07 879il mL 平 均 總E 取為 ，52.MPa44 4087(1)(1)35690()66dI m39.921.79512682zpF Nn主 計(jì)件 （ ），0.457()yzN.()xzFN由于小齒輪的傳動(dòng)力大，這里以小齒輪來進(jìn)行計(jì)算 44291295103.785)QPmzn主計(jì)主 主 （將其分解為垂直分力和水平分力由公式 ,tatanyQnQzyFF可得 2105(),647()zyN801352)3ZMl Nm:件 (yy件176)2xxFd件主軸載荷圖如下所示： 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22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()6QZFabclyEI2()3ZFcylEI3(23)6zMcylEI230.17sz， ，()ZIl齒 1 ()6ZlcI齒 2 ()ZlcI齒 35.9齒 齒 齒 2齒 3， ，()6QZFabEIl軸 承 1 zFlEI軸 承 2ZlI軸 承 35.10軸 承 軸 承 軸 承 2軸 承 3計(jì)算（在水平面） 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23, ,1()6QyFabclEI2()3yFclEI3()(23)6yxMclEI230.17sy， ，()Il齒 1 (2)6ylcI齒 2()(yxlcI齒 35.8齒 y齒 齒 2齒 3， ，()6QyFabEIl軸 承 1 yFlEI軸 承 2()yxlEI軸 承 35.10軸 承 軸 承 軸 承 2軸 承 3合成： 20.18.sszyy25齒 齒 齒 .30.1軸 承 軸 承 Z軸 承 Y5.2 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=XF r+YFaX=1，Y=0。對(duì)軸受力分析得：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 L 10h=15000hL10h= = =n670)PC(180673)28.10(hL 10h=15000h3.)4954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24第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明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 0 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。I 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，通過空心軸中的拉桿來操縱離合器的結(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。 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25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26總結(jié)經(jīng)過了兩周的課程設(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)過程有很深的感觸。我的題目是 8 級(jí)的，在一開始設(shè)計(jì)時(shí)遇到了一些問題，但經(jīng)過看書和問老師已經(jīng)得到了解決。主軸箱展開圖、橫剖圖、零件圖都是由 CAD 一點(diǎn)點(diǎn)畫出來的，經(jīng)過一個(gè)星期的制圖已對(duì)制圖掌握的很好。出現(xiàn)的問題也在老師和同學(xué)的幫助下解決了。在設(shè)計(jì)過程中，與同學(xué)分工合作，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。課設(shè)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，這次課設(shè)不僅是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一種綜合檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己動(dòng)手能力的一種提高，增強(qiáng)了自己實(shí)踐能力。通過這次課設(shè)使我明白了自己知識(shí)還比較欠缺，只是學(xué)習(xí)書本知識(shí)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，自己不會(huì)的東西還有太多，學(xué)習(xí)需要自己長(zhǎng)期的積累，在以后的學(xué)習(xí)中應(yīng)該不斷的進(jìn)取，將課本的理論與實(shí)際相結(jié)合，不斷提高自己文化知識(shí)和實(shí)踐能力。 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27致謝這次的課程設(shè)計(jì)是在王仲文老師的親切關(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，感謝院系各位老師多年來的諄諄教誨，感謝他們默默的栽培我。謹(jǐn)向王老師表示衷心的感謝和崇高的敬意！此外，在課程設(shè)計(jì)過程中，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)中所有幫助過我的人表示感謝！ 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28參考文獻(xiàn)1 候珍秀.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)【M】.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2003:34-1672 于惠力.機(jī)械設(shè)計(jì)【M】. 科學(xué)出版社, 2009:23-1893 戴 曙.金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)【M】. 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2004:7-454 戴 曙.金屬切削機(jī)床【M】. 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2008:14-785 趙九江.材料力學(xué)【M】.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,2009:89-167 6 鄭文經(jīng).機(jī)械原理【M】. 高等教育出版社 ,2005:35-1237 于惠力.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)【M】. 科學(xué)出版社 , 2002:67-90I分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要設(shè)計(jì)機(jī)床的主傳動(dòng)變速系統(tǒng)時(shí)首先利用傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法求出理想解和多個(gè)合理解。分級(jí)變速是指?jìng)鲃?dòng)鏈執(zhí)行件的輸出速度（或轉(zhuǎn)速）在一定的范圍內(nèi)分級(jí)變化，即在變速范圍內(nèi)輸出一組速度值。本設(shè)計(jì)中分級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)采用滑移齒輪實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)變速。根據(jù)數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)及主軸功率與轉(zhuǎn)矩特性要求，分析了機(jī)電關(guān)聯(lián)分級(jí)調(diào)速主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和方法。從主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)入手，通過查詢有關(guān)工程手冊(cè)，確定最佳機(jī)床主軸功率與轉(zhuǎn)矩特性匹配方案，計(jì)算和校核相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。本說明書著重研究機(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)并且以主軸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，所用齒輪齒數(shù)的設(shè)計(jì)方法是查表法，計(jì)算法麻煩且不易找出合理的設(shè)計(jì)方案。本文通過對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)中雙聯(lián)滑移齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)的分析與研究，繪制主要零件工作圖與主軸箱展開圖及剖視圖。關(guān)鍵詞 主傳動(dòng)系統(tǒng) 分級(jí)變速 工程手冊(cè) 展開圖 剖視圖II目 錄第 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 .6第 3 章 動(dòng)力計(jì)算 .73.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) .73.1.1 計(jì)算設(shè)計(jì)功率 Pd.73.1.2 選擇帶型 .83.1.3 驗(yàn)證帶速并確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 .83.1.4 確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度并驗(yàn)算小輪包角 .93.1.5 確定帶的根數(shù) z .103.1.6 確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 .103.1.7 確定帶的張緊裝置 .103.1.8 計(jì)算壓軸力 .103.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 .113.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算 .123.4 主軸合理跨距的計(jì)算 .17第 4 章 主要零部件的選擇 .194.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 .194.2 軸承的選擇 .194.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 .19第 5 章 校核 .20III5.1 軸的校核 .205.2 軸承壽命校核 .22第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 .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 .23總結(jié) .25致謝 .26參考文獻(xiàn) .271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)。通過課程設(shè)計(jì)，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(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)算說明書。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 19：分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)：Nmin=45r/min；Nmax=500r/min；Z=8 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)。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= = =11.11minaxN4502.1.2 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45r/min、然后每隔 5 個(gè)數(shù)取一個(gè)值（1.41=1.06 6），得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為 45r/min、63r/min、90r/min、125r/min、180r/min、250 r/min，355 r/min，500 r/min 共 8 級(jí)。2.1.3 確定結(jié)構(gòu)式對(duì)于 Z=8 可分解為：Z=22212 4。2.1.4 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)根據(jù)“前多后少” , “先降后升” ,結(jié)構(gòu)緊湊的原則,選取傳動(dòng)方案 Z=222124,易知第二擴(kuò)大組的變速范圍 r= (P3-1)x=1.414=3.958，滿足要求，其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖 2-1。圖 2-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)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：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：A 1_2min1/2(Zmaxm+2m+D)軸最小齒數(shù)和:S zmin(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 18-205圖 2-3 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖（3）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)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10( -1),即10( -1)n標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 對(duì) Nmax=500r/min，實(shí)際轉(zhuǎn)速Nmax=1430 =503.4r/min 2014835296則有=0.684.10.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：因此滿足要求。表 2-2 各級(jí)轉(zhuǎn)速誤差所有計(jì)算結(jié)果都小于 4.1，因此不需要修改齒數(shù)。n 500 350 250 180 125 90 63 45n 507 357.5 253.5 183.4 126.75 91.7 71.35 45.63誤差 0.68 2.1 1.4 2.1 1.4 2.1 0.49 1.47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=710r/min3.1.1 計(jì)算設(shè)計(jì)功率 Pd edAdPK表 3-3 工作情況系數(shù)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)P 296表 4。取 KA1.1。即 1.3.kWdAedPK3.1.2 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。圖 3-1 轉(zhuǎn)速與功率關(guān)系圖根據(jù)算出的 Pd3.3kW 及小帶輪轉(zhuǎn)速 n11430r/min ，查圖得：d d=80100 可知應(yīng)選取 A 型 V 帶。3.1.3 驗(yàn)證帶速并確定帶輪的基準(zhǔn)直徑由機(jī)械設(shè)計(jì)P 298表 137 查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為 80100mm則取 dd1= 100mm ddmin.=75 mm（d d1根據(jù) P295表 13-4 查得）。表 3-2 V 帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑 mind槽型 Y Z A B C D Emind20 50 75 125 200 355 500921 2430=.1,=10.421m7d di所 以 由機(jī)械設(shè)計(jì)查“V 帶輪的基準(zhǔn)直徑”，得 =200mmd 誤差驗(yàn)算傳動(dòng)比： （ 為 21 .04()(%)di誤 彈性滑動(dòng)率）誤差 符合要求。1.04%2.52i誤 帶速 113v=7./6060dnms滿足 5m/s300mm，所以宜選用 E 型輪輻式帶輪?？傊?，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。3.1.7 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。3.1.8 計(jì)算壓軸力由機(jī)械設(shè)計(jì)P 303表 1312 查得，A 型帶的初拉力 F0123.31N，上面已得到 =165.17o，z=3，則1a111a165.72sin=32.sinN=3.62ooFz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），用來聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。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 3-2a。 （2） 腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪( dd 300mm 時(shí))，如圖 3-2b。 （3） 孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪( ddd) 100 mm 時(shí))，如圖 3-3c 。 （4） 橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪( dd 500mm 時(shí))，如圖 3-3d。圖 3-2 帶輪結(jié)構(gòu)類型（a） （b） （c） （d） 圖根據(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 45 79.8r/min )13/8(4.12取計(jì)算轉(zhuǎn)速為90r/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45r/min時(shí)經(jīng)過傳動(dòng)組傳動(dòng)副，得到主軸轉(zhuǎn)速為90 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=250/min,同理可求得軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 =250r/min、軸 計(jì)算轉(zhuǎn)速為 =500 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)的輪，因此只需要求出危險(xiǎn)的小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，可求的其余兩對(duì)嚙合齒輪中危險(xiǎn)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。即=90r/min， =90r/min28jzn36jzn各計(jì)算轉(zhuǎn)速入表 3-1。 表 3-6 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速（3） 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690r/min 傳遞全功率，故 Z j=90 r/min。依次可以得出其余齒輪的計(jì)算6轉(zhuǎn)速，確定主軸轉(zhuǎn)速首先要從材料入手。材料的硬度越高，在加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速就越低。材料越粘，加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速越高。總的來說，要根據(jù)材料，刀具直徑和輸出功率來確定主軸轉(zhuǎn)速。在確定主軸轉(zhuǎn)速時(shí)一定要根據(jù)自己的具體情況進(jìn)行分析，來最終決定主軸的轉(zhuǎn)速，不要死用建議參數(shù)。在確定主軸轉(zhuǎn)速時(shí)，要注意保證主軸電機(jī)有一定的輸出功率。如表 3-2。表 3-7 齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速序號(hào) Z1Z 2Z3Z 4Z5Z6n j710 500 500 250 90 903.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算1、計(jì)算各傳動(dòng)軸的輸出功率軸 號(hào) 軸 軸 軸 IV 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 710 500 250 90132.85(kw)9.06.3n1rbp額2.71(kw)78522g2.60(kw).1.3r2.50(kw)g主2、軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取軸一： ，取 帶入公式：kw85.21p0.9?！?】 有， ,圓整取49jPdn23dm24dm選花鍵： 6軸二： ，取 帶入公式：k71.2p0.9?！?】 有， ,圓整取49jdn273d30d選花鍵： 836軸三： ，取 帶入公式：kw60.23p0.9?！?】 有， ,圓整取491jPdn347dm35dm選花鍵： 86主軸：選擇主軸前端直徑 ，后端直徑190D210.7.8DD:（ ）取 ，則平均直徑 。25m7.5對(duì)于普通車床，主軸內(nèi)孔直徑 ,故本例之中，主(.6)d軸內(nèi)孔直徑取為 45d支承形式選擇兩支撐，初取懸伸量 ，支撐跨距90am。選擇平鍵連接，520L21,bhl3、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。321)(jjmnuzP45 號(hào)鋼整體淬火， 10jMP按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) m 1-2 軸由公式 mj=16338 可得 =2.6，取 m=3mm321)(jjnuz2.jm142-3 軸由公式 mj=16338 可得 ，m=3mm321)(jjmnuzP2.35jm3-4 主軸由公式 mj=16338 可得 ，m=3.0mm321jj .6j（1）一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù)，所以根據(jù)情況都取一樣模數(shù)。見下表 3-8表 3-8 模數(shù)（2）基本組齒輪計(jì)算。d 分度圓，模數(shù):m=P/，對(duì)斜齒輪有法向模數(shù)mn，端向模數(shù) mt，壓力角 標(biāo)準(zhǔn)的一般取 20o，傳動(dòng)比:i=w1/w2=n1/n2=Z2/Z1=d2/d1，w1 小齒輪角速度，w2 大齒輪角速度，n1小齒輪轉(zhuǎn)速，n2 大齒輪轉(zhuǎn)速 Z1 小齒輪的齒數(shù)，Z2 大齒輪的齒數(shù)，分度圓d=mz，中心距:a= (d2+d1)/2，齒頂高 ha=ha*xm=m,一般取 ha* 為 1，齒根高 hf=( ha*+c* )m=1.25，mc*=0.25，ha* =1。見下表 3-9 表 3-9 基本組齒輪幾何尺寸齒輪 Z1 Z1 Z2 Z2齒數(shù) 28 40 18 50分度圓直徑 84 120 54 150齒頂圓直徑 90 126 60 156齒根圓直徑 76.5 112.5 46.5 142.5齒寬 24 24 24 24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：組號(hào) 基本組 第一擴(kuò)大組 第二擴(kuò)大組模數(shù) mm 3 3 3 15 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=4kW;-計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min）. =500（r/min）;jnjm-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=18;u-小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=2;-壽命系數(shù)；sK=sKTnNq-工作期限系數(shù)；T mTC016T-齒輪工作期限，這里取 T=15000h.;-齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）, =500（r/min）1n 1n-基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取 = ，彎曲載荷取 =0C070C612m-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 N-材料強(qiáng)化系數(shù)，查【5】2 上， =0.60q q16-工作狀況系數(shù)，取 =1.13K3K-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 1KY-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：=635 Mpa jj=78 Mpaww（3）擴(kuò)大組齒輪計(jì)算 見表 3-10表 3-10 第一擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸齒輪 Z3 Z3 Z4 Z4齒數(shù) 25 35 20 40分度圓直徑 75 105 60 120齒頂圓直徑 81 111 66 126齒根圓直徑 67.5 97.5 52.5 112.5齒寬 24 24 24 24表 3-11 第二擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸齒輪 Z5 Z5 Z6 Z6齒數(shù) 69 49 31 87分度圓直徑 207 147 93 261齒頂圓直徑 213 153 99 26717齒根圓直徑 199.5 139.5 85.5 253.5齒寬 24 24 24 24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，nKNqK3=1， =1，m=3.5， =355；21jn可求得：=619 Mpa jj=135Mpaww3.4 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）d 1，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 T=9550 =9550 =318.3N.mnP903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） F c= =4716N09.318背向力（沿 x 軸） F p=0.5 Fc=2358N總作用力 F= =5272.65N2pC此力作用于工件上，主軸端受力為 F=5272.65N。先假設(shè) l/a=2，l=3a=240mm。前后支承反力 RA和 RB分別為RA=F =5272.65 =7908.97Nla240118RB=F =5272.65 =2636.325Nla2401根據(jù) 文獻(xiàn)【1】 式 3.7 得：Kr=3.39 得前支承的1.0Fr8.La9.0)(iza.1cos剛度：K A= 1689.69 N/ ；K B= 785.57 N/ ； = =2.15mmBAK57.6主軸的當(dāng)量外徑 de=(80+60)/2=70mm，故慣性矩為I= =113.810-8m464)03.7.(= = =0.143aKEA6381.98.2查【1】圖 3-38 得 =2.0，與原假設(shè)接近，所以最佳跨距al0=1202.0=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。1920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：與帶輪靠近段安裝雙列角接觸球軸承代號(hào)7007C 另一安裝深溝球軸承6012II軸： 對(duì)稱布置深溝球軸承6009III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)7012C4.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇選用左右擺動(dòng)的操縱桿使其通過桿的推力來控制II軸上的三聯(lián)滑移齒輪和二聯(lián)滑移齒輪。21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6517085023685109D1.07 879il mL 平 均 總E 取為 ，52.MPa44 4087(1)(1)35690()66dI m39.921.79512682zpF Nn主 計(jì)件 （ ），0.457()yzN.()xzFN由于小齒輪的傳動(dòng)力大，這里以小齒輪來進(jìn)行計(jì)算 44291295103.785)QPmzn主計(jì)主 主 （將其分解為垂直分力和水平分力由公式 ,tatanyQnQzyFF可得 2105(),647()zyN801352)3ZMl Nm:件 (yy件176)2xxFd件主軸載荷圖如下所示：22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()6QZFabclyEI2()3ZFcylEI3(23)6zMcylEI230.17sz， ，()ZIl齒 1 ()6ZlcI齒 2 ()ZlcI齒 35.9齒 齒 齒 2齒 3， ，()6QZFabEIl軸 承 1 zFlEI軸 承 2ZlI軸 承 35.10軸 承 軸 承 軸 承 2軸 承 3計(jì)算（在水平面）23, ,1()6QyFabclEI2()3yFclEI3()(23)6yxMclEI230.17sy， ，()Il齒 1 (2)6ylcI齒 2()(yxlcI齒 35.8齒 y齒 齒 2齒 3， ，()6QyFabEIl軸 承 1 yFlEI軸 承 2()yxlEI軸 承 35.10軸 承 軸 承 軸 承 2軸 承 3合成： 20.18.sszyy25齒 齒 齒 .30.1軸 承 軸 承 Z軸 承 Y5.2 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=XF r+YFaX=1，Y=0。對(duì)軸受力分析得：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 L 10h=15000hL10h= = =n670)PC(180673)28.10(hL 10h=15000h3.)4954軸承壽命滿足要求。24第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明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 0 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。I 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，通過空心軸中的拉桿來操縱離合器的結(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。25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。26總結(jié)經(jīng)過了兩周的課程設(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)過程有很深的感觸。我的題目是 8 級(jí)的，在一開始設(shè)計(jì)時(shí)遇到了一些問題，但經(jīng)過看書和問老師已經(jīng)得到了解決。主軸箱展開圖、橫剖圖、零件圖都是由 CAD 一點(diǎn)點(diǎn)畫出來的，經(jīng)過一個(gè)星期的制圖已對(duì)制圖掌握的很好。出現(xiàn)的問題也在老師和同學(xué)的幫助下解決了。在設(shè)計(jì)過程中，與同學(xué)分工合作，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。課設(shè)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，這次課設(shè)不僅是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一種綜合檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己動(dòng)手能力的一種提高，增強(qiáng)了自己實(shí)踐能力。通過這次課設(shè)使我明白了自己知識(shí)還比較欠缺，只是學(xué)習(xí)書本知識(shí)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，自己不會(huì)的東西還有太多，學(xué)習(xí)需要自己長(zhǎng)期的積累，在以后的學(xué)習(xí)中應(yīng)該不斷的進(jìn)取，將課本的理論與實(shí)際相結(jié)合，不斷提高自己文化知識(shí)和實(shí)踐能力。27致謝這次的課程設(shè)計(jì)是在王仲文老師的親切關(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，感謝院系各位老師多年來的諄諄教誨，感謝他們默默的栽培我。謹(jǐn)向王老師表示衷心的感謝和崇高的敬意！此外，在課程設(shè)計(jì)過程中，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)中所有幫助過我的人表示感謝！28參考文獻(xiàn)1 候珍秀.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)【M】.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2003:34-1672 于惠力.機(jī)械設(shè)計(jì)【M】. 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