9級分級變速主傳動系統(tǒng)設計【N=35.5~560rmin；Z=9；公比為1.41；P=3kW；電機轉速n=1430含5張CAD圖】
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機械系統(tǒng)設計課 程 設 計題 目： 分級變速主傳動系統(tǒng)設計專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化I分級變速主傳動系統(tǒng)設計摘 要《機械系統(tǒng)設計》課程設計內容有理論分析與設計計算，圖樣技術設計和技術文件編制三部分組成。1、理論分析與設計計算：（1）機械系統(tǒng)的方案設計。設計方案的分析，最佳功能原理方案的確定。（2）根據(jù)總體設計參數(shù)，進行傳動系統(tǒng)運動設計和計算。（3）根據(jù)設計方案和零部件選擇情況，進行有關動力計算與校核。2、圖樣技術設計：（1）選擇系統(tǒng)中的主要組件。（2）圖樣的設計與繪制。3、編制技術文件：（1）對于課程設計內容進行自我技術經(jīng)濟評價。（2）編制設計計算說明書。關鍵詞 計算轉速；分級變速；傳動系統(tǒng)設計；傳動副；結構網(wǎng)；結構式；齒輪模數(shù)，傳動比II目 錄摘 要 .................................................................................................................I第 1 章 緒論 ........................................................................................................11.1 課程設計的目的 .......................................................................................11.2 課程設計的內容 ........................................................................................11.2.1 理論分析與設計計算 ........................................................................11.2.2 圖樣技術設計 ....................................................................................11.2.3 編制技術文件 .....................................................................................11.3 課程設計題目、主要技術參數(shù)和技術要求 ...........................................21.3.1 課程設計題目和主要技術參數(shù) .............................................................21.3.2 技術要求 .................................................................................................2第 2 章 運動設計 ................................................................................................32.1 運動參數(shù)及轉速圖的確定 .......................................................................32.1.1 轉速范圍 ............................................................................................32.1.2 轉速數(shù)列 ............................................................................................32.1.3 確定結構式 .........................................................................................32.1.4 確定結構網(wǎng) .........................................................................................32.1.5 繪制轉速圖和傳動系統(tǒng)圖 .................................................................42.2 確定各變速組此論傳動副齒數(shù) ...............................................................42.3 核算主軸轉速誤差 ...................................................................................5第 3 章 動力計算 ................................................................................................73.1 帶傳動設計 ...............................................................................................73.2 計算轉速的計算 .......................................................................................83.3 齒輪模數(shù)計算及驗算 ...............................................................................93.4 主軸合理跨距的計算 .............................................................................12第 4 章 主要零部件的選擇 ..............................................................................144.1 電動機的選擇 ..........................................................................................144.2 軸承的選擇 .............................................................................................144.3 鍵的選取 ..................................................................................................144.4 變速操縱機構的選擇 ..............................................................................14第 5 章 校核 ......................................................................................................155.1 軸的校核 .................................................................................................155.2 軸承壽命校核 .........................................................................................16第 6 章 結構設計及說明 ..................................................................................176.1 結構設計的內容、技術要求和方案 .....................................................17III6.2 密封與潤滑 .............................................................................................176.3 展開圖及其布置 .....................................................................................17結論 ....................................................................................................................19致謝 ....................................................................................................................20參考文獻 ............................................................................................................211第 1 章 緒論1.1 課程設計的目的《機械系統(tǒng)設計》課程設計是在學完本課程后，進行一次學習設計的綜合性練習。通過課程設計，使學生能夠運用所學過的基礎課、技術基礎課和專業(yè)課的有關理論知識，及生產(chǎn)實習等實踐技能，達到鞏固、加深和拓展所學知識的目的。通過課程設計，分析比較機械系統(tǒng)中的某些典型機構，進行選擇和改進；結合結構設計，進行設計計算并編寫技術文件；完成系統(tǒng)主傳動設計，達到學習設計步驟和方法的目的。通過設計，掌握查閱相關工程設計手冊、設計標準和資料的方法，達到積累設計知識和設計技巧，提高學生設計能力的目的。通過設計，使學生獲得機械系統(tǒng)基本設計技能的訓練，提高分析和解決工程技術問題的能力，并為進行機械系統(tǒng)設計創(chuàng)造一定的條件。1.2 課程設計的內容《機械系統(tǒng)設計》課程設計內容由理論分析與設計計算、圖樣技術設計和技術文件編制三部分組成。1.2.1 理論分析與設計計算（1）機械系統(tǒng)的方案設計。設計方案的分析，最佳功能原理方案的確定。（2）根據(jù)總體設計參數(shù)，進行傳動系統(tǒng)運動設計和計算。（3）根據(jù)設計方案和零部件選擇情況，進行有關動力計算和校核。1.2.2 圖樣技術設計（1）選擇系統(tǒng)中的主要機件。（2）工程技術圖樣的設計與繪制。1.2.3 編制技術文件（1）對于課程設計內容進行自我經(jīng)濟技術評價。（2）編制設計計算說明書。21.3 課程設計題目、主要技術參數(shù)和技術要求1.3.1 課程設計題目和主要技術參數(shù)題目 11：分級變速主傳動系統(tǒng)設計技術參數(shù)：Nmin=35.5r/min；Nmax=560r/min ；Z=9 級；公比為 1.41；電動機功率 P=3kW；電機轉速 n=1430r/min1.3.2 技術要求（1）利用電動機完成換向和制動。（2）各滑移齒輪塊采用單獨操縱機構。（3）進給傳動系統(tǒng)采用單獨電動機驅動。3第 2 章 運動設計2.1 運動參數(shù)及轉速圖的確定2.1.1 轉速范圍Rn= = =15.77minaxN5.3602.1.2 轉速數(shù)列轉速數(shù)列。查《機械系統(tǒng)設計》表 2-9 標準數(shù)列表，首先找到35.5r/min、然后每隔 5 個數(shù)取一個值（1.41=1.06 6） ，得出主軸的轉速數(shù)列為 35.5 r/min、50 r/min、71 r/min、100 r/min、140 r/min、200 r/min，280 r/min，400 r/min，560r/min 共 9 級。2.1.3 確定結構式對于 Z=9 可分解為：Z=3 1×33。2.1.4 確定結構網(wǎng)根據(jù)“前多后少”,“先降后升”,前密后疏,結構緊湊的原則,選取傳動方案 Z=31×33,易知第二擴大組的變速范圍 r=φ (P3-1)x=1.416=7.85〈8，滿足要求滿足要求，其結構網(wǎng)如圖 2-1 所示。圖 2-1 結構網(wǎng)2.1.5 繪制轉速圖和傳動系統(tǒng)圖（1）選擇電動機：采用 Y 系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機。（2）繪制轉速圖，如圖 2-2 所示：4圖 2-2 轉速圖（3）畫主傳動系統(tǒng)圖。根據(jù)系統(tǒng)轉速圖及已知的技術參數(shù)，畫主傳動系統(tǒng)圖如圖 2-3：1-2 軸最小中心距：A 1_2min>1/2(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副齒數(shù)(1)Sz 100-120,中型機床 Sz=70-100?(2)直齒圓柱齒輪 Zmin 18-20?5圖 2-3 主傳動系統(tǒng)圖（3）齒輪齒數(shù)的確定。據(jù)設計要求 Zmin≥18-20,由表 4-1，根據(jù)各變速組公比，可得各傳動比和齒輪齒數(shù)，各齒輪齒數(shù)如表 2-1。表 2-1 齒輪齒數(shù)基本組 第一擴大組傳動比 1:2 1:2.7 1:4 2：1 1:1.41 1：4代號 Z1Z'Z2Z 'Z3Z 'Z4Z 'Z5Z '5Z6Z '齒數(shù)33 65 26 72 20 78 66 33 41 58 20 792.3 核算主軸轉速誤差實際傳動比所造成的主軸轉速誤差，一般不應超過±10( -1)％,即?6〈10( -1)％n標 準 轉 速標 準 轉 速實 際 轉 速 ??對 Nmax=560r/min，實際轉速 Nmax=1430× × × =575.5r/min 35942036則有=2.76％〈4.1％560.7?因此滿足要求。同理，根據(jù)計算得出其他各組的數(shù)據(jù)如下表：因此滿足要求。各級轉速誤差表 2-2 轉速誤差分析表n 560 400 280 200 140 100 71 50 35.5n 575.5 402.8 287.7 203.3 142.38 102.08 72.84 50.99 36.56誤差 2.76% 0.71％ 2.76% 1.70% 1.70％ 2.08％ 2.59％ 1.98％ 2.99％所有計算結果都小于 4.1％，因此不需要修改齒數(shù)。7第 3 章 動力計算3.1 帶傳動設計 輸出功率 P=3kw,轉速 n1=1430r/min,n2=350r/min1、確定計算功率:按最大的情況計算 P=3kw，K 為工作情況系數(shù)，查[1]表 3-5. 取K=1.0pd=kAP=1.0?3=3.3kw2、選擇 V 帶的型號根據(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=95mm3、確定帶輪直徑 d1,d2小帶輪直徑 d1=95mm驗算帶速 v= d1n1/(60?1000)= ?100?1430/(60?1000)=7.536m/s??從動輪直徑 d2=n1d1/n2=1430?95/400=339.624mm 取 d2=335mm查[1]表 3.3計算實際傳動比 i=d2/d1=335/95=3.54、定中心矩 a 和基準帶長 Ld[1]初定中心距 a00.7(d1+d2) a0 2(d1+d2))?301 a0 1000 取 ao=450mm[2]帶的計算基準長度Ld0≈2a0+ (d1+d2)/2+(d2-d1)2/4a0?≈2?450+ (95+335)/2+(335-95)2/4?450≈1607.44 mm查[1]表 3.2 取 Ld0=1600mm[3]計算實際中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=450+(1607.44-1600) /2=446.3mm[4]確定中心距調整范圍amax=a+0.03Ld=446.3+0.03?1600=494.3mmamin=a-0.015Ld=450-0.015?1600=426mm5、驗算包角: 1=180o-（d 2-d1）/a? 57.3o=145.6o>120o ?6、確定 V 帶根數(shù)：確定額定功率：P 0由查表并用線性插值得 P0=1.3kw查[1]表 3-7 得功率增量△P 0=0.17kw查[1]表 3-8 得包角系數(shù) K =0.91?查[1]表 3-9 得長度系數(shù) Kl=0.998確定帶根數(shù)：Z=P /｛（P +△P ）×K ×K ｝C0?L=3.3/(1.3+0.17) ?0.99?0.91=2.49 取 Z=33.2 計算轉速的計算1、主軸的計算轉速 由《機械系統(tǒng)設計》表3-2中的公式 ＝35.5 =70.57r/min )13/9(4.?取計算轉速為71r/min2、傳動軸的計算轉速 在轉速圖上，軸Ⅲ在最低轉速35.5r/min時經(jīng)過傳動組傳動副，得到主軸轉速為71 r/min。這個轉速高于主軸計算轉速，在恒功率區(qū)間內，因此軸Ⅲ的最低轉速為該軸的計算轉速即nⅢj=140/min,同理可求得軸Ⅱ的計算轉速為 =280r/min、軸Ⅰ計算轉速為 =560 r/min3、確定各傳動軸的計算轉速。由機械設計知識可知，一對嚙合齒輪只需要校核危險的小齒輪，因此只需求出危險小齒輪的計算轉速?？汕蟮闷溆鄡蓪Ш淆X輪中危險齒輪的計算轉速即=100r/min， =100r/min28jzn36jzn各計算轉速入表 3-1。表 3-1 各軸計算轉速4、確定齒輪副的計算轉速。齒輪 Z 裝在主軸上轉速，其中只有'671r/min 傳遞全功率，故 Z j=71 r/min。依次可以得出其余齒輪的計算轉'6速，如表 3-2。表 3-2 齒輪副計算轉速軸 號 Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸計算轉速 r/min 560 140 719序號 Z1 Z1` Z2 Z2` Z3 Z3` Z4 Z4` Z5 Z5` Z6n j560 280 560 200 560 140 280 140 140 112 2803.3 齒輪模數(shù)計算及驗算（1）模數(shù)計算。一般同一變速組內的齒輪取同一模數(shù)，選取負荷最重的小齒輪，按簡化的接觸疲勞強度公式進行計算，即 mj=16338可得各組的模數(shù)321][)(jjmnuzP???式中 mj——按接觸疲勞強度計算的齒輪模數(shù)（mm） ；——驅動電動機功率（kW） ；dN——被計算齒輪的計算轉速（r/min） ；j——大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比，外嚙合取“+” ，u內嚙合取“-” ；——小齒輪的齒數(shù)（齒） ；1z——齒寬系數(shù)， （B 為齒寬，m 為模數(shù)） ， ；m???4~10m??——材料的許用接觸應力（ ） 。j????? MPa得：基本組的模數(shù) mj=3.5 第一擴大組的模數(shù) mj=3.5（2）基本組齒輪計算?；窘M齒輪幾何尺寸見下表 3-3表 3-3 基本組齒輪幾何尺寸齒輪 Z1 Z1` Z2 Z2` Z3 Z3`齒數(shù) 33 65 26 72 20 78分度圓直徑 105 147 84 168 66.5 185.5齒頂圓直徑 108.5 150.5 87.5 171.5 70 189齒根圓直徑 100.6 142.6 79.6 163.6 62.12 181.1齒寬 24.5 24.5 24.5 24.5 24.5 24.5按基本組最小齒輪計算。小齒輪用 40Cr，調質處理，硬度241HB～286HB，平均取 260HB，大齒輪用 45 鋼，調質處理，硬度10229HB～286HB，平均取 240HB。計算如下：① 齒面接觸疲勞強度計算：接觸應力驗算公式為??jfsj MPauBnNKzm??????)()1(02832彎曲應力驗算公式為：??wswPaBYnz?????)(109235式中 N----傳遞的額定功率（kW） ，這里取 N 為電動機功率，N=3kW;-----計算轉速（r/min）. =400（r/min）;jnjm-----初算的齒輪模數(shù)（mm）, m=3.5（mm）;B----齒寬（mm）;B=24.5（mm）;z----小齒輪齒數(shù)；z=19;u----小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=2.79;-----壽命系數(shù)；sK=sTKnNq----工作期限系數(shù)；TmTCn016?T------齒輪工作期限，這里取 T=15000h.;-----齒輪的最低轉速（r/min）, =400（r/min）1n 1n11----基準循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取 = ，彎曲載荷取 =0C0C710C612?m----疲勞曲線指數(shù)，接觸載荷取 m=3；彎曲載荷取 m=6;----轉速變化系數(shù)，取 =0.60nKnK----功率利用系數(shù)，取 =0.78NN-----材料強化系數(shù)， =0.60q q-----工作狀況系數(shù)，取 =1.13K3K-----動載荷系數(shù)，取 =12 2------齒向載荷分布系數(shù)， =1 1 1Y------齒形系數(shù)， Y=0.386；----許用接觸應力（MPa）,取 =650 Mpa；??j???j?---許用彎曲應力（MPa） ，取 =275 Mpa；w w根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得：=639.47 Mpa j????j?=78.72 Mpaww（3）擴大組齒輪計算。擴大組齒輪幾何尺寸見下表所示表 3-3 擴大組齒輪幾何尺寸齒輪 Z4 Z4` Z5 Z5` Z6 Z6`齒數(shù) 66 33 41 58 20 7912分度圓直徑 231 115.5 143.5 203 70 276.5齒頂圓直徑 234.5 119 147 206.5 73.5 280齒根圓直徑 226.6 111.12 139.12 198.6 65.6 272.12齒寬 28 28 28 28 28 28按擴大組最小齒輪計算。小齒輪用 40Cr，調質處理，硬度241HB～286HB，平均取 260HB，大齒輪用 45 鋼，調質處理，硬度229HB～286HB，平均取 240HB。同理根據(jù)基本組的計算，可得 =0.62， =0.77， =0.60， =1.1，nKNqK3=1， =1，m=3.5， =280；21jn可求得：=620.73 Mpa j????j?=136.24Mpa ww3.4 主軸合理跨距的計算由于電動機功率 P=3KW，根據(jù)表 3-20，前軸徑初步選取 d1=50mm。后軸徑的 d2=（0.7~0.9 ） d1，取 d2=40mm。根據(jù)設計方案，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，主軸最大輸出轉矩 T=9550 =9550× =318.3N.mnP903假設該機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)濟加工直徑約為最大回轉直徑的 50%，這里取 60%，即180mm，故半徑為 0.09m；切削力（沿 y 軸） Fc= =4716N09.318背向力（沿 x 軸） Fp=0.5 Fc=2358N13總作用力 F= =5272.65N2pCF?此力作用于工件上，主軸端受力為 F=5272.65N。先假設 l/a=2，l=3a=240mm。前后支承反力 RA 和 RB 分別為RA=F× =5272.65× =7908.97Nla?2401RB=F× =5272.65× =2636.325N根據(jù)文獻【1】式 3-7 得：Kr=3.39 得前支承的剛度：1.0Fr8.La9.0)(iza.1cosKA= 1689.69 N/ ；K B= 785.57 N/ ； = =2.15m?m?BAK57.6主軸的當量外徑 de=(80+60)/2=70mm，故慣性矩為I= =113.8×10-8m464)03.7.(???η= = =0.143aEIA6381.980.2??查【1】圖 3-8 得 =2.0，與原假設接近，所以最佳跨距al=120×2.0=240mm0l合理跨距為（0.75-1.5） ，取合理跨距 l=360mm。0l根據(jù)結構的需要，主軸的實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 電動機的選擇轉速n＝1430r/min，功率P＝3kW選用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機。 144.2 軸承的選擇I 軸：選用深溝球軸承，型號：6008。II軸：選用深溝球軸承，型號：6008。III 軸：主軸是傳動系統(tǒng)之中最為關鍵的部分，因此應該合理的選擇軸承。從主軸末端到前端依次選擇軸承為角接觸球軸承，型號：7010C;推力軸承，30213；雙列圓柱滾子軸承。4.3 鍵的選?。?）I 軸：d=46mm，選花鍵：8×32×36×6（2）II 軸：d=52mm，選花鍵：8×46×50×9 平鍵選用 8×7（3）III 軸：選擇平鍵連接， b h=22 14?4.4 變速操縱機構的選擇選用左右擺動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。第 5 章 校核5.1 軸的校核1.П 軸撓度校核單一載荷下，軸中心處的撓度采用文獻【5】中的公式計算：:15??????YmZnDxNLYba ???43375.09.1L-----兩支承的跨距；D-----軸的平均直徑；X= /L； -----齒輪工作位置處距較近支承點的距離；iiN-----軸傳遞的全功率；校核合成撓度??YYbabah ?????cos22-----輸入扭距齒輪撓度；-------輸出扭距齒輪撓度b；)(????---被演算軸與前后軸連心線夾角； =144°?嚙合角 =20°，齒面摩擦角 =5.72°。?代入數(shù)據(jù)計算得： =0.022； =0.081； =0.120；2ay3ay1ay=0.198； =0.093； =0.065。5b4b6b合成撓度 =0.202?cos511aahY???查文獻 6，帶齒輪軸的許用撓度 =5/10000*L??y即 =0.268。??y因合成撓度小于許用撓度，故軸的撓度滿足要求。2.П 軸扭轉角的校核傳動軸在支承點 A，B 處的傾角 可按下式近似計算：BA?,????????radlyhBA3將上式計算的結果代入得：042.由文獻 6，查得支承處的 =0.001?因 〈0.001，故軸的轉角也滿足要求.??BA?5.2 軸承壽命校核由 П 軸最小軸徑可取軸承為 6208 深溝球軸承,壽命指數(shù)ε=3；P=XF r+YFaX=1，Y=0 。16對Ⅱ軸受力分析得：前支承的徑向力 Fr=2541.33N。由軸承壽命的計算公式：預期的使用壽命 [L10h]=15000hL10h= × = × =93123.82h≥[L10h]=15000hn1670?)PC(2801673).81095(?軸承壽命滿足要求。第 6 章 結構設計及說明6.1 結構設計的內容、技術要求和方案設計主軸變速箱的結構包括傳動件（傳動軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動器等） 、主軸組件、操縱機構、潤滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結件的結構設計與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。課程設計由于時間的限制，一般只畫展開圖。17主軸變速箱是機床的重要部件。設計時除考慮一般機械傳動的有關要求外，著重考慮以下幾個方面的問題。精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動效率要求，主軸前軸承處溫度和溫升的控制，結構工藝性，操作方便、安全、可靠原則，遵循標準化和通用化的原則。主軸變速箱結構設計時整個機床設計的重點，由于結構復雜，設計中不可避免要經(jīng)過反復思考和多次修改。在正式畫圖前應該先畫草圖。目的是：（1）布置傳動件及選擇結構方案。（2）檢驗傳動設計的結果中有無干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時改正。（3）確定傳動軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對位置，以確定各軸的受力點和受力方向，為軸和軸承的驗算提供必要的數(shù)據(jù)。6.2 密封與潤滑潤滑與密封：減摩抗磨，降低摩擦阻力以節(jié)約能源，減少磨損以延長機械壽命，提高經(jīng)濟效益；冷卻，要求隨時將摩擦熱排出機外； 密封，要求防泄漏、防塵、防竄氣； 清凈沖洗，要求把摩擦面積垢清洗排除；應力分散緩沖，分散負荷和緩和沖擊及減震； 動能傳遞，液壓系統(tǒng)和遙控馬達及摩擦無級變速等。由于帶輪轉速為 560r/min 故，采用油潤滑，可以減少摩擦阻力和減輕磨損。密封是為了阻止灰塵水分等雜物進入軸承，防止?jié)櫥瑒┑牧魇?。采用密封圈密封即可滿足要求。6.3 展開圖及其布置展開圖就是按照傳動軸傳遞運動的先后順序，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，一是將兩級變速齒輪和離合器做成一體。齒輪的直徑受到離合器內徑的約束，齒根圓的直徑必須大于離合器的外徑，負責齒輪無法加工。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，得到一級反向轉動，右邊接通得到三級反向轉動。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構?？偛贾脮r需要考慮制動器的位置。制動器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上。制動器不要放在轉速太低軸上，以免制動扭矩太大，是制18動尺寸增大。齒輪在軸上布置很重要，關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。結論經(jīng)過此次課程設計，內心感觸頗深，課程設計環(huán)節(jié)可以說既是對我們在校學習成果的檢驗，又是一次綜合運用所學知識的一次機會。以前也曾做過類似的設計，但那些都是一方面的，不像此次設計內容考核這樣全面，含蓋面很廣，其中包含運用所學過的基礎課、技術基礎課和專業(yè)課的有關理論知識，及生產(chǎn)實習等實踐技能，通過課程設計，分析比較機械系統(tǒng)中19的某些典型機構，進行選擇和改進；結合結構設計，進行設計計算并編寫技術文件；完成系統(tǒng)主傳動設計，達到學習設計步驟和方法的目的。通過設計，掌握查閱相關工程設計手冊、設計標準和資料的方法，達到積累設計知識和設計技巧等很多方面及內容。此次設計不僅考核了我們對知識的掌握程度，更重要的是加深了我們對所學知識的印象，為我們步入工作崗位奠定了基礎。設計過程不僅要依賴于課本及資料上的理論知識，也要結合實際進行設計，只有在理論結合實際的基礎上做出的設計才能滿足于現(xiàn)場生產(chǎn)的需求，只有滿足現(xiàn)場需求的設計才是一份合格的設計。我們的設計做的還不夠全面，不夠完善，缺少實踐的驗證。但我相信我們通過此次設計所積累的設計經(jīng)驗以及理論經(jīng)驗對于我們而言也是一份很難得很寶貴的財富。當然設計內容一定有很多欠缺的地方，有很多不完善的地方，望老師批評指正。致謝在學習中,老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、豐富淵博的知識、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風范是我們終生學習的楷模，老師們的高深精湛的造詣與嚴謹求實的治學精神，將永遠激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，王老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持，在此，謹向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意！另外，感謝校方給予我這樣一次機會，能夠獨立地完成一個課程設計，20并在這個過程當中，我們受益匪淺，感謝所有任課老師和所有同學在這四年來給自己的指導和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我們如何學習，教會了我們如何做人。正是由于他們，我們才能在各方面取得顯著的進步，在此向他們表示我由衷的謝意。 最后，再一次感謝所有在設計中幫助過我的良師益友和同學。參考文獻【1】候珍秀.《機械系統(tǒng)設計》.哈爾濱工業(yè)大學出版社，修訂版；【2】于惠力 主編 《機械設計》 科學出版社 第一版【3】戴 曙 主編 《金屬切削機床設計》 機械工業(yè)出版社【4】戴 曙 主編 《金屬切削機床》 機械工業(yè)出版社 第一版【4】趙九江 主編 《材料力學》 哈爾濱工業(yè)大學出版社 第一版【6】鄭文經(jīng) 主編 《機械原理》 高等教育出版社 第七版【7】于惠力 主編 《機械設計課程設計》 科學出版社 21 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙機械系統(tǒng)設計課 程 設 計題 目： 分級變速主傳動系統(tǒng)設計專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙I分級變速主傳動系統(tǒng)設計摘 要《機械系統(tǒng)設計》課程設計內容有理論分析與設計計算，圖樣技術設計和技術文件編制三部分組成。1、理論分析與設計計算：（1）機械系統(tǒng)的方案設計。設計方案的分析，最佳功能原理方案的確定。（2）根據(jù)總體設計參數(shù)，進行傳動系統(tǒng)運動設計和計算。（3）根據(jù)設計方案和零部件選擇情況，進行有關動力計算與校核。2、圖樣技術設計：（1）選擇系統(tǒng)中的主要組件。（2）圖樣的設計與繪制。3、編制技術文件：（1）對于課程設計內容進行自我技術經(jīng)濟評價。（2）編制設計計算說明書。關鍵詞 計算轉速；分級變速；傳動系統(tǒng)設計；傳動副；結構網(wǎng)；結構式；齒輪模數(shù)，傳動比 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙II目 錄摘 要 .................................................................................................................I第 1 章 緒論 ........................................................................................................11.1 課程設計的目的 .......................................................................................11.2 課程設計的內容 ........................................................................................11.2.1 理論分析與設計計算 ........................................................................11.2.2 圖樣技術設計 ....................................................................................11.2.3 編制技術文件 .....................................................................................11.3 課程設計題目、主要技術參數(shù)和技術要求 ...........................................21.3.1 課程設計題目和主要技術參數(shù) .............................................................21.3.2 技術要求 .................................................................................................2第 2 章 運動設計 ................................................................................................32.1 運動參數(shù)及轉速圖的確定 .......................................................................32.1.1 轉速范圍 ............................................................................................32.1.2 轉速數(shù)列 ............................................................................................32.1.3 確定結構式 .........................................................................................32.1.4 確定結構網(wǎng) .........................................................................................32.1.5 繪制轉速圖和傳動系統(tǒng)圖 .................................................................42.2 確定各變速組此論傳動副齒數(shù) ...............................................................42.3 核算主軸轉速誤差 ...................................................................................5第 3 章 動力計算 ................................................................................................73.1 帶傳動設計 ...............................................................................................73.2 計算轉速的計算 .......................................................................................83.3 齒輪模數(shù)計算及驗算 ...............................................................................93.4 主軸合理跨距的計算 .............................................................................12第 4 章 主要零部件的選擇 ..............................................................................144.1 電動機的選擇 ..........................................................................................144.2 軸承的選擇 .............................................................................................144.3 鍵的選取 ..................................................................................................144.4 變速操縱機構的選擇 ..............................................................................14第 5 章 校核 ......................................................................................................155.1 軸的校核 .................................................................................................155.2 軸承壽命校核 .........................................................................................16第 6 章 結構設計及說明 ..................................................................................176.1 結構設計的內容、技術要求和方案 .....................................................17 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙III6.2 密封與潤滑 .............................................................................................176.3 展開圖及其布置 .....................................................................................17結論 ....................................................................................................................19致謝 ....................................................................................................................20參考文獻 ............................................................................................................21 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙1第 1 章 緒論1.1 課程設計的目的《機械系統(tǒng)設計》課程設計是在學完本課程后，進行一次學習設計的綜合性練習。通過課程設計，使學生能夠運用所學過的基礎課、技術基礎課和專業(yè)課的有關理論知識，及生產(chǎn)實習等實踐技能，達到鞏固、加深和拓展所學知識的目的。通過課程設計，分析比較機械系統(tǒng)中的某些典型機構，進行選擇和改進；結合結構設計，進行設計計算并編寫技術文件；完成系統(tǒng)主傳動設計，達到學習設計步驟和方法的目的。通過設計，掌握查閱相關工程設計手冊、設計標準和資料的方法，達到積累設計知識和設計技巧，提高學生設計能力的目的。通過設計，使學生獲得機械系統(tǒng)基本設計技能的訓練，提高分析和解決工程技術問題的能力，并為進行機械系統(tǒng)設計創(chuàng)造一定的條件。1.2 課程設計的內容《機械系統(tǒng)設計》課程設計內容由理論分析與設計計算、圖樣技術設計和技術文件編制三部分組成。1.2.1 理論分析與設計計算（1）機械系統(tǒng)的方案設計。設計方案的分析，最佳功能原理方案的確定。（2）根據(jù)總體設計參數(shù)，進行傳動系統(tǒng)運動設計和計算。（3）根據(jù)設計方案和零部件選擇情況，進行有關動力計算和校核。1.2.2 圖樣技術設計（1）選擇系統(tǒng)中的主要機件。（2）工程技術圖樣的設計與繪制。1.2.3 編制技術文件（1）對于課程設計內容進行自我經(jīng)濟技術評價。（2）編制設計計算說明書。 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙21.3 課程設計題目、主要技術參數(shù)和技術要求1.3.1 課程設計題目和主要技術參數(shù)題目 11：分級變速主傳動系統(tǒng)設計技術參數(shù)：Nmin=35.5r/min；Nmax=560r/min ；Z=9 級；公比為 1.41；電動機功率 P=3kW；電機轉速 n=1430r/min1.3.2 技術要求（1）利用電動機完成換向和制動。（2）各滑移齒輪塊采用單獨操縱機構。（3）進給傳動系統(tǒng)采用單獨電動機驅動。 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙3第 2 章 運動設計2.1 運動參數(shù)及轉速圖的確定2.1.1 轉速范圍Rn= = =15.77minaxN5.3602.1.2 轉速數(shù)列轉速數(shù)列。查《機械系統(tǒng)設計》表 2-9 標準數(shù)列表，首先找到35.5r/min、然后每隔 5 個數(shù)取一個值（1.41=1.06 6） ，得出主軸的轉速數(shù)列為 35.5 r/min、50 r/min、71 r/min、100 r/min、140 r/min、200 r/min，280 r/min，400 r/min，560r/min 共 9 級。2.1.3 確定結構式對于 Z=9 可分解為：Z=3 1×33。2.1.4 確定結構網(wǎng)根據(jù)“前多后少”,“先降后升”,前密后疏,結構緊湊的原則,選取傳動方案 Z=31×33,易知第二擴大組的變速范圍 r=φ (P3-1)x=1.416=7.85〈8，滿足要求滿足要求，其結構網(wǎng)如圖 2-1 所示。圖 2-1 結構網(wǎng)2.1.5 繪制轉速圖和傳動系統(tǒng)圖（1）選擇電動機：采用 Y 系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機。（2）繪制轉速圖，如圖 2-2 所示： 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙4圖 2-2 轉速圖（3）畫主傳動系統(tǒng)圖。根據(jù)系統(tǒng)轉速圖及已知的技術參數(shù)，畫主傳動系統(tǒng)圖如圖 2-3：1-2 軸最小中心距：A 1_2min>1/2(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副齒數(shù)(1)Sz 100-120,中型機床 Sz=70-100?(2)直齒圓柱齒輪 Zmin 18-20? 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙5圖 2-3 主傳動系統(tǒng)圖（3）齒輪齒數(shù)的確定。據(jù)設計要求 Zmin≥18-20,由表 4-1，根據(jù)各變速組公比，可得各傳動比和齒輪齒數(shù)，各齒輪齒數(shù)如表 2-1。表 2-1 齒輪齒數(shù)基本組 第一擴大組傳動比 1:2 1:2.7 1:4 2：1 1:1.41 1：4代號 Z1Z'Z2Z 'Z3Z 'Z4Z 'Z5Z '5Z6Z '齒數(shù)33 65 26 72 20 78 66 33 41 58 20 792.3 核算主軸轉速誤差實際傳動比所造成的主軸轉速誤差，一般不應超過±10( -1)％,即? 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙6〈10( -1)％n標 準 轉 速標 準 轉 速實 際 轉 速 ??對 Nmax=560r/min，實際轉速 Nmax=1430× × × =575.5r/min 35942036則有=2.76％〈4.1％560.7?因此滿足要求。同理，根據(jù)計算得出其他各組的數(shù)據(jù)如下表：因此滿足要求。各級轉速誤差表 2-2 轉速誤差分析表n 560 400 280 200 140 100 71 50 35.5n 575.5 402.8 287.7 203.3 142.38 102.08 72.84 50.99 36.56誤差 2.76% 0.71％ 2.76% 1.70% 1.70％ 2.08％ 2.59％ 1.98％ 2.99％所有計算結果都小于 4.1％，因此不需要修改齒數(shù)。 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙7第 3 章 動力計算3.1 帶傳動設計 輸出功率 P=3kw,轉速 n1=1430r/min,n2=350r/min1、確定計算功率:按最大的情況計算 P=3kw，K 為工作情況系數(shù)，查[1]表 3-5. 取K=1.0pd=kAP=1.0?3=3.3kw2、選擇 V 帶的型號根據(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=95mm3、確定帶輪直徑 d1,d2小帶輪直徑 d1=95mm驗算帶速 v= d1n1/(60?1000)= ?100?1430/(60?1000)=7.536m/s??從動輪直徑 d2=n1d1/n2=1430?95/400=339.624mm 取 d2=335mm查[1]表 3.3計算實際傳動比 i=d2/d1=335/95=3.54、定中心矩 a 和基準帶長 Ld[1]初定中心距 a00.7(d1+d2) a0 2(d1+d2))?301 a0 1000 取 ao=450mm[2]帶的計算基準長度Ld0≈2a0+ (d1+d2)/2+(d2-d1)2/4a0?≈2?450+ (95+335)/2+(335-95)2/4?450≈1607.44 mm查[1]表 3.2 取 Ld0=1600mm[3]計算實際中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=450+(1607.44-1600) /2=446.3mm[4]確定中心距調整范圍amax=a+0.03Ld=446.3+0.03?1600=494.3mmamin=a-0.015Ld=450-0.015?1600=426mm5、驗算包角: 1=180o-（d 2-d1）/a? 57.3o=145.6o>120o ?6、確定 V 帶根數(shù)：確定額定功率：P 0由查表并用線性插值得 P0=1.3kw查[1]表 3-7 得功率增量△P 0=0.17kw查[1]表 3-8 得包角系數(shù) K =0.91?查[1]表 3-9 得長度系數(shù) Kl=0.99 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙8確定帶根數(shù)：Z=P /｛（P +△P ）×K ×K ｝C0?L=3.3/(1.3+0.17) ?0.99?0.91=2.49 取 Z=33.2 計算轉速的計算1、主軸的計算轉速 由《機械系統(tǒng)設計》表3-2中的公式 ＝35.5 =70.57r/min )13/9(4.?取計算轉速為71r/min2、傳動軸的計算轉速 在轉速圖上，軸Ⅲ在最低轉速35.5r/min時經(jīng)過傳動組傳動副，得到主軸轉速為71 r/min。這個轉速高于主軸計算轉速，在恒功率區(qū)間內，因此軸Ⅲ的最低轉速為該軸的計算轉速即nⅢj=140/min,同理可求得軸Ⅱ的計算轉速為 =280r/min、軸Ⅰ計算轉速為 =560 r/min3、確定各傳動軸的計算轉速。由機械設計知識可知，一對嚙合齒輪只需要校核危險的小齒輪，因此只需求出危險小齒輪的計算轉速?？汕蟮闷溆鄡蓪Ш淆X輪中危險齒輪的計算轉速即=100r/min， =100r/min28jzn36jzn各計算轉速入表 3-1。表 3-1 各軸計算轉速4、確定齒輪副的計算轉速。齒輪 Z 裝在主軸上轉速，其中只有'671r/min 傳遞全功率，故 Z j=71 r/min。依次可以得出其余齒輪的計算轉'6速，如表 3-2。表 3-2 齒輪副計算轉速軸 號 Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸計算轉速 r/min 560 140 71 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙9序號 Z1 Z1` Z2 Z2` Z3 Z3` Z4 Z4` Z5 Z5` Z6n j560 280 560 200 560 140 280 140 140 112 2803.3 齒輪模數(shù)計算及驗算（1）模數(shù)計算。一般同一變速組內的齒輪取同一模數(shù)，選取負荷最重的小齒輪，按簡化的接觸疲勞強度公式進行計算，即 mj=16338可得各組的模數(shù)321][)(jjmnuzP???式中 mj——按接觸疲勞強度計算的齒輪模數(shù)（mm） ；——驅動電動機功率（kW） ；dN——被計算齒輪的計算轉速（r/min） ；j——大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比，外嚙合取“+” ，u內嚙合取“-” ；——小齒輪的齒數(shù)（齒） ；1z——齒寬系數(shù)， （B 為齒寬，m 為模數(shù)） ， ；m???4~10m??——材料的許用接觸應力（ ） 。j????? MPa得：基本組的模數(shù) mj=3.5 第一擴大組的模數(shù) mj=3.5（2）基本組齒輪計算?；窘M齒輪幾何尺寸見下表 3-3表 3-3 基本組齒輪幾何尺寸齒輪 Z1 Z1` Z2 Z2` Z3 Z3`齒數(shù) 33 65 26 72 20 78分度圓直徑 105 147 84 168 66.5 185.5齒頂圓直徑 108.5 150.5 87.5 171.5 70 189齒根圓直徑 100.6 142.6 79.6 163.6 62.12 181.1齒寬 24.5 24.5 24.5 24.5 24.5 24.5按基本組最小齒輪計算。小齒輪用 40Cr，調質處理，硬度241HB～286HB，平均取 260HB，大齒輪用 45 鋼，調質處理，硬度 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙10229HB～286HB，平均取 240HB。計算如下：① 齒面接觸疲勞強度計算：接觸應力驗算公式為??jfsj MPauBnNKzm??????)()1(02832彎曲應力驗算公式為：??wswPaBYnz?????)(109235式中 N----傳遞的額定功率（kW） ，這里取 N 為電動機功率，N=3kW;-----計算轉速（r/min）. =400（r/min）;jnjm-----初算的齒輪模數(shù)（mm）, m=3.5（mm）;B----齒寬（mm）;B=24.5（mm）;z----小齒輪齒數(shù)；z=19;u----小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=2.79;-----壽命系數(shù)；sK=sTKnNq----工作期限系數(shù)；TmTCn016?T------齒輪工作期限，這里取 T=15000h.;-----齒輪的最低轉速（r/min）, =400（r/min）1n 1n 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙11----基準循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取 = ，彎曲載荷取 =0C0C710C612?m----疲勞曲線指數(shù)，接觸載荷取 m=3；彎曲載荷取 m=6;----轉速變化系數(shù)，取 =0.60nKnK----功率利用系數(shù)，取 =0.78NN-----材料強化系數(shù)， =0.60q q-----工作狀況系數(shù)，取 =1.13K3K-----動載荷系數(shù)，取 =12 2------齒向載荷分布系數(shù)， =1 1 1Y------齒形系數(shù)， Y=0.386；----許用接觸應力（MPa）,取 =650 Mpa；??j???j?---許用彎曲應力（MPa） ，取 =275 Mpa；w w根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得：=639.47 Mpa j????j?=78.72 Mpaww（3）擴大組齒輪計算。擴大組齒輪幾何尺寸見下表所示表 3-3 擴大組齒輪幾何尺寸齒輪 Z4 Z4` Z5 Z5` Z6 Z6`齒數(shù) 66 33 41 58 20 79 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙12分度圓直徑 231 115.5 143.5 203 70 276.5齒頂圓直徑 234.5 119 147 206.5 73.5 280齒根圓直徑 226.6 111.12 139.12 198.6 65.6 272.12齒寬 28 28 28 28 28 28按擴大組最小齒輪計算。小齒輪用 40Cr，調質處理，硬度241HB～286HB，平均取 260HB，大齒輪用 45 鋼，調質處理，硬度229HB～286HB，平均取 240HB。同理根據(jù)基本組的計算，可得 =0.62， =0.77， =0.60， =1.1，nKNqK3=1， =1，m=3.5， =280；21jn可求得：=620.73 Mpa j????j?=136.24Mpa ww3.4 主軸合理跨距的計算由于電動機功率 P=3KW，根據(jù)表 3-20，前軸徑初步選取 d1=50mm。后軸徑的 d2=（0.7~0.9 ） d1，取 d2=40mm。根據(jù)設計方案，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，主軸最大輸出轉矩 T=9550 =9550× =318.3N.mnP903假設該機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)濟加工直徑約為最大回轉直徑的 50%，這里取 60%，即180mm，故半徑為 0.09m；切削力（沿 y 軸） Fc= =4716N09.318背向力（沿 x 軸） Fp=0.5 Fc=2358N 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙13總作用力 F= =5272.65N2pCF?此力作用于工件上，主軸端受力為 F=5272.65N。先假設 l/a=2，l=3a=240mm。前后支承反力 RA 和 RB 分別為RA=F× =5272.65× =7908.97Nla?2401RB=F× =5272.65× =2636.325N根據(jù)文獻【1】式 3-7 得：Kr=3.39 得前支承的剛度：1.0Fr8.La9.0)(iza.1cosKA= 1689.69 N/ ；K B= 785.57 N/ ； = =2.15m?m?BAK57.6主軸的當量外徑 de=(80+60)/2=70mm，故慣性矩為I= =113.8×10-8m464)03.7.(???η= = =0.143aEIA6381.980.2??查【1】圖 3-8 得 =2.0，與原假設接近，所以最佳跨距al=120×2.0=240mm0l合理跨距為（0.75-1.5） ，取合理跨距 l=360mm。0l根據(jù)結構的需要，主軸的實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 電動機的選擇轉速n＝1430r/min，功率P＝3kW選用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機。 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙144.2 軸承的選擇I 軸：選用深溝球軸承，型號：6008。II軸：選用深溝球軸承，型號：6008。III 軸：主軸是傳動系統(tǒng)之中最為關鍵的部分，因此應該合理的選擇軸承。從主軸末端到前端依次選擇軸承為角接觸球軸承，型號：7010C;推力軸承，30213；雙列圓柱滾子軸承。4.3 鍵的選?。?）I 軸：d=46mm，選花鍵：8×32×36×6（2）II 軸：d=52mm，選花鍵：8×46×50×9 平鍵選用 8×7（3）III 軸：選擇平鍵連接， b h=22 14?4.4 變速操縱機構的選擇選用左右擺動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。第 5 章 校核5.1 軸的校核1.П 軸撓度校核單一載荷下，軸中心處的撓度采用文獻【5】中的公式計算：: 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙15??????YmZnDxNLYba ???43375.09.1L-----兩支承的跨距；D-----軸的平均直徑；X= /L； -----齒輪工作位置處距較近支承點的距離；iiN-----軸傳遞的全功率；校核合成撓度??YYbabah ?????cos22-----輸入扭距齒輪撓度；-------輸出扭距齒輪撓度b；)(????---被演算軸與前后軸連心線夾角； =144°?嚙合角 =20°，齒面摩擦角 =5.72°。?代入數(shù)據(jù)計算得： =0.022； =0.081； =0.120；2ay3ay1ay=0.198； =0.093； =0.065。5b4b6b合成撓度 =0.202?cos511aahY???查文獻 6，帶齒輪軸的許用撓度 =5/10000*L??y即 =0.268。??y因合成撓度小于許用撓度，故軸的撓度滿足要求。2.П 軸扭轉角的校核傳動軸在支承點 A，B 處的傾角 可按下式近似計算：BA?,????????radlyhBA3將上式計算的結果代入得：042.由文獻 6，查得支承處的 =0.001?因 〈0.001，故軸的轉角也滿足要求.??BA?5.2 軸承壽命校核由 П 軸最小軸徑可取軸承為 6208 深溝球軸承,壽命指數(shù)ε=3；P=XF r+YFaX=1，Y=0 。 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙16對Ⅱ軸受力分析得：前支承的徑向力 Fr=2541.33N。由軸承壽命的計算公式：預期的使用壽命 [L10h]=15000hL10h= × = × =93123.82h≥[L10h]=15000hn1670?)PC(2801673).81095(?軸承壽命滿足要求。第 6 章 結構設計及說明6.1 結構設計的內容、技術要求和方案設計主軸變速箱的結構包括傳動件（傳動軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動器等） 、主軸組件、操縱機構、潤滑密封系統(tǒng)和箱體及其聯(lián)結件的結構設計與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。課程設計由于時間的限制，一般只畫展開圖。 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙17主軸變速箱是機床的重要部件。設計時除考慮一般機械傳動的有關要求外，著重考慮以下幾個方面的問題。精度方面的要求，剛度和抗震性的要求，傳動效率要求，主軸前軸承處溫度和溫升的控制，結構工藝性，操作方便、安全、可靠原則，遵循標準化和通用化的原則。主軸變速箱結構設計時整個機床設計的重點，由于結構復雜，設計中不可避免要經(jīng)過反復思考和多次修改。在正式畫圖前應該先畫草圖。目的是：（1）布置傳動件及選擇結構方案。（2）檢驗傳動設計的結果中有無干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時改正。（3）確定傳動軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對位置，以確定各軸的受力點和受力方向，為軸和軸承的驗算提供必要的數(shù)據(jù)。6.2 密封與潤滑潤滑與密封：減摩抗磨，降低摩擦阻力以節(jié)約能源，減少磨損以延長機械壽命，提高經(jīng)濟效益；冷卻，要求隨時將摩擦熱排出機外； 密封，要求防泄漏、防塵、防竄氣； 清凈沖洗，要求把摩擦面積垢清洗排除；應力分散緩沖，分散負荷和緩和沖擊及減震； 動能傳遞，液壓系統(tǒng)和遙控馬達及摩擦無級變速等。由于帶輪轉速為 560r/min 故，采用油潤滑，可以減少摩擦阻力和減輕磨損。密封是為了阻止灰塵水分等雜物進入軸承，防止?jié)櫥瑒┑牧魇?。采用密封圈密封即可滿足要求。6.3 展開圖及其布置展開圖就是按照傳動軸傳遞運動的先后順序，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，一是將兩級變速齒輪和離合器做成一體。齒輪的直徑受到離合器內徑的約束，齒根圓的直徑必須大于離合器的外徑，負責齒輪無法加工。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，得到一級反向轉動，右邊接通得到三級反向轉動。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構?？偛贾脮r需要考慮制動器的位置。制動器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上。制動器不要放在轉速太低軸上，以免制動扭矩太大，是制 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙18動尺寸增大。齒輪在軸上布置很重要，關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。結論經(jīng)過此次課程設計，內心感觸頗深，課程設計環(huán)節(jié)可以說既是對我們在校學習成果的檢驗，又是一次綜合運用所學知識的一次機會。以前也曾做過類似的設計，但那些都是一方面的，不像此次設計內容考核這樣全面，含蓋面很廣，其中包含運用所學過的基礎課、技術基礎課和專業(yè)課的有關理論知識，及生產(chǎn)實習等實踐技能，通過課程設計，分析比較機械系統(tǒng)中 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙19的某些典型機構，進行選擇和改進；結合結構設計，進行設計計算并編寫技術文件；完成系統(tǒng)主傳動設計，達到學習設計步驟和方法的目的。通過設計，掌握查閱相關工程設計手冊、設計標準和資料的方法，達到積累設計知識和設計技巧等很多方面及內容。此次設計不僅考核了我們對知識的掌握程度，更重要的是加深了我們對所學知識的印象，為我們步入工作崗位奠定了基礎。設計過程不僅要依賴于課本及資料上的理論知識，也要結合實際進行設計，只有在理論結合實際的基礎上做出的設計才能滿足于現(xiàn)場生產(chǎn)的需求，只有滿足現(xiàn)場需求的設計才是一份合格的設計。我們的設計做的還不夠全面，不夠完善，缺少實踐的驗證。但我相信我們通過此次設計所積累的設計經(jīng)驗以及理論經(jīng)驗對于我們而言也是一份很難得很寶貴的財富。當然設計內容一定有很多欠缺的地方，有很多不完善的地方，望老師批評指正。致謝在學習中,老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、豐富淵博的知識、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風范是我們終生學習的楷模，老師們的高深精湛的造詣與嚴謹求實的治學精神，將永遠激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，王老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持，在此，謹向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意！另外，感謝校方給予我這樣一次機會，能夠獨立地完成一個課程設計， 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙20并在這個過程當中，我們受益匪淺，感謝所有任課老師和所有同學在這四年來給自己的指導和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我們如何學習，教會了我們如何做人。正是由于他們，我們才能在各方面取得顯著的進步，在此向他們表示我由衷的謝意。 最后，再一次感謝所有在設計中幫助過我的良師益友和同學。參考文獻【1】候珍秀.《機械系統(tǒng)設計》.哈爾濱工業(yè)大學出版社，修訂版；【2】于惠力 主編 《機械設計》 科學出版社 第一版【3】戴 曙 主編 《金屬切削機床設計》 機械工業(yè)出版社【4】戴 曙 主編 《金屬切削機床》 機械工業(yè)出版社 第一版【4】趙九江 主編 《材料力學》 哈爾濱工業(yè)大學出版社 第一版【6】鄭文經(jīng) 主編 《機械原理》 高等教育出版社 第七版【7】于惠力 主編 《機械設計課程設計》 科學出版社 充值購買-下載設計文檔后，加 Q--1459919609 免費領取圖紙21