4級分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)【N=50~280;Z=4級;公比為1.78;P=4kW;電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440含2張CAD圖】
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充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙I分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要本說明書著重研究機(jī)床主傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)方法,根據(jù)已確定的運(yùn)動參數(shù)以變速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)床主傳動系統(tǒng)中,為減少齒輪數(shù)目,簡化結(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。本文通過對主傳動系統(tǒng)中三聯(lián)滑移齒輪傳動特點(diǎn)的分析與研究,繪制零件工作圖與主軸箱展開圖及剖視圖。關(guān)鍵詞 分級變速;傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì);傳動副;結(jié)構(gòu)網(wǎng);結(jié)構(gòu)式;齒輪模數(shù),傳動比 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙II目 錄摘 要 .................................................................................................................I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 ...........................................2第 2 章 運(yùn)動設(shè)計(jì) ................................................................................................32.1 運(yùn)動參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定 .......................................................................32.2 確定各變速組齒輪傳動副齒數(shù) ...............................................................52.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 ...................................................................................5第 3 章 動力計(jì)算 ................................................................................................73.1 帶傳動設(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 齒輪分度圓直徑的計(jì)算 .........................................................................10第 4 章 主要零部件的選擇 ..............................................................................124.1 電動機(jī)的選擇 .........................................................................................124.2 軸承的選擇 .............................................................................................124.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 .............................................................................12第 5 章 校核 ......................................................................................................135.1 齒輪校核 .................................................................................................135.2 軸的校核 .................................................................................................15第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 ..................................................................................166.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 .....................................................166.2 展開圖及其布置 .....................................................................................16結(jié)論 ....................................................................................................................16參考文獻(xiàn) ............................................................................................................16致謝 ....................................................................................................................16 充值購買-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,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、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)行傳動系統(tǒng)運(yùn)動設(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。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙21.2.3 編制技術(shù)文件(1)對于課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行自我經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價(jià)。(2)編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。1.3 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:分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù):Nmin=50r/min;Nmax=280r/min ;Z=4 級;公比為 1.78;電動機(jī)功率 P=4kW;電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1440r/min1.3.2 技術(shù)要求(1)利用電動機(jī)完成換向和制動。(2)各滑移齒輪塊采用單獨(dú)操縱機(jī)構(gòu)。(3)進(jìn)給傳動系統(tǒng)采用單獨(dú)電動機(jī)驅(qū)動。 充值購買-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)動設(shè)計(jì)2.1 運(yùn)動參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定2.1.1 轉(zhuǎn)速范圍Rn= = =5.6minaxN50282.1.2 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 50r/min,根據(jù)φ=1.78,得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為 50r/min、90r/min、160r/min、280r/min 共4 級。2.1.3 確定結(jié)構(gòu)式對于 Z=4 可分解為:Z=2 1×222.1.4 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)根據(jù)“前多后少” , “先降后升” ,前密后疏,結(jié)構(gòu)緊湊的原則,選取傳動方案 Z=2 1×22,其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖 2-1。圖 2-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng) 充值購買-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)速圖和傳動系統(tǒng)圖(1)選擇電動機(jī):采用 Y 系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機(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),畫主傳動系統(tǒng)圖如圖 2-3:圖 2-3 主傳動系統(tǒng)圖 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙51-2 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 確定各變速組齒輪傳動副齒數(shù)1、Sz 100~120,中型機(jī)床 Sz=70~100?2、直齒圓柱齒輪 Zmin 18~20?3、齒數(shù)確定:基本組: ia1= Za1/Za1′=1, ia2= Za2/Za2′=1/ ;所以最小的齒數(shù)應(yīng)該在 Za2 中,?由文獻(xiàn)查得:Sz=70,公比 1.78,所對應(yīng)的齒數(shù)為 25.Za2=25;Z a2′=45;Sz=70;由此可得:Z a1= Sz ×ia1 /(1+ ia1)=35,Z a1′=35驗(yàn)算:Zmin= Za2=25>18-20,Sz=70≤70-100;Z a2′- Za1′=10>4,滿足要求。第一擴(kuò)大組:ib1= Zb1/Zb1′=1 ;i b2= Zb2/Zb2′=1/ 2;所以最小的齒數(shù)應(yīng)該在 Zb2 中,?由文獻(xiàn)得:Zb2=18,Z b2′=64;Sz=80;由此可得:Z b1= Sz ×ib2/(1+i b2)=40,Z b1′=40驗(yàn)算:Zmin= Zb2=18≥18-20,Sz=80<100-120,Z b2′- Zb1′=21>4,滿足要求。 定比傳動:ic= Zc/Zc′=1/ 2;取 Zc=19,Zc ′=61? 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙6表 2-1 齒輪齒數(shù)基本組 第 1 擴(kuò)大組 第 2 擴(kuò)大組傳動比1:1 1:1.78 1:1 1:3.56 1:3.56代號 1az?2az?1bz?2bz?cz?齒數(shù) 35 35 25 45 40 40 18 64 19 612.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差實(shí)際傳動比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差,一般不應(yīng)超過±10( -1)%,即?〈10( -1)%=7.8%n標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 ?對 Nmax=280r/min,實(shí)際轉(zhuǎn) Nmax=1430× × × × =275r/min 1620354619則有 =1.78%〈7.8%280-75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:表 2-2 轉(zhuǎn)速誤差分析表n 280 160 90 50n′ 275 153 86 48誤差 1.78% 4.58% 4.44% 4%所有計(jì)算結(jié)果都小于 7.8%,因此不需要修改齒數(shù)。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙7第 3 章 動力計(jì)算3.1 帶傳動設(shè)計(jì) 輸出功率 P=4kw,轉(zhuǎn)速 n1=1430r/min,n2=890r/min3.1.1 確定計(jì)算功率按最大的情況計(jì)算 P=4kw,K 為工作情況系數(shù),查[1]表 3.5. 取K=1.0pd=kAP=1.0×4=4kw3.1.2 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=100mm3.1.3 確定帶輪直徑 d1,d2小帶輪直徑 d1=100mm驗(yàn)算帶速 v=πd1n1/(60×1000)= ×100×1430/(60×1000)=7.49m/s?從動輪直徑 d2=n1d1/n2=1430×100/890=160.7mm 取 d2=160mm計(jì)算實(shí)際傳動比 i=d2/d1=160/100=1.63.1.4 定中心矩 a 和基準(zhǔn)帶長 Ld[1]初定中心距 a00.7(d1+d2) a0 2(d1+d2))?182 a0 520 取 ao=300mm[2]帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度Ld0≈2a0+ (d1+d2)/2+(d2-d1)2/4a0?≈2×300+ (100+160)/2+(160-100)2/4×300≈1011mm查[1]表 3.2 取 Ld0=1000mm 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙8[3]計(jì)算實(shí)際中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=300+(1011-1000)=311mm[4]確定中心距調(diào)整范圍amax=a+0.03Ld=311+0.03×1000=741mmamin=a-0.015Ld=311-0.015×1000=296mm3.1.5 驗(yàn)算包角1=1800-(d 2-d1)/a×57.3 0=1800-(160-100)/311×57.30=1690>1200?3.1.6 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=0.15kw查[1]表 37 得功率增量 P0=0.13kw:查[1]表 38 得包角系數(shù) K =0.99?查[1]表 3 得長度系數(shù) Kl=0.81確定帶根數(shù):Z=P /{(P +△P )×K ×K }C0?L=4/(1.05+0.13)×0.99×0.81=4.22 取 Z=53.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算3.2.1 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 =50 =60.6r/min )13/4(78.?取計(jì)算轉(zhuǎn)速為 50r/min3.2.2 傳動軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 I 軸: 890r/minII 軸:500 —890 r/min 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙9III 軸:160—890 r/minIV 軸:50—280 r/min3.2.3 確定各傳動軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。由機(jī)械設(shè)計(jì)知識可知,一對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,可求得其余兩對嚙合齒輪中危險(xiǎn)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速,各計(jì)算轉(zhuǎn)速如表 3-1表 3-1 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速3.2.4 確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速表 3-2 齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速序號 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5nj 890 890 500 500 1603.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算3.3.1 計(jì)算各傳動軸的輸出功率3.8(kw)?????9.06.4n1rbp額3.65(kw)7832g3.51(kw).5.3r3.37(kw)1g主3.3.2 軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取軸一: ,n1=890r/min,取 帶入公式:kw8.31?p0.??!?】 =軸號 I 軸 II 軸 III 軸 IV 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 890 500 160 50 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙10有,d=23.88mm,圓整取 d=24mm491[]jPdn???選花鍵: 6230軸二:: ,n2=500r/min,取 帶入公式:kw5.p0.9??!?】 =有,d=27.31mm,圓整取 d=30mm 491[]jPdn???選花鍵: 8326軸三: ,n3=160r/min,取 帶入公式:kw51.3p0.9?!?】 =有,d=35.96mm,圓整取 d=36mm49[]jPdn???選花鍵: 83607主軸:為了提高主軸抗震性,采用兩支承,以前支承為主.由結(jié)構(gòu)要求,查表選擇主軸前端直徑 ,后端直徑 =0.8×80=64mm180Dm?210.75.8DD?:( )軸承內(nèi)徑:d/D 0.7 d 0.7(80+64/2)=50.4 取 d=50mm?對于普通車床,主軸內(nèi)孔直徑 ,故本例之中,主軸內(nèi)(.6)?孔直徑取為 d=24mm。前后軸承選用 NN3000k 系列雙列圓柱滾子軸承,材料為 45 鋼。熱處理:調(diào)治 Hre22-28主軸懸伸量:a/D1=1.25--2.5 a=(1.25—2.5)D1= (1.25—2.5) x(80+ 64/ 2) =90—180,取 a=120mm。3.3.3 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 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙11化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算,即可得各組的模數(shù),按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) m 21()p638[]jmjzn?????P—驅(qū)動電動機(jī)功率u---大齒輪與小齒輪齒數(shù)比Z1--小齒輪齒數(shù)m----齒寬系數(shù) m=B/m=6-10,取 m=8???nj----計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速[ ]---許用接觸應(yīng)力 [ ]=650mpaj? j?I-II 軸: m=8 ;Z 小 =25 ;u=1.78;n j=890r/minmj=16338 3 =2.6 取 m1=31[]2()mZujNd???II-III 軸 : m=8 ;Z 小 =19;u=3.17;n j=500r/min ?mj=16338 3 =3.52 取 m2=41[]2()mZujd?III-IV 軸: m=8 ;Z 小 =19;u=3.17;n j=160r/minmj=16338 3 =4.12 取 m3=51[]2()mZujNd???3.4 齒輪分度圓直徑的計(jì)算I 軸-II 軸: d1=m1z1=3×25=75mmd1′=m1z1′=3×45=135mmd2=m1z2=3×35=105mmd2′=m1z2′=3×35=105mm 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙12B= m=8×3=24mmm?h=2.25m=2.25×3=6.75mmII-III 軸 : d3=m2z3=4×19=76mmd3′=m2z3′=4×61=244mm d4=m2z4=4×40=160mmd4′=m2z4′=4×40=160mmB= m=8×4=32mmm?h=2.25m=2.25×4=9III-IV 軸: d5=m3z5=5×19=95mmd5′=m3z5′=5×61=305mmB= m=8×5=40mmm?h=2.25m=2.25×5=11.25 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙13第 4 章 主要零部件的選擇4.1 電動機(jī)的選擇轉(zhuǎn)速 n=1430r/min,功率 P=4kW選用 Y 系列三相異步電動機(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)。IV 軸:主軸是傳動系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分,既受到徑向力又受軸向力的作用,所以選用圓錐滾子軸承 32209 和雙列圓柱棍子軸承 NN30212。4.3 變速操縱機(jī)構(gòu)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。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙14第 5 章 校核5.1 齒輪校核各齒輪參數(shù)如表 5-1 所示:表 5-1 齒輪參數(shù)表齒數(shù)Z模數(shù)m(mm)分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒寬BI 軸 25 3 75 81 67.5 2435 3 105 111 97.5 24II 軸 45 3 135 141 127.5 2435 3 105 111 97.5 2419 4 76 84 66 3240 4 160 168 150 32III 軸 61 4 244 252 234 3240 4 160 168 150 3219 5 95 105 82.5 40IV 軸 61 5 305 315 292.5 401、一軸到二軸的小齒輪從上表可知齒數(shù)為 25接觸應(yīng)力計(jì)算: ??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 為電動機(jī)功率,N=4kW;-----計(jì)算轉(zhuǎn)速(r/min);jnm-----初算的齒輪模數(shù)(mm), m=3(mm);B----齒寬(mm);B=24(mm); 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙15z----小齒輪齒數(shù);z=25;u----小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比 ,u=1.78;-----壽命系數(shù);sK=sKTnNq----工作期限系數(shù);T mTC016?T------齒輪工作期限,這里取 T=15000h.;-----齒輪的最低轉(zhuǎn)速(r/min), =890( r/min)1n1n----基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù),接觸載荷取 = ,彎曲載荷取 =0C70C612?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), 取 =0.60nKnK----功率利用系數(shù) ,取 =0.78NN-----材料強(qiáng)化系數(shù), =0.60q q-----工作狀況系數(shù),取 =1.13 3-----動載荷系數(shù),查圖 10-8 得,取 =1.22K2K------齒向載荷分布系數(shù),查 10-4 得, =1.1 1 1Y------齒形系數(shù),查表 10-5 得,Y=2.62;----許用接觸應(yīng)力(MPa) ,取 =650 Mpa;??j???j?---許用彎曲應(yīng)力(MPa) ,取 =275 Mpa;w w根據(jù)上述公式,可求得及查取值可求得:=639Mpa j????j?=141 Mpaww 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙162、二軸到三軸的小齒輪從上表可知為齒數(shù)為 19。查設(shè)計(jì)手冊可得以下數(shù)據(jù): Z=19, =0.62, =0.77, =0.60, =1.1,nKNqK3=1, =1,m=4 , =450;21jnT=Ts/P=15000/3.65=4110h接觸應(yīng)力: 123()2081()sj juKNMPaZmBn????N=3.65KW [ 為傳遞的額定功率(KW)]N將以上數(shù)據(jù)代入公式可得=985Mpa<1200Mpaj?彎曲應(yīng)力: 512390()SwjKNMPaZmBn??將以上數(shù)據(jù)代入公式可得=87 Mpa 160Mpaw??3、III 軸到主軸最小齒輪從上表可查Z=19, =0.62, =0.77, =0.60, =1.1,nKNqK3=1, =1,m=4 , =28021jnT=Ts/P=15000/3.51=4273h接觸應(yīng)力: 123()2081()sj juKNMPaZmBn????N=3.51KW 將以上數(shù)據(jù)代入公式可得 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙17=1033Mpa<1200Mpaj?彎曲應(yīng)力: 512390()SwjKNMPaZmBn??將以上數(shù)據(jù)代入公式可得=93Mpa 160Mpaw??5.2 軸的校核主軸的前端部撓度 []0.250.1sy???主軸在前軸承處的傾角 []rad???容 許 值 軸 承在安裝齒輪處的傾角 .容 許 值 齒Da=1.07× 23???LlDi52.10EMPa??I=Πd =1460782mm)/64-(4 4F N1368n/dp*9.50*23z ??計(jì)件主F ZY2.57?F X.z由于小齒輪的傳動力大,這里以小齒輪來進(jìn)行計(jì)算F =9250N)( 計(jì)主主主 nm/950*2qP?將其分解為垂直分力和水平分力,根據(jù)公式 ,tantaQyQzynF?????可得 F FN2350qz?N690qM NLZX142873/2件 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙18M NLFY5943/2y?件M 件zZ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), ,1()6QZFabclyEI???2()3ZFcylI??3(23)6zMcylEI??120.17sz, ,()3QZabIl??齒 1 ()6ZlcI?齒 (3)ZlcI?齒 35.9?????齒 齒 1齒 2齒 3 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙19, ,()6QZFablEI????軸 承 1 3zFclEI??軸 承 23ZMlI??軸 承 5.910??軸 承 軸 承 1軸 承 軸 承計(jì)算(在水平面), ,1()6QyFabclEI???2()3yFclI??3()(23)6yxclEI??120.17sy, ,()3QyabIl??齒 1 ()6lcI?齒 2()(3yxMlcI??齒 35.86????齒 y齒 1齒 齒 3, ,()QFlaEI軸 承 1 yFlEI軸 承 2()3yxlEI軸 承 5.10???軸 承 y軸 承 1軸 承 軸 承 3合成: 20.18.5sszyy???0?齒 齒 齒 22.3.1??軸 承 軸 承 Z軸 承 Y第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙206.1 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(jī)構(gòu)、潤滑密封系統(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、布置傳動件及選擇結(jié)構(gòu)方案。2、 檢驗(yàn)傳動設(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(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軸傳遞運(yùn)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(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, 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙21得到一級反向轉(zhuǎn)動,右邊接通得到三級反向轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)??偛贾脮r(shí)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(zhuǎn)速太低軸上,以免制動扭矩太大,是制動尺寸增大。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。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙22結(jié)論分級變速主傳動系統(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,由于本人水平有限,加之時(shí)間倉促,僅對分級變速主傳動系統(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]有接觸過生產(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。經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì),使我對機(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,對于機(jī)械類的書籍,軟件的使用能力得到了提升,并且對設(shè)計(jì)工作有了更深入的認(rèn)識,在同學(xué)們一起進(jìn)行設(shè)計(jì)任務(wù)的過程中,不僅增進(jìn)了友誼,而且對于課程設(shè)計(jì)的課題有了更深的理解。在設(shè)計(jì)過程中,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。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙23參考文獻(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 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙24致謝在課程設(shè)計(jì)過程中,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。I分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要本說明書著重研究機(jī)床主傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)方法,根據(jù)已確定的運(yùn)動參數(shù)以變速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)床主傳動系統(tǒng)中,為減少齒輪數(shù)目,簡化結(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。本文通過對主傳動系統(tǒng)中三聯(lián)滑移齒輪傳動特點(diǎn)的分析與研究,繪制零件工作圖與主軸箱展開圖及剖視圖。關(guān)鍵詞 分級變速;傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì);傳動副;結(jié)構(gòu)網(wǎng);結(jié)構(gòu)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(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 ...........................................2第 2 章 運(yùn)動設(shè)計(jì) ................................................................................................32.1 運(yùn)動參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定 .......................................................................32.2 確定各變速組齒輪傳動副齒數(shù) ...............................................................52.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 ...................................................................................5第 3 章 動力計(jì)算 ................................................................................................73.1 帶傳動設(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 齒輪分度圓直徑的計(jì)算 .........................................................................10第 4 章 主要零部件的選擇 ..............................................................................124.1 電動機(jī)的選擇 .........................................................................................124.2 軸承的選擇 .............................................................................................124.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 .............................................................................12第 5 章 校核 ......................................................................................................135.1 齒輪校核 .................................................................................................135.2 軸的校核 .................................................................................................15第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 ..................................................................................166.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 .....................................................166.2 展開圖及其布置 .....................................................................................16結(jié)論 ....................................................................................................................16參考文獻(xiàn) ............................................................................................................16致謝 ....................................................................................................................161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,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、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)行傳動系統(tǒng)運(yùn)動設(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。21.2.3 編制技術(shù)文件(1)對于課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行自我經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價(jià)。(2)編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。1.3 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:分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù):Nmin=50r/min;Nmax=280r/min ;Z=4 級;公比為 1.78;電動機(jī)功率 P=4kW;電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1440r/min1.3.2 技術(shù)要求(1)利用電動機(jī)完成換向和制動。(2)各滑移齒輪塊采用單獨(dú)操縱機(jī)構(gòu)。(3)進(jìn)給傳動系統(tǒng)采用單獨(dú)電動機(jī)驅(qū)動。3第 2 章 運(yùn)動設(shè)計(jì)2.1 運(yùn)動參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定2.1.1 轉(zhuǎn)速范圍Rn= = =5.6minaxN50282.1.2 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 50r/min,根據(jù)φ=1.78,得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為 50r/min、90r/min、160r/min、280r/min 共4 級。2.1.3 確定結(jié)構(gòu)式對于 Z=4 可分解為:Z=2 1×222.1.4 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)根據(jù)“前多后少” , “先降后升” ,前密后疏,結(jié)構(gòu)緊湊的原則,選取傳動方案 Z=2 1×22,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)速圖和傳動系統(tǒng)圖(1)選擇電動機(jī):采用 Y 系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機(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),畫主傳動系統(tǒng)圖如圖 2-3:圖 2-3 主傳動系統(tǒng)圖51-2 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 確定各變速組齒輪傳動副齒數(shù)1、Sz 100~120,中型機(jī)床 Sz=70~100?2、直齒圓柱齒輪 Zmin 18~20?3、齒數(shù)確定:基本組: ia1= Za1/Za1′=1, ia2= Za2/Za2′=1/ ;所以最小的齒數(shù)應(yīng)該在 Za2 中,?由文獻(xiàn)查得:Sz=70,公比 1.78,所對應(yīng)的齒數(shù)為 25.Za2=25;Z a2′=45;Sz=70;由此可得:Z a1= Sz ×ia1 /(1+ ia1)=35,Z a1′=35驗(yàn)算:Zmin= Za2=25>18-20,Sz=70≤70-100;Z a2′- Za1′=10>4,滿足要求。第一擴(kuò)大組:ib1= Zb1/Zb1′=1 ;i b2= Zb2/Zb2′=1/ 2;所以最小的齒數(shù)應(yīng)該在 Zb2 中,?由文獻(xiàn)得:Zb2=18,Z b2′=64;Sz=80;由此可得:Z b1= Sz ×ib2/(1+i b2)=40,Z b1′=40驗(yàn)算:Zmin= Zb2=18≥18-20,Sz=80<100-120,Z b2′- Zb1′=21>4,滿足要求。 定比傳動:ic= Zc/Zc′=1/ 2;取 Zc=19,Zc′=61?6表 2-1 齒輪齒數(shù)基本組 第 1 擴(kuò)大組 第 2 擴(kuò)大組傳動比1:1 1:1.78 1:1 1:3.56 1:3.56代號 1az?2az?1bz?2bz?cz?齒數(shù) 35 35 25 45 40 40 18 64 19 612.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差實(shí)際傳動比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差,一般不應(yīng)超過±10( -1)%,即?〈10( -1)%=7.8%n標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 ?對 Nmax=280r/min,實(shí)際轉(zhuǎn) Nmax=1430× × × × =275r/min 1620354619則有 =1.78%〈7.8%280-75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:表 2-2 轉(zhuǎn)速誤差分析表n 280 160 90 50n′ 275 153 86 48誤差 1.78% 4.58% 4.44% 4%所有計(jì)算結(jié)果都小于 7.8%,因此不需要修改齒數(shù)。7第 3 章 動力計(jì)算3.1 帶傳動設(shè)計(jì) 輸出功率 P=4kw,轉(zhuǎn)速 n1=1430r/min,n2=890r/min3.1.1 確定計(jì)算功率按最大的情況計(jì)算 P=4kw,K 為工作情況系數(shù),查[1]表 3.5. 取K=1.0pd=kAP=1.0×4=4kw3.1.2 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=100mm3.1.3 確定帶輪直徑 d1,d2小帶輪直徑 d1=100mm驗(yàn)算帶速 v=πd1n1/(60×1000)= ×100×1430/(60×1000)=7.49m/s?從動輪直徑 d2=n1d1/n2=1430×100/890=160.7mm 取 d2=160mm計(jì)算實(shí)際傳動比 i=d2/d1=160/100=1.63.1.4 定中心矩 a 和基準(zhǔn)帶長 Ld[1]初定中心距 a00.7(d1+d2) a0 2(d1+d2))?182 a0 520 取 ao=300mm[2]帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度Ld0≈2a0+ (d1+d2)/2+(d2-d1)2/4a0?≈2×300+ (100+160)/2+(160-100)2/4×300≈1011mm查[1]表 3.2 取 Ld0=1000mm8[3]計(jì)算實(shí)際中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=300+(1011-1000)=311mm[4]確定中心距調(diào)整范圍amax=a+0.03Ld=311+0.03×1000=741mmamin=a-0.015Ld=311-0.015×1000=296mm3.1.5 驗(yàn)算包角1=1800-(d 2-d1)/a×57.3 0=1800-(160-100)/311×57.30=1690>1200?3.1.6 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=0.15kw查[1]表 37 得功率增量 P0=0.13kw:查[1]表 38 得包角系數(shù) K =0.99?查[1]表 3 得長度系數(shù) Kl=0.81確定帶根數(shù):Z=P /{( P +△P )×K ×K }C0?L=4/(1.05+0.13)×0.99×0.81=4.22 取 Z=53.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算3.2.1 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 =50 =60.6r/min )13/4(78.?取計(jì)算轉(zhuǎn)速為 50r/min3.2.2 傳動軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 I 軸: 890r/minII 軸:500 —890 r/min9III 軸:160—890 r/minIV 軸:50—280 r/min3.2.3 確定各傳動軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。由機(jī)械設(shè)計(jì)知識可知,一對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,可求得其余兩對嚙合齒輪中危險(xiǎn)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速,各計(jì)算轉(zhuǎn)速如表 3-1表 3-1 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速3.2.4 確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速表 3-2 齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速序號 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5nj 890 890 500 500 1603.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算3.3.1 計(jì)算各傳動軸的輸出功率3.8(kw)?????9.06.4n1rbp額3.65(kw)7832g3.51(kw).5.3r3.37(kw)1g主3.3.2 軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取軸一: ,n1=890r/min,取 帶入公式:kw8.31?p0.??!?】 =軸號 I 軸 II 軸 III 軸 IV 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 890 500 160 5010有,d=23.88mm,圓整取 d=24mm491[]jPdn???選花鍵: 6230軸二:: ,n2=500r/min,取 帶入公式:kw5.p0.9?。【 】 =有,d=27.31mm,圓整取 d=30mm 491[]jPdn???選花鍵: 8326軸三: ,n3=160r/min,取 帶入公式:kw51.3p0.9?!?】 =有,d=35.96mm,圓整取 d=36mm49[]jPdn???選花鍵: 83607主軸:為了提高主軸抗震性,采用兩支承,以前支承為主.由結(jié)構(gòu)要求,查表選擇主軸前端直徑 ,后端直徑 =0.8×80=64mm180Dm?210.75.8DD?:( )軸承內(nèi)徑:d/D 0.7 d 0.7(80+64/2)=50.4 取 d=50mm?對于普通車床,主軸內(nèi)孔直徑 ,故本例之中,主軸內(nèi)(.6)?孔直徑取為 d=24mm。前后軸承選用 NN3000k 系列雙列圓柱滾子軸承,材料為 45 鋼。熱處理:調(diào)治 Hre22-28主軸懸伸量:a/D1=1.25--2.5 a=(1.25—2.5)D1= (1.25—2.5) x(80+ 64/ 2) =90—180,取 a=120mm。3.3.3 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11化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算,即可得各組的模數(shù),按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) m 21()p638[]jmjzn?????P—驅(qū)動電動機(jī)功率u---大齒輪與小齒輪齒數(shù)比Z1--小齒輪齒數(shù)m----齒寬系數(shù) m=B/m=6-10,取 m=8???nj----計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速[ ]---許用接觸應(yīng)力 [ ]=650mpaj? j?I-II 軸: m=8 ;Z 小 =25 ;u=1.78 ;n j=890r/minmj=16338 3 =2.6 取 m1=31[]2()mZujNd???II-III 軸 : m=8 ;Z 小 =19;u=3.17;n j=500r/min ?mj=16338 3 =3.52 取 m2=41[]2()mZujd?III-IV 軸: m=8 ;Z 小 =19;u=3.17 ;n j=160r/minmj=16338 3 =4.12 取 m3=51[]2()mZujNd???3.4 齒輪分度圓直徑的計(jì)算I 軸-II 軸: d1=m1z1=3×25=75mmd1′=m1z1′=3×45=135mmd2=m1z2=3×35=105mmd2′=m1z2′=3×35=105mm12B= m=8×3=24mmm?h=2.25m=2.25×3=6.75mmII-III 軸 : d3=m2z3=4×19=76mmd3′=m2z3′=4×61=244mm d4=m2z4=4×40=160mmd4′=m2z4′=4×40=160mmB= m=8×4=32mmm?h=2.25m=2.25×4=9III-IV 軸: d5=m3z5=5×19=95mmd5′=m3z5′=5×61=305mmB= m=8×5=40mmm?h=2.25m=2.25×5=11.2513第 4 章 主要零部件的選擇4.1 電動機(jī)的選擇轉(zhuǎn)速 n=1430r/min,功率 P=4kW選用 Y 系列三相異步電動機(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)。IV 軸:主軸是傳動系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分,既受到徑向力又受軸向力的作用,所以選用圓錐滾子軸承 32209 和雙列圓柱棍子軸承 NN30212。4.3 變速操縱機(jī)構(gòu)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。14第 5 章 校核5.1 齒輪校核各齒輪參數(shù)如表 5-1 所示:表 5-1 齒輪參數(shù)表齒數(shù)Z模數(shù)m(mm)分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑齒寬BI 軸 25 3 75 81 67.5 2435 3 105 111 97.5 24II 軸 45 3 135 141 127.5 2435 3 105 111 97.5 2419 4 76 84 66 3240 4 160 168 150 32III 軸 61 4 244 252 234 3240 4 160 168 150 3219 5 95 105 82.5 40IV 軸 61 5 305 315 292.5 401、一軸到二軸的小齒輪從上表可知齒數(shù)為 25接觸應(yīng)力計(jì)算: ??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 為電動機(jī)功率,N=4kW;-----計(jì)算轉(zhuǎn)速(r/min);jnm-----初算的齒輪模數(shù)(mm), m=3(mm);B----齒寬(mm);B=24(mm);15z----小齒輪齒數(shù);z=25;u----小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比 ,u=1.78;-----壽命系數(shù);sK=sKTnNq----工作期限系數(shù);T mTC016?T------齒輪工作期限,這里取 T=15000h.;-----齒輪的最低轉(zhuǎn)速( r/min), =890(r/min )1n1n----基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù),接觸載荷取 = ,彎曲載荷取 =0C70C612?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),取 =0.60nKnK----功率利用系數(shù) ,取 =0.78NN-----材料強(qiáng)化系數(shù), =0.60q q-----工作狀況系數(shù),取 =1.13 3-----動載荷系數(shù),查圖 10-8 得,取 =1.22K2K------齒向載荷分布系數(shù),查 10-4 得, =1.1 1 1Y------齒形系數(shù),查表 10-5 得,Y=2.62;----許用接觸應(yīng)力(MPa) ,取 =650 Mpa;??j???j?---許用彎曲應(yīng)力(MPa) ,取 =275 Mpa;w w根據(jù)上述公式,可求得及查取值可求得:=639Mpa j????j?=141 Mpaww162、二軸到三軸的小齒輪從上表可知為齒數(shù)為 19。查設(shè)計(jì)手冊可得以下數(shù)據(jù): Z=19, =0.62, =0.77, =0.60, =1.1,nKNqK3=1, =1,m=4, =450;21jnT=Ts/P=15000/3.65=4110h接觸應(yīng)力: 123()2081()sj juKNMPaZmBn????N=3.65KW [ 為傳遞的額定功率(KW)]N將以上數(shù)據(jù)代入公式可得=985Mpa<1200Mpaj?彎曲應(yīng)力: 512390()SwjKNMPaZmBn??將以上數(shù)據(jù)代入公式可得=87 Mpa 160Mpaw??3、III 軸到主軸最小齒輪從上表可查Z=19, =0.62, =0.77, =0.60, =1.1,nKNqK3=1, =1,m=4, =28021jnT=Ts/P=15000/3.51=4273h接觸應(yīng)力: 123()2081()sj juKNMPaZmBn????N=3.51KW 將以上數(shù)據(jù)代入公式可得17=1033Mpa<1200Mpaj?彎曲應(yīng)力: 512390()SwjKNMPaZmBn??將以上數(shù)據(jù)代入公式可得=93Mpa 160Mpaw??5.2 軸的校核主軸的前端部撓度 []0.250.1sy???主軸在前軸承處的傾角 []rad???容 許 值 軸 承在安裝齒輪處的傾角 .容 許 值 齒Da=1.07× 23???LlDi52.10EMPa??I=Πd =1460782mm)/64-(4 4F N1368n/dp*9.50*23z ??計(jì)件主F ZY2.57?F X.z由于小齒輪的傳動力大,這里以小齒輪來進(jìn)行計(jì)算F =9250N)( 計(jì)主主主 nm/950*2qP?將其分解為垂直分力和水平分力,根據(jù)公式 ,tantaQyQzynF?????可得 F FN2350qz?N690qM NLZX142873/2件18M NLFY5943/2y?件M 件zZ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), ,1()6QZFabclyEI???2()3ZFcylI??3(23)6zMcylEI??120.17sz, ,()3QZabIl??齒 1 ()6ZlcI?齒 (3)ZlcI?齒 35.9?????齒 齒 1齒 2齒 319, ,()6QZFablEI????軸 承 1 3zFclEI??軸 承 23ZMlI??軸 承 5.910??軸 承 軸 承 1軸 承 軸 承計(jì)算(在水平面), ,1()6QyFabclEI???2()3yFclI??3()(23)6yxclEI??120.17sy, ,()3QyabIl??齒 1 ()6lcI?齒 2()(3yxMlcI??齒 35.86????齒 y齒 1齒 齒 3, ,()QFlaEI軸 承 1 yFlEI軸 承 2()3yxlEI軸 承 5.10???軸 承 y軸 承 1軸 承 軸 承 3合成: 20.18.5sszyy???0?齒 齒 齒 22.3.1??軸 承 軸 承 Z軸 承 Y第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明206.1 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(jī)構(gòu)、潤滑密封系統(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、布置傳動件及選擇結(jié)構(gòu)方案。2、 檢驗(yàn)傳動設(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(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軸傳遞運(yùn)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(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,21得到一級反向轉(zhuǎn)動,右邊接通得到三級反向轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)??偛贾脮r(shí)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(zhuǎn)速太低軸上,以免制動扭矩太大,是制動尺寸增大。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。22結(jié)論分級變速主傳動系統(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,由于本人水平有限,加之時(shí)間倉促,僅對分級變速主傳動系統(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]有接觸過生產(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。經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì),使我對機(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,對于機(jī)械類的書籍,軟件的使用能力得到了提升,并且對設(shè)計(jì)工作有了更深入的認(rèn)識,在同學(xué)們一起進(jìn)行設(shè)計(jì)任務(wù)的過程中,不僅增進(jìn)了友誼,而且對于課程設(shè)計(jì)的課題有了更深的理解。在設(shè)計(jì)過程中,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。23參考文獻(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 24致謝在課程設(shè)計(jì)過程中,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。