分級變速主傳動系統的設計【Nmin=53rmin Nmax=600rmin Z=8 φ=1.41 P=4KW n=1440rmin】
分級變速主傳動系統的設計【Nmin=53rmin Nmax=600rmin Z=8 =1.41 P=4KW n=1440rmin】,Nmin=53rmin Nmax=600rmin Z=8 =1.41 P=4KW n=1440rmin,分級變速主傳動系統的設計【Nmin=53rmin,Nmax=600rmin,Z=8,=1.41,分級
哈爾濱理工大學課 程 設 計題 目:機械系統設計課程設計 院 、 系:機械動力工程學院 班 級:機械 姓 名: 學 號: 指導教師: 摘 要機械系統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)根據總體設計參數,進行傳動系統運動設計和計算。(3)根據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濟評價。(2)編制設計計算說明書。關鍵詞 分級變速;傳動系統設計,傳動副,結構網,結構式,齒輪模數,傳動比,計算轉速目錄摘 要2目錄3一、課程設計目的4二、課程設計題目,主要技術參數和技術要求分級、4三、運動設計41.確定極限轉速,轉速數列,結構網和結構式42.主傳動轉速圖和傳動系統圖63.計算齒輪齒數7四、動力計算91.傳動件的計算轉速92.傳動軸和主軸的軸徑設計93.計算齒輪模數及尺寬,分度圓直徑104.帶輪設計11五、主要零部件選擇131.軸承的選取132.鍵的選取13六、校核141.齒輪校核142 .主軸彎曲剛度校核163.軸承校核164.潤滑與密封16七、結束語17八、參考文獻17一、課程設計目的機械系統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,分析比較機械系統中的某些典型結構,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;完成系統主轉動設計,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,并為進行機械系統設計創(chuàng)造一定的條件。二、課程設計題目,主要技術參數和技術要求分級、分級變速主傳動系統設計題目1:技術參數:Nmin=53r/min;Nmax=600r/min;Z=8級;公比為1.41;電動機功率P=4kW;電機轉速n=1440r/min三、運動設計1.確定極限轉速,轉速數列,結構網和結構式(1)確定極限轉速,公比、變速級數Nmin=53r/min;Nmax=600r/min;Z=8級;公比為1.41 (2) 轉速數列: 53r/min,75r/min,106r/min,150r/min,212r/min,300r/min,425r/min,600r/min共8級(3)確定極限轉速:Rn=Nmax/Nmin=600/53=11.32(4)確定結構網和結構式 (1)寫傳動結構式:主軸轉速級數Z=8. 結構式8=212223(2)畫結構網: Z=2122232.主傳動轉速圖和傳動系統圖選擇電動機:采用Y系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機繪制轉速圖。 8=212223傳動系統圖3.計算齒輪齒數(1)、齒數計算基本組傳動比分別為1/1.41,1/2 Sz= 72 75 84 93 96 取Sz=72,小齒輪齒數分別為:30、24 Z1 / Z1 =30/42, Z2 / Z2 =24/48第二擴大組傳動比分別為1/1.41,1/2.8 取Sz=87,小齒輪齒數:36、23 Z4/Z4=36/51,Z5/Z5=23/64第三擴大組傳動比分別為1.41:1,1/2 取Sz=96,小齒輪齒數:40、25 Z4/Z4=40/56,Z5/Z5=25/71(2)校核各級轉速的轉速誤差實際傳動比所造成主軸轉速誤差 ,其中為實際轉速,n為標準轉速。N6003002121501067553n610.6310212.3150107.776.154.2誤差值2.1%1.4%2.1%02.1%1.2%1.9%以上誤差值均小于4.1% 故合格.四、動力計算4.1 帶傳動設計輸出功率P=4kW,轉速n1=1440r/min,n2=850r/min4.1.1計算設計功率Pd表4 工作情況系數工作機原動機類類一天工作時間/h10161016載荷平穩(wěn)液體攪拌機;離心式水泵;通風機和鼓風機();離心式壓縮機;輕型運輸機1.01.11.21.11.21.3載荷變動小帶式運輸機(運送砂石、谷物),通風機();發(fā)電機;旋轉式水泵;金屬切削機床;剪床;壓力機;印刷機;振動篩1.11.21.31.21.31.4載荷變動較大螺旋式運輸機;斗式上料機;往復式水泵和壓縮機;鍛錘;磨粉機;鋸木機和木工機械;紡織機械1.21.31.41.41.51.6載荷變動很大破碎機(旋轉式、顎式等);球磨機;棒磨機;起重機;挖掘機;橡膠輥壓機1.31.41.51.51.61.8根據V帶的載荷平穩(wěn),兩班工作制(16小時),查機械設計P296表4,取KA1.1。即4.1.2選擇帶型普通V帶的帶型根據傳動的設計功率Pd和小帶輪的轉速n1按機械設計P297圖1311選取。根據算出的Pd4.4kW及小帶輪轉速n11440r/min ,查圖得:dd=80100可知應選取A型V帶。4.1.3確定帶輪的基準直徑并驗證帶速由機械設計P298表137查得,小帶輪基準直徑為80100mm則取dd1= 100mm ddmin.=75 mm(dd1根據P295表13-4查得)表3. V帶帶輪最小基準直徑槽型YZABCDE205075125200355500由機械設計P295表13-4查“V帶輪的基準直徑”,得=160mm 誤差驗算傳動比: (為彈性滑動率)誤差 符合要求 帶速 滿足5m/sv300mm,所以宜選用E型輪輻式帶輪??傊?,小帶輪選H型孔板式結構,大帶輪選擇E型輪輻式結構。帶輪的材料:選用灰鑄鐵,HT200。4.1.7確定帶的張緊裝置 選用結構簡單,調整方便的定期調整中心距的張緊裝置。4.1.8計算壓軸力 由機械設計P303表1312查得,A型帶的初拉力F0118.14N,上面已得到=171.81o,z=4,則對帶輪的主要要求是質量小且分布均勻、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。轉速高時要進行動平衡,對于鑄造和焊接帶輪的內應力要小, 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,用以安裝傳動帶,制有梯形輪槽。由于普通V帶兩側面間的夾角是40,為了適應V帶在帶輪上彎曲時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,是帶輪與軸的聯接部分。中間部分稱為輪幅(腹板),用來聯接輪緣與輪轂成一整體。表 普通V帶輪的輪槽尺寸(摘自GB/T13575.1-92) 項目 符號 槽型 Y Z A B C D E 基準寬度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基準線上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基準線下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽間距 e 8 0.3 12 0.3 15 0.3 19 0.4 25.5 0.5 37 0.6 44.5 0.7 第一槽對稱面至端面的距離 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小輪緣厚 5 5.5 6 7.5 10 12 15 帶輪寬 B B =( z -1) e + 2 f z 輪槽數 外徑 d a 輪 槽 角 32 對應的基準直徑 d d 60 - - - - - - 34 - 80 118 190 315 - - 36 60 - - - - 475 600 38 - 80 118 190 315 475 600 極限偏差 1 0.5 V帶輪按腹板(輪輻)結構的不同分為以下幾種型式: (1) 實心帶輪:用于尺寸較小的帶輪(dd(2.53)d時),如圖7 -6a。 (2) 腹板帶輪:用于中小尺寸的帶輪(dd 300mm 時),如圖7-6b。 (3) 孔板帶輪:用于尺寸較大的帶輪(ddd) 100 mm 時),如圖7 -6c 。 (4) 橢圓輪輻帶輪:用于尺寸大的帶輪(dd 500mm 時),如圖7-6d。(a) (b) (c) (d)圖7-6 帶輪結構類型根據設計結果,可以得出結論:小帶輪選擇實心帶輪,如圖(a),大帶輪選擇腹板帶輪如圖(b)1.傳動件的計算轉速軸 序 號電動機(0)I軸II軸III軸IV軸計算轉速r/min144085060021275最小齒輪的計算轉速如下:Z1Z1Z2Z2Z3Z3Z4Z4Z5Z5Z6Z685060085060060021260021221275212752.傳動軸和主軸的軸徑設計(1)傳動軸軸徑初定軸:p=4kw,n=850r/min,=0.5帶入公式:=29.6mm,圓整取d=30mm軸:p=4kw,n=355r/min,=0.5 =35.3mm,圓整取d=36mm III軸:p=4kw,n=125r/min,=0.5帶入公式:=45.8mm,圓整取d=46mm(2)主(IV)軸軸頸直徑確定:查表4-9選擇主軸前端直徑D1=80mm,后端直徑D2=64mm軸承內徑d/D小于0.7 則取d=50mm材料:45鋼。熱處理:調質Hre22-28主軸懸伸量:a/D1=1.25-2.5 a=(1.252.5)D1=(1.252.5)x(80+64/2)=90180 取a=120mm最佳跨距 3.計算齒輪模數及尺寬,分度圓直徑(1)計算齒輪模數40Gr整體淬火 =650mpamj=16338 3Nd驅動電動機功率u-大齒輪與小齒輪齒數比Z1-小齒輪齒數m-齒寬系數m=B/m=6-10 取m=8nj-計算齒輪的計算轉速-許用接觸應力 a).u=z1/z1=24/48,nj =850r/minmj=16338 3=1.85 取m1=2b).u=z2/z2=23/64,nj =300r/minmj=16338 3=2.6 取m2=3c).u=z3/z3=25/71,nj =125r/minmj=16338 3=2.72取m3=3(2)計算齒輪分度圓及尺寬 d1=m1z1=232=64mm d1=m1z1=242=84mm d2=m2z2=224=48mm d2=m2z2=248=96mm d3=m3z3=336=108mm d3=m3z3=351=153mm d4=m4z4=323=69mm d4=m4z4=364=192mm d5=m5z5=340=120mm d5=m5z5=356=168mm d6=m6z6=325=75mm d6=m6z6=371=213mmB12=m=82=16mm B34=m=83=24mm B56=m=83=24mm五、主要零部件選擇1.軸承的選?。?)帶輪:選用深溝球軸承,型號:6205(2)一軸:選用深溝球軸承,型號:6205(3)二軸:采用深溝球軸承,型號:6206(4)三軸:采用深溝球軸承,型號:6208(5)主軸:主軸是傳動系統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軸承,型號:7012C;深溝球軸承,型號:6210雙列圓柱滾子軸承,型號:NN3000K,2.鍵的選取 (1)帶輪:選平鍵:87 (2)1軸:選平鍵:87 花鍵:626606(3)2軸:選平鍵:108 花鍵:832366(4)3軸:選平鍵:108 花鍵:842468(5)4軸:選花鍵:8626812六、校核1.齒輪校核齒輪參數如下:軸序號IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIVIV齒輪齒數Z302442483623516456254071模數M222233333333分度圓d644884961086915319216875120213齒根圓直徑df55437991100.561.5145.5184.5160.567.5112.5205.5齒頂圓直徑da6452881001147515919817481126219(1)一軸到二軸的小齒輪從上表可知為齒數為29 查設計手冊可得以下數據: 接觸應力: , 為傳遞的額定功率(KW)將以上數據代入公式可得彎曲應力: , 將以上數據代入公式可得 (2)二軸到三軸的小齒輪從上表可知為齒數為20 查設計手冊可得以下數據: 接觸應力: ,為傳遞的額定功率(KW)將以上數據代入公式可得彎曲應力: , 將以上數據代入公式可得2 .主軸彎曲剛度校核(1)主軸剛度符合要求的條件如下:a主軸的前端部撓度b主軸在前軸承處的傾角c在安裝齒輪處的傾角(2)計算如下:前支撐為雙列圓柱滾子軸承,后支撐為角接觸軸承架立放圓柱滾子軸承跨距L=450mm.當量外徑 de=主軸剛度:因為di/de=25/285=0.0880.7,所以孔對剛度的影響可忽略;ks=2kN/mm剛度要求:主軸的剛度可根據機床的穩(wěn)定性和精度要求來評定3.軸承校核 4.潤滑與密封 主軸轉速高,必須保證充分潤滑,一般常用單獨的油管將油引到軸承處。 主軸是兩端外伸的軸,防止漏油更為重要而困難。防漏的措施有兩種: 1)密封圈加密封裝置防止油外流。 2)疏導在適當的地方做出回油路,使油能順利地流回到油箱。七、結束語1、本次課程設計是針對機械系統設計專業(yè)課程基礎知識的一次綜合性應用設計,設計過程應用了機械制圖、機械原理、工程力學等。2、本次課程設計充分應用了以前所學習的知識,并應用這些知識來分析和解決實際問題。3、本次課程設計進一步掌握了一般設計的設計思路和設計切入點,同時對機械部件的傳動設計和動力計算也提高了應用各種資料和實際動手的能力。4、本次課程設計進一步規(guī)范了制圖要求,掌握了機械設計的基本技能。5、本次課程設計由于學習知識面的狹窄和對一些概念的理解不夠深刻,以及缺乏實際設計經驗,使得設計黨中出現了許多不妥和錯誤之處,誠請老師給予指正和教導。八、參考文獻【1】、段鐵群 主編 機械系統設計 科學出版社 第一版【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 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
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Nmin=53rmin Nmax=600rmin Z=8 φ=1.41 P=4KW n=1440rmin
分級變速主傳動系統的設計【Nmin=53rmin
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分級變速主傳動系統的設計【Nmin=53rmin Nmax=600rmin Z=8 φ=1.41 P=4KW n=1440rmin】,Nmin=53rmin Nmax=600rmin Z=8 φ=1.41 P=4KW n=1440rmin,分級變速主傳動系統的設計【Nmin=53rmin,Nmax=600rmin,Z=8,φ=1.41,分級
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