4級分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)【N=40~224;Z=4;公比為1.78;P=3kW;電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1430含2張CAD圖】
4級分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)【N40224rmin;Z=4;公比為1.78;P=3kW;電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1430含2張CAD圖】【需要咨詢購買全套設(shè)計(jì)請加QQ1459919609】圖紙預(yù)覽詳情如下:
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機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)小組 班級 專業(yè)姓名 學(xué)號 任務(wù)分工 姓名 學(xué)號 任務(wù)分工畫圖 畫圖小組成員計(jì)算 計(jì)算主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù):Nmin=40r/min;Nmax=224r/min ;Z=4 級;公比為 1.78;電動機(jī)功率 P=3kW;電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1430r/min指導(dǎo)教師 聯(lián)系方式設(shè)計(jì)內(nèi)容:1、運(yùn)動設(shè)計(jì):根據(jù)給定的極限轉(zhuǎn)速、變速級數(shù)、及公比值,確定其轉(zhuǎn)速范圍、轉(zhuǎn)速數(shù)列、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng),繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖,確定齒輪齒數(shù),計(jì)算轉(zhuǎn)速誤差。2、動力計(jì)算:根據(jù)給定的有關(guān)參數(shù),確定各傳動件的計(jì)算轉(zhuǎn)速;確定各傳動軸和主軸的軸徑,確定并驗(yàn)算各傳動齒輪的模數(shù),計(jì)算主軸的合理跨距;對靠近主軸的傳動軸進(jìn)行剛度校核,并驗(yàn)算該軸上軸承的壽命。3、繪制下列圖紙:(1)主軸箱橫剖面圖 1 張(A1 或 A0) 。 (2)主軸零件工作圖(A2 或 A3) ,并附在設(shè)計(jì)計(jì)算說明書內(nèi)。4、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書(約 8000 字左右):設(shè)計(jì)計(jì)算說明書書寫格式梗概摘要;目錄;課程設(shè)計(jì)的目的;課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求運(yùn)動設(shè)計(jì);動力計(jì)算;主要零部件的選擇;校核;結(jié)束語;參考資料等5、提交課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書及圖紙打印稿和電子稿,并準(zhǔn)備答辯。課程設(shè)計(jì)時間:2014 年 12 月 22 日至 2015 年 01 月 02 日答辯時間:2015 年 1 月 2 日主要參考文獻(xiàn)、資料: 【1】 、趙韓.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).高等教育出版社;【2】 、周堃敏.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).高等教育出版社【3】 、于惠力 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社 第一版【4】 、戴 曙 主編 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社【5】 、趙九江 主編 材料力學(xué) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 第一版【6】 、鄭文經(jīng) 主編 機(jī)械原理 高等教育出版社 第七版【7】 、于惠力 主編 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙II摘 要本說明書著重研究機(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III目 錄機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 .I分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) .II摘 要 .II目 錄 .III第 1章 緒論 .11.1 課程設(shè)計(jì)的目的 .11.2 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 .11.2.1 理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算 .11.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計(jì) .11.2.3 編制技術(shù)文件 .11.3 課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 .21.3.1 課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(shù)參數(shù) .21.3.2 技術(shù)要求 .2第 2章 運(yùn)動設(shè)計(jì) .32.1 運(yùn)動參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定 .32.1.1 轉(zhuǎn)速范圍 .32.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列 .32.1.3 結(jié)構(gòu)式分析 .32.1.4 確定結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng) .32.1.5 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(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(zhuǎn)速誤差 .6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 .93.5 主軸合理跨距的計(jì)算 .13第 4章 主要零部件的選擇 .154.1電動機(jī)的選擇 .154.2 軸承的選擇 .154.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 .15第 5章 校核 .165.1 軸的校核 .165.2 軸承壽命校核 .18 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙IV第 6章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 .196.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 .196.2 展開圖及其布置 .19結(jié)論 .20參考文獻(xiàn) .21致謝 .22 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。1.2.3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。(2)編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙21.3 課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求1.3.1課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(shù)參數(shù)題目 20:分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù):Nmin=40r/min;Nmax:224r/min;Z=4 級;公比為 1.78;電動機(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= =224/40=5.6minaxN2.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速都比電動機(jī)轉(zhuǎn)速低,屬于降速傳動鏈,總降速比 i 總=n/ Nmin=1430/40=38。轉(zhuǎn)速數(shù)列。查機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)表 2-5 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表,首先找到40r/min、然后每隔 9 個數(shù)取一個值(5.6=1.784-1) ,得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為 40/min、71r/min、125r/min、224r/min,共 4 級。2.1.3結(jié)構(gòu)式分析對于 Z=4 可分解為:Z=2123。2.1.4確定結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)由于每個變速組都有兩個傳動副,所以不涉及“前多后少” 的原則。為了提高中間軸的最低轉(zhuǎn)速,分配降速傳動比時按照“ 前小后大” 的遞降原則較為有利。因此,選取傳動方案 Z=2123,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 2-3:1-2 軸最小中心距:A1_2min1/2(9*Zmaxm+2m+D)軸最小齒數(shù)和:Szmin(Zmax+2+D/m)2.2 確定各變速組此論傳動副齒數(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 主傳動系統(tǒng)圖齒輪齒數(shù)的確定基本組傳動比分別為 1/1.78 1/3.16Sz=51 60 72 75 84 93 96 取 Sz=75,小齒輪齒數(shù)分別為:18,27Z1/ Z2=27/48,Z3 / Z1 =18/57擴(kuò)大組傳動比分別為 1/1 1/2Sz=54 60 66 72 78取 Sz=80,小齒輪齒數(shù) :40,19Z4/Z5=36/36,Z4/Z6=19/61據(jù)設(shè)計(jì)要求 Zmin1820,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 擴(kuò)大組傳動比1:1.78 1:3.16 1:1 1:3.16代號 Z1 Z2 Z1 Z3 Z4 Z5 Z4 Z6齒數(shù) 27 48 18 57 40 40 19 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62.3 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n10()%n實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速對 Nmax=224r/min,實(shí)際轉(zhuǎn)速: min/584.2634875103max r則有 1.2).6( 因此滿足要求。同理,根據(jù)計(jì)算得出其他各組的數(shù)據(jù)如下表 2-2:表 2-2 轉(zhuǎn)速誤差分析表n 224 125 71 40n 226.58 127.47 71.61 40.34誤差 1.15% 1.98% 1.42% 0.85%所有計(jì)算結(jié)果都小于 4.1,因此不需要修改齒數(shù)。 充值購買-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=3kw,轉(zhuǎn)速 n1=1430r/min,n2=400r/min1、確定計(jì)算功率:按最大的情況計(jì)算 P=3kw,K 為工作情況系數(shù),查1表 3.5. 取 K=1.0pd=kAP=1.23=3.6kw2、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、確定帶輪直徑 d1,d2小帶輪直徑 d1=100mm驗(yàn)算帶速 smndv /487.1063106從動輪直徑 d2=n1d1/n2=1430100/400=357.5mm,查1表 3.3,取d2=355mm。計(jì)算實(shí)際傳動比 i=d2/d1=355/100=3.554、定中心矩 a 和基準(zhǔn)帶長 Ld1初定中心距 a0 )(2)(7.021021dad318.5 a0 710 取 ao=500mm2帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度 126054)3(254)(2021100 adaLd查1表 3.2 取 Ld0=1400mm3計(jì)算實(shí)際中心距 702)1640(52)(00 Ld4確定中心距調(diào)整范圍 59.71.min a61433xd驗(yàn)算包角: 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙800120 1238.5.7549138.57)(18 ad6、確定 V 帶根數(shù):確定額定功率:由查表并用線性插值得 P1=1.7kw查1表 37 得功率增量 P1=0.13kwA查1表 38 得包角系數(shù) K=0.92查1表 3 得長度系數(shù) Kl=0.96確定帶根數(shù): 2.96.0)13.07()(1 XKPZlC取 Z=33.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算1、主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 由機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)表 3-2 中的公式 min/5.487.140)13()13(min rzj 取計(jì)算轉(zhuǎn)速為 40r/min2、傳動軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 在轉(zhuǎn)速圖上,軸 III 在最低轉(zhuǎn)速 40r/min 時經(jīng)過傳動組傳動副,得到主軸轉(zhuǎn)速為 125r/min。這個轉(zhuǎn)速高于主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速,在恒功率區(qū)間內(nèi),因此軸 II 的最低轉(zhuǎn)速為該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速即 nj=125/min,同理可求得軸 I 的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 niij=400r/min。3、確定各傳動軸的計(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的小齒輪,因此只需求出危險小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。可求得其余兩對嚙合齒輪中危險齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速即 njz28=40r/min,n jz36=40r/min各計(jì)算轉(zhuǎn)速入表 3-1。表 3-1 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速4、確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪 Z4 裝在主軸上轉(zhuǎn)速,其中只有40r/min 傳遞全功率,故 Z4j=40 r/min。依次可以得出其余齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速,如表 3-2。軸 號 軸 軸 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 400 125 40 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙9表 3-2 齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速序號 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5n j400 224 125 71 403.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算1、計(jì)算各傳動軸的輸出功率 kwnprb 85.29.06.31 額 g 718522r .71.主2、軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取軸一: ,取 ,帶入公式:kwp85.019.041jnpd有, ,圓整取md9.24m25選花鍵: 630軸二: ,取 ,帶入公式:kwp7.9.41jnpd有, ,圓整取d3.2930選花鍵: 68主軸:選擇主軸前端直徑,后端直徑 12)85.07.(D取 ,則平均直徑 。mD652mD5.7對于普通車床,主軸內(nèi)孔直徑 ,故本例之中,主軸內(nèi)6.0d孔直徑取為 。d4支承形式選擇兩支撐,初取懸伸量 ,支撐跨距 。a9mL520選擇平鍵連接, , 。 142hbL因?yàn)?,所以取值較大,計(jì)算的軸的直徑為最小直徑,也是危險直徑,所以實(shí)際裝配時可選用軸徑更大的軸。3、模數(shù)計(jì)算,一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù),選取負(fù)荷最重的小齒輪,按簡化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算,即 321)(68jmj nuzp 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙10321)1(68jmnuzNd其中: -公比 ;-電動機(jī)功率;dN-齒寬系數(shù) 0.2 至 1.4;m-齒輪傳動許允應(yīng)力;-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速。 jn45 號鋼整體淬火, ,按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) m MPj101-2 軸由公式 321)(68jmj nuzp按齒數(shù) 18 的計(jì)算可得 ,取 m=5mmj7.42-主軸由公式 321)(jmj z按齒數(shù) 19 的計(jì)算可得 ,取 m=5mmj6.表 3-3 模數(shù)(2)基本組齒輪計(jì)算如下表 3-4。表 3-4 基本組齒輪幾何尺寸見下表齒輪 Z1 Z1 Z2 Z3齒數(shù) 27 18 48 57分度圓直徑 135 90 240 285齒頂圓直徑 145 100 250 295齒根圓直徑 122.5 77.5 227.5 272.5齒寬 32 32 32 32組號 基本組 擴(kuò)大組模數(shù) mm 5 5 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:(1)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算:接觸應(yīng)力驗(yàn)算公式為jfsj MPauBnNKzm)()1(02832彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式為wswaYnz)(109235式中 N-傳遞的額定功率(kW) ,這里取 N 為電動機(jī)功率,N=3kW;式中 N-傳遞的額定功率(kW) ,這里取 N 為電動機(jī)功率,N=4kW;nj-計(jì)算轉(zhuǎn)速(r/min) ; min/40rnjm-初算的齒輪模數(shù)(mm) ,m=5(mm) ;B-齒寬(mm) ,B=32(mm) ;z-小齒輪齒數(shù),z=18;u-小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=3;Ks-壽命系數(shù); KqNnTs-工作期限系數(shù);TKmTC016T-齒輪工作期限,這里取 T=15000h.;-齒輪的最低轉(zhuǎn)速(r/min), =560(r/min)1n1n-基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù),接觸載荷取 ,彎曲載荷取 =0C700C621m-疲勞曲線指數(shù),接觸載荷取 m=3;彎曲載荷取 m=6;-轉(zhuǎn)速變化系數(shù),查【5】2 上,取 =0.60nKNK-功率利用系數(shù),查【5】2 上,取 =0.78N 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙12-材料強(qiáng)化系數(shù),查 【5】2 上,取 =0.60qKqK-工作狀況系數(shù),取 =1.13 3-動載荷系數(shù),查 【 5】2 上,取 =12 2-齒向載荷分布系數(shù),查 【5】2 上, =1 1 1Y-齒形系數(shù),查 【5】2 上,Y=0.386;-許用接觸應(yīng)力(MPa),查【4】 ,表 4-7,取 =650 Mpa;j j-許用彎曲應(yīng)力( MPa) ,查【4】 ,表 4-7,取 =275 Mpa;w w根據(jù)上述公式,可求得及查取值可求得: 651jjMpa8ww(3)擴(kuò)大組齒輪計(jì)算。表 3-5 擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見下表 齒輪 Z4 Z5 Z4 Z6齒數(shù) 40 40 19 61分度圓直徑 200 200 95 305齒頂圓直徑 210 210 105 315齒根圓直徑 187.5 187.5 82.5 292.5齒寬 32 32 32 32按擴(kuò)大組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用 40Cr,調(diào)質(zhì)處理,硬度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, =1, =1,m=3.5 , =280nKNqK32K1jn;可求得: 64jjMpa 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙13135wwMpa3.5 主軸合理跨距的計(jì)算由于電動機(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)d1,取 d2=60mm。根據(jù)設(shè)計(jì)方案,前軸承為 NN3016K 型,后軸承為圓錐滾子軸承。定懸伸量a=120mm,主軸孔徑為 30mm。軸承剛度,主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩 3T950286.5Nm10pn假設(shè)該機(jī)床為車床的最大加工直徑為 300mm。床身上最常用的最大加工直徑,即經(jīng)濟(jì)加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的 50%,這里取 60%,即180mm,故半徑為 0.09m;切削力(沿 y 軸) c286.5F3109背向力(沿 x 軸) Fp=0.5 Fc=1592N總作用力 25p此力作用于工件上,主軸端受力為 F=3559N。先假設(shè) l/a=2,l=3a=240mm。前后支承反力 RA 和 RB 分別為:1043595382AlaRFN79.Bl根據(jù)文獻(xiàn)【1】式 3.7,得: 得前支承的0.1.80.1.9Kr()cosFLaiza剛度:K A= 1689.69 ;K B= 785.57 ;/Nm/m62.5.7ABK主軸的當(dāng)量外徑 de=(80+60)/2=70mm,故慣性矩為484(0.7.3)1.06I3362. .189.AEKa查【1】圖 3-38 得 ,與原假設(shè)接近,所以最佳跨距02la 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙14=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,后支承采用背對背安裝的角接觸球軸承。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙15第 4章 主要零部件的選擇4.1電動機(jī)的選擇轉(zhuǎn)速 n1430r/min,功率 P3kW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6006。II 軸:靠近帶輪一側(cè)安裝深溝球軸承 6007,中間安裝深溝球軸承6007,后端安裝深溝球軸承 61908。4.3變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇選用左右擺動的操縱桿使其通過桿的推力來控制 I 軸上的兩聯(lián)滑移齒輪和 II 軸二聯(lián)滑移齒輪。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙16第 5章 校核5.1 軸的校核(a)主軸的前端部撓度 0.250.1sy(b)主軸在前軸承處的傾角 rad容 許 值 軸 承(c)在安裝齒輪處的傾角 .容 許 值 齒65170850236851095D1.07 879il mL 平 均 總,52.EMPa44 4087(1)(1)360()66dI m343295.9.79512682zpF Nn 主 計(jì)件 ( ),0.457()yzFN.()xzF由于小齒輪的傳動力大,這里以小齒輪來進(jìn)行計(jì)算 429129103.785QPmzn主計(jì)主 主 (將其分解為垂直分力和水平分力由公式 250716480()3yyMFl NmA件可得 ,tantanQyQzyF2()()zyN16803523ZFlA件 7()2xxMdm件主軸載荷圖如圖 5-1 所示: 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)6zMcylEI120.17sz, ,()3ZIl齒 1 ()6ZlcI齒 ()ZlcI齒 35.9齒 齒 1齒 2齒 3, ,()QZFablEI軸 承 1 zFlEI軸 承 ZlI軸 承 35.10軸 承 軸 承 1軸 承 2軸 承 3計(jì)算(在水平面), ,1()6QyabclI2()yclI3()(23)6yxMclI 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙181230.17syy, ,()3QyFabEIl齒 1 ()6FlcEI齒 2()(3yxMlcEI齒 35.86齒 y齒 1齒 齒 3, ,()laI軸 承 1 ylI軸 承 2()yxlI軸 承 35.10軸 承 y軸 承 1軸 承 軸 承合成: 20.8.sszy5齒 齒 y齒 22.3.01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=XFr+YFaX=1 ,Y=0。對軸受力分析如圖 5-2 所示。圖 5-2 軸受力分析圖得:前支承的徑向力 Fr=2642.32N。由軸承壽命的計(jì)算公式:預(yù)期的使用壽命 L10h=15000h。 hLhPCnLzh 15094.281)3.26410(157)38.20(1867)(16700 軸承壽命滿足要求。 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)時整個機(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,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)。總布置時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20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,由于筆者水平有限,加之時間倉促,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21參考文獻(xiàn)【1】候珍秀.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,修訂版;【2】 、于惠力 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社 第一版【3】 、戴 曙 主編 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社【4】 、戴 曙 主編 金屬切削機(jī)床 機(jī)械工業(yè)出版社 第一版【4】 、趙九江 主編 材料力學(xué) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 第一版【6】 、鄭文經(jīng) 主編 機(jī)械原理 高等教育出版社 第七版【7】 、于惠力 主編 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q-1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙22致謝在課程設(shè)計(jì)過程中,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機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)小組 班級 專業(yè)姓名 學(xué)號 任務(wù)分工 姓名 學(xué)號 任務(wù)分工畫圖 畫圖小組成員計(jì)算 計(jì)算主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù):Nmin=40r/min;Nmax=224r/min ;Z=4 級;公比為 1.78;電動機(jī)功率 P=3kW;電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1430r/min指導(dǎo)教師 聯(lián)系方式設(shè)計(jì)內(nèi)容:1、運(yùn)動設(shè)計(jì):根據(jù)給定的極限轉(zhuǎn)速、變速級數(shù)、及公比值,確定其轉(zhuǎn)速范圍、轉(zhuǎn)速數(shù)列、結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)網(wǎng),繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖,確定齒輪齒數(shù),計(jì)算轉(zhuǎn)速誤差。2、動力計(jì)算:根據(jù)給定的有關(guān)參數(shù),確定各傳動件的計(jì)算轉(zhuǎn)速;確定各傳動軸和主軸的軸徑,確定并驗(yàn)算各傳動齒輪的模數(shù),計(jì)算主軸的合理跨距;對靠近主軸的傳動軸進(jìn)行剛度校核,并驗(yàn)算該軸上軸承的壽命。3、繪制下列圖紙:(1)主軸箱橫剖面圖 1 張(A1 或 A0) 。 (2)主軸零件工作圖(A2 或 A3) ,并附在設(shè)計(jì)計(jì)算說明書內(nèi)。4、編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書(約 8000 字左右):設(shè)計(jì)計(jì)算說明書書寫格式梗概摘要;目錄;課程設(shè)計(jì)的目的;課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求運(yùn)動設(shè)計(jì);動力計(jì)算;主要零部件的選擇;校核;結(jié)束語;參考資料等5、提交課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書及圖紙打印稿和電子稿,并準(zhǔn)備答辯。課程設(shè)計(jì)時間:2014 年 12 月 22 日至 2015 年 01 月 02 日答辯時間:2015 年 1 月 2 日主要參考文獻(xiàn)、資料: 【1】 、趙韓.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).高等教育出版社;【2】 、周堃敏.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).高等教育出版社【3】 、于惠力 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社 第一版【4】 、戴 曙 主編 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社【5】 、趙九江 主編 材料力學(xué) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 第一版【6】 、鄭文經(jīng) 主編 機(jī)械原理 高等教育出版社 第七版【7】 、于惠力 主編 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社 II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III目 錄機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 .I分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì) .II摘 要 .II目 錄 .III第 1章 緒論 .11.1 課程設(shè)計(jì)的目的 .11.2 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 .11.2.1 理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算 .11.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計(jì) .11.2.3 編制技術(shù)文件 .11.3 課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 .21.3.1 課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(shù)參數(shù) .21.3.2 技術(shù)要求 .2第 2章 運(yùn)動設(shè)計(jì) .32.1 運(yùn)動參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定 .32.1.1 轉(zhuǎn)速范圍 .32.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列 .32.1.3 結(jié)構(gòu)式分析 .32.1.4 確定結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng) .32.1.5 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(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(zhuǎn)速誤差 .6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 .93.5 主軸合理跨距的計(jì)算 .13第 4章 主要零部件的選擇 .154.1電動機(jī)的選擇 .154.2 軸承的選擇 .154.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 .15第 5章 校核 .165.1 軸的校核 .165.2 軸承壽命校核 .18IV第 6章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 .196.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 .196.2 展開圖及其布置 .19結(jié)論 .20參考文獻(xiàn) .21致謝 .221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。1.2.3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。(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 20:分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù):Nmin=40r/min;Nmax:224r/min;Z=4 級;公比為 1.78;電動機(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= =224/40=5.6minaxN2.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速都比電動機(jī)轉(zhuǎn)速低,屬于降速傳動鏈,總降速比 i 總=n/ Nmin=1430/40=38。轉(zhuǎn)速數(shù)列。查機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)表 2-5 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表,首先找到40r/min、然后每隔 9 個數(shù)取一個值(5.6=1.784-1) ,得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為 40/min、71r/min、125r/min、224r/min,共 4 級。2.1.3結(jié)構(gòu)式分析對于 Z=4 可分解為:Z=2123。2.1.4確定結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)網(wǎng)由于每個變速組都有兩個傳動副,所以不涉及“前多后少” 的原則。為了提高中間軸的最低轉(zhuǎn)速,分配降速傳動比時按照“ 前小后大” 的遞降原則較為有利。因此,選取傳動方案 Z=2123,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 2-3:1-2 軸最小中心距:A1_2min1/2(9*Zmaxm+2m+D)軸最小齒數(shù)和:Szmin(Zmax+2+D/m)2.2 確定各變速組此論傳動副齒數(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 主傳動系統(tǒng)圖齒輪齒數(shù)的確定基本組傳動比分別為 1/1.78 1/3.16Sz=51 60 72 75 84 93 96 取 Sz=75,小齒輪齒數(shù)分別為:18,27Z1/ Z2=27/48,Z3 / Z1 =18/57擴(kuò)大組傳動比分別為 1/1 1/2Sz=54 60 66 72 78取 Sz=80,小齒輪齒數(shù) :40,19Z4/Z5=36/36,Z4/Z6=19/61據(jù)設(shè)計(jì)要求 Zmin1820,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 擴(kuò)大組傳動比1:1.78 1:3.16 1:1 1:3.16代號 Z1 Z2 Z1 Z3 Z4 Z5 Z4 Z6齒數(shù) 27 48 18 57 40 40 19 6162.3 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n10()%n實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速對 Nmax=224r/min,實(shí)際轉(zhuǎn)速: min/584.2634875103max r則有 1.2).6( 因此滿足要求。同理,根據(jù)計(jì)算得出其他各組的數(shù)據(jù)如下表 2-2:表 2-2 轉(zhuǎn)速誤差分析表n 224 125 71 40n 226.58 127.47 71.61 40.34誤差 1.15% 1.98% 1.42% 0.85%所有計(jì)算結(jié)果都小于 4.1,因此不需要修改齒數(shù)。7第 3章 動力計(jì)算3.1 帶傳動設(shè)計(jì) 輸出功率 P=3kw,轉(zhuǎn)速 n1=1430r/min,n2=400r/min1、確定計(jì)算功率:按最大的情況計(jì)算 P=3kw,K 為工作情況系數(shù),查1表 3.5. 取 K=1.0pd=kAP=1.23=3.6kw2、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、確定帶輪直徑 d1,d2小帶輪直徑 d1=100mm驗(yàn)算帶速 smndv /487.1063106從動輪直徑 d2=n1d1/n2=1430100/400=357.5mm,查1表 3.3,取d2=355mm。計(jì)算實(shí)際傳動比 i=d2/d1=355/100=3.554、定中心矩 a 和基準(zhǔn)帶長 Ld1初定中心距 a0 )(2)(7.021021dad318.5 a0 710 取 ao=500mm2帶的計(jì)算基準(zhǔn)長度 126054)3(254)(2021100 adaLd查1表 3.2 取 Ld0=1400mm3計(jì)算實(shí)際中心距 702)1640(52)(00 Ld4確定中心距調(diào)整范圍 59.71.min a61433xd驗(yàn)算包角:800120 1238.5.7549138.57)(18 ad6、確定 V 帶根數(shù):確定額定功率:由查表并用線性插值得 P1=1.7kw查1表 37 得功率增量 P1=0.13kwA查1表 38 得包角系數(shù) K=0.92查1表 3 得長度系數(shù) Kl=0.96確定帶根數(shù): 2.96.0)13.07()(1 XKPZlC取 Z=33.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算1、主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 由機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)表 3-2 中的公式 min/5.487.140)13()13(min rzj 取計(jì)算轉(zhuǎn)速為 40r/min2、傳動軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 在轉(zhuǎn)速圖上,軸 III 在最低轉(zhuǎn)速 40r/min 時經(jīng)過傳動組傳動副,得到主軸轉(zhuǎn)速為 125r/min。這個轉(zhuǎn)速高于主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速,在恒功率區(qū)間內(nèi),因此軸 II 的最低轉(zhuǎn)速為該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速即 nj=125/min,同理可求得軸 I 的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 niij=400r/min。3、確定各傳動軸的計(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的小齒輪,因此只需求出危險小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速。可求得其余兩對嚙合齒輪中危險齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速即 njz28=40r/min,n jz36=40r/min各計(jì)算轉(zhuǎn)速入表 3-1。表 3-1 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速4、確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪 Z4 裝在主軸上轉(zhuǎn)速,其中只有40r/min 傳遞全功率,故 Z4j=40 r/min。依次可以得出其余齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速,如表 3-2。軸 號 軸 軸 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 400 125 409表 3-2 齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速序號 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5n j400 224 125 71 403.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算1、計(jì)算各傳動軸的輸出功率 kwnprb 85.29.06.31 額 g 718522r .71.主2、軸徑設(shè)計(jì)及鍵的選取軸一: ,取 ,帶入公式:kwp85.019.041jnpd有, ,圓整取md9.24m25選花鍵: 630軸二: ,取 ,帶入公式:kwp7.9.41jnpd有, ,圓整取d3.2930選花鍵: 68主軸:選擇主軸前端直徑,后端直徑 12)85.07.(D取 ,則平均直徑 。mD652mD5.7對于普通車床,主軸內(nèi)孔直徑 ,故本例之中,主軸內(nèi)6.0d孔直徑取為 。d4支承形式選擇兩支撐,初取懸伸量 ,支撐跨距 。a9mL520選擇平鍵連接, , 。 142hbL因?yàn)?,所以取值較大,計(jì)算的軸的直徑為最小直徑,也是危險直徑,所以實(shí)際裝配時可選用軸徑更大的軸。3、模數(shù)計(jì)算,一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù),選取負(fù)荷最重的小齒輪,按簡化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算,即 321)(68jmj nuzp10321)1(68jmnuzNd其中: -公比 ;-電動機(jī)功率;dN-齒寬系數(shù) 0.2 至 1.4;m-齒輪傳動許允應(yīng)力;-計(jì)算齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速。 jn45 號鋼整體淬火, ,按接觸疲勞計(jì)算齒輪模數(shù) m MPj101-2 軸由公式 321)(68jmj nuzp按齒數(shù) 18 的計(jì)算可得 ,取 m=5mmj7.42-主軸由公式 321)(jmj z按齒數(shù) 19 的計(jì)算可得 ,取 m=5mmj6.表 3-3 模數(shù)(2)基本組齒輪計(jì)算如下表 3-4。表 3-4 基本組齒輪幾何尺寸見下表齒輪 Z1 Z1 Z2 Z3齒數(shù) 27 18 48 57分度圓直徑 135 90 240 285齒頂圓直徑 145 100 250 295齒根圓直徑 122.5 77.5 227.5 272.5齒寬 32 32 32 32組號 基本組 擴(kuò)大組模數(shù) mm 5 511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:(1)齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算:接觸應(yīng)力驗(yàn)算公式為jfsj MPauBnNKzm)()1(02832彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式為wswaYnz)(109235式中 N-傳遞的額定功率(kW) ,這里取 N 為電動機(jī)功率,N=3kW;式中 N-傳遞的額定功率(kW) ,這里取 N 為電動機(jī)功率,N=4kW;nj-計(jì)算轉(zhuǎn)速(r/min) ; min/40rnjm-初算的齒輪模數(shù)(mm) ,m=5(mm) ;B-齒寬(mm) ,B=32(mm) ;z-小齒輪齒數(shù),z=18;u-小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=3;Ks-壽命系數(shù); KqNnTs-工作期限系數(shù);TKmTC016T-齒輪工作期限,這里取 T=15000h.;-齒輪的最低轉(zhuǎn)速(r/min), =560(r/min)1n1n-基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù),接觸載荷取 ,彎曲載荷取 =0C700C621m-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 =0.78N12-材料強(qiáng)化系數(shù),查 【5】2 上,取 =0.60qKqK-工作狀況系數(shù),取 =1.13 3-動載荷系數(shù),查 【 5】2 上,取 =12 2-齒向載荷分布系數(shù),查 【5】2 上, =1 1 1Y-齒形系數(shù),查 【5】2 上,Y=0.386;-許用接觸應(yīng)力(MPa),查【4】 ,表 4-7,取 =650 Mpa;j j-許用彎曲應(yīng)力( MPa) ,查【4】 ,表 4-7,取 =275 Mpa;w w根據(jù)上述公式,可求得及查取值可求得: 651jjMpa8ww(3)擴(kuò)大組齒輪計(jì)算。表 3-5 擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見下表 齒輪 Z4 Z5 Z4 Z6齒數(shù) 40 40 19 61分度圓直徑 200 200 95 305齒頂圓直徑 210 210 105 315齒根圓直徑 187.5 187.5 82.5 292.5齒寬 32 32 32 32按擴(kuò)大組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用 40Cr,調(diào)質(zhì)處理,硬度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, =1, =1,m=3.5 , =280nKNqK32K1jn;可求得: 64jjMpa13135wwMpa3.5 主軸合理跨距的計(jì)算由于電動機(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)d1,取 d2=60mm。根據(jù)設(shè)計(jì)方案,前軸承為 NN3016K 型,后軸承為圓錐滾子軸承。定懸伸量a=120mm,主軸孔徑為 30mm。軸承剛度,主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩 3T950286.5Nm10pn假設(shè)該機(jī)床為車床的最大加工直徑為 300mm。床身上最常用的最大加工直徑,即經(jīng)濟(jì)加工直徑約為最大回轉(zhuǎn)直徑的 50%,這里取 60%,即180mm,故半徑為 0.09m;切削力(沿 y 軸) c286.5F3109背向力(沿 x 軸) Fp=0.5 Fc=1592N總作用力 25p此力作用于工件上,主軸端受力為 F=3559N。先假設(shè) l/a=2,l=3a=240mm。前后支承反力 RA 和 RB 分別為:1043595382AlaRFN79.Bl根據(jù)文獻(xiàn)【1】式 3.7,得: 得前支承的0.1.80.1.9Kr()cosFLaiza剛度:K A= 1689.69 ;K B= 785.57 ;/Nm/m62.5.7ABK主軸的當(dāng)量外徑 de=(80+60)/2=70mm,故慣性矩為484(0.7.3)1.06I3362. .189.AEKa查【1】圖 3-38 得 ,與原假設(shè)接近,所以最佳跨距02la14=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,后支承采用背對背安裝的角接觸球軸承。15第 4章 主要零部件的選擇4.1電動機(jī)的選擇轉(zhuǎn)速 n1430r/min,功率 P3kW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6006。II 軸:靠近帶輪一側(cè)安裝深溝球軸承 6007,中間安裝深溝球軸承6007,后端安裝深溝球軸承 61908。4.3變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇選用左右擺動的操縱桿使其通過桿的推力來控制 I 軸上的兩聯(lián)滑移齒輪和 II 軸二聯(lián)滑移齒輪。16第 5章 校核5.1 軸的校核(a)主軸的前端部撓度 0.250.1sy(b)主軸在前軸承處的傾角 rad容 許 值 軸 承(c)在安裝齒輪處的傾角 .容 許 值 齒65170850236851095D1.07 879il mL 平 均 總,52.EMPa44 4087(1)(1)360()66dI m343295.9.79512682zpF Nn 主 計(jì)件 ( ),0.457()yzFN.()xzF由于小齒輪的傳動力大,這里以小齒輪來進(jìn)行計(jì)算 429129103.785QPmzn主計(jì)主 主 (將其分解為垂直分力和水平分力由公式 250716480()3yyMFl NmA件可得 ,tantanQyQzyF2()()zyN16803523ZFlA件 7()2xxMdm件主軸載荷圖如圖 5-1 所示:17圖 5-1 主軸載荷圖由上圖可知如下數(shù)據(jù):a=364mm,b=161mm,l=525mm,c=87mm計(jì)算(在垂直平面) 。, ,1()6QZFabclyEI2()3ZFcylEI3(23)6zMcylEI120.17sz, ,()3ZIl齒 1 ()6ZlcI齒 ()ZlcI齒 35.9齒 齒 1齒 2齒 3, ,()QZFablEI軸 承 1 zFlEI軸 承 ZlI軸 承 35.10軸 承 軸 承 1軸 承 2軸 承 3計(jì)算(在水平面), ,1()6QyabclI2()yclI3()(23)6yxMclI181230.17syy, ,()3QyFabEIl齒 1 ()6FlcEI齒 2()(3yxMlcEI齒 35.86齒 y齒 1齒 齒 3, ,()laI軸 承 1 ylI軸 承 2()yxlI軸 承 35.10軸 承 y軸 承 1軸 承 軸 承合成: 20.8.sszy5齒 齒 y齒 22.3.01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=XFr+YFaX=1 ,Y=0。對軸受力分析如圖 5-2 所示。圖 5-2 軸受力分析圖得:前支承的徑向力 Fr=2642.32N。由軸承壽命的計(jì)算公式:預(yù)期的使用壽命 L10h=15000h。 hLhPCnLzh 15094.281)3.26410(157)38.20(1867)(16700 軸承壽命滿足要求。19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)時整個機(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,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。20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,由于筆者水平有限,加之時間倉促,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。21參考文獻(xiàn)【1】候珍秀.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,修訂版;【2】 、于惠力 主編 機(jī)械設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社 第一版【3】 、戴 曙 主編 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社【4】 、戴 曙 主編 金屬切削機(jī)床 機(jī)械工業(yè)出版社 第一版【4】 、趙九江 主編 材料力學(xué) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 第一版【6】 、鄭文經(jīng) 主編 機(jī)械原理 高等教育出版社 第七版【7】 、于惠力 主編 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 科學(xué)出版社 22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。
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變速
傳動系統(tǒng)
設(shè)計(jì)
40
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kw
電機(jī)
機(jī)電
轉(zhuǎn)速
cad
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4級分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)【N40~224rmin;Z=4;公比為1.78;P=3kW;電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1430含2張CAD圖】
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