《機械系統(tǒng)設計》課程設計分級變速主傳動系統(tǒng)設計（含全套CAD圖紙）

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1、 機械系統(tǒng)課程設計說明書 機械071 范大鵬 25號課 程 設 計題 目： 機械系統(tǒng)設計課程設計 院 、 系： 機械設計制造及其自動化 班 級： 機械07-1班 姓 名： 學 號： 指導教師： 全套設計，聯(lián)系 1538937062010年10月18日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(nèi)容有理論分析與設計計算，圖樣技術(shù)設計和技術(shù)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(guān)動力計算與校核。2、圖樣技術(shù)設計：（1）選擇系統(tǒng)中的主

2、要組件。（2）圖樣的設計與繪制。3、編制技術(shù)文件：（1）對于課程設計內(nèi)容進行自我技術(shù)經(jīng)濟評價。（2）編制設計計算說明書。關(guān)鍵詞 分級變速；傳動系統(tǒng)設計,傳動副，結(jié)構(gòu)網(wǎng)，結(jié)構(gòu)式，齒輪模數(shù)，傳動比，計算轉(zhuǎn)速 目錄一、課程設計目的.3二、課程設計題目，主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求.3三、運動設計.31.確定極限轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速數(shù)列，結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式.32.主傳動轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)圖.43.確定變速組齒輪齒數(shù)，核算主軸轉(zhuǎn)速誤差.5四、動力計算.6 1.傳動件的計算轉(zhuǎn)速.6 2.傳動軸和主軸的軸徑設計.73.計算齒輪模數(shù).84.帶輪設計.9五、主要零部件選擇.11六、校核.12結(jié)束語.參考文獻.一、課程設計目的機械系統(tǒng)

3、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(shù)基礎課和專業(yè)課的有關(guān)理論知識，及生產(chǎn)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)中的某些典型結(jié)構(gòu)，進行選擇和改進；結(jié)合結(jié)構(gòu)設計，進行設計計算并編寫技術(shù)文件；完成系統(tǒng)主轉(zhuǎn)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(guān)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(shù)問題的能力，并為進行機械系統(tǒng)設計創(chuàng)造一定的條件。二、課程設計題目和主要技

4、術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求1課程設計題目和技術(shù)參數(shù)題目25：分級變速主傳動系統(tǒng)設計技術(shù)參數(shù)：Nmin=95r/min; Nmax=800r/min; Z=10級；公比為1.26；電動機功率P=3.5/5kw;n=710/1420r/min2技術(shù)要求 （1）利用電動機完成換向和制動。 （2）各滑移齒輪采用單獨操縱機構(gòu)。 （3）進給傳動系統(tǒng)采用單獨電動機驅(qū)動。三、運動設計1.確定極限轉(zhuǎn)速,公比、變速級數(shù) Nmin=95r/min ,Nmax=800r/min; =1.26; z=112轉(zhuǎn)速數(shù)列：=1.26=(1.06)4 95,118,150,190,236,300,375,475,600,750,800(

5、r/min)共11級3.確定極限轉(zhuǎn)速：Rn=Nmax/Nmin=800/95=8.42 4.確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式 （1）寫傳動結(jié)構(gòu)式主軸轉(zhuǎn)速級數(shù)Z=11. 結(jié)構(gòu)式11=233125（2）畫結(jié)構(gòu)網(wǎng)： 驗算變速范圍，驗算最后一組即可。對于24變速組，（2-1）4 =2.51/2(Zmaxm+2m+D) 軸最小齒數(shù)和:Szmin(Zmax+2+D/m)定中間軸轉(zhuǎn)速C:ic1=1/5,ic2=1/ 第二擴大組b:ib1=1/3,ib2=1/2,ib3=1/ 基本組 a:ia1=800/1420=1/1.42 第一擴大組7確定各變速組此論傳動副齒數(shù)(1)Sz100-120,中型機床Sz=70-100(2)

6、直齒圓柱齒輪Zmin18-20,m4(3)齒數(shù)確定： 基本組：ib1=1/3=1/2,Sz=78,81,84,86 ib2=1/2=1/1.59,Sz=80,82,83,85,86 ib3=1/=1/126,Sz=77,79,86取Sz=86,小齒輪齒數(shù)分別為:29,33,38, ib1=Z1/Z1=29/57 ,ib2=Z2/Z2=33/53,ib3=Z3/Z3=38/48 Zmin=2918,Sz=8818,Sz=84100-1208.繪制傳動系統(tǒng)圖： 8核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 實際傳動比所造成主軸轉(zhuǎn)速誤差 ，其中為實際轉(zhuǎn)速，n為標準轉(zhuǎn)速。n=710r/min: n=710(35/49)(29/

7、57)(20/64)=80.63 r/min=|(80.63-80)/80|=0.79 %2.6% n=710(35/49)(29/57)(37/47)=203.12 r/min =|(203.12-200)/200|=1.56%2.6% n=710(35/49)(33/53) (20/64)=98.68 r/min =|(98.68-100)/100|=1.32 %2.6% n=710(35/49)(33/53) (37/64)=248.58 r/min =|(248.58-250)/250|=0.57 %2.6% n=710(35/49) (38/48) (20/64)=125.47 r/

8、min =|(125.47-125)/125|=0.37 %2.6% n=710(35/49) (38/48) (37/47)=316.07 r/min =|(316.07-315)/315|=0.34 %2.6% 全部滿足要求四、動力計設1.傳動件的計算轉(zhuǎn)速 (1)主軸的計算轉(zhuǎn)速：，取主軸的計算轉(zhuǎn)速為160r/min。軸：5001000r/min軸：250630 r/min軸：173.2630 r/min(2)各軸的計算轉(zhuǎn)速如下： 軸序號電動機計算轉(zhuǎn)速（r/min）1420710500250160(3)確定齒輪副計算轉(zhuǎn)速：序號Z1 Z1 Z2 Z2 Z3 Z3 Z4 Z4 Z5 Z5nj(r

9、/min) 500 250 500 315 500 400 250 160 500 2002.傳動軸和主軸的軸徑設計（1）傳動軸軸徑初定、鍵的選取軸：p=3.5kw,n=500r/min,=0.5帶入公式：=24.8mm,圓整取d=25mm選花鍵：6x28x34x7軸：p=3.5kw,n=250r/min,=0.5， =29.5mm,圓整取 選花鍵：8x36x40x7（2）主（）軸軸頸直徑確定： 車床：70-90mm 銑床：6090mm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=0.8x80=64mm軸承內(nèi)徑：d/D0.7 d0.7(80+64/2

10、)=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)孔直徑取為。前后軸承選用NN3000k系列雙列圓柱滾子軸承材料：45鋼。熱處理：調(diào)治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=120mm3.齒輪模數(shù)初步計算mj=16338 3Nd驅(qū)動電動機功率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=8nj-計算齒輪的計算轉(zhuǎn)速-許用接觸應力 =650mpab:ib1=z1/z1 =29/57,nj =500Mpamj=16338 3=2.26 取m1

11、=2.5a: ia1=35/49,nj =710Mpamj=16338 3=1.85 取m0=2.0c: ic1=20/64, nj =250Mpamj=16338 3=3.48 取m1=3.5 4齒輪分度圓直徑的計算b: d1=m1z1=2.5x29=72.5mm d1=m1z1=2.5x57=142.5mm d2=m2z2=2.5x33=82.5mm d2=m2z2=2.5x53=132.5mm d3=m3z3=2.5x38=95mm d3=m3z3=2.5x48=120mmB=m=8x2.5=20mmh=2.25m=2.25x2.5=5.625mmc: d4=m4z4=3.5x20=70

12、mm d4=m4z4=3.5x64=224mm d5=m5z5=3.5x37=129.5mm d5=m5z5=3.5x47=164.5mmB=m=8x3.5=28mm5.帶輪設計輸出功率P=3.5/2.5kw,轉(zhuǎn)速n1=710/1420r/min,n2=500/1000r/min（1）確定計算功率: ,K為工作情況系數(shù)，查1表3.5. 取K=1.1 pd=kAP=1.1x3.5=3.85kw（2）選擇V帶的型號: 根據(jù)pd,n1=1420r/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=90mm（3）確定帶輪直徑d1,d2小帶輪直徑d1=90mm驗算帶速v=d1n1/

13、(60x1000)=x90x1420/(60x1000)=6.69m/s從動輪直徑d2=n1d1/n2=1420x90/1000=127.8mm取d2=132mm查1表3.3計算實際傳動比i=d2/d1=132/90=1.47相對誤差: 理論:i0=n1/n2=1.42 i0-i/i0=1.42-1.47/1.42=3.5%1200（6）確定V帶根數(shù)：確定額定功率：P0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)：ZPd/(P0+P0)KKl=3.85/(1.05+0.13)x0.99x0

14、.81=4.07取Z=5（7）大帶輪結(jié)構(gòu)如下圖所示： 五、主要零部件的選擇1.軸承的選?。?）帶輪：選用深溝球軸承，型號：6007（2）一軸：選用深溝球軸承，型號：6006（3）二軸：采用深溝球軸承，型號：6008（4）主軸：主軸是傳動系統(tǒng)之中最為關(guān)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圓錐滾子軸承，型號：30213;雙列圓柱滾子軸承，型號：NN3000K，2.鍵的選取 （1）1軸：d=26mm，選花鍵：（2）2軸：d=28mm，選花鍵：（3）3軸：選擇平鍵連接， bh=22 14，l=60mm六、校核1.齒輪校核齒數(shù) Z 模數(shù)m(mm) 分度圓直徑d(mm)齒頂圓直

15、徑da(mm)齒根圓直徑df(mm)齒寬B (mm)1軸292572577566252038259510088752033258258757625202軸57251425147513625204825120125113752053251325137512625203725129513651207528202570756375283軸473516451715155752864352242312152528（1）一軸到二軸的小齒輪從上表可知為齒數(shù)為29 查設計手冊可得以下數(shù)據(jù)： 接觸應力： ， 為傳遞的額定功率（KW）將以上數(shù)據(jù)代入公式可得彎曲應力： ， 將以上數(shù)據(jù)代入公式可得 （2）二軸到三軸的

16、小齒輪從上表可知為齒數(shù)為20 查設計手冊可得以下數(shù)據(jù)： 接觸應力： ，為傳遞的額定功率（KW）將以上數(shù)據(jù)代入公式可得彎曲應力： ， 將以上數(shù)據(jù)代入公式可得2.傳動軸校核傳動軸上的彎曲載荷輸入扭距的齒輪在軸的中點引起的扭距 輸出扭距的齒輪在軸的中點引起的扭距,合成撓度， 傳動軸在A，B處的傾角3.對軸軸承進行校核 學習心得 經(jīng)過了兩周的課程設計，使我們對課本的知識有了更深一步的了解，以前不懂的知識也在這次課程設計中加深了鞏固。尤其對分級變速主傳動系統(tǒng)的一系列設計過程有很深的感觸。一步一步的進行設計，其中遇到了很多困難，但經(jīng)過努力都一點點的解決了，通過這次的設計不僅鍛煉了自己的能力，也為以后的工作打下了基礎。參考書籍【1】.機械設計 科學出版社【2】.機械課程設計 科學出版社【3】.機床設計手冊 機械工業(yè)出版社【4】.機床設計圖冊 上?？茖W技術(shù)出版社 【5】.機械設計（第四版） 高等教育出版社【6】.機械制圖 高等教育出版社 15