4級分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計N=40~224；Z=4；公比為1.78；P=3kW；電機轉(zhuǎn)速n=1430

機械系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計小組班級專業(yè)小組成員姓名學號任務(wù)分工姓名學號任務(wù)分工畫圖畫圖計算計算主要技術(shù) 參數(shù)技術(shù)參數(shù)：Nmin=40r/min； Nmax=224r/min；Z二4級；公比為1.78；屯動機功率P=3kW；電機轉(zhuǎn)速n=1430r/min指導教師聯(lián)系方式設(shè)計內(nèi)容：1、運動設(shè)計：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)，計算 轉(zhuǎn)速誤差。2、動力計算：根據(jù)給定的有關(guān)參數(shù)，確定各傳動件的計算轉(zhuǎn)速；確定各傳動 軸和主軸的軸徑，確定并驗算各傳動齒輪的模數(shù)，計算主軸的合理跨距；對靠近主 軸的傳動軸進行剛度校核，并驗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)計計算說明書內(nèi)。4、編寫設(shè)計計算說明書（約8000字左右）：設(shè)計計算說明書書寫格式梗概摘要；冃錄；課程設(shè)計的冃的；課程設(shè)計題冃、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 運動設(shè)計；動力計算；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)計計算說明書及圖紙打印稿和電子稿，并準備答辯。課程設(shè)計時間：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、資料：【1】、趙韓.機械系統(tǒng)設(shè)計.高等教育出版社；【2】、周塑敏.機械系統(tǒng)設(shè)計高等教育出版社【3】、于惠力主編 機械設(shè)計科學出版社第一版【4】、戴 曙主編金屬切削機床設(shè)計機械工業(yè)出版社【5】、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(shè)計課程設(shè)計科學出版社I本說明書著重研究機床主傳動系統(tǒng)的設(shè)計步驟和設(shè)計方法，根據(jù)已確 定的運動參數(shù)以變速箱展開圖的總中心距最小為冃標，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)計效率。在機床主傳動系統(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)計方法是試 算，湊算法，計算麻煩且不易找岀合理的設(shè)計方案。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；傳動副；結(jié)構(gòu)網(wǎng)；結(jié)構(gòu)式；齒輪模 數(shù)，傳動比機械系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書錯誤!未定義書簽。分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計錯誤!未定義書簽。摘要錯誤!未定義書簽。目 錄I第1章緒論11課程設(shè)計的冃的11.2課程設(shè)計的內(nèi)容11.2.1理論分析與設(shè)計計算11.2.2圖樣技術(shù)設(shè)計11.2.3編制技術(shù)文件11.3課程設(shè)計題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求21.3.1課程設(shè)計題目和主要技術(shù)參數(shù) 21.3.2技術(shù)要求2第2章運動設(shè)計32. 1運動參數(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章動力計算73. 1帶傳動設(shè)計73.2 計算轉(zhuǎn)速的計算83.3齒輪模數(shù)計算及驗算93.5主軸合理跨距的計算13第4章主要零部件的選擇154. 1電動機的選擇154.2軸承的選擇154.3變速操縱機構(gòu)的選擇15第5章校核165軸的校核165.2軸承壽命校核18第6章 結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明196結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(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21致謝22IV課程設(shè)計的目的機械系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計是在學完木課程后，進行一次學習設(shè)計的 綜合性練習。通過課程設(shè)計，使學牛能夠運用所學過的基礎(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(shè)計，分析比較機械系統(tǒng)中的某些典型機 構(gòu)，進行選擇和改進；結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計，進行設(shè)計計算并編寫技術(shù)文件；完 成系統(tǒng)主傳動設(shè)計，達到學習設(shè)計步驟和方法的冃的。通過設(shè)計，掌握查 閱相關(guān)工程設(shè)計手冊、設(shè)計標準和資料的方法，達到積累設(shè)計知識和設(shè)計 技巧，提高學生設(shè)計能力的目的。通過設(shè)計，使學生獲得機械系統(tǒng)基本設(shè) 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(shè)計創(chuàng)造一定的條件。1.2課程設(shè)計的內(nèi)容機械系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計內(nèi)容由理論分析與設(shè)計計算、圖樣技術(shù)設(shè) 計和技術(shù)文件編制三部分組成。1.2.1理論分析與設(shè)計計算（1）機械系統(tǒng)的方案設(shè)計。設(shè)計方案的分析，最佳功能原理方案的 確定。（2）根據(jù)總體設(shè)計參數(shù)，進行傳動系統(tǒng)運動設(shè)計和計算。（3）根據(jù)設(shè)計方案和零部件選擇情況，進行有關(guān)動力計算和校核。1.2.2圖樣技術(shù)設(shè)計（1）選擇系統(tǒng)中的主要機件。（2）工程技術(shù)圖樣的設(shè)計與繪制。1.2.3編制技術(shù)文件（1）對于課程設(shè)計內(nèi)容進行自我經(jīng)濟技術(shù)評價。（2）編制設(shè)計計算說明書。1.3課程設(shè)計題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求1.3.1課程設(shè)計題目和主要技術(shù)參數(shù)題目20：分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)參數(shù)：Nmin二40r/min； Nmax:224r/min；Z二4級；公比為1.78；電動機功率P二3kW；電機轉(zhuǎn)速n =1430r/min1.3.2技術(shù)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(gòu)。（3）進給傳動系統(tǒng)采用單獨電動機驅(qū)動。6第2章運動設(shè)計2.1運動參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定 2.1.1轉(zhuǎn)速范冃Rn=N maxN min=224/40=5.62.1.2轉(zhuǎn)速數(shù)列該執(zhí)行機構(gòu)的轉(zhuǎn)速都比電動機轉(zhuǎn)速低，屈于降速傳動鏈，總降速比i 總二 n/ Nmin=l 430/40=38 o轉(zhuǎn)速數(shù)列。查機械系統(tǒng)設(shè)計表2-5標準數(shù)列表，首先找到 40r/min>然后每隔9個數(shù)取一個值（5.6二1.784），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二4可分解為：Z=21X23o2.1.4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二21X23,其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖21。圖2-1結(jié)構(gòu)網(wǎng)2.1.5繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動系統(tǒng)(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(zhuǎn)速圖，如圖22所示：1430圖22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23：1-2 軸最小中心距：A1 _2min> 1 /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,中型機床 Sz=70-100(2) 直齒圓柱齒輪Zmin> 18-20齒輪齒數(shù)的確定基本組傳動比分別為1/1.781/3.16Sz=51 60 72 75 84 93 96取Sz=75,小齒輪齒數(shù)分別為:18, 27 Zl/Z2=27/48, Z3/Z1 =18/57 擴大組傳動比分別為1/1 1/2Sz=54 60 66 72 78取Sz=80,小齒輪齒數(shù):40,19Z4/Z5二36/36, Z4/Z6= 19/61據(jù)設(shè)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21。表2-1 齒輪齒數(shù)傳動比基本組擴大組1:1.781:3. 161:11:3. 16代號Z,z2ZiZ3Z4z5z4Z6齒數(shù)27481857404019612. 3核算主軸轉(zhuǎn)速誤差實際傳動比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差，一般不應(yīng)超過10（心1）%,即實際轉(zhuǎn)速n-標準轉(zhuǎn)速農(nóng)標準轉(zhuǎn)速n<10(0 1)%對Nmax二224r/min,實際轉(zhuǎn)速：1/lon 100 27 36.叫林-1430 xx x一 = 226.584r/minmdX355 48 36則有(226.584-224)224x 100% = 1.15% <4.1%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22：表2-2轉(zhuǎn)速誤差分析表n2241257140n226.58127.4771.6140.34誤差1.15%1.98%1.42%0.85%所有計算結(jié)果都小于4,因此不需要修改齒數(shù)。第3章動力計算3.1帶傳動設(shè)計輸出功率 P二3kw,轉(zhuǎn)速 nl二1430r/min,n2=400i7min1、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=1.0 pd=kAP= 1.2 X 3=3.6kw2、選擇V帶的型號：根據(jù)pd,nl = 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dl二100mm3、確定帶輪直徑dl,d2小帶輪直徑dl = 100mm驗算帶速7idxnx -x 100x1430- .o_.v = 7.487 ml s60x100060x1000從動輪直徑 d2=n 1 d 1 /n2= 1430X 100/400=357.5mm,查表 3.3,取 d2=355mm。計算實際傳動比i=d2/d 1=355/100=3.554、定中心矩a和基準帶長Ld1初定中心距a00.7（d| +tZ2）<tz0 < 2（a + d2）318.55a05710 取 ao=500mm2帶的計算基準長度Ld. 2a +4%） "x500+355+1（）+（35土1（）（）（1260 024aQ24x500查1表 3.2 取 LdO二 1400mm3計算實際中心距?！?。+（“以）=500+（収一1260）=570 2 24確定中心距調(diào)整范圍an.n =67-0.015 = 570- 0.015x1400= 549a = a+0.03Ld = 570+0.03x1400= 612iimx8Oo-x57.3o = 180- 32）51（）（）x57.3 = 153.38 > 120 ci5496、確定V帶根數(shù)：確定額定功率：由查表并用線性插值得Pl = 1.7kw查1表37得功率增量P1二013kw查1表38得包角系數(shù)K a二0.92查1表3得長度系數(shù)K1二0.96確定帶根數(shù)：= 2.223.6店(1.7 + 0.13)X0.92x0.963. 2計算轉(zhuǎn)速的計算1、主軸的計算轉(zhuǎn)速由機械系統(tǒng)設(shè)計表32中的公式rtj =/?inin3=40x1.78=48.5r/min取計算轉(zhuǎn)速為40r/min2、傳動軸的計算轉(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)速為該軸的計算轉(zhuǎn)速即nlllj=125/min,同理可求得軸I的計算 轉(zhuǎn)速為 riiij=400r/mino3、確定各傳動軸的計算轉(zhuǎn)速。由機械設(shè)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(zhuǎn)速?？汕蟮闷溆鄡蓪Ш淆X輪中危險齒輪的 計算轉(zhuǎn)速即njz28=40r/min, njZ36=40r/min各計算轉(zhuǎn)速入表3-lo表31各軸計算轉(zhuǎn)速軸號I軸n軸ITT軸計算轉(zhuǎn)速r/min400125404、確定齒輪副的計算轉(zhuǎn)速。齒輪Za裝在主軸上轉(zhuǎn)速，其中只有 40r/min傳遞全功率，故 乙j=40 r/min依次可以得出其余齒輪的計算轉(zhuǎn) 速，如表32。表32齒輪副計算轉(zhuǎn)速序號Z,n>40022412571403. 3齒輪模數(shù)計算及驗算1、計算各傳動軸的輸岀功率Pi =嗆 x n/? x nr =3.0x0.96x0.99 = 2.85曲 p2 = p、xn;, xnr = 2.85x0.97x0.99= 2.7lkwpr = p2 xnv xnr =2.71x0.97x0.99= 260bv2、軸徑設(shè)計及鍵的選取軸一:卩=085上”,取0 = 0.9,帶入公式:26有，cl = 24.95mm ,圓整取 d = 25mm選花鍵：6 x 26 x 30 x 6軸二：p2 = 2.1 kw,取0 = 0.9,帶入公式:有，d = 29.3mm ,圓整取 d = 30mm 選花鍵：8x32x36x6主軸：選擇主軸前端直徑，后端直徑0 =(0750.85)0 取D2 = 65mm,則平均直徑D = U.5mm。對于普通車床，主軸內(nèi)孑L直徑d = (0.550.6D),故本例之中，主軸內(nèi)孔直徑取為d = 45mm支承形式選擇兩支撐，初取懸伸量Q = 90mm ,支撐跨距L = 520加。 選擇平鍵連接，Z?x/? = 22xl4,厶=100mm。因為0 = O5S1.O,所以取值較大，計算的軸的直徑為最小直徑，也 是危險直徑，所以實際裝配時可選用軸徑更大的軸。3、模數(shù)計算，一般同一變速組內(nèi)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“ =16338 3匚丫 1卑(u + V)Nd 血 zMcrJ其中：“ 公比；Nd 電動機功率;% 齒寬系數(shù)0.2至1.4； 切齒輪傳動許允應(yīng)力;計算齒輪計算轉(zhuǎn)速。45號鋼整體淬火，b= ll()(MP,按接觸疲勞計算齒輪模數(shù)m1-2軸由公式竹163383(ul)p血Z沖勺了按齒數(shù)18的計算可得加=4/78m加，取m=5mm2 主軸由公式= 16338s(弘 1)血z初勺了竹按齒數(shù)19的計算可得 = 4.67mm,取m=5mm表33模數(shù)組號基本組擴大組模數(shù)mm55(2)基本組齒輪計算如下表34。表3-4基本組齒輪幾何尺寸見下表齒輪Z1zrZ2Z3齒數(shù)27184857分度圓育徑13590240285齒頂圓直 徑145100250295齒根圓直 徑122.577.5227.5272.5齒寬32323232按基本組最小齒輪計算。小齒輪用40Cr,調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB 286HB,平均取260HB,大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB 286HB,平均取240HB。計算如下：(1)齒面接觸疲勞強度計算：接觸應(yīng)力驗算公式為2088 x10s (u 土 DKKKKN “、“1j zm 斗 uBn fJ彎曲應(yīng)力驗算公式為zm2B Y n式中N傳遞的額定功率(kW),這里取N為屯動機功率，N=3kW;式中N傳遞的額定功率(腳)，這里取N為屯動機功率，N=4kW；nj計算轉(zhuǎn)速（r/min）； n =49 r/nrn/m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二3；Ks壽命系數(shù)；Ks = KTKnKNKqK廠工作期限系數(shù)；T齒輪工作期限，這里取T=15000h.;“I齒輪的最低轉(zhuǎn)速(r/min)，也=560 (r/min)基準循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取C。-IO?,彎曲載荷取Co = 2xlO6m疲勞曲線指數(shù)，接觸載荷取m二3；彎曲載荷取m二6;K廠轉(zhuǎn)速變化系數(shù)，查【5 2,取心二0.60Kn 功率利用系數(shù)，查【51 2,取Kn =0.78Kq材料強化系數(shù)，查【5】2上，取Kq二0.60K.工作狀況系數(shù)，取心二1K2 動載荷系數(shù)，查5 2,取心二1K、齒向載荷分布系數(shù)，查【5】2上，&二1Y齒形系數(shù)，查【5】2上,Y二0.386；y 午用接觸應(yīng)力（MPa），查4,表47,取<t.=650 Mpa； 仇.許用彎曲應(yīng)力（MPa）,查【4】，表47,取<ru,=275 Mpa； 根據(jù)上述公式，可求得及查取值可求得：W =65 lMpa<cr-aw = S5Mpa<aw（3）擴大組齒輪計算。表35擴大組齒輪幾何尺寸見下表齒輪Z4Z5Z4Z6齒數(shù)40401961分度圓直徑20020095305齒頂圓直徑210210105315齒根圓直徑187.5187.582.5292.5齒寬32323232按擴大組最小齒輪計算。小齒輪用40Cr,調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB 286HB ,平均取260HB,大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度229HB- 286HB,平均取 240HB 同理根據(jù)基本組的計算，查文獻【6】，可得Kn =0.62,心二（）.77, 他二0.60,二 1.1, K2 = , K嚴 1, m二3.5, =280；可求得：（J -634Mpa<a.JJaw = l35Mpa<crw3. 5主軸合理跨距的計算由于電動機功率P二3kW,根據(jù)【1】表3.20,前軸徑應(yīng)為6090mm。 初步選取dl=80mmo后軸徑的d2= （0.70.9） dl,取d2=60mm。根據(jù)設(shè) 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30mmo軸承剛度，主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩T = 9550左=9550 x=286.5N.mn100假設(shè)該機床為午床的最大加工直徑為300mmo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(zhuǎn)直徑的50%,這里取60%,即 180mm,故半徑為0. 09m；切削力（沿y軸）=TTl 3183背向力（沿 X 軸）Fp二0.5Fc二 1592N總作用力F = Jf： + F； = 3559此力作用于工件上，主軸端受力為F二3559N。先假設(shè)l/a=2, l=3a=240mmo前后支承反力Ra和Rb分別為:= 3559x120 + 240240= 5338NRn = Fx- = 3559 x- = 1779.5N I240根據(jù)文獻【1】式3.7,得:Kr = 3.39Fr01/0-8(zz)-9cosL96/得前支承的剛度：Ka= 1689. 69N/“加；KB= 785.57= 1689,69 = 2.15 心 785.57主軸的當量外徑g二(80+60)/2二70mm,故慣性矩為 /(0.07-0.03)=口3.8“0%64El 2.1xl01,xll3.8xl0-8 八KAa3 1689.69 x0.13xl06查【1】圖338得 = 2.0,與原假設(shè)接近，所以最佳跨距厶二120 X a2.0=240mm合理跨距為(0.75-1.5) /0,取合理跨距I二360mm。根據(jù)結(jié)構(gòu)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=80mmo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(zhuǎn)速 n =1430r/min,功率 P=3kW選用Y系列三相異步電動機。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 oII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6l908o4. 3變速操縱機構(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。第5章校核5.1軸的校核(a) 主軸的前端部撓度 1=0-0002 x 525 = 0.105(b) 主軸在前軸承處的傾角&-容許值刃軸承 0.001 rad(c) 在安裝齒輪處的傾角& W容許值刃齒 1 radD平均= 1.0765x16 + 70x78 + 75x50 + 80x236 + 85x160 + 90x150y Din690u SI mmE = 2Axi05MPa/二旦(1 一仏)二龍朋7：( _蘭)二356904(mm4)64 d 6487廠 2x955xl04P x0.99532x955x 104x3.37x0.9953“小八F = 1268( N)d件 x 斤計400 x 125mvz:n3x20x125將其分解為垂直分力和水平分力 由公式Fy = 0.4E = 507(N), Fx = 0.25見=217(N)由于小齒輪的傳動力大，這里以小齒輪來進行計算Fq = 2X955X1(" = 2吧0：號37 =A/v =-Fv/# =-x507xl60 = 54080(N mm)可得F + 倫伽乙=FqF = F tan%倫=21()5(N),他=6477(")2 2Mz =-鄉(xiāng)件=-xl268xl60 = l35253(N mm)Mx = -F血=1x317x130 = 20605(N mm)2 2主軸載荷圖如圖5-1所示：（8）垂直平面內(nèi)（b）水平平面內(nèi)圖5-1主軸載荷圖由上圖可知如下數(shù)據(jù)：a=364mm,b= 161 mm,l=525mm,c=87mm 計算（在垂直平而）。F abcQ + a）Fzc 門（、 八1 6EII 3EII6EI兒+y2+y3=i73Fn/abRM7&齒i =”3F“_g）"齒 2=1/ + 3c）。齒 3=jy" + 3c）&軸承1&齒Z =&齒l +。齒2 + 血3 =6.9x10 5 -FQzab（l + a）F：clMzl67/,軸承2 _ Sei ,軸承3 _ 3EZ&穌Z =血承1 +。軸利+血承3 = 2.9x10 占m坐滬（心計算（在水平面） -Foabc（l + a） 6EII兒，=必+% + %=17=& 厶+ 3c) 齒1 3EII-齒 2 6EI3EI(/ + 3c)齒 y =血1 + 血2 + 兔3 = 13.86x10_ -仏唄/ + 0)_Fyd _ (My-MJl軸承_ 6EII%承2 _ 3EI %承3 _3EI縊承y =2峽1 +體詠2 +2峽3 =328x10 5合成:兒二 +兒2=0 08<0 105&齒=也齒:+e齒:=0-00015 < o.ooi0軸承=軸承；+ &軸承二0.00033 < 0.0015.2軸承壽命校核由口軸最小軸徑可取軸承為7008C角接觸球軸承,e=3 ；P=XFr+YFaX=l, Y二0。對II軸受力分析如圖52所示。1*516a120圖5-2 II軸受力分析圖得：前支承的徑向力Fr=2642.32No由軸承壽命的計算公式：預期的使用壽命Lg二15()0()h。厶()空2 ()一 型22 X (Z000 3 =鰹 x(5000 = 288142 沖,九J n P 1802238.3815026423210/軸承壽命滿足要求。第6章結(jié)構(gòu)設(shè)計及說明6.1結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案設(shè)計主軸變速箱的結(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)計與布置，用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。課程設(shè)計由 于時間的限制，一般只畫展開圖。主軸變速箱是機床的重要部件。設(shè)計時除考慮一般機械傳動的有關(guān)要 求外，著重考慮以下兒個方面的問題。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 準化和通用化的原則。主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計時整個機床設(shè)計的重點，由于結(jié)構(gòu)復雜，設(shè)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(yīng)該先畫草圖。的 是：1布置傳動件及選擇結(jié)構(gòu)方案。2檢驗傳動設(shè)計的結(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和受力方向，為軸和軸承的驗算提供必要的數(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(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。結(jié)論分級變速主傳動系統(tǒng)設(shè)計的結(jié)構(gòu)及部分計算，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)主要部分進行 設(shè)計和校核，有許多地方處理不夠妥當，因為沒有接觸過生產(chǎn)實際，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，使我對機械系統(tǒng)設(shè)計這門課當中許多原理公式有 了進一步的了解，對于機械類的書籍，軟件的使用能力得到了提升，并且 對設(shè)計工作有了更深入的認識，在同學們一起進行設(shè)計任務(wù)的過程中，不 僅增進了友誼，而且對于課程設(shè)計的課題有了更深的理解。在設(shè)計過程 中，得到王仲文老師的精心指導和幫助，在此表示衷心的感謝。參考文獻【1】候珍秀.機械系統(tǒng)設(shè)計哈爾濱工業(yè)大學岀版社，修訂版;【2】、于惠力主編機械設(shè)計科學岀版社第一版【3】、戴曙主編【4】、戴曙主編金屬切削機床設(shè)計 機械工業(yè)出版社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【7】、于惠力主編機械原理高等教育出版社第七版機械設(shè)計課程設(shè)計科學出版社致謝在課程設(shè)計過程中，感謝很多同學的幫助和指點，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)計是在王仲文老師和丁艷艷老師的親切關(guān)懷和悉心指導 下完成的。從課題的選擇到項目的最終完成，老師都始終給予我細心的指 導和不懈的支持，在此，謹向教師表示衷心的感謝和崇高的敬意！。此外，在課程設(shè)計過程中，也得到了其他同學的幫助，有關(guān)軟件方面 的一些技能不足得到了同學的大力幫助，設(shè)計任務(wù)一直在很好的氛圍中進 行，在這里，也向他們表示真誠的感謝！再次向此次課程設(shè)計中所有幫助過我的人表示感謝。