MB106A进给系统有级变速装置设计1概述1.1设计目的和容（1）木工机床课程设计目的：木工机床课程设计是《木工机床设计》课程的一个实践教学环节，其目的在于，通过机床的传动设计，使学生受到方案比较、结构分析、零件计算、机械制图、技术条件编写及技术资料查阅等方面的综合训练，培养初步具有机床部件的设计能力。

（2）木工机床课程设计容：包括以下几项：1 ）运动设计根据设计题目给定的设计原始数据确定其他有关运动参数，选定各级转速值；通过分析比较，选择传动方案；拟订结构式或结构网，拟订转速图；确定齿轮齿数及带轮直径；绘制传动系统图。

2）动力设计根据设计题目给定的机床类型和电动机功率，确定各传动件的设计转速，初定传动轴直径、齿轮模数，确定传动带型号及根数，摩擦片尺寸及数目；装配草图完成后要验算传动件（传动轴、主轴、齿轮、滚动轴承）的强度、刚度或寿命。

3）结构设计完成运动设计和动力设计后，要将主传动方案“结构化”，设计进给变速箱装配图及零件工作图，侧重进行传动轴组件、变速、操纵、箱体、润滑与密封，以及传动轴和滑移齿轮零件的设计。

1.2设计要求木工机床课程设计的容体现在设计图纸和设计计算说明书中，因此图纸和说明书的质量应并重，其具体要求如下：（1）进给变速箱部件装配图。

它用以表明该部件的结构、工作原理、各零件的功用、形状、尺寸、位置、相互联接方法、配合及传动关系等。

进给变速箱的装配图通常由外观图、展开图和若干横向剖视图等组成。

如受学时所限，可绘制展开图和主要横向视图。

在装配图上，零件要标注件号、参数及数量，各轴要标注轴号。

展开图上要标注各传动轴组件的主要配合尺寸（如轴承、花键等），还要标注一个能影响轴向装配尺寸的轴向尺寸链，横向剖视图应完整表达出一个操纵，标注啮合齿轮的中心距及公差，标注主要轮廓尺寸、定位及联系尺寸等，装配图的方案和结构要合理，图面整洁清晰，尺寸标注正确，符合国家标准。

（2）零件工作图。

绘制若干个零件（如传动轴、滑行齿轮等）工作图，应能正确表达零件的结构形状、材料及热处理、尺寸公差和形位公差、表面粗糙度和技术条件等，符合有关标准规定。

（3）设计计算说明书。

设计计算说明书是对所设计部件的性能、主要结构、系统等方面进行设计分析及理论计算的技术文件，应谁合理，依据充分，计算正确，条理清晰，文句通顺，标点正确，图表清晰，字迹工整；篇幅不少于5000字，一律采用国家法定计量单位，引用参考文献的有关结论及公式需用方括号标出，其主要容：概述（机床的用途使用围、主要技术参数及特点等，同类型机床对比分析）；运动设计；动力设计（包括零件的初算及验算）结构设计（主要结构的分析、操纵、润滑及密封方式的说明）；其他（另需说明或谁的有关冋题)；参考文献1.3设计的任务1.3.1设计的题目将MB106A 进给系统中的无级调速装置改为四级有级变速装置，并进行系统的设计与计算132设计原始数据1.3.2课程设计的工作量(1) 编写设计计算说明书a. 机床用途说明b. 运动计算一一拟定结构图，转速图和传动系统c. 动力计算一一通过计算，决定进给电机功率和主要零件的尺寸和材料d. 设计方案的分析比较(2) 设计图纸a. 绘制进给变速箱装配图(1或2),表明齿轮传动关系，操纵的装配关系和工作位 置关系b. 绘制主要零件工作图11.4设计步骤(1) 设计准备工作。

根据给定的设计题目，应明确设计任务、容、要求及步骤。

拟定 工作计划；收集查阅技术资料；对1-2台同类型机床进给运动部件分析研究，做到理解、 消化交流工作经验能有所改进，在此基础上进行设计构思。

(2) 运动设计。

(3) 传动件选择及初算。

绘制装配草图之前，需要初步定出各传动件的结构尺寸。

如 传动轴直径、齿轮的模数及宽度、V 带的型号及根数、摩擦片的尺寸及片数、滚动轴承的 类型及配置等。

(4) 绘制部件装配草图。

(5) 零件验算。

零件在部件中的位置和尺寸确定之后，即可分析其受力状态，并进行 较精确的验算，验算指定的零件及其项目，一般可验算传动轴弯曲刚度及抗振性，花键 侧挤压应力，直齿圆柱齿轮疲劳强度、滚动轴承疲劳寿命等。

(6) 加深部件装配图。

根据验算结果修改草图，进一步完善草图，经审查同意后，按 制图标准加工木料最大宽度 600mm 加工木料最大厚度 200mm 最小刨削长度 290mm 最大刨削厚度 5mm 刀头切削圆直径 128mm刀轴转速 6000r/mi n 刀片数 4进料辊筒直径 90mm进料速度 8 、主电机功率 5.5kw加工材种 软、 木材含水率 10%-15%变速箱长 26cm变速箱高 30cm变速箱宽16cm-18cm12、16、24m/min 硬杂木加深装配图。

要先画展开图，后画横向剖视图，必要时还要交叉进行，并按要求完成部件装配图。

(7) 绘制零件图。

(8) 编写设计计算说明书，设计过程中的计算与分析要及时整理，待图纸完成后，要对说明书草稿进行认真修改抄清完成。

2传动系统的运动设计2.1选择传动方案应根据机床的使用要求和结构性能综合考虑， 参考同类机床，合理选择传动方案并加 以论证，初步拟出传动系统示意图。

(1) 选择传动布局 选择分离传动式。

(2) 选择变速方式 有级变速，选用滑移齿轮变速。

2.2进给电机功率的确定压刨床在加工的过程中，对木材的作用力有主切削力 F X 和垂直分力F Y进给力 F uF X cosF Y sin(F Y COSF X sin )压刨加工深度一般为2-3mm 可认为是厚切削，贝U ：a w a n H bh x U zFx 9.807(a w a q q)U z sin p t垂直分力：F y f 2 F 2(f 2为推力，F 2为拉力。

其中f 29.807(1 x)H限伽)F 2 9.807(3w 3q qaw3nHx)bh x U^tan(90 )U z sin p t摩擦系数卩=0.2-0.3，取0.3 ;摩擦角 =150-170,取160)压刨床在加工的过程中，主要进行的是纵端向刨削，取切削角 S =55°,© =60°,假设 当时木材含水率为12%刨削木材为松木，切削速度为 40m/s,切削厚度为3mm 刀的工作 小时数为 4h,查表得：a q =1.20, a h =1.85, a w =1.03,x=0.45,e=3mm,b=600mm端向切削时的单位切削力：Ka w a q (AB vC )色=19.053MPae纵向切削时的单位切削力：K 〃 a w a q (A 〃 B 〃 v C ) “出” =10.774MPae 单位切削力 K K 〃 (K K 〃)sin 1.25 1=17.7MPa 切削功率 P=F<v/1000kW=1279.8w=1.2798 kW贝U:选用电机型号：Y100L-6,额定功率：1.5KW 同步转速：1000r/min ，满载转 速：940r/min2.3拟定结构式、结构网和转速图最小转速：8000 / . OQ ,- n min r /min28.r / min90最大转速：n max r /min 85r / min90变速围：R n £mx 243n min 8级数：Z=4结构式：4=2X2 2, 4=2 2 X 2i由降速“前慢后快”，级数排列“前多后少”，转速分布“前密后疏”，转速变换“升早降晚”，结构网：选择：结构式为：4=2 X 22转速图：(1)确定总传动比：由电动机转速n o=94Or/min，到主轴最小转速n i =28r/min，总传动28 1比为：I总=一940 33.6从电动机转速到主轴最小转速之间用虚线连接起来，这虚线斜率即表示总传动比变化趋势。

(2)由于电动机转速较高(940r/min )，因此传动链始端采用三角皮带传动，传动比为：940 1 一一1i 1=————；末端由于MB106A原系统采用链轮传动，采用传动比为i 6=——。

437 2.15 1.41(3)中间各轴之间的传动比根据速比拟定原则：降速“前慢后快”，级数排列“前多后少”，转速分布“前密后疏”，转速变换“升早降晚”进行分配。

转速图如下：公比: 取=1.411.442图i结构网各级转速分配如下：3222i 1=1/2.13 , i 2=1/1.41 , i 3=1/1.41 , i 4=1/1.41 , i 5=1/1.41 , i 6=1/1.412.4确定齿轮齿数根据转速分布图进行计算各传动副齿轮的齿数：（见下表）表1齿轮齿数计算表123 4567［将传 计算 求升速不大，而降 求齿 求主动轮齿求被动轮齿动比 f j +g f j + 速最大，应用下 数和数Z j数乙化为 之和 g式求E min2Z 0无公 的因子最整数 小值的 公分数倍数f jKE min2Z 。

Z j1Z ji jg jf j +gZmin( fjg j )E min Kf j2Zg j 2ZKf j2Z 02Z 0f jg jrfjg j11010+22058‘239=39 n1.413 29-11 1+2= 39278i 321.412 32652114+1 =1872i 441.41 45 156901+2=-1i 1i 3i 2i 5i 4■mI V图2转速图870 616.8 437 310 220 156 110.778.5 55.67 40 28n o2.5绘传动系统图对齿轮进行布置与排列，根据变速箱在MB106A中的安装尺寸，选择两个变速组并列排列，无公用齿轮，轴向尺寸为两个变速组轴向尺寸之和。

(L > 8B+2A)D=224mz=20 z=26出齿轮传动52z=18Fiv链传动z=3o 1隠传动D=100m940r/min图3传动系统图z=72=6o 口齿轮传动3主要零件的设计计算3.1带传动设计已知：电动机功率P=1.5kW,转速n i=940r/min,变速器输入轴转速n2=437r/min，载荷变动小，每天工作8h,要求结构紧凑。

(1) 确定V带截型工况系数设计功率P d =K A P=1.5X 1.1=1.65kWV带截型根据Pd和小带轮的转速m来选择(2) 确定带轮直径小带轮基准直径验算带速d d1n1 3.14 100 940 4.9 5m/s60 1000 60 1000大带轮基准直径d d2=d1 n1=100X 940/437 〜215mmr)2传动比i=d d 2//d d 1=224/100⑶确定中心距及V带基准长度初定中心距由0.7(d d1+ck) <a c <2(d d1+ck)知226.8 <a 0 < 648要求结构紧凑初定V带基准长度2L o=2a：)+n /2(d d1+d d2)+( d d1-d d2)/4a0 =1318.29mmV带基准长度传动中心距a~a 0+(L d-L o)/2=400+(1250-1277.25)/2小带轮包角 a 1=180" —(d d2-d d1)/a X 57.3 0 =163.88°(4) 确定V带根数单根V带的基本额定功率额定功率增量包角修正系数带长修正系数V 带根数Z=P d/[(P 1+AP1)Ka Xk L]〜1.77 根(5) 带轮结构设计带轮宽度B=(z-1)e+2f=(2- 1) X 15+2X 10=35其他结构尺寸的确定参见机械零件设计手册。