哈尔滨理工大学题目�分级变速主传动系统院系�机械设计制造及其自动化姓名�指导教师�年月日目录摘要 (I)第1章课程设计的目的 (1)第2章课程设计题目�主要设计参数和技术要求 (2)2.1 课程设计题目和主要技术参数 (2)2.2 技术要求 (2)第3章运动设计 (3)3.1 运动参数及转速图的确定 (3)3.2 核算主轴转速误差 (5)第4章动力计算 (6)4.1带传动设计 (6)4.2计算转速的计算 (7)4.3齿轮模数计算及验算 (8)4.4传动轴最小轴径的初定 (11)4.5执行轴轴颈直径的确定� (12)4.6轴承的选择: (12)4.7花键的选择� (12)第5章主要零部件的选择 (13)5.1 摆杆式操作机构的设计 (13)5.2 电动机的选择 (13)第6章校核 (14)6.1 Ⅳ轴刚度校核 (14)6.2 轴承寿命校核 (15)第7章润滑与密封 (16)第8章设计结论 (17)参考文献 (18)摘要设计机床得主传动变速系统时�首先利用传动系统设计方法求出理想解和多个合理解。

根据数控机床主传动系统及主轴功率与转矩特性要求�分析了机电关联分级调速主传动系统的设计原理和方法。

从主传动系统结构网入手�确定最佳机床主轴功率与转矩特性匹配方案�计算和校核相关运动参数和动力参数。

这次说明书着重研究机床主传动系统的设计步骤和设计方法�根据已确定的运动参数以变速箱展开图的总中心距最小为目标�拟定变速系统的变速方案�以获得最优方案以及较高的设计效率。

在机床主传动系统中�为减少齿轮数目�简化结构�缩短轴向尺寸�用齿轮齿数的设计方法是试算�凑算法�计算麻烦且不易找出合理的设计方案。

本文通过对主传动系统中三联滑移齿轮传动特点的分析与研究�绘制零件工作图与主轴箱展开图及剖视图。

第1章课程设计的目的(1)、课程设计属于机械系统设计课的延续�通过设计实践�进一步学习掌握机械系统设计的一般方法。

(2)、培养综合运用机械制图、机械设计基础、精度设计、金属工艺学、材料热处理及结构工艺等相关知识�进行工程设计的能力。

(3)、培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。

(4)、提高技术总结及编制技术文件的能力。

(5)、是毕业设计教学环节实施的技术准备。

第2章课程设计题目�主要设计参数和技术要求2.1 课程设计题目和主要技术参数题目�分级变速主传动系统设计技术参数�Nmin=40r/min�Nmax=450r/min�Z=8级�公比为1.41�电动机功率P=3KW�电机转速n=1430r/min2.2 技术要求1. 利用电动机完成换向和制动。

2. 各滑移齿轮块采用单独操纵机构。

3. 进给传动系统采用单独电动机驱动。

第 3章 运动设计3.1 运动参数及转速图的确定N min 40=11.25�2� 转速数列。

首先找到 640r/min 、然后每隔 5 个数取一个值�1.41=1.06 ��故得出主轴的转速数列为�40 r/min 、56r/min 、80 r/min 、112 r/min 、160 r/min 、224 r/min � 315 r/min �450r/min �共9级。

�3� 确定传动组数和传动副数。

因为 Z=8�可分解为�Z=21×22×24。

这种结构式可以使传动组结构紧 凑�再设计时不至于使整体结构过大。

�4�写传动结构式,画结构图。

根据“前多后少” , “先降后升” , “前密后疏”,“升 2 降 4”的原 则,选取传动方案 Z=21×22×24 ,易知第一扩大组的变速范围r=φ=1.41=3.95〈8符合“升2降4”原则�其结 构 网 如 图结构网 Z=21×22×24p1(x1-1) 4450�1� 转速范围。

Rn= =�5�画转速图。

转速图如下图系统转速图�6�画主传动系统图。

根据系统转速图及已知的技术参数�画主传动系统图如图�主传动系统图�7�齿轮齿数的确定。

变速组内取模数相等�据设计要求Zmin≥17,齿数和Sz≤100�120�根据各变速组公比�可得各传动比和齿轮齿数�各齿轮齿数 如表�齿轮齿数比3.2 核算主轴转速误差实际传动比所造成的主轴转速误差�一般不应超过±10(�-1)�,即|实 际 转 速 n '� 标 准 转 速 n|� 10(� �1)%对 Nmax=450r/min�标 准 转 速 nNmax`=1430*95/150*30/42*45/453=462.1r/min 则有=2.68�〈4.1�450因此满足要求。

各级转速误差各级转速误差都都小于4.1��因此不需要修改齿数。

n 450 315 224 160 112 80 56 40n` 462.02 323.45 229.55 160.68 115.52 80.86 57.39 40.17 误差 2.68% 2.68� 2.48� 0.43� 3.14� 1.08�2.48� 0.43� 传 基本组第一扩大组第二扩大组1:1.41 1:21�1.41 1:2.801:1 1:4代Z1 Z1ˋ Z2 Z2ˋ Z3 Z3ˋ Z4 Z4ˋ Z5 Z5ˋ Z6 Z6ˋ齿30 42 24 48 35 49 22 62 45 45 18 72462 .1 � 450第 4章 动力计算4.1 带传动设计(1) 直径计算计算功率Pd=Ka*P=1.1*3=3.3KW 查普通V带选型图�可得d=80~100mm 初取小带轮直径d � 取 d=100mm A 型 V带大带轮直径 D � D== =158.9mm 2根据V带带轮基准直径系列�取D=160mm �2�计算带长求Dm Dm=(D 1+D 2 )/2=(95+150)/2=122.5mm求△ △=�D 1-D 2 �/2=�160-100�/2=30mm 根据0.7�D1+D2�≤a≤2�D1+D2� 即�182≤a 0≤520mm 初取中心距�a 0=450mm带长 L=� ×Dm+2×a 0+△ 2 /a 0=1286.84 mm由《机械设计》表3.2 选取标准Ld 得�Ld=1250mm �3�求实际中心距和包角实际中心距a≈a 0+(Ld-L)/2=450-18.42=431.58mm 中心距调整范围 a max =a+0.03Ld=469.08mma min =a-0.015Ld=412.83mm小轮包角 �1 =180-�D 1-D 2 �/a×57.3 =172>120�4�求带根数验算带速� � � =∏D 1 n 1 /60×1000=3.14×100×1430/(60×1000)=7.49m/s 5≤� ≤25�合格计算传动比 i并验算传动比相对误差�理论传动比 i 0=3.575实际传动比 i=n 1 /n 2 =160/100=1.60dn 100 �1430900� ���确定V带根数Z � 由《机械设计》表3.6�P K � =0.98�0 =1.30KW �由表3.8�由表3.9�K L =0.95�由表3.7�△P 0=0.15KW �所以Z≥P C /��P 0 +△P 0�×K � ×K L � =3.3/(1.30+0.15)×0.98×0.95=2.44取Z=3根4.2 计算转速的计算�1�主轴的计算转速 n j �由公式n j =n m in �( z /3�1)得�主轴的计算转速n j =70.92r/min �取主轴的计算转速n j =80 r/min 。

�2�确定各传动轴的计算转速。

Ⅲ轴共有4级转速�160 r/min 、224r/min 、 315 r/min 、450r/min 。

若经传动副传动主轴�全部传递全功率�其中160/min 是传递全功率的最低转速� 故其计算转速n Ⅲj =160 r/min �Ⅱ 轴共有2级 转速�450 r/min 、630 r/min 。

若经转动副转动主轴�全部传递全功率�其 中 450/min 是传递全功率的最低转速� 故其计算转速n Ⅱj =450 r/min �Ⅰ 轴 有 1 级转速�且都传递全功率�所以其计算转速n Ⅰj =900 r/min 。

各计算转 速入表。

各轴计算转速�3� 确定齿轮副的计算转速。

齿轮Z 6 ' 装在主轴上并具有 40、56、80、'112r/min共4级转速�其中有80、112r/min传递全功率�故Z 6 j=80 r/min 。

齿轮 ZZ 6 / Z 66 '装在Ⅲ轴上�有 160、224、315、450r/min 共 4 级转速�经齿轮副 传动主轴�则 4 个转速都传递全功率�故 Z 6 j=160r/min 。

依次可以得出其余齿轮的计算转速�如表轴号Ⅰ轴 Ⅱ轴 Ⅲ轴 Ⅳ轴 计算转速 r/min900 450 160 80哈尔滨理工大学机械系统设计课程设计齿轮副计算转速4.3 齿轮模数计算及验算�1�模数计算。

一般同一变速组内的齿轮取同一模数�选取负荷最重的 小 齿 轮 � 按 简 化 的 接 触 疲 劳 强 度 公 式 进 行 计 算 � 即� m z 1 u [� j ] nj式中 m j ——按接触疲劳强度计算的齿轮模数�mm ��N d ——驱动电动机功率�kW ��n j ——被计算齿轮的计算转速�r/min ��u——大齿轮齿数与小齿轮齿数之比�外啮合取“+”�内啮合取“-”�z 1 ——小齿轮的齿数�齿��mm m� j �得�基本组的模数 mj=3 第一扩大组的模数 mj=3第二扩大组的模数mj=4�2�基本组齿轮计算。

基本组齿轮几何尺寸见下表序号Z1 Z1` Z2 Z2` Z3 Z3` Z4` Z4` Z5 Z5` Z6 Z6`n j900 630 900 450 450 315 450 160 160 160 315 80 齿轮 Z1 Z1` Z2 Z2` 齿数 30 42 24 48 分度圆直径 90 126 92 144 齿顶圆直径 96 132 98 150 齿根圆直径 82.5 118.5 84.5 136.5 齿宽 15 15 15 15(u � 1)Pm =16338可得各组的模数2 � m——材料的许用接触应力�MP a �。

哈尔滨理工大学机械系统设计课程设计按基本组最小齿轮计算。

小齿轮用40Cr �调质处理�硬度241HB �286HB � 平均取260HB �大齿轮用45钢�调质处理�硬度229HB �286HB �平均取 240HB 。