哈尔滨理工大学课程设计题目：机械系统设计课程设计院系：机械设计制造及其自动化班级：分级变速主传动系统设计摘要《机械系统设计》课程设计内容有理论分析与设计计算，图样技术设计和技术文件编制三部分组成。
1、理论分析与设计计算：（1）机械系统的方案设计。
设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。
（2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。
（3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算与校核。
2、图样技术设计：（1）选择系统中的主要组件。
（2）图样的设计与绘制。
3、编制技术文件：（1）对于课程设计内容进行自我技术经济评价。
（2）编制设计计算说明书。
关键词分级变速；传动系统设计,传动副，结构网，结构式，齿轮模数，传动比，计算转速目录一、绪论 (4)1.1课程设计目的 (4)1.2课程设计内容 (4)1.3课程设计题目，主要技术参数和技术要求 (4)二、运动设计 (6)2.1运动参数及转数图的确定 (6)2.2核算主轴转数误差 (8)三、动力计算 (10)3.1.带传动设计 (10)3.2.计算转速的计算 (11)3.3.齿轮模数计算及验算 (11)3.4.传动轴最小轴颈的初定 (13)3.5.主轴合理跨距的计算 (14)四、主要零部件的校核 (16)4.1齿轮强度、刚度校核 (16)4.2轴的刚度校核 (16)4.3轴承寿命校核 (17)总结 (19)参考文献 (19)一、绪论1.1课程设计的目的《机械系统设计》课程设计是在学完本课程后，进行一次学习设计的综合性练习。
通过课程设计，使学生能够运用所学过的基础课、技术基础课和专业课的有关理论知识，及生产实习等实践技能，达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。
通过课程设计，分析比较机械系统中的某些典型机构，进行选择和改进；结合结构设计，进行设计计算并编写技术文件；完成系统主传动设计，达到学习设计步骤和方法的目的。
通过设计，掌握查阅相关工程设计手册、设计标准和资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高学生设计能力的目的。
通过设计，使学生获得机械系统基本设计技能的训练，提高分析和解决工程技术问题的能力，并为进行机械系统设计创造一定的条件。
1.2课程设计的内容《机械系统设计》课程设计内容由理论分析与设计计算、图样技术设计和技术文件编制三部分组成。
1.2.1 理论分析与设计计算：（1）机械系统的方案设计。
设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。
（2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。
（3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算和校核。
1.2.2 图样技术设计：（1）选择系统中的主要机件。
（2）工程技术图样的设计与绘制。
1.2.3编制技术文件：（1）对于课程设计内容进行自我经济技术评价。
（2）编制设计计算说明书。
1.3课程设计题目、主要技术参数和技术要求1.3.1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=71r/min；Nmax=710r/min；Z=6级；公比为1.58；电动机功率P=4KW；电机转速n=1440r/min （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。
第二章运动设计 2.1运动参数及转速图的确定2.1.1．转速范围 Rn=minmax N N =710/71=10 2.1.2．转速数列 查[1]表 2.12，首先找到71r/min 、然后每隔7个数取一个值，得出主轴的转速数列为71 r/min 、112 r/min 、180 r/min 、180r/min 、280 r/min 、450r/min ，710r/min 共6级。
2.1.3．定传动组数对于Z=6，可分解为：6=3×2。
2.1.4．写传动结构式根据“前多后少” , “先降后升” , 前密后疏,结构紧凑的原则,选取传动方案 Z=12=31×23。
写传动结构式：主轴转速级数Z=6. 结构式6=31×23画结构网：2.1.5．画转速图选择电动机：采用Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机绘制转速图。
转速图：传动系统图： 4kw1440r/min2.2核算主轴转数误差实际传动比所造成主轴转速误差%1.4)%1(10'=-<-ϕn n n ，其中'n 为实际转速，n 为标准转速。
n=710r/min:n ´=710×(126/256)×(44/44)×（60/600 =708.25r/min δ=|(708.25-710)/710|=0.176%<5.8%%因此满足要求。
第三章 运动计算3.1带传动设计3.1.1 直径计算小带轮直径选取d=112--140初取小带轮直径d 取 d=125mm 大带轮直径D ：D=21n dn = 125×1440/710=254mm取D=254mm3.1.2计算带长初定中心距0.7(d 1+d 2)~a 0~2(d 1+d 2) 256.3~ a 0 ~758 a 0 取600mm.计算基准长度L d0=2a 0+ /2(d 1+d 2)+ 2(d 2-d 1)/4 a 0 = 1809 mm由表3.2得L d =1800mm初取中心距 取a=600mm a = a 0 +( L d + L d0 )=600+(1800-1809)/2=591mm3.13计算齿轮齿数（1）查机械系统设计书 表3-1基本组齿数： 基本组：Z1=25 ，Z1′=63 Z2=44， Z2′=44 Z3=34， Z3′=54扩大组：Z4=60， Z4′=60 Z5=24， Z5′=913.2计算转速的计算（1）执行轴的计算转数：)13(min -=z j n n ϕ＝112.18r/min 取112 r/minI 轴：计算转数=710 r/min ，II 轴：计算转数=280r/min ， （2）最小齿轮的计算转速如下: N25=710, N24=355,选用齿轮精度为7级精度 .3.3.齿轮模数计算及验算 （1）计算齿轮模数45钢，整体淬火，[σj]=585MPa ； 按简化的接触疲劳强度公式计算mmj=163383(u ±1)NdψmZ12u[σj]2njmmmj ——按接触疲劳强度计算的齿轮模数（mm ）； Nd ——驱动电动机功率（kw ）；nj ——被计算齿轮的计算转速（r/min ） ①u=63/25 =3.96; nj =710r/minmj=163383(3.96＋1) ×48×232×3.96×[585]2×710=2.7mm ，取m1=3mm②u=79/20 =3.95; nj =355r/minmj=163383(3.95＋1) ×48×202×3.95×[585]2×355 =3.83mm ，取m2=4mm;（2）计算齿轮分度圆及尺宽d1=m1z1=3×25=75mm d1′= m1z1′=3×63=189mm d2=m1z2=3×44=132mm d2′= m1z2′=3×44=132mm d3=m1z3=3×34=103mm d3′= m1z3′=3×54=162mm d4=m2z4=4×60=240mm d4′= m2z4′=4×60=240mm d5=m2z5=4×24=96mm d5′= m2z5′=4×96=384mmB1、2、3=ψmm=8x3=24mm ； B4、5=ψmm=8x4=32mm ；表3-3 基本组齿轮几何尺寸带轮设计计算公式：Ld0≈2a0+π(d1+d2)/2+(d2-d1)2/4a0（1）确定计算功率:P=4kw,K为工作情况系数，查表取K=1.1，pd=kAP=1.1x4=4.4kw （2）选择V带的型号:根据pd,n1=1440r/min查表选择A型V带d1=90mm（3）确定带轮直径d1,d2小带轮直径d1=90mm验算带速v=πd1n1/(60x1000)= πx90x1440/(60x1000)=6.78m/s动轮直径d2=n1d1/n2=1440x90/710=182.5mm取d2=180mm计算实际传动比i=d2/d1=180/90=2相对误差:︱（i0-i ）/i0︱=︱(2.03-2)/2︱=1.5%<5% 合格 （4）定中心矩a 和基准带长Ld [1]初定中心距a00.7(d1+d2)≤a0≤2(d1+d2)) 189≤a0≤540取ao300mm [2]带的计算基准长度Ld0≈2x300+ π(90+180)/2+(180-90)2 /（4x300） ≈1030mm查[1]表3.2取Ld0=1000mm [3]计算实际中心距a ≈a0+(Ld-Ld0)/2=300+(1000-1030)/2=285mm[4]确定中心距调整范围amax=a+0.03Ld=300+0.03x1000=315mm amin=a-0.015Ld=300+0.015x1000=270mm （5）验算包角:α1=180°-（d2-d1）x57.30/a=180°-(180-90) x57.30/300=161.9>120 所以合格（6）确定V 带根数： 确定额定功率：P0由查表并用线性插值得P01.07kw 查表得功率增量ΔP0=0.17kw 查表得包角系数K α=0.95 查表得长度系数Kl=0.89 确定带根数：Z ≥Pd/(P0+ΔP0)K αKl=4.4/[(1.07+0.17)x0.95x0.89]=4.19取Z=53.4.传动轴最小轴颈的初定 （1）传动轴轴径初定Ⅰ轴：P=4kw ×0.96=3.84kw,n=710r/min,ϕ=0.8带入公式：4][91ϕ⨯=j n p d =26.36mm,圆整取d=28mmⅡ轴：p=3.84kw ×0.97=3.73,n=280r/min,ϕ=0.84][91ϕ⨯=j n p d =33.26mm,圆整取d=35mm （2）主轴轴颈直径确定：查表4-9,按差值法选择主轴前端直径D1=90mm,后端直径D2=0.8×90mm=72mm材料：45钢。
热处理：调质主轴悬伸量：a/D=1.25~2.5 D= (D1+ D2)/2=81mma=(1.25~2.5)D1=(1.25~2.5)×90=112.5~225mm 取a=120mm 3.5.主轴合理跨距的计算设机床最大加工回转直径为φ=400mm,电动机功率P=4kw ， 主轴计算转速为n=112r/min已选定的前后轴径为 ：d1=90mm ，d2=72mm 定悬伸量a=120mm ，主轴孔径为30mm 。