9級(jí)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【N=45~710;Z=9;公比為1.41;P=4kW;電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440含5張CAD圖】
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充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙I分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)首先利用傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法求出理想解和多個(gè)合理解。分級(jí)變速是指傳動(dòng)鏈執(zhí)行件的輸出速度在一定范圍內(nèi)分級(jí)變化,即在變速范圍內(nèi)輸出一組速度值。本設(shè)計(jì)中分級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)采用滑移齒輪實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)變速。從主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)入手,通過查詢有關(guān)工程手冊(cè),確定最佳主軸功率與轉(zhuǎn)矩特性匹配方案,計(jì)算和校核相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)。本說明書著重研究機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和設(shè)計(jì)方法,根據(jù)已確定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)以變速箱展開圖的總中心距最小為目標(biāo),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(jì)效率。在機(jī)床主傳動(dòng)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(jì)方法是試算,湊算法,計(jì)算麻煩且不易找出合理的設(shè)計(jì)方案。本文通過對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)中三聯(lián)滑移齒輪傳動(dòng)特點(diǎn)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(jí)變速;傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì);傳動(dòng)副;結(jié)構(gòu)網(wǎng);結(jié)構(gòu)式;齒輪模數(shù),傳動(dòng)比 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙II目 錄摘 要 ..................................................................................................................I第 1 章 緒論 .........................................................................................................11.1 課程設(shè)計(jì)的目的 ........................................................................................11.2 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 .........................................................................................11.2.1 理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算 .........................................................................11.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計(jì) .....................................................................................11.2.3 編制技術(shù)文件 ......................................................................................11.3 課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求 ............................................21.3.1 課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(shù)參數(shù) .......................................................21.3.2 技術(shù)要求 ..............................................................................................2第 2 章 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì) .................................................................................................32.1 運(yùn)動(dòng)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 確定結(jié)構(gòu)式 ..........................................................................................32.1.4 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng) ..........................................................................................32.1.5 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖 ..................................................................42.2 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù) ................................................................42.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 ....................................................................................5第 3 章 動(dòng)力計(jì)算 .................................................................................................73.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) ................................................................................................73.1.1 計(jì)算設(shè)計(jì)功率 Pd.................................................................................73.1.2 選擇帶型 ..............................................................................................83.1.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速 ......................................................83.1.4 確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長度并驗(yàn)算小輪包角 ..............................93.1.5 確定帶的根數(shù) z .................................................................................103.1.6 確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 ....................................................................103.1.7 確定帶的張緊裝置 ............................................................................103.1.8 計(jì)算壓軸力 ........................................................................................103.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 ......................................................................................123.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算 ..............................................................................133.5 主軸合理跨距的計(jì)算 ..............................................................................16第 4 章 主要零部件的選擇 ...............................................................................184.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 ...........................................................................................184.2 軸承的選擇 ..............................................................................................184.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇 ...............................................................................18 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙III第 5 章 校核 .......................................................................................................195.1 軸的校核 ..................................................................................................195.2 軸承壽命校核 ..........................................................................................21第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明 ...................................................................................226.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 ......................................................226.2 展開圖及其布置 ......................................................................................22結(jié)論 .....................................................................................................................23參考文獻(xiàn) .............................................................................................................24致謝 .....................................................................................................................25 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙1第 1 章 緒論1.1 課程設(shè)計(jì)的目的《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完本課程后,進(jìn)行一次學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的綜合性練習(xí)。通過課程設(shè)計(jì),使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)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(shí),及生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐技能,達(dá)到鞏固、加深和拓展所學(xué)知識(shí)的目的。通過課程設(shè)計(jì),分析比較機(jī)械系統(tǒng)中的某些典型機(jī)構(gòu),進(jìn)行選擇和改進(jìn);結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算并編寫技術(shù)文件;完成系統(tǒng)主傳動(dòng)設(shè)計(jì),達(dá)到學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)步驟和方法的目的。通過設(shè)計(jì),掌握查閱相關(guān)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和資料的方法,達(dá)到積累設(shè)計(jì)知識(shí)和設(shè)計(jì)技巧,提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力的目的。通過設(shè)計(jì),使學(xué)生獲得機(jī)械系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)技能的訓(xùn)練,提高分析和解決工程技術(shù)問題的能力,并為進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)造一定的條件。1.2 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)內(nèi)容由理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算、圖樣技術(shù)設(shè)計(jì)和技術(shù)文件編制三部分組成。1.2.1 理論分析與設(shè)計(jì)計(jì)算(1)機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)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(jì)參數(shù),進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)和計(jì)算。(3)根據(jù)設(shè)計(jì)方案和零部件選擇情況,進(jìn)行有關(guān)動(dòng)力計(jì)算和校核。1.2.2 圖樣技術(shù)設(shè)計(jì)(1)選擇系統(tǒng)中的主要機(jī)件。(2)工程技術(shù)圖樣的設(shè)計(jì)與繪制。1.2.3 編制技術(shù)文件(1)對(duì)于課程設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行自我經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)。(2)編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙21.3 課程設(shè)計(jì)題目、主要技術(shù)參數(shù)和技術(shù)要求1.3.1 課程設(shè)計(jì)題目和主要技術(shù)參數(shù)題目 17:分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù):Nmin=45r/min;Nmax=710r/min ;Z=9 級(jí);公比為 1.41;電動(dòng)機(jī)功率 P=4kW;電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1440r/min1.3.2 技術(shù)要求(1)利用電動(dòng)機(jī)完成換向和制動(dòng)。(2)各滑移齒輪塊采用單獨(dú)操縱機(jī)構(gòu)。(3)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)采用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙3第 2 章 運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)2.1 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及轉(zhuǎn)速圖的確定2.1.1 轉(zhuǎn)速范圍Rn= = ==15.78minaxN457102.1.2 轉(zhuǎn)速數(shù)列轉(zhuǎn)速數(shù)列。查《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》表 2-9 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列表,首先找到45r/min、然后每隔 5 個(gè)數(shù)取一個(gè)值(1.41=1.06 6) , 得出主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列為45r/min、63r/min、90r/min、125r/min、180r/min、 250 r/min,350 r/min, 500 r/min、710r/min 共 9 級(jí)。2.1.3 確定結(jié)構(gòu)式對(duì)于 Z=9 可分解為:Z=3 1×33。2.1.4 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)根據(jù)“前多后少” , “先降后升” , 前密后疏 ,結(jié)構(gòu)緊湊的原則,選取傳動(dòng)方案 Z=21×22×24,易知第二擴(kuò)大組的變速范圍 r=φ (P3-1)x=1.416=7.85〈8,滿足要求滿足要求,其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖 2-1。圖 2-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng) 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙42.1.5 繪制轉(zhuǎn)速圖和傳動(dòng)系統(tǒng)圖(1)選擇電動(dòng)機(jī):采用 Y 系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。(2)繪制轉(zhuǎn)速圖,如圖 2-2 所示:圖 2-2 轉(zhuǎn)速圖(3)畫主傳動(dòng)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(dòng)系統(tǒng)圖如圖 2-3:1-2 軸最小中心距:A 1_2min>1/2(Zmaxm+2m+D)軸最小齒數(shù)和:S zmin>(Zmax+2+D/m)2.2 確定各變速組此論傳動(dòng)副齒數(shù)(1)Sz 100-120,中型機(jī)床 Sz=70-100?(2)直齒圓柱齒輪 Zmin 18-20? 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙5圖 2-3 主傳動(dòng)系統(tǒng)圖(7)齒輪齒數(shù)的確定。據(jù)設(shè)計(jì)要求 Zmin≥18—20,由表 4.1,根據(jù)各變速組公比,可得各傳動(dòng)比和齒輪齒數(shù),各齒輪齒數(shù)如表 2-1。表 2-1 齒輪齒數(shù)2.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差實(shí)際傳動(dòng)比所造成的主軸轉(zhuǎn)速誤差,一般不應(yīng)超過±10( -1)%,即?基本組 第一擴(kuò)大組傳動(dòng)比 1:41 1:2 1:2.78 2:1 1:1.41 1:4代號(hào) Z1Z 'Z2Z 'Z3Z 'Z4Z 'Z5Z 'Z6Z '齒數(shù) 30 42 24 48 19 53 66 33 41 58 20 79 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙6〈10( -1)%n標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速標(biāo) 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 速實(shí) 際 轉(zhuǎn) 速 ??對(duì) Nmax=710r/m 實(shí)際轉(zhuǎn)速 Nmax=1440× × × =697.96r/min28095436則有=1.6%〈4.1%7106.9?因此滿足要求。同理,根據(jù)計(jì)算得出其他各組的數(shù)據(jù)如下表:各級(jí)轉(zhuǎn)速誤差表 2-2 轉(zhuǎn)速誤差分析表n 710 500 350 250 180 125 90 63 45n` 697. 507 357.5 253.5 183.4 126.7 91.7 71.35 45.63誤差 1.6% 1.4% 2.1% 1.4% 2.1% 1.4% 2.1% 0.49% 1.4%所有計(jì)算結(jié)果都小于 4.1%,因此不需要修改齒數(shù)。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙7第 3 章 動(dòng)力計(jì)算3.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)輸出功率 P=4kW,轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min,n2=500r/min3.1.1 計(jì)算設(shè)計(jì)功率 PdedAdPK?表 3-1 工作情況系數(shù) AK原動(dòng)機(jī)ⅰ類 ⅱ類一天工作時(shí)間 /h工作機(jī) 10?10~16 16?0?10~16 16?載荷平穩(wěn)液體攪拌機(jī);離心式水泵;通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)() ;離心式壓縮機(jī);7.5kW?輕型運(yùn)輸機(jī)1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3載荷變動(dòng)小帶式運(yùn)輸機(jī)(運(yùn)送砂石、谷物) ,通風(fēng)機(jī)( ) ;發(fā)電機(jī);旋.k?轉(zhuǎn)式水泵;金屬切削機(jī)床;剪床;壓力機(jī);印刷機(jī);振動(dòng)篩1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4載荷變動(dòng)較大螺旋式運(yùn)輸機(jī);斗式上料機(jī);往復(fù)式水泵和壓縮機(jī);鍛錘;磨粉機(jī);鋸木機(jī)和木工機(jī)械;紡織機(jī)械1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6載荷變動(dòng)很大破碎機(jī)(旋轉(zhuǎn)式、顎式等) ;球磨機(jī);棒磨機(jī);起重機(jī);挖掘機(jī);橡膠輥壓機(jī)1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8根據(jù) V 帶的載荷平穩(wěn),兩班工作制(16 小時(shí)) ,查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P 296表 4,取 KA=1.1。即 1.4.kWdAedPK??? 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙83.1.2 選擇帶型普通 V 帶的帶型根據(jù)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率 Pd 和小帶輪的轉(zhuǎn)速 n1 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》如圖 3-1 選取。圖 3-1 V 帶選型圖根據(jù)算出的 Pd=4.4kW 及小帶輪轉(zhuǎn)速 n1=1440r/min ,查圖得:dd=80~100 可知應(yīng)選取 A 型 V 帶。3.1.3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P 298表 13-7 查得,小帶輪基準(zhǔn)直徑為 80~100mm則取 dd1= 95mm> ddmin.=75 mm(d d1根據(jù) P295表 13-4 查得)表 3-2 V 帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑 mind槽型 Y Z A B C D Emind20 50 75 125 200 355 50021 240=.8,=95.73.5dd??所 以 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P 295表 13-4 查“V 帶輪的基準(zhǔn)直徑” ,得 =280mm2d 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙9① 誤差驗(yàn)算傳動(dòng)比: ( 為彈性滑2180=3.()95(12%)di?????誤 ?動(dòng)率)誤差 符合要求13.08%04.52i???誤 <帶速 v=7.54滿足 5m/s300mm,所以宜選用 E 型輪輻式帶輪??傊?,小帶輪選 H 型孔板式結(jié)構(gòu),大帶輪選擇 E 型輪輻式結(jié)構(gòu)。帶輪的材料:選用灰鑄鐵,HT200。3.1.7 確定帶的張緊裝置選用結(jié)構(gòu)簡單,調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。3.1.8 計(jì)算壓軸力表 3-5 查得,A 型帶的初拉力 F0=131.55N,上面已得到=158.67oz=4,則1a 1a158.672sin=43.sinN=034.22ooFz???對(duì)帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙11表面加工精度要高,以減少帶的磨損。轉(zhuǎn)速高時(shí)要進(jìn)行動(dòng)平衡,對(duì)于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應(yīng)力要小, 帶輪由輪緣、腹板(輪輻)和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱為輪緣,輪緣是帶輪的工作部分,用以安裝傳動(dòng)帶,制有梯形輪槽。由于普通 V 帶兩側(cè)面間的夾角是 40°,為了適應(yīng) V 帶在帶輪上彎曲時(shí)截面變形而使楔角減小,故規(guī)定普通 V 帶輪槽角 為 32°、34°、36°、38°(按帶的型號(hào)及帶輪直徑確定),輪槽尺寸見表 7-3。裝在軸上的筒形部分稱為輪轂,是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱為輪幅(腹板),用來聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。表 3-5 普通 V 帶輪的輪槽尺寸槽型 項(xiàng)目 符號(hào) Y Z A B C D E 基準(zhǔn)寬度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基準(zhǔn)線上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基準(zhǔn)線下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽間距 e 8 ± 0.3 12 ± 0.3 15 ± 0.3 19 ± 0.4 25.5 ± 0.5 37 ± 0.6 44.5 ± 0.7 第一槽對(duì)稱面至端面的距離 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小輪緣厚 5 5.5 6 7.5 10 12 15 帶輪寬 B B =( z -1) e + 2 f z —輪槽數(shù) 外徑 d a 32° ≤ 60 - - - - - - 34° - ≤ 80 ≤ 118 ≤ 190 ≤ 315 - - 36° 60 - - - - ≤ 475 ≤ 600 38° 對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)直徑 d d - > 80 > 118 > 190 > 315 > 475 > 600 輪 槽 角 極限偏差 ± 1 ± 0.5 V 帶輪按腹板(輪輻)結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式: (1) 實(shí)心帶輪:用于尺寸較小的帶輪(d d≤(2.5~ 3)d 時(shí)),如圖 3-2a。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙12(2) 腹板帶輪:用于中小尺寸的帶輪 (dd≤ 300mm 時(shí)) ,如圖 3-2b。 (3) 孔板帶輪:用于尺寸較大的帶輪((d d-d)> 100 mm 時(shí)) ,如圖 3-2c 。 (4) 橢圓輪輻帶輪:用于尺寸大的帶輪(d d> 500mm 時(shí)),如圖 3-2d。(a) (b) (c) (d)圖 3-2 帶輪結(jié)構(gòu)類型根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果,可以得出結(jié)論:小帶輪選擇實(shí)心帶輪,如圖(a),大帶輪選擇腹板帶輪如圖(b)3.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算(1)主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 nj,由公式 n =n 得,主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速jmi)13/(??znj=90r/min。(2)確定各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速。Ⅱ軸共有 3 級(jí)轉(zhuǎn)速:160 r/min、 224r/min、315 r/min。若經(jīng)傳動(dòng)副 Z / Z 傳動(dòng)主軸,則只有6'6315r/min 傳遞全功率;若經(jīng)傳動(dòng)副 Z / Z 傳動(dòng)主軸,全部傳遞全功率,其5'中 160r/min 是傳遞全功率的最低轉(zhuǎn)速, 故其計(jì)算轉(zhuǎn)速 nⅡ j=160 r/min;Ⅰ 軸有 1 級(jí)轉(zhuǎn)速,且都傳遞全功率,所以其計(jì)算轉(zhuǎn)速 nⅠ j=450 r/min。各計(jì)算轉(zhuǎn)速入表。表 3-6 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速(3) 確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速。齒輪 Z 裝在主軸上并具有'640、56、80r/min 共 3 級(jí)轉(zhuǎn)速,其中只有 80r/min 傳遞全功率,故 Z j=80 '6r/min。齒輪 Z 裝在Ⅱ軸上,有 160-315 r/min 共 4 級(jí)轉(zhuǎn)速,但經(jīng)齒輪副 Z / Z6軸 號(hào) Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 450 160 80 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙13傳動(dòng)主軸,則只有 315r/min 傳遞全功率,故 Z j=315r/min。依次可以得'6 6出其余齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速,如表 3-7表 3-7 齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速序號(hào)Z1Z2Z3Z `4Z5Z6nj450 450 450 315 160 3153.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算(1)模數(shù)計(jì)算。一般同一變速組內(nèi)的齒輪取同一模數(shù),選取負(fù)荷最重的小齒輪,按簡化的接觸疲勞強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算,即 mj=16338可得各組的模數(shù)321][)(jjmnuzP???式中 mj——按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù)(mm) ;——驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率(kW ) ;dN——被計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速(r/min) ;jn——大齒輪齒數(shù)與小齒輪齒數(shù)之比,外嚙合取“ +”,內(nèi)嚙合取“-” ;u——小齒輪的齒數(shù)(齒) ;1z——齒寬系數(shù), (B 為齒寬,m 為模數(shù)) , ;m???4~10m??——材料的許用接觸應(yīng)力( ) 。j????? MPa得:基本組的模數(shù) mj=3.5 第一擴(kuò)大組的模數(shù) mj=3.5(2)基本組齒輪計(jì)算。表 3-8 基本組齒輪幾何尺寸齒輪 Z1 Z1`Z2 Z2`Z3 Z3`齒數(shù) 30 42 24 48 19 53分度圓直徑 105 147 84 168 66.5 185.5齒頂圓直徑 108.5 150.5 87.5 171.5 70 189齒根圓直徑 100.6 142.6 79.6 163.6 62.12 181.1 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙14齒寬 24.5 24.5 24.5 24.5 24.5 24.5按基本組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用 40Cr,調(diào)質(zhì)處理,硬度241HB~256HB,平均取 260HB,大齒輪用 45 鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度229HB~256HB,平均取 240HB。計(jì)算如下:① 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算:接觸應(yīng)力驗(yàn)算公式為??jfsj MPauBnNKzm??????)()1(02832彎曲應(yīng)力驗(yàn)算公式為: ??wsw aYnzK)(109235式中 N----傳遞的額定功率(kW) ,這里取 N 為電動(dòng)機(jī)功率,N=3kW;-----計(jì)算轉(zhuǎn)速(r/min). =450(r/min);jnjm-----初算的齒輪模數(shù)( mm), m=3.5(mm);B----齒寬(mm);B=24.5(mm);z----小齒輪齒數(shù);z=19;u----小齒輪齒數(shù)與大齒輪齒數(shù)之比,u=2.79;-----壽命系數(shù);sK= TnNq----工作期限系數(shù);mTC016?T------齒輪工作期限,這里取 T=15000h.;----基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù),接觸載荷取 = ,彎曲載荷取 =0 0C710C612?m----疲勞曲線指數(shù),接觸載荷取 m=3;彎曲載荷取 m=6;----轉(zhuǎn)速變化系數(shù),取 =0.60nKnK 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙15----功率利用系數(shù),取 =0.78NKNK-----材料強(qiáng)化系數(shù), =0.60q q-----工作狀況系數(shù),取 =1.13 3-----動(dòng)載荷系數(shù),取 =12 2------齒向載荷分布系數(shù), =1 1K1KY------齒形系數(shù), Y=0.386;----許用接觸應(yīng)力(MPa),取 =650 Mpa;??j???j?---許用彎曲應(yīng)力(MPa) ,取 =275 Mpa;w w根據(jù)上述公式,可求得及查取值可求得:=635 Mpa j???j?=78 Mpaw?w(3)擴(kuò)大組齒輪計(jì)算。表 3-9 擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸 齒輪 Z4 Z4`Z5 Z5` Z6 Z6`齒數(shù) 66 33 41 58 20 79分度圓直徑 231 115.5 143.5 203 70 276.5齒頂圓直徑 234.5 119 147 206.5 73.5 250齒根圓直徑 226.6 111.12 139.12 198.6 65.6 272.12齒寬 25 25 25 2525 25按擴(kuò)大組最小齒輪計(jì)算。小齒輪用 40Cr,調(diào)質(zhì)處理,硬度241HB~256HB,平均取 260HB,大齒輪用 45 鋼,調(diào)質(zhì)處理,硬度229HB~256HB,平均取 240HB。同理根據(jù)基本組的計(jì)算,可得 =0.62, =0.77, =0.60, =1.1,nKNqK3 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙16=1, =1,m=3.5, =355;2K1jn可求得:=619 Mpa j????j?=135Mpa ww傳動(dòng)軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度用下式計(jì)算:d=1.64 (mm)??4?Tn或 d=91 (mm)4jN式中 d---傳動(dòng)軸直徑(mm)Tn---該軸傳遞的額定扭矩(N*mm) T=9550000 ;JnN?N----該軸傳遞的功率(KW)----該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速jn---該軸每米長度的允許扭轉(zhuǎn)角, =0.5 ~ 。??????01表 3-10 各軸最小軸徑3.5 主軸合理 跨距的計(jì)算由于電動(dòng)機(jī)功率 P=4KW,前軸徑應(yīng)為 60~90mm。初步選取d1=80mm。后軸徑的 d2=( 0.7~0.9)d 1,取 d2=60mm。根據(jù)設(shè)計(jì)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 30mm。軸承剛度,主軸最大輸出轉(zhuǎn)矩 T=9550 =9550× =318.3N.mnP45假設(shè)該機(jī)床為車床的最大加工直徑為 300mm。床身上最常用的最大加工直徑,即經(jīng)濟(jì)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;軸 號(hào) Ⅰ 軸 Ⅱ 軸最小軸徑 mm 35 40 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙17切削力(沿 y 軸) Fc= =4716N09.318背向力(沿 x 軸) Fp=0.5 Fc=2358N總作用力 F= =5272.65N2pC?此力作用于工件上,主軸端受力為 F=5272.65N。先假設(shè) l/a=2,l=3a=240mm。前后支承反力 RA 和 RB 分別為RA=F× =5272.65× =7908.97Nla?2401RB=F× =5272.65× =2636.325N根據(jù) 文獻(xiàn)【1】式 3.7 得:Kr=3.39 得前支承的剛1.0Fr8.La9.0)(iza.1cos度:K A= 1689.69 N/ ;K B= 785.57 N/ ; = =2.15m?m?BAK57.6主軸的當(dāng)量外徑 de=(80+60)/2=70mm,故慣性矩為I= =113.8×10-8m464)03.7.(???η= = =0.143aKEA63810.98.2??得 =2.0,與原假設(shè)接近,所以最佳跨距 =120×2.0=240mml0 0l合理跨距為(0.75-1.5) ,取合理跨距 l=360mm。0l根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要,主軸的實(shí)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=80mm。前軸承采用雙列圓柱滾子軸承,后支承采用背對(duì)背安裝的角接觸球軸承。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙18 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙19第 4 章 主要零部件的選擇4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇轉(zhuǎn)速n=1440r/min,功率P=4kW選擇 Y 系列封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。由文獻(xiàn)[3]附錄 2 得:電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y112M-4,額定功率 4KW。由附錄 3 得:安裝尺寸 A=190mm,AB=245mm,HD=265mm。4.2 軸承的選擇I軸:另一安裝深溝球軸承6007/6005II軸:對(duì)稱布置深溝球軸承6009III軸:后端安裝雙列角接觸球軸承代號(hào)7015C,另一安裝端角接觸球軸承代號(hào)7010C,中間布置角接觸球軸承代號(hào)7012C。4.3 變速操縱機(jī)構(gòu)的選擇選用左右擺動(dòng)的操縱桿使其通過桿的推力來控制II軸上的三聯(lián)滑移齒輪。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙20第 5 章 校核5.1 軸的校核(a) 主軸的前端部撓度 []0.250.1sy????(b) 主軸在前軸承處的傾角 []rad??容 許 值 軸 承(c) 在安裝齒輪處的傾角 .容 許 值 齒65170850236851095D1.07 879il mL??????? ??平 均 總E 取為 ,52.MPa44 407()()()668dI???????43 3910.9251.951262zpF Ndn????主 計(jì)件 ( ),.7()yzN0.7()xzFN由于小齒輪的傳動(dòng)力大,這里以小齒輪來進(jìn)行計(jì)算 442951029513.85QPmzn?????主計(jì)主 主 (將其分解為垂直分力和水平分力由公式 ,tatanyQnQzyFF????可得 2105(),647()zyN801352)3ZMl Nm???A件 (yyF件176)2xxd件主軸載荷圖如圖 5-1 所示: 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙21圖 5-1 主軸載荷圖由上圖可知如下數(shù)據(jù):a=364mm,b=161mm,l=525mm,c=87mm計(jì)算(在垂直平面), ,1()6QZFabclyEI???2()3ZFcylEI??3(23)6zMcylEI??230.17sz, ,()ZIl?齒 1 (2)6ZlcI?齒 2 ()ZlcI?齒 35.9?????齒 齒 齒 2齒 3, ,()6QZFabEIl?軸 承 1 zFlEI軸 承 2ZlI?軸 承 35.10???軸 承 軸 承 軸 承 2軸 承 3計(jì)算(在水平面), ,1()6QyabclI??2()yclI??3()(23)6yxMclI? 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙221230.17syy??, ,()QFabEIl??齒 (23)6yFlcEI???齒 2()(3yxMlcEI????齒 35.8??齒 y齒 1齒 2齒 3, ,()6yIl??軸 承 ylI軸 承 2()yxlI軸 承 35.10????軸 承 軸 承 1軸 承 2軸 承 3合成: 20.8.sszyy??25?齒 齒 齒 .30.1???軸 承 軸 承 Z軸 承 Y5.2 軸承壽命校核由 П 軸最小軸徑可取軸承為 7008C 角接觸球軸承,ε=3;P=XF r+YFaX=1,Y=0。對(duì)Ⅱ軸受力分析如圖 5-2 所示。圖 5-2 Ⅱ軸受力分析圖得:前支承的徑向力 Fr=2642.32N。由軸承壽命的計(jì)算公式:預(yù)期的使用壽命 [L10h]=15000hL10h= × = × =n1670?)PC(180673)2.810(?h≥[L10h]=15000h 軸承壽命3.4.954??滿足要求。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙23第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說明6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案設(shè)計(jì)主軸變速箱的結(jié)構(gòu)包括傳動(dòng)件(傳動(dòng)軸、軸承、帶輪、齒輪、離合器和制動(dòng)器等) 、主軸組件、操縱機(jī)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(jì)與布置,用一張展開圖和若干張橫截面圖表示。課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間的限制,一般只畫展開圖。主軸變速箱是機(jī)床的重要部件。設(shè)計(jì)時(shí)除考慮一般機(jī)械傳動(dòng)的有關(guān)要求外,著重考慮以下幾個(gè)方面的問題。精度方面的要求,剛度和抗震性的要求,傳動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)化和通用化的原則。主軸變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)整個(gè)機(jī)床設(shè)計(jì)的重點(diǎn),由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計(jì)中不可避免要經(jīng)過反復(fù)思考和多次修改。在正式畫圖前應(yīng)該先畫草圖。目的是:1 布置傳動(dòng)件及選擇結(jié)構(gòu)方案。2 檢驗(yàn)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)果中有無干涉、碰撞或其他不合理的情況,以便及時(shí)改正。3 確定傳動(dòng)軸的支承跨距、齒輪在軸上的位置以及各軸的相對(duì)位置,以確定各軸的受力點(diǎn)和受力方向,為軸和軸承的驗(yàn)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(dòng)軸傳遞運(yùn)動(dòng)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(gè)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(jí)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(fù)責(zé)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(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng),右邊接通得到三級(jí)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。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)??偛贾脮r(shí)需要考慮制動(dòng)器的位置。制動(dòng)器可以布置在背輪軸上也可以放在其他軸上。制動(dòng)器不要放在轉(zhuǎn)速太低軸上,以免制動(dòng)扭矩太大,是制動(dòng)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。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙24結(jié)論分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)及部分計(jì)算,到這里基本結(jié)束了,由于筆者水平有限,加之時(shí)間倉促,僅對(duì)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)主要部分進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核,有許多地方處理不夠妥當(dāng),因?yàn)闆]有接觸過生產(chǎn)實(shí)際,所以可能有的地方存在錯(cuò)誤,希望老師多提寶貴意見。經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì),使我對(duì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)這門課當(dāng)中許多原理公式有了進(jìn)一步的了解,對(duì)于機(jī)械類的書籍,軟件的使用能力得到了提升,并且對(duì)設(shè)計(jì)工作有了更深入的認(rèn)識(shí),在同學(xué)們一起進(jìn)行設(shè)計(jì)任務(wù)的過程中,不僅增進(jìn)了友誼,而且對(duì)于課程設(shè)計(jì)的課題有了更深的理解。在設(shè)計(jì)過程中,得到王仲文老師的精心指導(dǎo)和幫助,在此表示衷心的感謝。 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙25參考文獻(xiàn)[1] 候珍秀.《 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,修訂版;[2] 于惠力 主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 科學(xué)出版社 第一版[3] 戴 曙 主編 《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社[4] 戴 曙 主編 《金屬切削機(jī)床》 機(jī)械工業(yè)出版社 第一版[5] 趙九江 主編 《材料力學(xué)》 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 第一版[6] 鄭文經(jīng) 主編 《機(jī)械原理》 高等教育出版社 第七版[7] 于惠力 主編 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 科學(xué)出版社 充值購買-下載設(shè)計(jì)文檔后,加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙26致謝課程設(shè)計(jì)結(jié)束了,回首那些奔波、拼搏、積極向上、孜孜不倦的審議感,歷歷在目,仿佛就在昨天。通過這次課程設(shè)計(jì),使我對(duì)以前掌握的知識(shí)印象更加深刻。并且學(xué)到了很多書本上學(xué)不到的東西,這次使我受益匪淺。在老師的細(xì)心指導(dǎo)下,我學(xué)到了不少專業(yè)知識(shí),為我這次課程設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。但是這次課程設(shè)計(jì)與以往的課程設(shè)計(jì)有所不同,它是將以前所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)匯總起來的依次綜合運(yùn)用。這為我們即將走上工作崗位,即將從事相關(guān)機(jī)械專業(yè)打好了基礎(chǔ),積累了更多實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。另外,我還要對(duì)本次課程設(shè)計(jì)輔導(dǎo)老師王仲文表示最衷心的感謝,為我們講解和分析我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中碰到的疑難問題,對(duì)我們進(jìn)行耐心細(xì)致的輔導(dǎo)。使我從他身上學(xué)到的不僅僅是知識(shí),更多的是他那種嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度,所有的這些都為我以后走上工作崗位樹立了一面優(yōu)秀的旗幟。其次,在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中,也有不少同學(xué)給我提出了寶貴的意見和建議,在此我一并對(duì)他們表示深深的感謝!畢業(yè)在即,往日朝夕相處、攜手共渡的好朋友們,好同學(xué)們就要各奔東西,各奔前程了,十分不舍得,可沒有不散的宴席,分開了是為了更好的相聚。在此,我祝福我的同學(xué)、我的朋友們都有好的運(yùn)氣,前程似錦;所有在校期間,教過我們,沒教過我們的尊敬的老師們,我深深的祝福你們工作順利,身體健康;一日為師,終生為父,老師們,謝謝你們的培育和教導(dǎo),有了你們的教誨,才有了我們今天的成長!