9級(jí)分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【N=40~630；Z=9；公比為1.41；P=3kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速n=1430含6張CAD圖】
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充值購(gòu)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 要本說(shuō)明書(shū)主要研究分級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)，分級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)中最常用的傳動(dòng)形式之一，是變速傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，掌握了分級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，有助于進(jìn)一步理解和掌握無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要領(lǐng)，在設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，為了便于分析和比較不同的傳動(dòng)方案，常利用結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式，通過(guò)設(shè)計(jì)，使我們獲得機(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(wèn)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。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(gòu)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目 錄 ........................................................................................................II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) ........................................................52.3 核算主軸轉(zhuǎn)速誤差 ............................................................................5第 3 章 動(dòng)力計(jì)算 .........................................................................................63.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) .........................................................................................63.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算 .................................................................................73.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算 .........................................................................83.4 傳動(dòng)軸最小軸徑的初定 ...................................................................11第 4 章 主要零部件的選擇 .......................................................................124.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 ...................................................................................124.2 軸承的選擇 .......................................................................................124.3 擺桿式操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ...................................................................12第 5 章 校核 ...............................................................................................135.1 Ⅱ軸剛度校核 ...................................................................................135.1.1 П 軸撓度校核 ............................................................................135.1.2 П 軸扭轉(zhuǎn)角的校核 ....................................................................135.2 軸承壽命校核 ..................................................................................14第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)明 ...........................................................................15 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙III6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容、技術(shù)要求和方案 ..............................................156.2 I 軸（輸入軸）的設(shè)計(jì) ..................................................................156.3 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) ..................................................................................166.4 主軸組件設(shè)計(jì) ..................................................................................176.4.1 各部分尺寸的選擇 ...................................................................176.4.2 主軸軸承 ...................................................................................186.4.3 主軸與齒輪的連接 ...................................................................196.4.4 潤(rùn)滑與密封 ...............................................................................19結(jié)論 .............................................................................................................20參考文獻(xiàn) .....................................................................................................21致謝 .............................................................................................................22 充值購(gòu)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(guò)課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)過(guò)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(guò)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(xiě)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(guò)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(guò)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(wèn)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(shuō)明書(shū)。 充值購(gòu)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 20：分級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)：N min=40r/min；N max=630r/min；Z=9 級(jí)；公比為 1.41；電動(dòng)機(jī)功率 P=3kW；電機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1430r/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(gòu)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= = =15.75minaxN40632.1.2 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40r/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40 r/min、56 r/min、80 r/min、112 r/min、160 r/min、224 r/min，315 r/min， 450 r/min，630r/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=31×33,易知第一擴(kuò)大組的變速范圍 r=φ(P3-1)x=1.413=7.53120o?6. 確定 V 帶根數(shù)：確定額定功率：P 0由查表并 8-4 并用線性插值得 P0=1.61kw查[7]表 8-3 得功率增量 P0=0.13kwA查[7]表 8-6 得包角系數(shù) Ka=0.88 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙7查[7]表 8-2 得長(zhǎng)度系數(shù) KL=0.96確定帶根數(shù)：Z = P c/｛（P 0+△P 0）×K a×KL｝=3.35/(1.61+0.13)×0.88×0.96=2.28，取 Z=33.2 計(jì)算轉(zhuǎn)速的計(jì)算主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 由《機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》表 3-2 中的公式n =n =40×1.41（ z / 3-1） =79.5r/min jmi)13/(??z故取主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速 nj=80r/min。確定各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：在轉(zhuǎn)速圖上，Ⅲ軸在最低轉(zhuǎn)速 40r/min 時(shí)，經(jīng)過(guò)傳動(dòng)組傳動(dòng)副得到主軸，轉(zhuǎn)速為 80r/min。這個(gè)轉(zhuǎn)速高于主軸計(jì)算轉(zhuǎn)速，恒功率的區(qū)間內(nèi)，因此軸Ⅱ的最低轉(zhuǎn)速的計(jì)算為：nⅡj =160r/min，同理可得軸Ⅰ計(jì)算轉(zhuǎn)速為 nⅠj =315 r/min確定各傳動(dòng)軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速：由機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)可知，一對(duì)嚙合齒輪只需要校核危險(xiǎn)的小齒輪，因此只需求出危險(xiǎn)小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速?？汕蟮闷溆鄡蓪?duì)嚙合齒輪中危險(xiǎn)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速即 njz28=100r/min，n jz56=100r/min表 3-1 各軸計(jì)算轉(zhuǎn)速軸 號(hào) Ⅰ 軸 Ⅱ 軸 Ⅲ 軸計(jì)算轉(zhuǎn)速 r/min 315 160 80 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙8確定齒輪副的計(jì)算轉(zhuǎn)速齒輪 Z 裝在主軸上并具有 40、56、80r/min 共 3 級(jí)轉(zhuǎn)速，其中只有'680r/min 傳遞全功率，故 Z6j=80 r/min。齒輪 Z6 裝在Ⅱ軸上，有 160-315 r/min 共 4 級(jí)轉(zhuǎn)速，但經(jīng)齒輪副 Z / Z 傳動(dòng)主軸，則只有 315r/min 傳遞全6'功率，故 Z j=315r/min。依次可以得出其余齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速，6如表 3-2：表 3-2 齒輪副計(jì)算轉(zhuǎn)速序號(hào) Z1Z 2Z3Z `4Z5Z 6n j315 315 160 160 80 803.3 齒輪模數(shù)計(jì)算及驗(yàn)算模數(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(jiǎn)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321][)(jmnuzP???模數(shù)，式中 mj——按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的齒輪模數(shù)（mm） ；Nd——驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率（kW） ；——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u合取“- ”；——小齒輪的齒數(shù)（齒） ；1z——齒寬系數(shù)， （B 為齒寬，m 為模數(shù)） ，m???；4~0m?——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。如表 3-3：表 3-3 模數(shù) 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙9基本組齒輪計(jì)算基本組齒輪幾何尺寸見(jiàn)下表 3-4：表 3-4 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：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：wswYz)(192315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;nj-----計(jì)算轉(zhuǎn)速（r/min） ， nj=450（r/min） ；m-----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；KS-----壽命系數(shù)；=sTKnNq----工作期限系數(shù)；T組號(hào) 基本組 第一擴(kuò)大組模數(shù) mm 3.5 3.5 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙10mTCnK016?T------齒輪工作期限，這里取 T=15000h.;-----齒輪的最低轉(zhuǎn)速（r/min）, =450（r/min）1n1----基準(zhǔn)循環(huán)次數(shù)，接觸載荷取 = ，彎曲載荷取 =0C070C62?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----功率利用系數(shù)，取 =0.78NN-----材料強(qiáng)化系數(shù)，取 =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)，取 =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擴(kuò)大組齒輪計(jì)算，擴(kuò)大組齒輪幾何尺寸見(jiàn)下表 3-5：表 3-5 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 25 25 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=1， =1，m=3.5， =355；21jn 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙11可求得：=619 Mpa j????j?=135Mpaww3.4 傳動(dòng)軸最小軸徑的初定傳動(dòng)軸直徑按扭轉(zhuǎn)剛度用下式計(jì)算：d=1.64 （mm）或 d=91 （mm）??4?Tn??4njN?式中 d---傳動(dòng)軸直徑（mm）Tn---該軸傳遞的額定扭矩（N*mm） ， T=9550000 ；J?N----該軸傳遞的功率（KW） ----該軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速jn---該軸每米長(zhǎng)度的允許扭轉(zhuǎn)角， =0.5 ~ 。??????01各軸最小軸徑如表 3-6：表 3-6 各軸最小軸徑軸 號(hào) Ⅰ 軸 Ⅱ 軸最小軸徑 mm 35 40 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙12第 4 章 主要零部件的選擇4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇選擇 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 40KW。由附錄 3 得：安裝尺寸 A=190mm，AB=245mm，HD=265mm。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6006II 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 61908III 軸：安裝深溝球軸承 6007，兩個(gè)。4.3 擺桿式操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1. 幾何條件；2. 不自鎖條件。 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙13第 5 章 校核5.1 Ⅱ軸剛度校核5.1.1 П 軸撓度校核單一載荷下，軸中心處的撓度采用文獻(xiàn)【5】中的公式計(jì)算：:??????YmZnDxNLYba ???43375.09.1L-----兩支承的跨距；D-----軸的平均直徑；X= /L； -----齒輪工作位置處距較近支承點(diǎn)的距離；iaiN-----軸傳遞的全功率；校核合成撓度 ??YYbabah ?????cos22-----輸入扭距齒輪撓度；aY-------輸出扭距齒輪撓度b；)(????---被演算軸與前后軸連心線夾角； =144°?嚙合角 =20°，齒面摩擦角 =5.72°。?代入數(shù)據(jù)計(jì)算得： =0.025； =0.082； =0.130；2ay3ay1ay=0.206； =0.098； =0.045。5b4b6b合成撓度 =0.248?cos511aahY???查文獻(xiàn)【6】 ，帶齒輪軸的許用撓度 =5/10000*L，即 =0.268。??y??y因合成撓度小于許用撓度，故軸的撓度滿足要求。5.1.2 П 軸扭轉(zhuǎn)角的校核傳動(dòng)軸在支承點(diǎn) A，B 處的傾角 可按下式近似計(jì)算：BA?,????????radlyh3將上式計(jì)算的結(jié)果代入得： 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙14??radBA052.???由文獻(xiàn)【6】 ，查得支承處的 =0.001??因 〈0.001，故軸的轉(zhuǎn)角也滿足要求。052.??BA?5.2 軸承壽命校核由 П 軸最小軸徑可取軸承為 6208 深溝球軸承,ε=3；P=XFr+YFaX=1，Y=0 。對(duì)Ⅱ軸受力分析得：前支承的徑向力 Fr=2238.38N。由軸承壽命的計(jì)算公式：預(yù)期的使用壽命 [L10h]=15000hL10h= × = × =97872.57h≥[L10h]=15000hn1670?)PC(180673)2.810(?軸承壽命滿足要求。 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙15第 6 章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及說(shuō)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、齒輪等） 、主軸組件、操縱機(jī)構(gòu)、潤(rùn)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(kāi)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(huà)展開(kāi)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(wèn)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(guò)反復(fù)思考和多次修改。在正式畫(huà)圖前應(yīng)該先畫(huà)草圖。目的是：布置傳動(dòng)件及選擇結(jié)構(gòu)方案。檢驗(yàn)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的結(jié)果中有無(wú)干涉、碰撞或其他不合理的情況，以便及時(shí)改正。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 I 軸（輸入軸）的設(shè)計(jì)將運(yùn)動(dòng)帶入變速箱的帶輪一般都安裝在軸端，軸變形較大，結(jié)構(gòu)上應(yīng)注意加強(qiáng)軸的剛度或使軸部受帶的拉力（采用卸荷裝置） 。I 軸上裝有摩擦離合器，由于組成離合器的零件很多，裝配很不方便，一般都是在箱外組裝好 I 軸在整體裝入箱內(nèi)。我們采用的卸荷裝置一般是把軸承裝載法蘭盤(pán)上，通過(guò)法蘭盤(pán)將帶輪的拉力傳遞到箱壁上。車床上的反轉(zhuǎn)一般用于加工螺紋時(shí)退刀。車螺紋時(shí)，換向頻率較高。實(shí)現(xiàn)政反轉(zhuǎn)的變換方案很多，我們采用正反向離合器。正反向的轉(zhuǎn)換在不停車的狀態(tài)下進(jìn)行，常采用片式摩擦離合器。由于裝在箱內(nèi)，一般采用濕式。在確定軸向尺寸時(shí)，摩擦片不壓緊時(shí)，應(yīng)留有 0.2～0.4 的間隙，間隙應(yīng)能調(diào)整。離合器及其壓緊裝置中有三點(diǎn)值得注意： 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙161. 摩擦片的軸向定位：由兩個(gè)帶花鍵孔的圓盤(pán)實(shí)現(xiàn)。其中一個(gè)圓盤(pán)裝在花鍵上，另一個(gè)裝在花鍵軸上的一個(gè)環(huán)形溝槽里，并轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)花鍵齒，和軸上的花鍵對(duì)正，然后用螺釘把錯(cuò)開(kāi)的兩個(gè)圓盤(pán)連接在一起。這樣就限制了軸向和周向德兩個(gè)自由度，起了定位作用。2. 摩擦片的壓緊由加力環(huán)的軸向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)，在軸系上形成了彈性力的封閉系統(tǒng)，不增加軸承軸向復(fù)合。3. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使加力環(huán)推動(dòng)擺桿和鋼球的運(yùn)動(dòng)是不可逆的，即操縱力撤消后，有自鎖作用。I 軸上裝有摩擦離合器，兩端的齒輪是空套在軸上，當(dāng)離合器接通時(shí)才和軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。但脫開(kāi)的另一端齒輪，與軸回轉(zhuǎn)方向是相反的，二者的相對(duì)轉(zhuǎn)速很高（約為兩倍左右） 。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮這點(diǎn)。齒輪與軸之間的軸承可以用滾動(dòng)軸承也可以用滑動(dòng)軸承。滑動(dòng)軸承在一些性能和維修上不如滾動(dòng)軸承，但它的徑向尺寸小。空套齒輪需要有軸向定位，軸承需要潤(rùn)滑。6.3 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)軸，廣泛采用滾動(dòng)軸承作支撐。軸上要安裝齒輪、離合器和制動(dòng)器等。傳動(dòng)軸應(yīng)保證這些傳動(dòng)件或機(jī)構(gòu)能正常工作。首先傳動(dòng)軸應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度。如撓度和傾角過(guò)大，將使齒輪嚙合不良，軸承工作條件惡化，使振動(dòng)、噪聲、空載功率、磨損和發(fā)熱增大；兩軸中心距誤差和軸芯線間的平行度等裝配及加工誤差也會(huì)引起上述問(wèn)題。傳動(dòng)軸可以是光軸也可以是花鍵軸。成批生產(chǎn)中，有專門(mén)加工花鍵的銑床和磨床，工藝上并無(wú)困難。所以裝滑移齒輪的軸都采用花鍵軸，不裝滑移齒輪的軸也常采用花鍵軸?；ㄦI軸承載能力高，加工和裝配也比帶單鍵的光軸方便。軸的部分長(zhǎng)度上的花鍵，在終端有一段不是全高，不能和花鍵空配合。這是加工時(shí)的過(guò)濾部分。一般尺寸花鍵的滾刀直徑為 65～85。機(jī)床傳動(dòng)軸常采用的滾動(dòng)軸承有球軸承和滾錐軸承。在溫升、空載功率和噪聲等方面，球軸承都比滾錐軸承優(yōu)越。而且滾錐軸承對(duì)軸的剛度、支撐孔的加工精度要求都比較高。因此球軸承用的更多。但是滾錐軸承內(nèi)外圈可以分開(kāi)，裝配方便，間隙容易調(diào)整。所以有時(shí)在沒(méi)有軸向力時(shí)，也常采用這種軸承。選擇軸承的型號(hào)和尺寸，首先取決于承載能力，但也要考慮其他結(jié)構(gòu)條件。同一軸心線的箱體支撐直徑安排要充分考慮鏜孔工藝。成批生產(chǎn)中，廣泛采用定徑鏜刀和可調(diào)鏜刀頭。在箱外調(diào)整好鏜刀尺寸，可以提高生產(chǎn)率和加工精度。還常采用同一鏜刀桿安裝多刀同時(shí)加工幾個(gè)同心孔的工藝。 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙17下面分析幾種鏜孔方式：對(duì)于支撐跨距長(zhǎng)的箱體孔，要從兩邊同時(shí)進(jìn)行加工；支撐跨距比較短的，可以從一邊（叢大孔方面進(jìn)刀）伸進(jìn)鏜桿，同時(shí)加工各孔；對(duì)中間孔徑比兩端大的箱體，鏜中間孔必須在箱內(nèi)調(diào)刀，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能避免。既要滿足承載能力的要求，又要符合孔加工工藝，可以用輕、中或重系列軸承來(lái)達(dá)到支撐孔直徑的安排要求。兩孔間的最小壁厚，不得小于 5～10，以免加工時(shí)孔變形。花鍵軸兩端裝軸承的軸頸尺寸至少有一個(gè)應(yīng)小于花鍵的內(nèi)徑。一般傳動(dòng)軸上軸承選用級(jí)精度。傳動(dòng)軸必須在箱體內(nèi)保持準(zhǔn)確位置，才能保證裝在軸上各傳動(dòng)件的位置正確性，不論軸是否轉(zhuǎn)動(dòng)，是否受軸向力，都必須有軸向定位。對(duì)受軸向力的軸，其軸向定位就更重要。回轉(zhuǎn)的軸向定位（包括軸承在軸上定位和在箱體孔中定位）在選擇定位方式時(shí)應(yīng)注意：1. 軸的長(zhǎng)度。長(zhǎng)軸要考慮熱伸長(zhǎng)的問(wèn)題，宜由一端定位。2. 軸承的間隙是否需要調(diào)整。3. 整個(gè)軸的軸向位置是否需要調(diào)整。4. 在有軸向載荷的情況下不宜采用彈簧卡圈。5. 加工和裝配的工藝性等。6.4 主軸組件設(shè)計(jì)主軸組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。安裝工件（車床）或者刀具（銑床、鉆床等）的主軸參予切削成形運(yùn)動(dòng)，因此它的精度和性能直接影響加工質(zhì)量（加工精度和表面粗糙度） ，設(shè)計(jì)時(shí)主要圍繞著保證精度、剛度和抗振性，減少溫升和熱變形等幾個(gè)方面考慮。6.4.1 各部分尺寸的選擇主軸形狀與各部分尺寸不僅和強(qiáng)度、剛度有關(guān)，而且涉及多方面的因素。1. 內(nèi)孔直徑車床主軸由于要通過(guò)棒料，安裝自動(dòng)卡盤(pán)的操縱機(jī)構(gòu)及通過(guò)卸頂尖的頂桿，必須是空心軸。為了擴(kuò)大使用范圍，加大可加工棒料直徑，車床主軸內(nèi)孔直徑有增大的趨勢(shì)。2. 軸頸直徑前支撐的直徑是主軸上一主要的尺寸，設(shè)計(jì)時(shí)，一般先估算或擬定一個(gè)尺寸，結(jié)構(gòu)確定后再進(jìn)行核算。3. 前錐孔直徑 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙18前錐孔用來(lái)裝頂尖或其他工具錐柄，要求能自鎖，目前采用莫氏錐孔。4. 支撐跨距及懸伸長(zhǎng)度為了提高剛度，應(yīng)盡量縮短主軸的外伸長(zhǎng)度。選擇適當(dāng)?shù)闹慰缇啵话阃扑]取 3～5，跨距小時(shí)，軸承變形對(duì)軸端變形的影響大。所以，軸承剛度小時(shí)，應(yīng)選大值，軸剛度差時(shí)，則取小值。跨距的大小，很大程度上受其他結(jié)構(gòu)的限制，常常不能滿足以上要求。安排結(jié)構(gòu)時(shí)力求接近上述要求。6.4.2 主軸軸承1. 軸承類型選擇主軸前軸承有兩種常用的類型：雙列短圓柱滾子軸承。承載能力大，可同時(shí)承受徑向力和軸向力，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但允許的極限轉(zhuǎn)速低一些。與雙列短圓柱滾子軸承配套使用承受軸向力的軸承有三種：600 角雙向推力向心球軸承。是一種新型軸承，在近年生產(chǎn)的機(jī)床上廣泛采用。具有承載能力大，允許極限轉(zhuǎn)速高的特點(diǎn)。外徑比同規(guī)格的雙列圓柱滾子軸承小一些。在使用中，這種軸承不承受徑向力。推力球軸承。承受軸向力的能力最高，但允許的極限轉(zhuǎn)速低，容易發(fā)熱。向心推力球軸承。允許的極限轉(zhuǎn)速高，但承載能力低，主要用于高速輕載的機(jī)床。2.軸承的配置在配置軸承時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）每個(gè)支撐點(diǎn)都要能承受經(jīng)向力。（2）兩個(gè)方向的軸向力應(yīng)分別有相應(yīng)的軸承承受。（3）徑向力和兩個(gè)方向的軸向力都應(yīng)傳遞到箱體上，即負(fù)荷都由機(jī)床支撐件承受。3. 軸承的精度和配合主軸軸承精度要求比一般傳動(dòng)軸高。前軸承的誤差對(duì)主軸前端的影響最大，所以前軸承的精度一般比后軸承選擇高一級(jí)。普通精度級(jí)機(jī)床的主軸，前軸承的選或級(jí)，后軸承選或級(jí)。選擇軸承的精度時(shí)，既要考慮機(jī)床精度要求，也要考慮經(jīng)濟(jì)性。軸承與軸和軸承與箱體孔之間，一般都采用過(guò)渡配合。另外軸承的內(nèi)外環(huán)都是薄壁件，軸和孔德形狀誤差都會(huì)反映到軸承滾道上去。如果配合精度選的太低，會(huì)降低軸承的回轉(zhuǎn)精度，所以軸和孔的精度應(yīng)與軸承精度相匹配。軸承間隙的調(diào)整，為了提高主軸的回轉(zhuǎn)精度和剛度，主軸軸承的間隙 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙19應(yīng)能調(diào)整。把軸承調(diào)到合適的負(fù)間隙，形成一定的預(yù)負(fù)載，回轉(zhuǎn)精度和剛度都能提高，壽命、噪聲和抗震性也有改善。預(yù)負(fù)載使軸承內(nèi)產(chǎn)生接觸變形，過(guò)大的預(yù)負(fù)載對(duì)提高剛度沒(méi)有明顯的小果，而磨損發(fā)熱量和噪聲都會(huì)增大，軸承壽命將因此而降低。軸承間隙的調(diào)整量，應(yīng)該能方便而且能準(zhǔn)確地控制，但調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不能太復(fù)雜。雙列短圓柱滾子軸承內(nèi)圈相對(duì)外圈可以移動(dòng)，當(dāng)內(nèi)圈向大端軸向移動(dòng)時(shí)，由于 1：12 的內(nèi)錐孔，內(nèi)圈將脹大消除間隙。其他軸承調(diào)整也有與主軸軸承相似的問(wèn)題。特別要注意：調(diào)整落幕的端面與螺紋中心線的垂直度，隔套兩個(gè)端面的平行度都由較高要求，否則，調(diào)整時(shí)可能將軸承壓偏而破壞精度。隔套越長(zhǎng)，誤差的影響越小。螺母端面對(duì)螺紋中心線垂直度、軸上和孔上套簡(jiǎn)兩端平行度等均有嚴(yán)格的精度要求。6.4.3 主軸與齒輪的連接齒輪與主軸的連接可以用花鍵或者平鍵；軸做成圓柱體，或者錐面（錐度一般取 1：15 左右） 。錐面配合對(duì)中性好，但加工較難。平鍵一般用一個(gè)或者兩個(gè)（相隔 180 度布置） ，兩國(guó)特鍵不但平衡較好，而且平鍵高度較低，避免因齒輪鍵槽太深導(dǎo)致小齒輪輪轂厚度不夠的問(wèn)題。6.4.4 潤(rùn)滑與密封主軸轉(zhuǎn)速高，必須保證充分潤(rùn)滑，一般常用單獨(dú)的油管將油引到軸承處。主軸是兩端外伸的軸，防止漏油更為重要而困難。防漏的措施有兩種：1. 堵——加密封裝置防止油外流。主軸轉(zhuǎn)速高，多采用非接觸式的密封裝置，形式很多，一種軸與軸承蓋之間留 0.1～0.3 的間隙（間隙越小，密封效果越好，但工藝?yán)щy） 。還有一種是在軸承蓋的孔內(nèi)開(kāi)一個(gè)或幾個(gè)并列的溝槽（圓弧形或形） ，效果比上一種好些。在軸上增開(kāi)了溝槽（矩形或鋸齒形） ，效果又比前兩種好。在有大量切屑、灰塵和冷卻液的環(huán)境中工作時(shí)，可采用曲路密封，曲路可做成軸向或徑向。徑向式的軸承蓋要做成剖分式，較為復(fù)雜。2.疏導(dǎo)——在適當(dāng)?shù)牡胤阶龀龌赜吐?，使油能順利地流回到油箱? 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙20結(jié)論經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)這門(mén)課當(dāng)中許多原理公式有了進(jìn)一步的了解，并且對(duì)設(shè)計(jì)工作有了更深入的認(rèn)識(shí)。懂得了，理論和實(shí)踐同等重要。理論能指導(dǎo)實(shí)踐，使你能事半功倍，實(shí)踐能上升成為理論，為以后的設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。從校門(mén)走出后，一定要重視實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累,要多學(xué)多問(wèn)。把學(xué)校學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)綜合的應(yīng)用起來(lái)，這非常重要。體會(huì)到把技術(shù)搞好就必須安心的學(xué)習(xí)，虛心向別人請(qǐng)教，耐心的對(duì)待每一個(gè)問(wèn)題，不放過(guò)任何一個(gè)自己遇到的問(wèn)題，要善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。在設(shè)計(jì)過(guò)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！由于經(jīng)驗(yàn)尚淺，知識(shí)把握不熟練，設(shè)計(jì)中定有許多地方處理不夠妥當(dāng)，有些部分甚至可能存在錯(cuò)誤，望老師多提寶貴意見(jiàn)。.. 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙21參考文獻(xiàn)[1] 段鐵群.《 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)》.科學(xué)出版社；[2] 于惠力，向敬忠，張春宜.《機(jī)械設(shè)計(jì)》.科學(xué)出版社；[3] 潘承怡，蘇相國(guó) . 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 ，哈爾濱理工大學(xué)；[4] 戴署.《金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)》.機(jī)械工業(yè)出版社；[5] 陳易新， 《 金屬切削機(jī)床課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》 ；[6] 《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 》2 上冊(cè) [7] 濮良貴，陳國(guó)定，吳立言.《機(jī)械設(shè)計(jì)》.高等教育出版社,第九版 充值購(gòu)買-下載設(shè)計(jì)文檔后，加 Q--1459919609 免費(fèi)領(lǐng)取圖紙22致謝這次的課程設(shè)計(jì)是在王仲文老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，在此，謹(jǐn)向教師表示衷心的感謝和崇高的敬意！。此外，在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，也得到了同組同學(xué)的幫助，有關(guān)軟件方面的一些技能不足得到了左慶明同學(xué)、張慶同學(xué)的大力幫助，設(shè)計(jì)任務(wù)一直在很好的氛圍中進(jìn)行，尤其是王勝楠同學(xué)作為組長(zhǎng)認(rèn)真負(fù)責(zé)，統(tǒng)籌組里各項(xiàng)事宜，在這里，也向他們表示真誠(chéng)的感謝！再次向此次課程設(shè)計(jì)中所有幫助過(guò)我的人表示感謝。