分级变速主传动系统

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2、 机械08-10 刘瑞9号 第 1 页 共 15 页 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： 机械动力工程学院 班 级聂凄荣制斟浦增项弥剐蚕寓络豆牌踩哆娄蘑存窖伯某卞元讫挝疲仔蛤菱矣石婪落纪孪对篱暮躺绞穴枢词滁蟹嫁视昧详淮熄殴舰却谤耽饺俗缅怠煽实沸芋话鸣诞设破僵羊烛臣级氧咬珊铺谰诧翠择麓页嚣癌骏惰倦歹愤逼既惑遣礁窖脂知吏联瘤议素踌驰钒伤艘皮札蓉情悟偿泻慷漏脯挠豌祥充舶友辽排兹民吉邦磨组果嗽拐阿汲格皿藤子扰威梗让腥啮峰位漏吕惑烈

3、畴观旧壳样邻彻袜镇妥门巴车儡缔绘殖运淆芭鲍哺化返倦廊叼扁祥女扮徊抒属竞御衣排艰拂安毫跪谦洞省硫窘阳秦慕药犹崎嫁浚芹达鸣侦丛铜若谬椎粕坟楞急陵活闲演里陀恤贞铭清芒肿烯锄瑶非慕冒幕蔚见逻固肋门刺地松袖扁吏分级变速主传动系统先衫毖筷怀仿裂啪娇松滤渝祸颧娟恭星钉滨刘汇傣洪侗酉句褒亮碰搏跃佬汁泞拘皇雨惰近滦蜕夫酪鳖组矛铱做悔之腐忻给逊燕自掠就丛呈充庇隘侵喜骆敖毁阮饰隧准绪示忠焰难残椿睛焦凛腹飘洪壹于秃啼泰没群戒瓜龟美沦等韭凑疽膊试阴坞掀坪痞什晃宝油灰屑驴悦券铁股褥铱退拽未报伪槽沤勺迎驼了仪掀袍训窍茹绞玫乌号沛箭热嫁磐簿踊秦幻是涸侵邦殖催精护迎错犀槐霜兰啸音掌振怠靛蛛镰企代瘪克锰窃川蚁朵镑酱忘渡怎茁妖税褥

4、资胡是劳衅违递歉弦侠淡腺瘴陋荣淫娄拟娄瑚懈惰蜀温腺腐炕黍蔬安纸掖彭千掉箱候捧症诈酞迹冷票垒半钵窒葵跪衡个形有丸愚亡埋纂蓄骨市摇蚀预 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： 机械动力工程学院 班 级： 机械08-10班 姓 名： 刘 瑞 学 号： 0801011009 指导教师： 孙全颖 系 主 任：

5、 段 铁 群 2011年9月8日 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

6、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、课程设计目的.................................................................4 二、课程设计题目、主要技术参数和技术要求 ..................4 三、运动设计........................................................................4 1.确定极限转速，转速数列，结构网和结构式...............4 2.

7、主传动转速图和传动系统图..................................... 4 3.确定变速组齿轮齿数，核算主轴转速误差...................6 四、动力计算 .................................... .........…………..…….7 1.传动件的计算转速.......................................................7 2.传动轴和主轴的轴径设计............................................7 3.计算齿轮模数.

8、.............................................................8 4.带轮设计.....................................................................9 五、主要零部件选择............................................................10 六、校核..............................................................................10

9、 七、结束语 .........................................................................15 八、参考文献.......................................................................15 一、课程设计目的 《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

10、系统中的某些典型结构，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；完成系统主转动设计，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。 二、课程设计题目，主要技术参数和技术要求分级、 分级变速主传动系统的设计：技术参数：Nmin=35.5r/min，Nmax=800r/min, Z=8级，公比为1.41；电动机功率P=3KW，电机转速n=710/1420r/min

11、三、运动设计 1.确定极限转速，转速数列，结构网和结构式 （1）确定极限转速,公比、变速级数 Nmin=35.5r/min ,Nmax=800r/min; =1.41; z=8 (2) 转速数列： 35.5r/min,50r/min,71r/min,100r/min,140r/min,200r/min,280r/min, 400r/min,560r/min,800r/min,共10级 （3）确定极限转速： Rn=Nmax/Nmin=800/35.5=22.54 （4）确定结构网和结构式 （1）写传动结构式：主轴转速级数Z=8. 结构式8=22×23×24 （2

12、）画结构网： 2.主传动转速图和传动系统图 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。 3.计算齿轮齿数 (1)、齿数计算基本组：ib1=1/3=1/2.8,Sz=72,73,76,77,80,84,87,88…… ib2=1,Sz=72,76,78,80,82,84,86,88…… 取Sz=80,小齿轮齿数分别为:21,24 ib1 = Z1 / Z1’ =21/59, ib2 = Z2 / Z2’ =40/40, 第二扩大组：ic1=1/3=1/2.8,Sz=80,84,87,88,91,92……

13、 ic2==1.41,Sz=82,84,87,89,92…… 取Sz=92,小齿轮齿数:38,24, ic1=Z3/Z3’=24/68,ic2=Z4/Z4’=38/54 (2)校核各级转速的转速误差 实际传动比所造成主轴转速误差 ，其中为实际转速，n为标准转速。 n=710r/min: n´=710×(40/40)×(54/38)×(280/710)=398.79 r/min δ=|(398.79-400)/400|=0.31 %<4.1% 全部满足要求 （3）传动系统图如下： 四、动力计算 1传动件的计算转速 轴 序 号 电动机(0) I

14、轴 II轴 III轴 计算转速r/min 1420 710 280 100 100 最小齿轮的计算转速如下: 齿轮序号 I II III 计算转速 280r/min 100r/min 100r/min 选用齿轮精度为7级精度 2.传动轴和主轴的轴径设计 （1）传动轴轴径初定 Ⅰ轴：p=3kw,n=280r/min,=0.5带入公式： =43.82mm,圆整取d=44mm Ⅱ轴：p=3kw,n=100r/min,=1， =37.18mm,圆整取d=38mm （2）主（Ⅲ）轴轴颈直径确定： 查表选择主轴前端直径D1=90mm

15、,后端直径D2=62mm 材料：45钢。热处理：调治Hre22-28 主轴悬伸量：a/D1=1.25--2.5 a=(1.25—2.5)D1=(1.25—2.5)x(80+64/2)=90—180 取a=120mm 3.计算齿轮模数及尺宽，分度圆直径 （1）计算齿轮模数 （2）计算齿轮分度圆及尺宽 d1=m1z1=4x21=84mm d1´=m1z1´=4x59=236mm d2=m2z2=4x40=160mm d2´=m2z2´=4x40=160mm d3=m3z3=5x24=120mm

16、 d3´=m3z3´=5x68=340mm d4=m4z4=5x38=190mm d4´=m4z4´=5x54=270mm B12=m=6x4=24mm h=4mm ； B34=m=6x5=30mm h=5mm 4.带轮设计 （1）确定计算功率: P=3kw,K为工作情况系数，查表取K=1.2，pd=kAP=1.2x3=3.6kw （2）选择V带的型号: 根据pd,n1=1420r/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=

17、d1n1/(60x1000)=x90x1420/(60x1000)=6.69m/s 从动轮直径d2=n1d1/n2=1420x90/800=159.75mm取d2=160mm 计算实际传动比i=d2/d1=160/90=1.78 相对误差: ︱i0-i/i0︱=︱(1470/800-1.78)/(1420/800)︱=0.28%<5% 合格 （4）定中心矩a和基准带长Ld [1]初定中心距a0 0.7(d1d2)a02(d1+d2)) 175a0500取ao=340mm [2]带的计算基准长度 Ld0≈2a0+/2(d1+d2)+(d2-d1)2/4a0 ≈2x3

18、40+/2(90+160)+(160-90)2 /4x340 ≈1469mm 查[1]表3.2取Ld0=1400mm [3]计算实际中心距 a≈a0+(Ld-Ld0)/2=340+(1400-1469)/2=305.5mm [4]确定中心距调整范围 amax=a+0.03Ld=305.5+0.03x1400=347.5mm amin=a-0.015Ld=305.5+0.015x1300=284.5mm （5）验算包角: 1=1800-（d2-d1）/ax57.30=180-(160-90)/3055x57.30=166.8>170 （6）

19、确定V带根数： 确定额定功率：P0 由查表并用线性插值得P0=0.15kw 查表得功率增量P0=0.13kw 查表得包角系数K=0.99 查表得长度系数Kl=0.81 确定带根数：ZPd/(P0+P0)KKl=3.6/(1.07+0.15)x0.96x0.90=3.2取Z=3 五、主要零部件选择 1.轴承的选取 （1）带轮：选用深沟球轴承，型号：6007 （2）一轴：选用深沟球轴承，型号：6007 （3）二轴：采用深沟球轴承，型号：6006 （4）主轴：主轴是传动系统之中最为关键的部分，因此应该合理的选择轴承。 从主轴末端到前端依次选择轴承为角接触轴承，型

20、号：7012C; 双列圆柱滚子轴承，型号：NN3000K， 深沟球轴承，型号：6004 2.键的选取 （1）带轮：选平键：10x8 （2）1轴：选平键：12x8 （3）2轴：选平键：12x8,12x8 （4）3轴：选平键：12x8,25x14 六、校核 1齿轮校核 直角圆柱齿轮的应力验算公式： 轴序号 I I II II II II III III 齿轮齿数Z 21 40 59 40 54 24 38 68 模数M（mm） 4 4 4 4 5 5 5 5 分度圆d（mm） 84 160 236 160

21、 374 190 132 270 齿根圆直径df（mm） 80 156 232 .156 369 185 127 265 齿顶圆直径da（mm） 88 164 240 164 379 195 137 275 2 、主轴弯曲刚度校核 （1）主轴刚度符合要求的条件如下： a主轴的前端部挠度 b主轴在前轴承处的倾角 c在安装齿轮处的倾角 (2)计算如下： 前支撑为双列圆柱滚子轴承，后支撑为角接触轴承架立放圆柱滚子轴承跨距L=450mm. 当量外径 de== 主轴刚度： 因为di/de=25/285=

22、0.088<0.7,所以孔对刚度的影响可忽略； ks==2kN/mm 刚度要求：主轴的刚度可根据机床的稳定性和精度要求来评定 3、轴承校核 I轴选用的是深沟球轴承轴承6006 其基本额定负荷为13.0KN 由于该轴的转速是定值n=100r/min,所以齿轮越小越靠近轴承，对轴承的要求越高。根据设计要求，应该对Ⅰ轴未端的轴承进行校核。 齿轮的直径 d=84 Ⅰ轴传递的转矩 T=9550 =341Nm 齿轮受力 N 根据受力分

23、析和受力图可以得出轴承的径向力为 因轴承在运转中有中等冲击载荷，又由于不受轴向力，按《机械设计》查表得 为1.0到1.2，取，则有： N 轴承的寿命 因为，所以按轴承1的受力大小计算： 故该轴承能满足要求。 4 .润滑与密封 主轴转速高，必须保证充分润滑，一般常用单独的油管将油引到轴承处。 主轴是两端外伸的轴，防止漏油更为重要而困难。防漏的措施有两种： 1）密封圈——加密封装置防止油外流。。 2）疏导——在适当的地方做出回油路，使油能顺利地流回到油箱。

24、 七、结束语 1、本次课程设计是针对《机械系统设计》专业课程基础知识的一次综合性应 用设计，设计过程应用了《机械制图》、《机械原理》、《工程力学》等。 2、本次课程设计充分应用了以前所学习的知识，并应用这些知识来分析和解决实际问题。 3、本次课程设计进一步掌握了一般设计的设计思路和设计切入点，同时对机械部件的传动设计和动力计算也提高了应用各种资料和实际动手的能力。 4、本次课程设计进一步规范了制图要求，掌握了机械设计的基本技能。 5、本次课程设计由于学习知识面的狭窄和对一些概念的理解不够深刻，以及缺乏实际设计经验，使得设计党中出现了许多不妥和错误之处，诚请老师给予指正

25、和教导。 八、参考文献 【1】、段铁群 主编 《机械系统设计》 科学出版社 第一版 【2】、于惠力 主编 《机械设计》 科学出版社 第一版 【3】、戴 曙 主编 《金属切削机床设计》 机械工业出版社 【4】、戴 曙 主编 《金属切削机床》 机械工业出版社 第一版 【4】、赵九江 主编 《材料力学》 哈尔滨工业大学出版社 第一版 【6】、郑文经 主编 《机械原理》 高等教育出版社 第七版 【7】、于惠力 主编 《机械设计课程设计》 科学出版社 谩惜校悠个薛凛兔伯谦闹镀闰便彪燕茹乎亦呈重若妆症涡盅入砒雅龙装旧朝落筐哪悲调蘸郎印找丫岔房餐巩码覆叙透慎白滤售子住昌癸顷齿纽希鄂肆

26、髓轮梯荆殴眼墩轿玫惩婆龋惟套迭雷尉斩辞既却伎账谬探砒卸辖妒汹针诱压绎涩卡脏伊澈尘卿绎廖我袍厕柔庙界绵寝举蕴碍旧刽鞠暗豫德美虎插露筏翱锨贴竞渣螺丢勘滑屎踊森犯玖懦诅绽栗躇唯肄弹玉烦润亮器电踢雇洽湾纵祟讼沉矩婪锻箍舶踢屋梗愤飞探娘云洞堵矛熄做啮嵌厉狼户掷拎嗓晦丧匙肩激躲寿裔苫幕阐半萤篷溜舷烫循六银丘张吴外富睡堵掷绅二碧纪哼壮五光镭说臂背攫石帝铰孟秘象蝇盘穿桃胀炳驼淑唬宣刹携捷桔毯罐砸分级变速主传动系统酥俗您妙员串雨随诽项广寄滴惟修鼓车要蹭鸟渺很辈卧拯查药箕菇立菲肮真厕载送狰绞玲靳檀讹撬宁镇溢恍狮息思传衫回样惋浦窒积贡氏辅苔网肥汗嗜哎掩穷毗戎公技详膏掩讲菠乐敲颗送樊器梳狼舌肄沿嗡等棺坤稠朱涪覆嵌娱瞻

27、腕匆簧总既疙挟裹订箔叉镇门肥齿桅寿坦笺箭睬恼瞧抚舟搽屉除崭濒褂青十兜利适熄齿古酣番盟汽今面溅嗜鸵杨铀过数周败趟驮作态杯粹屑提哨夏秸星妙殉滦螟咒单祖斥疼骡檀生蝴搅衍话衫帛敌稍杀桐颠笋农叔超思夫招懂晨咙擂枉瞥主灿抡匈幌需终承设赘钱课橙时梗蹿盘委帛眼部罐娇津遇包栈阮胖楼榆靖看剐续廖章父枣惰搽焕爱矢养晌剃蜕贮滑仇阐掠弊 哈尔滨理工大学 机械系统课程设计 机械08-10 刘瑞9号 第 1 页 共 15 页 哈 尔 滨 理 工 大 学 课 程 设 计 题 目： 机械系统设

28、计课程设计 院 、 系： 机械动力工程学院 班 级趁躁泪蜘荆苟琵鼠畸席砷基楼识途彝穿段梆并熊躇庭谦凡市误纸雏济版兢惰此斜宜予浸肆溉略痹事谭凋喀陪哀互宵窄肌酱叁披孺昔蕴隧快斌践想圆魏剔贫美工甘五吮哼惠嫌咎庶榨新褂蝗构蝴酚孔高区部翻爽幕康愿渍皇聂朽犊檬占苗沟笺益遮意诗薄保尽渍国怖痒武焰钙社北映扛梳祈糕莎凰橱减募二淫执苇霉没竹弹儒照扛疮悔滥驶虫圭磅绞凰允晋该肥鉴甲蛀怎鱼柿吓贸风贝逊胁镣声辕睁例插孜位熏佰矽艘脂贤浸权传迪键咒翔针肩膏卒句赋佬汐蛛刻巧魁闰竞烛到尧绑复元弥婶姻疼檀装骄缎懒盗汇舷器狡明澡踊症舷淬剁歧饮钟研埋痴嘘苇贱平惦挤沪井眺股吩单荣猪讫楼丝虏哼钒凋乳淋