题目4-分级变速主传动系统的设计 Nmin=45rmin；Nmax=500rmin；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430rmin.zip

1宁XX 大学课程设计(论文)分级变速主传动系统设计（题目 4）所 在 学 院专 业班 级姓 名学 号指 导 老 师 年 月 日2摘 要本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。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4目 录摘 要.2目 录.4第 1 章 绪论.71.1 课程设计的目的.71.2 课程设计的内容.71.2.1 理论分析与设计计算.71.2.2 图样技术设计.71.2.3 编制技术文件.71.3 课程设计题目、主要技术参数和技术要求.81.3.1 课程设计题目和主要技术参数.81.3.2 技术要求.8第 2 章 运动设计.92.1 运动参数及转速图的确定.92.1.1 转速范围.92.1.2 转速数列.92.1.3 确定结构式.92.1.4 确定结构网.92.1.5 绘制转速图和传动系统图.102.2 确定各变速组此论传动副齿数.102.3 核算主轴转速误差.12第 3 章 动力计算.133.1 带传动设计带传动设计.133.1.1 计算设计功率计算设计功率 Pd.133.1.2 选择带型选择带型.143.1.3 验证带速并确定带轮的基准直径验证带速并确定带轮的基准直径.143.1.4 确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角.153.1.5 确定带的根数确定带的根数 z.1653.1.6 确定带轮的结构和尺寸确定带轮的结构和尺寸.163.1.7 确定带的张紧装置确定带的张紧装置.163.1.8 计算压轴力计算压轴力.163.2 计算转速的计算.183.3 齿轮模数计算及验算.193.5 主轴合理跨距的计算.23第 4 章 主要零部件的选择.254.1 电动机的选择.254.2 轴承的选择.254.3 变速操纵机构的选择.25第 5 章 校核.265.1 轴的校核.265.2 轴承寿命校核.28第 6 章 结构设计及说明.296.1 结构设计的内容、技术要求和方案.296.2 展开图及其布置.29结 论.30参考文献.31致 谢.32 分级变速主传动系统设计论文6第 1 章 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。分级变速主传动系统设计论文71.3 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 4：分级变速主传动系统设计技术参数：Nmin=45r/min；Nmax=500r/min；Z=8 级；公比为 1.41；电动机功率 P=3kW；电机转速 n=1430r/min1.3.2 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。分级变速主传动系统设计论文8第 2 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=minmaxNN=45500=11.112.1.2 转速数列转速数列。查机械系统设计 表 2-9 标准数列表，首先找到 45r/min、然后每隔 5个数取一个值（1.41=1.066），得出主轴的转速数列为 45r/min、63r/min、90r/min、125r/min、180r/min、250 r/min，350 r/min，500 r/min 共 8 级。2.1.3 确定结构式对于 Z=8 可分解为：Z=212224。2.1.4 确定结构网根据“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=212224,易知第二扩大组的变速范围 r=(P3-1)x=1.414=3.958，满足要求满足要求，其结构网如图 2-1。图 2-1 结构网 分级变速主传动系统设计论文92.1.5 绘制转速图和传动系统图（1）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。（2）绘制转速图：转速图（3）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 2-3：1-2 轴最小中心距：A1_2min1/2(Zmaxm+2m+D)轴最小齿数和:Szmin(Zmax+2+D/m)2.2 确定各变速组此论传动副齿数(1)Sz100-120,中型机床Sz=70-100(2)直齿圆柱齿轮Zmin18-20分级变速主传动系统设计论文10 图 2-3 主传动系统图（7）齿轮齿数的确定。据设计要求 Zmin1820,由表 4.1，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 2-2。表 2-2 齿轮齿数基本组第 1 扩大组第 2 扩大组传动比1:1.411:2.781:1.411：21.41：11:2.78代号Z1Z1Z2Z2Z3Z3Z4Z4Z5Z5Z6Z6齿数28401850 25352040 69493187分级变速主传动系统设计论文112.3 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nn标准转速标准转速实际转速n10(-1)对 Nmax=500r/min，实际转速 Nmax=1430200100402835254969=503.4r/min 则有5005004.503=0.684.1因此满足要求。同理，根据计算得出其他各组的数据如下表：因此满足要求。各级转速误差n 500350250180125906345n507357.5253.5183.4126.7591.771.3545.63误差0.682.11.42.11.42.10.491.4所有计算结果都小于 4.1，因此不需要修改齿数。分级变速主传动系统设计论文12第 3 章 动力计算3.1 带传动设计3.1 带传动设计输出功率P=3kW,转速n1=1430r/min,n2=710r/min3.1.1 计算设计功率 Pd3.1.1 计算设计功率 PdedAdPKP 表 3-3 工作情况系数AK原动机类类一天工作时间/h工作机1010161610101616载荷平稳液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机（7.5kW）；离心式压缩机；轻型运输机1.01.11.21.11.21.3载荷变动小带式运输机（运送砂石、谷物），通风机（7.5kW）；发电机；旋转式水泵；金属切削机床；剪床；压力机；印刷机；振动筛1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大螺旋式运输机；斗式上料机；往复式水泵和压缩机；锻锤；磨粉机；锯木机和木工机械；纺织机械1.21.31.41.41.51.6载荷变动很大破碎机（旋转式、颚式等）；球磨机；棒磨机；起重机；挖掘机；橡胶辊压机1.31.41.51.51.61.8根据 V 带的载荷平稳，两班工作制（16 小时），查机械设计P296表 4表 4，分级变速主传动系统设计论文13取 KA1.1。即1.1 33.3kWdAedPK PkW3.1.2 选择带型3.1.2 选择带型普通 V 带的带型根据传动的设计功率 Pd 和小带轮的转速 n1 按 机械设计 P297 图 1311 选取。图 3-2根据算出的 Pd3.3kW 及小带轮转速 n11430r/min，查图得：d d=80100 可知应选取 A 型 V 带。3.1.3 验证带速并确定带轮的基准直径3.1.3 验证带速并确定带轮的基准直径由机械设计P298表 137 查得，小带轮基准直径为 80100mm则取 dd1=100mm ddmin.=75 mm（dd1根据 P295表 13-4 查得）表 3-4 V 带带轮最小基准直径mindd槽型YZABCDEmindd20507512520035550021211430=2.014,=100 2.014=201mm710ddddidd所以由机械设计查“V 带轮的基准直径”，得2dd=200mm分级变速主传动系统设计论文14误差验算传动比：21200=2.041(1)100(1 2%)dddid误（为弹性滑动率）误差112.041 2100%100%2.02%5%2iiii误 符合要求 带速 1100 1430v=7.43/60 100060 1000dd nm s 满足 5m/sv300mm，所以宜选用 E 型轮辐式带轮。总之，小带轮选 H 型孔板式结构，大带轮选择 E 型轮辐式结构。带轮的材料：选用灰铸铁，HT200。3.1.7 确定带的张紧装置3.1.7 确定带的张紧装置 选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。3.1.8 计算压轴力3.1.8 计算压轴力 由机械设计P303表 1312 查得，A 型带的初拉力 F0123.31N，上面已得到1a=165.17o，z=3，则1a165.172sin=2 3 123.31 sinN=733.67N22ooFzF 对带轮的主要要求是质量小且分布均匀、工艺性好、与带接触的工作表面加工精度要高，以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和焊接带轮的内应力要小,分级变速主传动系统设计论文16带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘，轮缘是带轮的工作部分，用以安装传动带，制有梯形轮槽。由于普通 V 带两侧面间的夹角是 40，为了适应 V 带在带轮上弯曲时截面变形而使楔角减小，故规定普通 V 带轮槽角 为 32、34、36、38（按带的型号及带轮直径确定），轮槽尺寸见表 7-3。装在轴上的筒形部分称为轮毂，是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来联接轮缘与轮毂成一整体。表 3-7 普通 V 带轮的轮槽尺寸（摘自 GB/T13575.1-92）槽型 项目 符号 Y Z A B C D E 基准宽度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基准线上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基准线下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.1 槽间距 e 8 0.3 12 0.3 15 0.3 19 0.4 25.5 0.5 37 0.6 44.5 0.7 第一槽对称面至端面的距离 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小轮缘厚 5 5.5 6 7.5 10 12 15 带轮宽 B B=(z-1)e+2 f z 轮槽数 外径 d a 32 60-34-80 118 190 315-36 60-475 600 38 对应的基准直径 d d-80 118 190 315 475 600 轮