1、1宁XX 大学课程设计(论文)分级变速主传动系统设计所 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、.2目 录.4第 1 章 绪论.61.1 课程设计的目的.61.2 课程设计的内容.61.2.1 理论分析与设计计算.61.2.2 图样技术设计.61.2.3 编制技术文件.61.3 课程设计题目、主要技术参数和技术要求.71.3.1 课程设计题目和主要技术参数.71.3.2 技术要求.7第 2 章 运动设计.82.1 运动参数及转速图的确定.82.1.1 转速范围.82.1.2 转速数列.82.1.3 确定结构式.82.1.4 确定结构网.82.1.5 绘制转速图和传动系统图.92.2 确定各变速组此论传动副齿数.92.3 核算主轴转速误差.10第 3 章 动力计算.123.1 带传动设计.
3、123.2 计算转速的计算.133.3 齿轮模数计算及验算.143.4 传动轴最小轴径的初定.173.5 主轴合理跨距的计算.17第 4 章 主要零部件的选择.1954.1 电动机的选择.194.2 轴承的选择.194.3 键的规格.194.4 变速操纵机构的选择.19第 5 章 校核.205.1 刚度校核.205.2 轴承寿命校核.21第 6 章 结构设计及说明.226.1 结构设计的内容、技术要求和方案.226.2 展开图及其布置.22结 论.23参考文献.24致 谢.24 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
4、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
5、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：分级变速主传动系统设计技术参数：Nmin=50/min
6、；Nmax=800r/min；Z=9 级；公比为 1.41；电动机功率 P=4 KW；电机转速 n=1440r/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=50800=162.1.2 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 50r/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 50 r/min、71r/min、100r/min
7、、140 r/min、200r/min、280 r/min，400 r/min，560 r/min，800r/min 共 9 级。2.1.3 确定结构式对于 Z=9 可分解为：Z=3133。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=3133,易知第二扩大组的变速范围 r=(P3-1)x=1.414=3.958 满足要求，其结构网如图2-1。图 2-1 结构网 Z=3133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
8、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)定中间轴转速b:ib1=1/3,ib2=1,ib3=3 基本组 a:ia1=1:1 1/2 1:1.41 第一扩大组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,m4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。变速组内取模数相等，据设计要求 Zmin1820,齿数和 Sz100120，由表 4.1，根据各变速
9、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 齿轮齿数基本组第一扩大组传动比1:12.78:11:2.781：11：1.411:2代号Z1Z1Z2Z2Z3Z3Z4Z4Z5Z5Z6Z6齿数36365319 19 535959 496939792.3 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 Nmin=50r/min，实际转速 Nmin=1440*90/180*30/42*66/33=734.69r/min 分级变速主传动系统设计论文11则有71071069.734=3.474.1因此满足要求。各级
10、转速误差n 8005604002802001007150n802560.8401.2280.68200.0399.6871.3550.2误差1.20.410.850.470.150.320.492.41只有一级转速误差小于 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 带传动设计输出功率P=4kw,转速n1=1440r/min,n2=280r/min（1）确定计算功率:按最大的情况计算P=4kw,K 为工作情况系数，查1表 3.5.取 K=1.0 pd=kAP=1.0X4=4kw（2）选择 V 带的型号:根据 pd,n1=1440r/min 参考1图表
11、3.16 及表 3.3 选小带轮直径，查表选择 A 型 V 带 d1=100mm（3）确定带轮直径 d1,d2小带轮直径 d1=100mm验算带速 v=d1n1/(60X1000)=X100X1440/(60X1000)=7.536m/s从动轮直径 d2=n1d1/n2=1440X100/280=514.28mm 取 d2=500mm 查1表 3.3计算实际传动比 i=d2/d1=500/100=5（4）定中心矩 a 和基准带长 Ld1初定中心距 a00.7(d1+d2)a02(d1+d2)420a01200 取 ao=700mm2带的计算基准长度 Ld02a0+(d1+d2)/2+(d2-d
12、1)2/4a02x700+(100+500)/2+(500-100)2/4X700 57.142399mm查1表 3.2 取 Ld0=2400mm3计算实际中心距 aa0+(Ld-Ld0)/2=700+(2400-2399)=700.5mm 4确定中心距调整范围 amax=a+0.03Ld=700.5+0.03X2400=772.5mm amin=a-0.015Ld=700.5-0.015X2400=664.5mm（5）验算包角:1=1800-（d2-d1）/aX57.30=1800-(180-90)/290X57.30=17201200分级变速主传动系统设计论文13（6）确定 V 带根数：确
13、定额定功率：P0由查表并用线性插值得 P0=0.15kw查1表 37 得功率增量VP0=0.13kw查1表 38 得包角系数 K=0.99查1表 3 得长度系数 Kl=0.81确定带根数：Z=PC/（P0+P0）KKL=3.85/(1.05+0.13)X0.99X0.81=4.07 取 Z=53.2 计算转速的计算（1）.主轴的计算转速 本设计所选的是中型普通车床，所以由机械系统设计表3-2中的公式 50(3 1)1.41 100r/min (2).传动轴的计算转速 在转速图上，轴在最低转速140r/min时经过传动组传动副，得到主轴转速为400in。这个转速高于主轴计算转速，在恒功率区间内，
14、因此轴的最低转速为该轴的计算转速即nj=140/min,同理可求得轴的计算转速为=280r/min、轴计算转速为=280 r/min（2）确定各传动轴的计算转速。由机械设计知识可知，一对啮合齿轮只需要校核危险的小齿轮，因此只需求出危险小齿轮的计算转速。在传动组c中Z在轴2有的转分别为100in,280/min,800min，这3转速都在恒功率区间内，即都要求传递最大功率所以齿轮Z38的计算转速为这3转速的最小值即38jzn=100/min同理可求得其余两对啮合齿轮中危险齿轮的计算转速即,28jzn=100r/min 36jzn=100r/min各计算转速入表 3-1。表 3-1 各轴计算转速分
15、级变速主传动系统设计论文14（3）确定齿轮副的计算转速。齿轮 Z6装在主轴上并具有 50-800r/min 共.级转速，其中只有 100r/min 传递全功率，故 Z6j=100 r/min。依次可以得出其余齿轮的计算转速，如表 3-2。表 3-2 齿轮副计算转速序号Z1Z2Z3Z4Z5nj2802801001001003.3 齿轮模数计算及验算1、计算各传动轴的输出功率 14.0 0.96 0.993.80()brppnnkw额 213.80 0.97 0.993.65()grppnnkw323.65 0.97 0.993.51()grppnnkw33.51 0.97 0.993.37()g
16、rppnnkw主2、计算各传动轴的扭矩 11955036290jPn1T（n.mm）22955069715jPn2T（n.mm）339550189381jPn3T（n.mm）9550257468jPn主主主T（n.mm）3、轴径设计及键的选取轴一：13.80pkw，取0.9。【】带入公式：轴 号 轴 轴 轴计算转速 r/min 280100100分级变速主传动系统设计论文15 491 jPdn 有，23.2dmm,圆整取24dmm选花键：6 26 30 6轴二：23.65pkw，取0.9。【】带入公式：491 jPdn 有，27.3dmm,圆整取30dmm 选花键：8 32 36 6轴三：33.51pkw，取0.9。【】带入公式：491 jPdn 有，34.7dmm,圆整取35dmm选花键：8 36 40 7主轴：选择主轴前端直径190Dmm，后端直径210.750.85DD:（）取2D65mm，则平均直径77.5Dmm。对于普通车床，主轴内孔直径(0.550.6)dD,故本例之中，主轴内孔直径取为45dmm支承形式选择两支撑，初取悬伸量90amm，支撑跨距520Lmm。选择平键连接，
