1、哈尔滨理工大学机械系统设计课程设计1目 录目 录摘要.3Abstract.4第 1 章 绪论.51.1 课程设计的目的.51.2 设计内容及基本要求.51.2.1 理论分析与设计计算：.51.2.2 图样技术设计.51.2.3 编制技术文件：.51.3 课程设计题目.61.4 设计步骤.61.4.1 运动设计.61.4.2 动力设计.61.4.3 结构设计.6第 2 章 设计内容.72.1 绘制转速图.72.2 确定各变速组齿轮齿数.72.2.1 齿轮计算.72.2.2 粗画传动系统图如下：.92.3 动力参数及轴颈计算.92.4 齿轮模数的计算.122.5 轴颈间距.122.6 轴承选择.1
2、22.7 带轮的设计.13第 3 章 校核.143.1 齿轮校核.143.2 主轴弯曲刚度校核.163.3 轴承校核.17第 4 章 结构设计.194.1 结构设计的内容、技术要求和方案.194.2 展开图及其布置.194.3 I 轴（输入轴）的设计.19哈尔滨理工大学机械系统设计课程设计24.4 齿轮块设计.204.4.1 齿轮块设计.204.4.2 其他问题.214.5 传动轴的设计.214.6 主轴组件设计.224.6.1 各部分尺寸的选择.224.6.2 主轴轴承.224.6.3 主轴与齿轮的连接.234.6.4 润滑与密封.244.6.5 其他问题.24设计总结.25参考文献.26哈
3、尔滨理工大学机械系统设计课程设计3摘要设计机床的主传动变速系统时首先利用传动系统设计方法求出理想解和多个合理解。根据数控机床主传动系统及主轴功率与转矩特性要求，分析了机电关联分级调速主传动系统的设计原理和方法。从主传动系统结构网入手，确定最佳机床主轴功率与转矩特性匹配方案，计算和校核相关运动参数和动力参数。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
4、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。关键词关键词：分级变速；主轴功率；滑移齿轮。哈尔滨理工大学机械系统设计课程设计4AbstractThe design of the machine tool main drive variable speed system firstly,the transmission system design method to find the ideal solution and more close understanding.According to the numerical control ma
5、chine tool main drive system and main shaft power and torque characteristic requirements,analysis of the mechanical and electrical correlation change speed main drive system design principle and method.From the main drive system structure of network,and makes sure the best spindle power and torque c
6、haracteristic match scheme,calculate and check related movement parameters and dynamic parameters.This manual mainly study machine tool main drive system design procedure and design method,has determined according to the kinematic parameters of the transmission expansion plan with the total center d
7、istance minimum as the goal,draws up the speed control system of variable speed scheme,in order to obtain the optimal scheme and the design of the high efficiency.In the machine tool main drive system,in order to reduce the number of gear,simplify the structure,shorten the axial size,with gear desig
8、n method is trial,gather together algorithm,calculation of trouble and not easy to find out the reasonable design scheme.This article through to the main drive system of the triple sliding gear transmission characteristics analysis and research,draw parts working drawing and spindle box expansion pl
9、an and sectional view.Key words：step speed changing；Main axle power rate；Sliding gear.哈尔滨理工大学机械系统设计课程设计5第第 1 章章 绪论绪论1.1 课程设计的目的课程设计的目的1通过设计，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.习等实践技能，达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。2通过设计，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。3通过设计，掌握查阅相关工程设计手册、设计标准和资
10、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。4通过设计，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 设计内容及基本要求设计内容及基本要求1.2.1 理论分析与设计计算：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：编制技术文件：（1）对于课
11、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。哈尔滨理工大学机械系统设计课程设计61.3 课程设计题目课程设计题目分级变速主传动系统设计技术参数：Nmin=40r/min；Nmax=315r/min；Z=7 级；公比为 1.41；电动机功率 P=3kW；电机转速 n=1430r/min1.4 设计步骤设计步骤1.4.1 运动设计运动设计运动设计：根据给定的极限转速、变速级数、及公比值，确定其转速范围、转速数列、结构式、结构网，绘制转速图和传动系统图，确定齿轮齿数，计算转速误差。1.4.2 动力设计动力设计动力计算：根据给定的有关参数，确定各传动件的计算转速；确定各传动轴和主轴的轴径
12、，确定并验算各传动齿轮的模数，计算主轴的合理跨距；对靠近主轴的传动轴进行刚度校核，并验算该轴上轴承的寿命。1.4.3 结构设计结构设计 校核一个齿轮（最小的），校核主轴（弯矩，扭矩）哈尔滨理工大学机械系统设计课程设计7第第 2 章章 设计内容设计内容2.1 绘制转速图绘制转速图:)4(2227:)3(41.12(9.740315)1(321minmax转速图的绘制如下确定结构式）由提供的参数得公比转速调整范围nnRn2.2 确定各变速组齿轮齿数确定各变速组齿轮齿数2.2.1 齿轮计算齿轮计算满足要求验算由此可得中最小齿轮的齿数应该在基本组齿轮齿数的计算,415;12010060;201820:
13、;40;201;352560;251:;60,;21;41.111:)1(211min322211112222111aaazaaaaaaaaaaaaaaaaaZZZZZZiiZZiiZZiZZiZZi哈尔滨理工大学机械系统设计课程设计8满足要求验算由此可得中最小齿轮的齿数应该在计算第一扩大组齿轮齿数的,412;12010072;201824:;48;241;363672;361:72,;21;1:)2(212min222221112222111bbbzbbbbbbbbbbcbbbbbbbZZZZZZiiZZiiZZiZZiZZi满足要求验算由此可得中，最小齿轮的齿数应该在第二扩大组齿轮齿数：,
14、420;12010090;201818:;72,18;52;37:;90;41;41.11)3(2 12min22112 222 111ccbzbccccczcccccccZZZZZZZZZZiZZiZZi2.2.2 转速校验)1(10%100|标准转速标准转速实际转速公式：合格%1.4%3.1)141.1(10%100|6363829.63|哈尔滨理工大学机械系统设计课程设计92.2.2 粗画传动系统图如下：粗画传动系统图如下：2.3 动力参数及轴颈计算动力参数及轴颈计算:min/56min/2.63)41.1(45)1(3/413/zmin各轴的计算转速如下取主轴的计算转速主轴的计算转速传
15、动件的计算转速rnrnnj轴 序 号电动机(0)I 轴II 轴III 轴IV 轴计 算 转 速r/min143090045016056哈尔滨理工大学机械系统设计课程设计10齿轮副的计算转速如下:齿轮序号I(20)II(20)III(20)计算转速900r/min450r/min224r/min)(4502105664.210955)(15996016968.210955)(5900045078.210955)(3056090088.210955:)3(64.299.0995.068.268.297.0995.078.278.297.0995.088.288.296.03:)2(44440mmN
16、TmmNTmmNTmmNTKWPPKWPPKWPPKWPPIVIIIIIIIIIIVIIIIIIIII计算各轴的扭矩率如下计算各传动轴的输出功齿滚齿滚齿滚带哈尔滨理工大学机械系统设计课程设计11mNKmNKNlaFRlalFRRRmmlalNFNFFFNFFNFmmNTammdDdmmDmmDmmDDmmDDIVmmdmmdrnKWPIIImmdmmdrnKWPIImmdmmdrnKWPInPnPdBABABAPccPcIVIIIIIIjIIIIIIIjIIIIjIjj/03.100/12.470:5592;30752:;450;5.4/25162/故主轴主轴端受,主轴轴和尾架各承受一,的工件上此力作用于顶力作用于5033;22515.04502100450210;450210:b.mm100,.45,)6.055.0(,80;70;)85.07.0(,90mm9060:a:.439;0.399.016068.2919.0min;/160;68.2:.330;4.309.045078.2919.0min;/450;78.2:.226;8.259.090088.2919.0min;/90
