机械系统设计课程设计说明书.doc
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1、如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流机械系统设计课程设计说明书【精品文档】第 17 页分级变速主传动系统设计摘 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,传动比目 录摘 要I第1章
2、 绪论11.1 课程设计的目的11.2课程设计的内容11.2.1 理论分析与设计计算11.2.2 图样技术设计11.2.3编制技术文件11.3 课程设计题目、主要技术参数和技术要求21.3.1课程设计题目和主要技术参数21.3.2技术要求2第2章 运动设计32.1 运动参数及转速图的确定32.1.1转速范围32.1.2转速数列32.1.3确定结构式32.1.4确定结构网32.1.5绘制转速图和传动系统图42.2 确定各变速组此论传动副齿数42.3 核算主轴转速误差5第3章 动力计算63.1带传动设计73.2 计算转速的计算83.3 齿轮模数计算及验算93.5 主轴合理跨距的计算13第4章 主要
3、零部件的选择144.1电动机的选择154.2 轴承的选择154.3变速操纵机构的选择15第5章 校核165.1 轴的校核165.2 轴承寿命校核18第6章 结构设计及说明196.1 结构设计的内容、技术要求和方案196.2 展开图及其布置19结论20参考文献21致谢22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
4、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
5、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。1.3 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08:分级变速主传动系统设计技术参数:nmin=63r/min;nmax=355r/min;Z=4级;公比为1.78;电动机功率P=3kW;电机转速n0=1430r/min 1.3.2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。第2章 运动设计2.1 运动参数及转速
6、图的确定2.1.1转速范围Rn=5.632.1.2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63r/min、然后每隔9个数取一个值(1.78=1.0610),得出主轴的转速数列为63r/min、112r/min、200r/min、355 r/min共4级。2.1.3确定结构式对于Z=4可分解为:Z=2122。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=2122,易知第二扩大组的变速范围r=(P3-1)x=1.782=3.178,满足要求,其结构网如图2-1所示。图2-1结构网 2.1.5绘制转速图和传动系统图(1)选择电
7、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,如图2-2所示:图2-2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 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2-1。 表2-1 齿轮齿数传动比基本组第1扩
8、大组1:11:1.781:11:3.17代号Z1Z1Z2Z2Z3Z3Z4Z4齿数27272036272725802.3 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10(-1)对Nmax=355r/min,实际转速Nmax=1430=357.5r/min,则有=0.74.1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。各级转速误差表2-2 转速误差分析表n 35520011263n357.5198.6111.762误差0.70.70.21.6所有计算结果都小于4.1,因此不需要修改齿数。第3章 动力计算3.1带传动设计 输出功率P=3kw,
9、转速n1=1430r/min,n2=350r/min 1、确定计算功率: 按最大的情况计算P=3kw,K为工作情况系数,查1表3.5. 取K=1.0 pd=kAP=1.0X3=3.3kw 2、选择V带的型号: 根据pd,n1=1430r/min参考1图表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)=X100X1430/(60X1000)=7.536m/s从动轮直径d2=n1d1/n2=1430X100/350=408.6mm取d2=400mm查1表3.3计算实际传动比i=d2/
10、d1=400/100=4 4、定中心矩a和基准带长Ld1初定中心距a00.7(d1+d2)a02(d1+d2)420a01000取ao=700mm2带的计算基准长度 Ld02a0+(d1+d2)/2+(d2-d1)2/4a02x700+(100+400)/2+(400-100)2/4X7002399mm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=66
11、4.5mm 5、验算包角:1=1800-(d2-d1)/aX57.30=1800-(180-90)/290X57.30=17201200 6、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1表37得功率增量P0=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=P/(P+P)KK=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 由机械系统设计表3-2中的公式 63 76.35r/min 取计算转速为90r/min 2、传动轴的计算转速 在转速图上,轴在最低转速6
12、3r/min时经过传动组传动副,得到主轴转速为200 r/min。这个转速高于主轴计算转速,在恒功率区间内,因此轴的最低转速为该轴的计算转速即nj=112r/min,同理可求得轴的计算转速为 nIIj=355r/min。 3、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。可求得其余两对啮合齿轮中危险齿轮的计算转速即 各计算转速入表3-1。表3-1 各轴计算转速轴 号 轴 轴 轴计算转速 r/min 3553551124、 确定齿轮副的计算转速。齿轮Z装在主轴上转速,其中只有200r/min传递全功率,故Zj=200 r/mi
13、n。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Z1Z2Z3Z4Z5Z6n3553552002001121123.3 齿轮模数计算及验算1、计算各传动轴的输出功率2.85(kw)2.71(kw)2.60(kw)3、轴径设计及键的选取轴一:,取带入公式: 有,d=27.9mm,圆整取d=30 选花键:轴二:,取带入公式: 有,d=31.87mm,圆整取d=35mm 选花键: 836407 主轴:选择主轴前端直径D1=90mm,后端直径D2=(0.750.85) D1取D2=65,则平均直径D=77.5。对于普通车床,主轴内孔直径,故主轴内孔直径取为支承形式选择两支撑
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