1、1宁XX 大学课程设计(论文)分级变速主传动系统设计（题目 9）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
2、目 录摘 要.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
3、带传动设计.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，
4、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
5、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 9：分级变速主传动系统设计技术参数：Nmi
6、n=75r/min；Nmax=600r/min；Z=7 级；公比为 1.41；电动机功率 P=4kW；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=75600=82.1.2 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 75r/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 75 r/min、106r/min、
7、150r/min、212r/min、300r/min、425 r/min，600 r/min 共 7 级。2.1.3 确定结构式对于 Z=7 可以按照 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。分级变速主传动系统设计论文9图 2-1 结构网 2.1.5 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：分级变速主传动系统设计论
8、文10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11 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,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 齿轮齿数基本组第一扩大组第二扩大组传动比1:11:
9、21:21：1.411.41:11:2代号Z1Z1Z2Z2Z3Z3Z4Z4Z5Z5Z6Z6齿数27271836 20402535 69493979分级变速主传动系统设计论文122.3 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=600r/min，实际转速 Nmax=1440250100272735254969=580r/min 则有600580600=3.34.1因此满足要求。同理，根据计算得出其他各组的数据如下表：各级转速误差n 60042530021215010678n580425.8299.2211.
10、6149.6104.877.5误差3.30.410.850.470.150.320.49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13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=600r/min3.1.1 计算设计功率 PdedAdPKP 表表 4 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
11、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14取 KA1.1。即1.1 44.4kWdAedPK PkW3.2 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
12、计 P297 图 1311 选取。根据算出的 Pd4.4kW 及小带轮转速 n11440r/min，查图得：dd=80100 可知应选取 A 型 V 带。3.3 确定带轮的基准直径并验证带速由机械设计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 表 3 V 带带轮最小基准直径mindd槽型YZABCDEmindd20507512520035550021211440=2.4,=100 2.4=240mm600ddddidd所以由机械设计P295表 13-4 查“V 带轮的基准直径”，得
13、2dd=250mm分级变速主传动系统设计论文15误差验算传动比：21250=2.55(1)100(1 2%)dddid误（为弹性滑动率）误差112.552.4100%100%6.2%10%2.4iiii误 符合要求 带速 1100 1440v=7.44/60 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。3.7 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。3.8 计算压轴力 由机械设计P303表 1312 查得，A 型带的
14、初拉力 F0131.55N，上面已得到1a=158.67o，z=4，则1a158.672sin=2 4 131.55 sinN=1034.23N22ooFzF 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,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 带在带轮上弯曲分级变速主传动系统设计论文17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、
15、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 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 23.4 槽间距 e 8 0.3 12 0.3 15 0.3 19 0.4
16、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 槽 角 极限偏差 1 0.5 V 带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为以下几种型式：（1）实心带轮：用于尺寸较小的带轮(dd(2.53)d 时)，如图 7-6a。（2）腹板带轮：用于中小尺寸的带轮(dd 300mm 时)，如图 7-6b。（3）孔板带轮：用于尺寸较大的带轮(ddd)100 mm 时)，如图 7-6c。分级变速主传动系统设计论文18（4）椭圆轮辐带轮：用于尺寸大的带轮(dd 500mm 时)，如图 7-6d。（a）（b）（c）（d）图 7-6 带轮结构类型根据设计结果，可以得出结论：小带轮选择实心带轮，如图（a）,大带轮选择腹板带轮如图（b）3.2 计算转速的计算（1）.主轴的计算
