分级变速主传动系统设计文档格式.doc
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1.3.1课程设计题目和主要技术参数 7
1.3.2技术要求 7
第2章运动设计 8
2.1运动参数及转速图的确定 8
2.1.1转速范围 8
2.1.2转速数列 8
2.1.3确定结构式 8
2.1.4确定结构网 8
2.1.5绘制转速图和传动系统图 9
2.2确定各变速组此论传动副齿数 9
2.3核算主轴转速误差 10
第3章动力计算 12
3.1带传动设计 12
3.2计算转速的计算 13
3.3齿轮模数计算及验算 14
3.4传动轴最小轴径的初定 17
3.5主轴合理跨距的计算 17
第4章主要零部件的选择 19
4.1电动机的选择 19
4.2轴承的选择 19
4.3键的规格 19
4.4变速操纵机构的选择 19
第5章校核 20
5.1刚度校核 20
5.2轴承寿命校核 21
第6章结构设计及说明 22
6.1结构设计的内容、技术要求和方案 22
6.2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
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。
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7：
分级变速主传动系统设计
技术参数：
Nmin=63r/min；
Nmax=710r/min；
Z=8级；
公比为1.41；
电动机功率P=4kW；
电机转速n=1440r/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。
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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===11.26
2.1.2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5个数取一个值（1.41=1.066），得出主轴的转速数列为63r/min、90r/min、125r/min、180r/min、250r/min、350r/min，500r/min，710r/min共8级。
2.1.3确定结构式
对于Z=8可分解为：
Z=21×
22×
24。
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=21×
24,易知第二扩大组的变速范围r=φ（P3-1）x=1.414=3.95〈8满足要求满足要求，其结构网如图2-1。
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：
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_2min>
1/2（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。
变速组内取模数相等，据设计要求Zmin≥18—20,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
传动比
基本组
第一扩大组
第二扩大组
1:
1
2
1：
1.41
2:
代号
Z
齿数
18
36
20
40
25
35
79
39
2.3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=710r/min，实际转速Nmax=1440×
×
=707.6r/min
则有
=0.33％〈4.1％
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
710
500
350
250
180
125
90
63
n`
707.6
500.8
349.2
251.6
179.6
124.8
89.5
64.2
误差
0.33％
0.41％
0.85％
0.47％
0.15％
0.32％
0.49％
2.41％
转速误差小于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=4kw,转速n1=1440r/min,n2=500r/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3.16及表3.3选小带轮直径，查表选择A型V带d1=90mm
（3）确定带轮直径d1,d2
小带轮直径d1=90mm
验算带速v=d1n1/（60X1000）=X90X1440/（60X1000）=6.78m/s
从动轮直径d2=n1d1/n2=1440X90/500=259.2mm取d2=265mm查[1]表3.3
计算实际传动比i=d2/d1=265/90=2.95
（4）定中心矩a和基准带长Ld
[1]初定中心距a0
0.7（d1-d2）a02（d1+d2））
122.5a0710取ao=700mm
[2]带的计算基准长度
Ld0≈2a0+（d1+d2）/2+（d2-d1）2/4a0
≈2x700+（90+265）/2+（265-90）2/4X700≈2399mm
查[1]表3.2取Ld0=2400mm
[3]计算实际中心距
a≈a0+（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-（265-90）/700.5X57.30=1720>
1200
（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）×
K×
K｝
=4.0/（1.05+0.13）X0.99X0.81=4.22取Z=5
3.2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＝119.74r/min
取计算转速为125r/min
（2）.传动轴的计算转速
在转速图上，轴Ⅲ在最低转速63r/min时经过传动组传动副。
这个转速高于主轴计算转速，在恒功率区间内，因此轴Ⅲ的最低转速为该轴的计算转速即nⅢj=250/min,轴Ⅰ计算转速为=250r/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这转速都在恒功率区间内，即都要求传递最大功率所以齿轮Z3的计算转速为这3转速的最小值即=125/min
各计算转速入表3-1。
表3-1各轴计算转速
轴号
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴
IV轴
计算转速r/min
（3）确定齿轮副的计算转速。
齿轮Z装在主轴上并具有级转速，其中只有125r/min传递全功率，故Zj=125r/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
n
3.3齿轮模数计算及验算
1、计算各传动轴的输出功率
2、轴径设计及键的选取
轴一：
，取带入公式：
有，,圆整取
选花键：
轴二：
选花键：
轴三：
主轴：
选择主轴前端直径，后端直径
取，则平均直径。
对于普通车床，主轴内孔直径,故本例之中，主轴内孔直径取为
支承形式选择两支撑，初取悬伸量，支撑跨距。
选择平键连接，
3、模数计算，一般同一变速组内的齿轮
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