分级变速主传动系统DOC.docx
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分级变速主传动系统DOC
哈尔滨理工大学
课程设计
题目：
机械系统设计课程设计
院、系：
机械动力工程学院
班级：
机械08-10班
姓名：
刘瑞
学号：
0801011009
指导教师：
孙全颖
系主任：
段铁群
2011年9月8日
摘要
《机械系统设计》课程设计内容有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、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，进行有关动力计算与校核。
2、图样技术设计：
（1）选择系统中的主要组件。
（2）图样的设计与绘制。
3、编制技术文件：
（1）对于课程设计内容进行自我技术经济评价。
（2）编制设计计算说明书。
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，计算转速
一、课程设计目的.................................................................4
二、课程设计题目、主要技术参数和技术要求..................4
三、运动设计........................................................................4
1.确定极限转速，转速数列，结构网和结构式...............4
2.主传动转速图和传动系统图.....................................4
3.确定变速组齿轮齿数，核算主轴转速误差...................6
四、动力计算.............................................…………..…….7
1.传动件的计算转速.......................................................7
2.传动轴和主轴的轴径设计............................................7
3.计算齿轮模数..............................................................8
4.带轮设计.....................................................................9
五、主要零部件选择............................................................10
六、校核..............................................................................10
七、结束语.........................................................................15
八、参考文献.......................................................................15
一、课程设计目的
《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结构，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；完成系统主转动设计，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。
二、课程设计题目，主要技术参数和技术要求分级、
分级变速主传动系统的设计：
技术参数：
Nmin=35.5r/min，Nmax=800r/min,
Z=8级，公比为1.41；电动机功率P=3KW，电机转速n=710/1420r/min
三、运动设计
1.确定极限转速，转速数列，结构网和结构式
（1）确定极限转速,公比、变速级数
Nmin=35.5r/min,Nmax=800r/min;
=1.41;z=8
（2）转速数列：
35.5r/min,50r/min,71r/min,100r/min,140r/min,200r/min,280r/min,400r/min,560r/min,800r/min,共10级
（3）确定极限转速：
Rn=Nmax/Nmin=800/35.5=22.54
（4）确定结构网和结构式
（1）写传动结构式：
主轴转速级数Z=8.结构式8=22×23×24
（2）画结构网：
2.主传动转速图和传动系统图
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绘制转速图。
3.计算齿轮齿数
（1）、齿数计算基本组：
ib1=1/
3=1/2.8,Sz=72,73,76,77,80,84,87,88……
ib2=1,Sz=72,76,78,80,82,84,86,88……
取Sz=80,小齿轮齿数分别为:
21,24
ib1=Z1/Z1’=21/59,ib2=Z2/Z2’=40/40,
第二扩大组：
ic1=1/
3=1/2.8,Sz=80,84,87,88,91,92……
ic2=
=1.41,Sz=82,84,87,89,92……
取Sz=92,小齿轮齿数:
38,24,ic1=Z3/Z3’=24/68,ic2=Z4/Z4’=38/54
（2）校核各级转速的转速误差
实际传动比所造成主轴转速误差
，其中
为实际转速，n为标准转速。
n=710r/min:
n´=710×（40/40）×（54/38）×（280/710）=398.79r/min
δ=|（398.79-400）/400|=0.31%<4.1%全部满足要求
（3）传动系统图如下：
四、动力计算
1传动件的计算转速
轴序号
电动机（0）
I轴
II轴
III轴
计算转速r/min
1420
710
280
100
100
最小齿轮的计算转速如下:
齿轮序号
I
II
III
计算转速
280r/min
100r/min
100r/min
选用齿轮精度为7级精度
2.传动轴和主轴的轴径设计
（1）传动轴轴径初定
Ⅰ轴：
p=3kw,n=280r/min,
=0.5带入公式：
=43.82mm,圆整取d=44mm
Ⅱ轴：
p=3kw,n=100r/min,
=1，
=37.18mm,圆整取d=38mm
（2）主（Ⅲ）轴轴颈直径确定：
查表选择主轴前端直径D1=90mm,后端直径D2=62mm
材料：
45钢。
热处理：
调治Hre22-28
主轴悬伸量：
a/D1=1.25--2.5a=（1.25—2.5）D1=（1.25—2.5）x（80+64/2）=90—180取a=120mm
3.计算齿轮模数及尺宽，分度圆直径
（1）计算齿轮模数
（2）计算齿轮分度圆及尺宽
d1=m1z1=4x21=84mmd1´=m1z1´=4x59=236mm
d2=m2z2=4x40=160mmd2´=m2z2´=4x40=160mm
d3=m3z3=5x24=120mmd3´=m3z3´=5x68=340mm
d4=m4z4=5x38=190mmd4´=m4z4´=5x54=270mm
B12=
m=6x4=24mmh=4mm；B34=
m=6x5=30mmh=5mm
4.带轮设计
（1）确定计算功率:
P=3kw,K为工作情况系数，查表取K=1.2，pd=kAP=1.2x3=3.6kw
（2）选择V带的型号:
根据pd,n1=1420r/min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）=
x90x1420/（60x1000）=6.69m/s
从动轮直径d2=n1d1/n2=1420x90/800=159.75mm取d2=160mm
计算实际传动比i=d2/d1=160/90=1.78
相对误差:
︱i0-i/i0︱=︱（1470/800-1.78）/（1420/800）︱=0.28%<5%合格
（4）定中心矩a和基准带长Ld
[1]初定中心距a0
0.7（d1d2）
a0
2（d1+d2））
175
a0
500取ao=340mm
[2]带的计算基准长度
Ld0≈2a0+
/2（d1+d2）+（d2-d1）2/4a0
≈2x340+
/2（90+160）+（160-90）2/4x340
≈1469mm
查[1]表3.2取Ld0=1400mm
[3]计算实际中心距
a≈a0+（Ld-Ld0）/2=340+（1400-1469）/2=305.5mm
[4]确定中心距调整范围
amax=a+0.03Ld=305.5+0.03x1400=347.5mm
amin=a-0.015Ld=305.5+0.015x1300=284.5mm
（5）验算包角:
1=1800-（d2-d1）/ax57.30=180-（160-90）/3055x57.30=166.8>170
（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
查表得功率增量
P0=0.13kw
查表得包角系数K
=0.99
查表得长度系数Kl=0.81
确定带根数：
Z
Pd/（P0+
P0）K
Kl=3.6/（1.07+0.15）x0.96x0.90=3.2取Z=3
五、主要零部件选择
1.轴承的选取
（1）带轮：
选用深沟球轴承，型号：
6007
（2）一轴：
选用深沟球轴承，型号：
6007
（3）二轴：
采用深沟球轴承，型号：
6006
（4）主轴：
主轴是传动系统之中最为关键的部分，因此应该合理的选择轴承。
从主轴末端到前端依次选择轴承为角接触轴承，型号：
7012C;
双列圆柱滚子轴承，型号：
NN3000K，
深沟球轴承，型号：
6004
2.键的选取
（1）带轮：
选平键：
10x8
（2）1轴：
选平键：
12x8
（3）2轴：
选平键：
12x8,12x8
（4）3轴：
选平键：
12x8,25x14
六、校核
1齿轮校核
直角圆柱齿轮的应力验算公式：
轴序号
I
I
II
II
II
II
III
III
齿轮齿数Z
21
40
59
40
54
24
38
68
模数M（mm）
4
4
4
4
5
5
5
5
分度圆d（mm）
84
160
236
160
374
190
132
270
齿根圆直径df（mm）
80
156
232
.156
369
185
127
265
齿顶圆直径da（mm）
88
164
240
164
379
195
137
275
2、主轴弯曲刚度校核
（1）主
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