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1、目录目录 课程设计的目的课程设计的目的.1 设计内容及基本要求设计内容及基本要求 .1 设计步骤设计步骤 .1 （一）运动设计（一）运动设计1 （二）动力设计（二）动力设计2 （三）结构设计（三）结构设计2 （四）课程设计题目、主要技术参数和技术要求（四）课程设计题目、主要技术参数和技术要求2 设计内容设计内容 .2 一、运动参数设计一、运动参数设计2 1. 确定极限转速：.2 2. 确定公比：.2 3. 主轴转速级数：.2 4. 确定结构网或结构式：.2 5. 转速图：.3 6. 确定变速组齿数：.4 7. 传动系统图如下：.5 二、动力参数计算二、动力参数计算5 1. 传动件的计算转速：.
2、5 2计算各传动轴的输出功率：6 3. 计算各传动轴的扭矩：.6 三、轴径设计及键的选取三、轴径设计及键的选取6 1轴：6 2. 轴：6 3. 轴：6 4. 主传动轴：.7 四、带轮设计四、带轮设计7 1. 确定计算功率：.7 2三角带型号的选取：7 3. 带轮直径选取：.7 4. 核算胶带速度 v：8 5. 初定中心距：.8 6. 计算胶带长度：.8 7. 计算实际中心距：.8 8. 核算小带轮的包角：.8 9. 确定胶带的根数：.8 10大带轮结构如下图：8 五、计算齿轮模数五、计算齿轮模数9 六、各级转速校核六、各级转速校核9 七、齿轮校核七、齿轮校核10 -轴：10 -轴：12 -主轴
3、：12 八、主轴校核八、主轴校核12 1) 主轴刚度校核12 2) 轴承的选择与校核13 结构设计结构设计14 （一）（一） 、结构设计的内容、技术要求和方案、结构设计的内容、技术要求和方案14 （二）（二） 、展开图及其布置、展开图及其布置15 （三）（三） 、轴（输入轴）的设计轴（输入轴）的设计15 （四）（四） 、齿轮块设计、齿轮块设计16 （五）（五） 、传动轴的设计、传动轴的设计16 （六）（六） 、主轴组件设计、主轴组件设计17 设计总结设计总结19 参考文献参考文献21 课程设计的目的 由文献1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
4、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。 设计内容及基本要求 1、设计内容: 独立完成机床主传动系统主轴变速箱设计，包括车削左右螺纹的换
5、向机构及与进给联系 的输出轴。 2、基本要求: (1)、课程设计必须独立的进行，每人必须完成展开图、截面图图样设计各一张，能够较 清楚地表达各轴和传动件的空间位置及有关结构。 (2)、根据设计任务书要求，合理的确定尺寸、运动及动力等有关参数。 (3)、正确利用结构式、转速图等设计工具，认真进行方案分析。 (4)、正确的运用手册、标准，设计图样必须符合国家标准规定。说明书力求用工程术语， 文字通顺简练，字迹工整。 (5)、完成典型零件工作图图样设计(展开图，横剖图各 1 张)。 设计步骤 （一）运动设计 （1）传动方案设计（集中传动，分离式传动） （2）转速调速范围 max min n Rn n
6、 （3）公比：大公比，小公比和及混合公比 （4）确定结构网和结构式：1)、传动副：前多后少，前密后疏;2)、超速级解决方案：a:增 加变速组，b:采用分枝传动和背轮机构 （5）绘制转速图：1） 、降速：前缓后急 2） 、升速：前急后缓 （6）三角带设计:确定变速组齿轮齿数 （7）绘出传动系统图 （二）动力设计 （1）传动件的计算转速：各轴，各齿轮ni （2）传动轴轴径 （3）齿轮模数 （4）主轴设计：轴径（前径，后径） ，内孔直径，前端前伸量 a(粗选：100-120)，支撑 形式，计算合理支撑跨距 L （三）结构设计 （1）校核一个齿轮（最小的） ，校核主轴（弯矩，扭矩） （四）课程设计题目
7、、主要技术参数和技术要求 题目：分级变速主传动系统设计 技术参数： Nmin=90r/min；Nmax=900r/min； Z=11 级；公比为 1.26；电动机功率 P=2.5/3.5kW；电机转速 n=710/1420r/min。 设计内容 一、运动参数设计 1.1. 确定极限转速：确定极限转速： 集中传动执行轴极限转速：Nmin=90r/min；Nmax=900r/min，转 速调整范围 Rn= Nmax/Nmin=10。 2.2. 确定公比：确定公比： =1.26，Rn=11-1=10。 3.3. 主轴转速级数：主轴转速级数： Z=lgRn/lg+1=11。由由文献1表 2-9 查得输
8、出转速分别为 90 r/min、112 r/min、140 r/min、180 r/min、224 r/min、280 r/min、355 r/min、450 r/min、560 r/min、710 r/min、900 r/min。 4.4. 确定结构网或结构式：确定结构网或结构式： 根据“前多后少” “前密后疏” “升 2 将 4” “前慢后快”原则设计： 结构式： 11=233125 结构网如下图： 5.5. 转速图：转速图： (1).选定电动机： Y 系列鼠笼型三相异步电动机型号为 Y100L2-4，电动机功率 P=2.5/3.5kW；电机转速 n=710/1420r/min。 (2).
9、分配变速范围： 基本组： 00 (1)1 (3 1) 0 1.261.59 xp r 第一扩大组： 11 (1)3 (2 1) 1 1.262 xp r 第二扩大组： 22 (1)5 (2 1) 2 1.263.17 xp r (3).确定传动轴的轴数： 本设计为双速电动机获取 11 级的转速传动装置，根据结构式可以利用三根轴三个传 动副完成，电动机-轴为第一扩大组将电动机的转速将为原来的一半，在通过轴上的 三联滑移齿轮可以将速度进行 3 种速度的变换，轴-轴可以通过双联滑移齿轮再次进 行速度的二次变换这样就可以进行 6 种速度的变换。电动机本身为双速电动机输出为 2 种速度这样总共进行了 1
10、2 级的变速，在变速中可以通过齿轮的选取将其中一种速度重复 两次，达到 11 级的变速要求，为了速度切换的稳定在本设计中又额外加了一根定比传动 组，因此又多加了一根轴。所以本设计总共需要 4 根轴来完成，这样不仅达到了设计的 要求同时满足了尺寸结构优化传动稳定的设计理念。 6.6. 确定变速组齿数：确定变速组齿数： (1).基本组：降速比分别是 u1=1/1.262=1/1.58，u2=1/1.26，u3=1。故 u1时能取到齿数最 小。由文献1查表 3-1 取，Z1=Zmin=20，Z=52。 则：Z1=20，Z1=32； Z2=23，Z2=29； Z3=Z3=26。 (2).第二扩大组：降
11、速比分别是 u1=1/1.263=1/2，u2=1.262=1.58。由文献1查表 3-1 取， Z=57。 则：Z1=19，Z1=38； Z2=35，Z2=22。 (3).定比传动组：降速比分别是 u1=1/1.26。由文献1查表 3-1 取，Z=45。 则：Z1=20，Z1=25。 7.7. 传动系统图如下：传动系统图如下： 二、动力参数计算 1.1. 传动件的计算转速：传动件的计算转速： 主轴的计算转速： 211 11 33 901 26166 7 min nn( .). r / min 取主轴的计算转速为 180r/min。 各轴的计算转速如下： 轴序号电动机轴轴轴主传动轴 计算转速(
12、r/min)1420710450224180 最小齿轮计算转速如下： 轴序号及最小齿轮数轴(20)轴(24)轴(20)主传动轴(25) 计算转速(r/min)710450224180 2 2计算各传动轴的输出功率：计算各传动轴的输出功率： P=P输出v 带轴承=3.50.960.99=3.33kW P=P齿轮轴承=3.30.990.99=3.26kW P=P齿轮轴承=3.260.990.99=3.19kW P主=P齿轮轴承=3.190.990.99=3.13kW 3.3. 计算各传动轴的扭矩：计算各传动轴的扭矩： 1 955044790 j P T( N mm) n 2 955069184 j
13、 P T( N mm) n 3 9550136002 j P T( N mm) n 4 9550166064() j P TN mm n 主 主 三、轴径设计及键的选取 1 1轴：轴： P= 3.33kW，n1j=710r/min。取=0.9，带入公式 ，有 d=24.4mm，圆整后取 d=26mm，选用 87 型平键 B 型。 4 91 j P d n 2.2. 轴：轴： P= 3.26kW，n1j=450r/min。取=0.9，带入公式 ，有 d=27.3mm，圆整后取 d=32mm，选用 832366 型花键。 4 91 j P d n 3.3. 轴：轴： P= 3.19kW，n1j=2
14、24r/min。取=0.9，带入公式 ，有 d=32.3mm，圆整后取 d=38mm，选用 108 型平键 B 型。 4 91 j P d n 4.4. 主传动轴：主传动轴： 选择主轴前端直径 D1=60mm，后端直径 D2=0.7D1=50.65mm，则平均直径 D=55mm。 对于普通车床，主轴内孔直径 d=(0.550.6)D，故主轴内孔直径取为 d=30mm，支承 形式选择两支撑，初取悬伸量 a=120mm，支承跨距 L=450mm。因此选择平键连接： bh=1811。 1118;450590 , 7 . 3/ 1 ;/101 . 2 69 . 2 10012 . 0 12.470 1
15、0 2 . 29101 . 2 10 2 . 29)025 . 0 05 . 0 (05 . 0 I ; 7 . 4 /03.100 /12.470: 1 . 239 2 ;1606 2 :;450; 5 . 3/ 13392/ 一一 一一一一一,一 一一一一一一一一一,一一一一一一一一一一一一一一 2678;11985 . 0 2396 90 166064 ;166064 : 0 0 211 63 811 3 4844 22 选用平键 假设成立线图由文献 式中 刚为度 得后轴承的文献由 分别如下和前后支撑得支反力设 半 切削力 理想跨距计算 主 mml al mNE aK EI m K K mNK mNK N l aF R l alF R RRmmlal NF NFFFNFF NFmmNT A B A B A BA BA PccP c 四、带轮设计 1.1. 确定计算功率：确定计算功率： P= 3.5kW，k 为工作情况系数，可按工作时间 8h，取 k=1.0。Pj= kP=3.5kW。 2 2三角带型号的选取：三角带型号的选取： 由 Pj= 3.5kW 和 n额定= 1420r/min，查表选则 B 型带。 3.
