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1、哈 尔 滨 理 工 大 学课程设计题 目： 无级变速主系统 院 系：机械设计制造及其自动化姓 名： 指导教师： 2011 年 9 月 9 日哈尔滨理工大学 机械系统设计 课程设计- 2 -目 录内容提要一、课程设计的目的4二、设计内容及基本要求4三、设计步骤5（一）运动设计5（二）动力设计6（三）结构设计6（四）设计参数6设计内容一、运动设计7（一）绘制转速图7（二）传动系统图的绘制7结 构 网7转 速 图 拟 定7二、传动件的计算与设计8（一）传动轴和主轴直径设计8（1）传动件的计算转速8（2）各轴的输出功率8（3）计算各轴的扭矩8（4）轴径的计算8（二）齿轮模数的计算9（三）齿轮的校核9（
2、四）主轴弯曲刚度的校核10三、轴承的选择与校核11（一）轴承的选择11（二）轴承的校核11四、结构设计12（一）结构设计的内容、技术要求和方案12（二）展开图及其布置13（3）I 轴（输入轴）的设计 13哈尔滨理工大学 机械系统设计 课程设计- 3 -（四）齿轮块设计131.齿轮块设计132.其他问题13（五）传动轴的设计15（六）主轴组件设计171.各部分尺寸的选择182.主轴轴承193.主轴与齿轮的连接194.润滑与密封195.其他问题21五、设计总结22六、参考文献23哈尔滨理工大学 机械系统设计 课程设计- 4 -内容提要一、课程设计的目的(1)、课程设计属于机械系统设计课的延续，通过
3、设计实践，进一步学习掌握机械系统设计的一般方法。 (2)、培养综合运用机械制图、机械设计基础、精度设计、金属工艺学、材料热处理及结构工艺等相关知识，进行工程设计的能力。(3)、培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。(4)、提高技术总结及编制技术文件的能力。(5)、是毕业设计教学环节实施的技术准备。哈尔滨理工大学 机械系统设计 课程设计- 5 -二、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
4、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)。3、设计步骤（一）运动设计（1）传动方案设计（2）转速调速范围 Rn=nmax/nj（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
5、急 2） 、升速：前急后缓（6）绘出传动系统图哈尔滨理工大学 机械系统设计 课程设计- 6 -（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、设计参数Nmin=67r/min；N max=3500r/min；n j=220r/min；电动机功率：Pmax=2.2kW；n max=3000r/min；n r=1500r/min；设计内容一、运动设计（一） 、绘制转速图(1
6、)无级变速传动系统的恒功率调速范围 Rnp:Rnp=nmax/nj=15.91(2)交流调速电动机的恒功率调速范围 rnp:rnp=nwmax/nr=2哈尔滨理工大学 机械系统设计 课程设计- 7 -(3)分级变速传动的转速级数 Z：Z=lgRnp/lgrnp4 取 Z=4（2） 、传统系统图绘制二、传动件的计算与设计（一） 、传动轴和主轴直径设计 :min/20)1(各 轴 的 计 算 转 速 如 下主 轴 的 计 算 转 速传 动 件 的 计 算 转 速 rn由转速得,选用齿轮精度为 8 级精度结构网：轴 序 号电动机(0) I 轴 II 轴计算转速r/min1500 876 220哈尔滨
7、理工大学 机械系统设计 课程设计- 8 -转速图拟定：)(023.1095876.:)3( 03.29.03162:)2(4 mNT KWnPII grII b计 算 各 轴 的 扭 矩 率 如 下计 算 各 传 动 轴 的 输 出 功电哈尔滨理工大学 机械系统设计 课程设计- 9 -o15.0 ;:(9)4(4 该 轴 的 计 算 转 速该 轴 的 传 递 功 率注由 公 式 择轴 径 的 计 算 以 及 键 的 选 jj nPnd（二） 、mdmdrnKWPIrI II jI II j 35;6.35.0864.1 1in/20;.2: 2;.43. i/876;.:4 圆 整 取 代 入
8、 公 式 得取轴 圆 整 取 代 入 公 式 得取轴 oo（二）齿轮模数的计算 mrnuZI Zu rKWNmnuNMPajjd jmdj .03;5.6205138/768.2)(163min/;40;: 1i)/();()1(1638)2( ;0,452j 1mj 取轴 小 齿 轮 齿 数大 小 齿 轮 齿 数 比 齿 轮 计 算 转 速驱 动 电 机 的 功 率 数按 接 触 疲 劳 计 算 齿 轮 模整 体 淬 火号 钢 （三）齿轮校核轴序号0 I I I I I II II II II齿轮 37 63 76 23 57 38 38 91 57 76哈尔滨理工大学 机械系统设计 课程设
9、计- 10 -齿数模数 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3分度圆74 126 228 69 171 114 114 273 171 228； 弯 曲 载 荷接 触 载 荷 为 传 动 组 的 传 动 副 数 ）作 时 间齿 轮 在 工 作 期 限 的 总 工 工 作 期 限 系 数 ； 寿 命 系 数 ； 大 小 齿 轮 齿 数 之 比 小 齿 轮 齿 数 ； 齿 宽 ； 齿 轮 模 数 传 动 效 率 ；额 定 功 率 ；弯 曲 应 力 验 算 （接 触 应 力 验 算6070m01TS2315W3213 121(/ 205;6ZB0;0)(BYm9 )()028 CCPTThnKKqu
10、NMpapaPnNKauZS ST NSWj WjSjjSj 750214.1;3.;04. min/60;2m8163qNTPTKKrnBuZI KS jm轴 小 齿 轮 的 强 度 校 核轴 ）（ 材 料 强 化 系 数 功 率 利 用 系 数 ；转 速 弯 曲 系 数 ； ； 弯 曲 载 荷接 触 载 荷哈尔滨理工大学 机械系统设计 课程设计- 12 - 合 格 ；弯 曲 应 力 校 核 ： 合 格接 触 应 力 校 核 ： MPapBYnZmNKKCTnPapuBNKZmKCTnjSsqNn mTjSj sqNn mT3206.150109 95.Y;7;8.;3. 4.602 10.
11、8)1(089;4.;5.;3. 6.301235W1321（四） 、主轴弯曲刚度校核（1）主轴刚度符合要求的条件如下：a 主轴的前端部挠度 0.250.1syb 主轴在前轴承处的倾角 rad容 许 值 轴 承c 在安装齿轮处的倾角 .容 许 值 齿(2)计算如下： 4哈尔滨理工大学 机械系统设计 课程设计- 13 -前支撑为双列圆柱滚子轴承，后支撑为深沟球轴承和止推轴承，跨距 L=450mm.当量外径 de= =21Dm2851045主轴刚度：因为 di/de=25/285=0.0880.7,所以孔对刚度的影响可忽略；ks= =2kN/mm)(103244aldAi刚度要求：主轴的刚度可根据机床的稳定性和精度要求来评定3、轴承的选择与校核（一）.轴承的选择（1）轴 I：由于大轮不受轴向力，故选用深沟球轴承 6006（2）轴 II：轴 II 与轴 I 相似，因此选用深沟球轴承 6305注：由前面受力情况的分析，选用的轴承所能承受的载荷远远大于其受到的实际载荷，所以符合强度要求。（二）.轴承的校核轴选用的是深沟球轴承轴承 6006 其基本额定负荷为13.0KN由于该轴的转速是定值 n=1120r/min,所以齿轮越小越靠近轴承，对轴承
