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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：张蒙指导教师：孙全颖2012年8月23日目 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5（三）结构设计5（四）设计参数6设计内容一、 运动设计6（一）绘制转速图6（二）传动系统图的绘制6结 构 网 6转速图拟定7二、传动件的计算与设计7（一）传动轴和主轴直径设计.（1）传动件的计算转速7（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）齿轮齿数的计算9（三）齿轮模数的计算10（四）带轮的设计11（五）齿轮的校核 12（六）主轴弯曲刚度
2、校核14三、轴承的选择与校核15（一）轴承的选择15（二）轴承的校核15四、结构设计16（一）结构设计的内容、技术要求和方案16（二）展开图及其布置17（三）0轴（输入轴）的设计17（四）齿轮块设计181. 齿轮块设计182. 其他问题19（五）传动轴的设计19（六）主轴组件设计201. 各部分尺寸的选择212. 主轴轴承213. 主轴与齿轮的连接234. 润滑与密封235. 其他问题23五、设计总结24六、参考文献25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
3、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。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
4、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）。三、设计步骤（一）运动设计（1）传动方案设计（2）转速调速范围R n /nn=-max 一 j 一 、.（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）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（2）传动轴轴径（
5、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哈尔滨理工大学机械系统设计课程设计（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N . =86r/min； N =3000r/min； n=250r/min；电动机功率：P =3.0kW； n =3000r/min； n =1300r/min；设计内容一、运动设计（一）、绘制转速图（1）无级变速传动系统的恒功率调速范围R :,，一 一 一npR =n /n =3000/250=12（2）交流调速电动机的恒功率调速范围r :np r =n
6、/n =3000/1300=2.3（3）分级变速传动的转速级数Z：Z=lgRn /lgrn 2.98 取 Z=3（二）、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(1) 传动件的计算转速主轴的计算转速n=250r/min各轴的计算转速如下：轴序号电动机(0)I轴II轴计算转速 r/min1300866250由转速得，选用齿轮精度为8级精度结构网:转速图拟定:(2)计算各传动轴的输出功率如下:p = P xn xn = 3 X 0.96X 0.99 = 2.8kwI 0rbp = P xn xn = 2.8X 0.97 X 0.99 = 2.6kwII Irg(3)计算各轴
7、的扭矩：28T = 955 x 104 x - = 30877(N mm)一一 2.6T = 955 x 104 x 250 = 99320(N mm)(4) 轴径的计算以及键的选择P由公式=91 -Pp-(注:P -该轴的传递功率;七-该轴的计算转速W = 0.5。1。1. 轴 I: p广2.8KW; n =866r/min;取中=0.5。代入公式得d = 1.64 4：3。877 = 32.25;mm 圆整取 d = 35mmI 4 0.5I2. 轴 II: p=2.6KW; n =250r/min;取(p = 0.5。代入公式得d = 1.64 4：哭兰2 = 33.78mm;圆整取d
8、=35mmII 4 0.5II根据电机功率P=3.0KW,选取主轴前轴D1=(60-90)mm, 取 D1=90mm，则后轴颈 D2=(0.7-0.9)D1 取 D2=60mm.(二) 齿轮齿数的计算(1) 齿数的计算：在同一传动组内各传动副齿数和Zg相同I-II 轴齿数和 Z = (1+L)Z ZgU min maxu . =0.28 取 Z . =221Zg= (1+ 0 28)x22 = 100 查表验证. ZZ =22合适，即此时，3 =31一 =0.28 则乙,=78中 1.53f查表z =40则z =6022同理：i =2 = = 0.662 Z 中 0.5i = L = 9 0.
9、5 = 1.5 查表 z =40 贝U z =601 zf1110-I 轴：取Z . = Z1=36Zg =90查表得：z=541(2) 校核转速误差：n, 一 n1200(6) 确定V带根数：确定额定功率：P 0由查表并用线性插值得P =1.05kw0查表得功率增量Ap =0.0kw0查表得包角系数K =0.99a查表得长度系数七=0.81 ；确定带的根数Z L= 36= 4 2 取 Z=4（p0 +Ap： ） % （1.05 + 0.0）x 0.99 x 0.81（五）齿轮校核轴序号0Z 0Iz0IZ1IZ2IZ3IIz1IIZ,2IIZ,3齿轮齿 数3654604022406078模数3
10、3444444分度圆10816224016088160240312接触应力验算（u 土 DK1K2K3k，N（MPa）v b iuBnj2088 x103 b =j Z x m弯曲应力验算b = 191 x105 K1K2K3KN（MP）v b WZm 2BY nWjb = 1000 Mpa ; b = 320 Mpan -额定功率；n 一传动效率； B 齿宽；Z 小齿轮齿数；K$ 一寿命系数；K s= KTKnKm一齿轮模数u一大小齿轮齿数之比KqN：60 n 1。T -齿轮在工作期限的总工作时间h;T = 1500020000T = TJ P（P为传动组的传动副数）接触载荷C0=107；弯曲载荷C0=
