《机械系统设计》课程设计-机床主传动系统主轴变速箱设计

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1、机械09-6班指导教师:内容提要一、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

2、问题的能力,并为进行机械系统设计创造一定的条件。全套CAD图纸,加二、主要技术参数及基本要求1、设计内容: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、主要技术参数:技术参数:Nmin=63r/min;Nmax=355r/min;Z=4级;公比为1.78;电动机功率P=3KW;电机转速n=1430r/min。3、基本要求:第25页共25页机械09-6班指导教师:(1)、每人必须完成展开图、零件图、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

3、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,零件图各1张)。三、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(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)

4、动力设计(1)传动件的计算转速:各轴,各齿轮(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)第25页共25页机械09-6班指导教师:四、设计参数设计内容第25页共25页机械09-6班指导教师:一、运动设计(一)、绘制转速图(二)、确定各变速组齿轮齿数1、齿数计算第25页共25页机械09-6班指导教师:2、校核各级转速的转速误差各级实际转速r/min60.4108.7193.8348.9各级标准转速r/min6311220035

5、5误差4.1%2.9%3.1%1.7%3、传动系统图如下:第25页共25页机械09-6班指导教师:二、传动件的计算与设计(一)、传动轴和主轴直径设计轴序号电动机(0)I轴II轴III轴IV轴计算转速r/min14301120630355112最小齿轮的计算转速如下:齿轮序号I(25)II(19)III(19)IV(61)计算转速1120r/min1120r/min355r/min112r/min由转速得,选用齿轮精度为8级精度第25页共25页机械09-6班指导教师:第25页共25页机械09-6班指导教师:第25页共25页机械09-6班指导教师:(二)、齿轮模数的计算(三)、带轮的设计

6、第25页共25页机械09-6班指导教师:第25页共25页机械09-6班指导教师:(四)、齿轮校核直角圆柱齿轮的应力验算公式:轴序号IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIV齿轮齿数35253545401940611961模数2.52.52.52.533333.53.5分度圆87.562.587.5112.51205712018366.5213.5齿根圆直径81.2556.2581.25105.25112.549.5112.5175.557.75204.75齿顶圆直径9065901151236012318670220第25页共25页机械09-6班指导教师:第25页共25页机械09-6班

7、指导教师:第25页共25页机械09-6班指导教师:(五)、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b主轴在前轴承处的倾角c在安装齿轮处的倾角(2)计算如下:第25页共25页机械09-6班指导教师: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==主轴刚度:因为di/de=25/285=0.088<0.7,所以孔对刚度的影响可忽略;第25页共25页机械09-6班指导教师:ks==2kN/m

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1、机械09-6班指导教师:内容提要一、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

2、问题的能力,并为进行机械系统设计创造一定的条件。全套CAD图纸,加二、主要技术参数及基本要求1、设计内容: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、主要技术参数:技术参数:Nmin=63r/min;Nmax=355r/min;Z=4级;公比为1.78;电动机功率P=3KW;电机转速n=1430r/min。3、基本要求:第25页共25页机械09-6班指导教师:(1)、每人必须完成展开图、零件图、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

3、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,零件图各1张)。三、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(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)

4、动力设计(1)传动件的计算转速:各轴,各齿轮(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)第25页共25页机械09-6班指导教师:四、设计参数设计内容第25页共25页机械09-6班指导教师:一、运动设计(一)、绘制转速图(二)、确定各变速组齿轮齿数1、齿数计算第25页共25页机械09-6班指导教师:2、校核各级转速的转速误差各级实际转速r/min60.4108.7193.8348.9各级标准转速r/min6311220035

5、5误差4.1%2.9%3.1%1.7%3、传动系统图如下:第25页共25页机械09-6班指导教师:二、传动件的计算与设计(一)、传动轴和主轴直径设计轴序号电动机(0)I轴II轴III轴IV轴计算转速r/min14301120630355112最小齿轮的计算转速如下:齿轮序号I(25)II(19)III(19)IV(61)计算转速1120r/min1120r/min355r/min112r/min由转速得,选用齿轮精度为8级精度第25页共25页机械09-6班指导教师:第25页共25页机械09-6班指导教师:第25页共25页机械09-6班指导教师:(二)、齿轮模数的计算(三)、带轮的设计

6、第25页共25页机械09-6班指导教师:第25页共25页机械09-6班指导教师:(四)、齿轮校核直角圆柱齿轮的应力验算公式:轴序号IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIV齿轮齿数35253545401940611961模数2.52.52.52.533333.53.5分度圆87.562.587.5112.51205712018366.5213.5齿根圆直径81.2556.2581.25105.25112.549.5112.5175.557.75204.75齿顶圆直径9065901151236012318670220第25页共25页机械09-6班指导教师:第25页共25页机械09-6班

7、指导教师:第25页共25页机械09-6班指导教师:(五)、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b主轴在前轴承处的倾角c在安装齿轮处的倾角(2)计算如下:第25页共25页机械09-6班指导教师: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==主轴刚度:因为di/de=25/285=0.088<0.7,所以孔对刚度的影响可忽略;第25页共25页机械09-6班指导教师:ks==2kN/m

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