《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