机械系统设计——分级变速主传动系统设计
机械系统设计课程设计7级变速
哈尔滨理工大学课程设计题目：分级变速主传动系统设计学院：机械动力工程学院姓名：指导教师：段铁群系主任：段铁群2013年08月29日目录第一章运动计算1.1 课程设计的目的1.2 课程设计的内容1.3 课程设计的题目，主要技术参数和技术要求1.4 运动参数及转速图的确定1.5 核算主轴转速误差第二章动力计算2.1 带传动设计2.2 计算转速的计算2.3 齿轮模数计算及验算2.4 传动轴最小轴径初定2.5 执行轴合理跨距计算第三章主要部件的校核3.1 主轴强度，刚度校核3.2 传动轴刚度校核3.3 轴承寿命校核第四章总结第五章参考文献第1章运动计算1.1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。
1.2课程设计的内容《机械系统设计》课程设计内容由理论分析与设计计算、图样技术设计和技术文件编制三部分组成。
1.2.1 理论分析与设计计算：（1）机械系统的方案设计。
设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。
（2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。
（3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算和校核。
1.2.2 图样技术设计：（1）选择系统中的主要机件。
（2）工程技术图样的设计与绘制。
1.2.3编制技术文件：（1）对于课程设计内容进行自我经济技术评价。
7级分级变速主传动系统设计【N=40~900;Z=7级;公比为1.41;P=2.5~3.5kW;电机转速n=710~1420】
机械系统设计课程设计任务书设计小组班级专业小组成员姓名学号任务分工姓名学号任务分工画图计算画图计算主要技术参数例如技术参数：Nmin=40r/min；Nmax=900r/min；Z=7级；公比为1.41；电动机功率P=2.5/3.5kW；电机转速n=710/1420r/min指导教师联系方式设计内容：1、运动设计：根据给定的极限转速、变速级数、及公比值，确定其转速范围、转速数列、结构式、结构网，绘制转速图和传动系统图，确定齿轮齿数，计算转速误差。
2、动力计算：根据给定的有关参数，确定各传动件的计算转速；确定各传动轴和主轴的轴径，确定并验算各传动齿轮的模数，计算主轴的合理跨距；对靠近主轴的传动轴进行刚度校核，并验算该轴上轴承的寿命。
3、绘制下列图纸：（1）主轴箱横剖面图1张（A1或A0）。
（2）主轴零件工作图（A2或A3），并附在设计计算说明书内。
4、编写设计计算说明书（约8000字左右）：设计计算说明书书写格式梗概摘要；目录；课程设计的目的；课程设计题目、主要技术参数和技术要求运动设计；动力计算；主要零部件的选择；校核；结束语；参考资料等5、提交课程设计计算说明书及图纸打印稿和电子稿，并准备答辩。
课程设计时间：2XXX年12月22日至2XXX年01月02日答辩时间：2XXX年01月02日主要参考文献、资料：【1】、赵韩.《机械系统设计》.高等教育出版社；【2】、周堃敏.《机械系统设计》.高等教育出版社【3】、于惠力主编《机械设计》科学出版社第一版【4】、戴曙主编《金属切削机床设计》机械工业出版社【5】、赵九江主编《材料力学》哈尔滨工业大学出版社第一版【6】、郑文经主编《机械原理》高等教育出版社第七版【7】、于惠力主编《机械设计课程设计》科学出版社分级变速主传动系统设计摘要本说明书着重研究机床主传动系统的设计步骤和设计方法，根据已确定的运动参数以变速箱展开图的总中心距最小为目标，拟定变速系统的变速方案，以获得最优方案以及较高的设计效率。
《机械系统设计》课程设计-机床主传动系统主轴变速箱设计(全套图纸)
优秀设计内容提要一、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695132052二、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:(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max minn Rn n（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n i ：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）四、设计参数min/1430;3;78.1;4min;/63min r n KW P Z r N =====电机转速电机功率公比级ϕ设计内容一、运动设计（一）、绘制转速图: )4(224:)3(78 .12(044.0143063)1(21min转速图的绘制如下确定结构式）由提供的参数得公比总降速传动比⨯=====ϕdII nnu2000112063035520011263 1430I转速图（r/min）4M112Y)6(－电动机选用（二）、确定各变速组齿轮齿数1、齿数计算满足要求验算由此可得得表由文献中最小齿轮的齿数应该在基本组齿轮齿数的计算,410;120~10070;20~1824:353570;351:;70;45;251.4]1[,;1;1)1('2'11min '222211'111'222'111>=-<=>===-==+=========a a az a a a a a az a a a a a a a a a a a Z Z S Z Z Z i i Z S i Z Z Z i Z Z i Z Z i ϕ61;19;1)3(,421;120~10080;20~1819:404080;401:;80;61;191.4]1[,;;1;1:)2('2''2'11min '222211'111'2222'111====>=-<=>===-==+=========c c c c c b b bz b b b b b bz b b b b b b b b b b b Z Z Z Z i Z Z S Z Z Z i iZ S i Z Z Z i Z Z i Z Z i 取定比传动组满足要求验算由此可得得表由文献中最小齿轮的齿数应该在第一扩大组齿轮齿数ϕϕ合格标准转速标准转速实际转速%8.7)1(10%100||=-<⨯-ϕ3、传动系统图如下:1430r/min二、传动件的计算与设计（一）、传动轴和主轴直径设计:min/112min /3.7678.163)1(13413min 各轴的计算转速如下取主轴的计算转速主轴的计算转速传动件的计算转速r n r X n n j Z ===Φ=--)(21572711253.210955)(7075035563.210955)(23363112074.210955)(24301112085.210955:)3(53.299.097.063.263.299.097.074.274.299.097.085.285.299.096.03:)2(4444mm N T mm N T mm N T mm N T KW n n P P KW n n P P KW n n P P KW n n P P IV III II I g r III IV g r II III g r I II b r I •=⨯⨯=•=⨯⨯=•=⨯⨯=•=⨯⨯==⨯⨯=⨯⨯==⨯⨯=⨯⨯==⨯⨯=⨯⨯==⨯⨯=⨯⨯=计算各轴的扭矩率如下计算各传动轴的输出功电m N K m N K N laF R l a l F R R R mm l a l NF NF F F N F F N F mm N T a mm d D d mm D mm D mm D D mm D IV mm d mm d r n KW P III mm d mm d r n KW P II mmd mm d r n KW P I n P n Pd B A B A B A P c c P c IV III III j III II II j II I I j I j j μμϕϕϕϕϕ/03.100/12.470:7.3]1[2392;16062:;450;5/13392/故主轴主轴端受,主轴轴和尾架各承受一,的工件上此力作用于顶力作用于2678;11985.0239690215727;215727::b .mm 90,.30,)6.0~55.0(,55;5065;)85.0~7.0(,60,2.3]1[:a :.430;5.2735563.2911][min;/355;63.2:.325;0.2463074.2911][min;/630;74.2:.225;00.211112085.2911][min;/1120;85.2:.11~5.0][;:(][91)4(2221214444===•==+•=====+=====•==========•======•======⨯•=====--•=得前后轴承的刚度为公式由文献分别如下和前后支撑得支反力设半切削力理想跨距计算初取悬伸量选用两端支撑故取主轴内孔径对于普通机床则平均直径取后端直径选取主轴前轴径得表由文献轴圆整取代入公式得取轴圆整取代入公式得取轴圆整取代入公式得取轴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1016;450590,1.5/]1[;/101.269.210012.012.470102.29101.2102.29)025.005.0(05.0I ;7.4002116381134844⨯=⨯≥∴≈⨯==⨯⨯⨯⨯⨯==⨯=-⨯==∴--选用平键假设成立线图由文献式中mm l a l m N E a K EI m K K A BAη（二）、齿轮模数的计算[][][]mmmm r n u Z IV III mm mm r n u Z III II mm mm r n u Z II I Z u r n KW N mmn u Z N u MPa j j j j d jj m dj 5.3m ;.38.335563017.31963)117.3(16338m min /355;17.3;19;6:33m ;0.363063017.31963)117.3(16338m min /630;17.3;19;6:25.2m ;3.2112063078.12583)178.1(16338m min/1120;78.1;25;8:1;10~6;min)/();(][)1(16338m m )2(;630][,,45)1(322j 1m 322j 1m 322j 1m 1m 31j ==⨯⨯⨯⨯⨯+=====-==⨯⨯⨯⨯⨯+=====-==⨯⨯⨯⨯⨯+=====--=---±==取轴取轴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ϕϕϕϕσϕσ（三）、带轮的设计1.1,8,,3)1(==A A K K KW P 小时取一天工作为工作系数确定计算功率示：）带轮的结构图如下所（圆整取得：表由文献带的根数）确定（合格－－校核小带轮包角圆整）计算实际中心距（取标准值）－（）＋＋带的长度计算；圆整）＝＋（）＝＋初定中心距合格带速度校核则取带型表得取由文献和由选择带的型号额114;87.3)(3.3;99.087.0;09.0;90.08.11]2[V 10;12067.175180A D D 180)9(300;25.29125.91790030027900;5.9174D D D D (22V )6(300303112905.1D D (5.1)5(/25/27.560000D V )4(1129011201430D D ;90D )3(V B ]2[min,/14303.3)2(3.30.31.1000012000022121002101112121==∆+=====∆=∴>=⨯≈∂==-+=-+===+=⨯⨯=<===⨯======⨯==∂∂Z K K P P P Z KW P K K KW P KW P mm A mm L L A A mm L mm A A L mm mm A s m s m n mm n n mm r n KW P KW N P Lcc L jd jπππυυ（四）、齿轮校核750021500004.1;13.1;04.1min/1120;20m ;5.2m ;2545;2516m 3m 10210(/20000~15000;60Z B m 320;1000][)(BY Zm 10191][)()1m 102088321q N T 6070m1T S 23215W 3213========⨯====-⨯==--==≤⨯≤±⨯⨯P T T K K K r n B u Z II I K K K C C P P T T T h T C Tn K K Kq KnK K K K u N MpaMpa MP n NK K K K MPa uBn N K K K K u Z S j m S S T N T S W j W jS j j S j ϕησσσσσσ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；＝；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[][][][]5000315000;04.1;12.1;04.1min/355;35m ;5.3m ;1961;19332053.1210191395.0Y 11.1;77.0;78.0;85.034.260210005.119)1(1020889.0;64.0;58.0;83.069.3601750021500013.1;12.1;04.1min/1120;30m ;3m ;1961;19232079.1810191395.0Y 11.1;77.0;78.0;83.034.260210004.241)1(10208889.0;64.0;58.0;83.069.360132123215W 013213132123215W 0132131========⨯====∴<=⨯======∴<=+⨯===============⨯====∴<=⨯======∴<=+⨯=======P T T K K K r n B u Z IIV III MPa Mpa BYn Zm NK K K K K K K K C Tn K MPa MPa uBn NK K K K u ZmK K K K C Tn K P T T K K K r n B u Z III II MPa Mpa BYn Zm NK K K K K K K K C Tn K MPa Mpa uBn NK K K K u ZmK K K K C T n K S j m jS s q N n mTjS j s q N n mTS j m jS s q N n mTjS j s q N n mTϕσσϕσσ轴小齿轮的强度校核轴－）（合格＝＝；弯曲应力校核：合格接触应力校核：轴小齿轮的强度校核轴－）（合格＝＝；弯曲应力校核：合格接触应力校核：[][]合格＝＝；弯曲应力校核：合格接触应力校核：∴<=⨯======∴<=+⨯=======Mpa Mpa BYn Zm N K K K K K K K K C Tn K MPa Mpa uBn NK K K K u ZmK K K K C Tn K jS s q N n mTjS j s q N n mT32009.1010191408.0Y 74.0;60.0;58.0;85.051.2602100042.186)1(1020888.0;79.0;75..0;85.098.160123215W 0132131σσ（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[]0.00025250.105s y y ≤=⨯=b 主轴在前轴承处的倾角[]0.001rad θθ≤≤容许值轴承c 在安装齿轮处的倾角[]0.001rad θθ≤≤容许值齿 (2)计算如下：450120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=221D D +=mm 2852110450=+主轴刚度：因为d i /d e =25/285=0.088<0.7,所以孔对刚度的影响可忽略；k s =34442410)110450(11.0)025.045.0(103)()(10344-⨯+⨯-⨯⨯=+⨯-⨯⨯a l a d d A i e =2kN/mm 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三、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 （3）轴III ：轴III 不受轴向力作用，所以选用深沟轴承6305 （4）轴IV ：主轴是传动系统中最关键的部分，既受到径向力又受轴向力的作用。
哈尔滨理工大学《机械系统设计》课程设计-分级变速主传动系统设计
一、《机械系统设计》课程设计任务书1.1 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。
1.2 课程设计的内容《机械系统设计》课程设计内容由理论分析与设计计算、图样技术设计和技术文件编制三部分组成。
1.2.1 理论分析与设计计算：（1）机械系统的方案设计。
设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。
（2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。
（3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算和校核。
1.2.2 图样技术设计：（1）选择系统中的主要机件。
（2）工程技术图样的设计与绘制。
1.2.3编制技术文件：（1）对于课程设计内容进行自我经济技术评价。
（2）编制设计计算说明书。
1.3 课程设计题目、主要技术参数和技术要求1.3.1课程设计题目和主要技术参数题目01：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=53r/min；N max=600r/min；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min题目02：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=45r/min；N max=710r/min；Z=9级；公比为1.41；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min 题目03：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=63r/min；N max=500r/min；Z=7级；公比为1.41；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min 题目04：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=45r/min；N max=500r/min；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目05：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=40r/min；N max=630r/min；Z=9级；公比为1.41；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目06：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=50r/min；N max=400r/min；Z=7级；公比为1.41；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目07：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=63r/min；N max=710r/min；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min 题目08：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=50r/min；N max=800r/min；Z=9级；公比为1.41；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min 题目09：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=75r/min；N max=600r/min；Z=7级；公比为1.41；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min 题目10：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=40r/min；N max=450r/min；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目11：分级变速主传动系统设计技术参数：Nmin=35.5r/min；Nmax=560r/min；Z=9级；公比为1.41；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目12：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=40r/min；N max=315r/min；Z=7级；公比为1.41；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目13：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=71r/min；N max=710r/min；Z=6级；公比为1.58；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min 题目14：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=40r/min；N max=400r/min；Z=6级；公比为1.58；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目15：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=63r/min；N max=630r/min；Z=6级；公比为1.58；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min 题目16：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=45r/min；N max=450r/min；Z=6级；公比为1.58；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目17：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=80r/min；N max=450r/min；Z=4级；公比为1.78；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min 题目18：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=63r/min；N max=355r/min；Z=4级；公比为1.78；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目19：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=50r/min；N max=280r/min；Z=4级；公比为1.78；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min 题目20：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=40r/min；N max=224r/min；Z=4级；公比为1.78；电动机功率P=3kW；电机转速n=1430r/min 题目21：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=80r/min；N max=1000r/min；Z=12级；公比为1.26；电动机功率P=2.5/3.5kW；电机转速n=710/1420r/min 题目22：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=71r/min；N max=900r/min；Z=12级；公比为1.26；电动机功率P=3.5/5kW；电机转速n=710/1420r/min 题目23：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=90r/min；N max=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 题目24：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=75r/min；N max=750r/min；Z=11级；公比为1.26；电动机功率P=3.5/5kW；电机转速n=710/1420r/min 题目25：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=95r/min；N max=800r/min；Z=10级；公比为1.26；电动机功率P=3.5/5kW；电机转速n=710/1420r/min 题目26：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=80r/min；N max=630r/min；Z=10级；公比为1.26；电动机功率P=2.5/3.5kW；电机转速n=710/1420r/min // 题目27：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=40r/min；N max=900r/min；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=2.5/3.5kW；电机转速n=710/1420r/min 题目28：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=45r/min；N max=1000r/min；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=3.5/5kW；电机转速n=710/1420r/min 题目29：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=35.5r/min；N max=800r/min；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=3kW；电机转速n=710/1420r/min题目30：分级变速主传动系统设计技术参数：N min=50r/min；N max=1120r/min；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=4kW；电机转速n=710/1420r/min题目31：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=120r/min；N max=2400r/min；n j=300r/min；电动机功率：P max=3.0kW；n max=3000r/min；n r=1500r/min；题目32：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=35r/min；N max=4000r/min；n j=145r/min；电动机功率：P max=3kW；n max=4500r/min；n r=1500r/min；/p-314741032410.html题目33：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=100r/min；N max=2000r/min；n j=250r/min；电动机功率P max=3.0kW；n max=3000r/min；n r=1500r/min；题目34：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=75r/min；N max=4000r/min；n j=250r/min；电动机功率P max=2.8kW；n max=3000r/min；n r=1500r/min；题目35：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=67r/min；N max=3500r/min；n j=220r/min；电动机功率P max=2.2kW；n max=3000r/min；n r=1500r/min；/p-975357092788.html题目36：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=86r/min；N max=3000r/min；n j=250r/min；电动机功率P max=3kW；n max=3000r/min；n r=1300r/min；/p-908280258068.html题目37：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=78r/min；N max=2700r/min；n j=225r/min；电动机功率P max=2.8kW；n max=3000r/min；n r=1300r/min；题目38：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=86r/min；N max=3000r/min；n j=250r/min；电动机功率P max=2.2kW；n max=3000r/min；n r=1300r/min；题目39：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=110r/min；N max=2200r/min；n j=275r/min；电动机功率P max=3 kW；n max=2000r/min；n r=1000r/min；题目40：无级变速主传动系统设计技术参数：N min=46r/min；N max=2400r/min；n j=150r/min；电动机功率P max=2.8 kW；n max=2000r/min；n r=1000r/min；1.3.2技术要求：（1）利用电动机完成换向和制动。
分级变速的主传动系统设计
转速图
说明4：传动副数
轴 Ⅲ-Ⅳ 之 间 有 两 对 传 动 副 ， 分 别为升2格及降4格的两条连线。 轴 Ⅳ 的 转 速 共 为 3×2×2 ＝ 12 级 。
第二节 分级变速的主传动系统设计 一、传动系统的转速图
转速图
小结
转速图简明直观地反映了传 动系统中各级转速的传动路线、 主轴得到这些转速所需要的传动 组数目及每个传动组中的传动副 数目、各个传动比的数值、传动 顺序和各轴转速级数及大小。
12 = 3 4
12 = 3 2 2 12 = 2 3 2 12 = 2 2 3
在上列两行方案中，第一行方案可以省掉—根轴。缺 点是有一个传动组内有4个传动副。
如果用一个四联滑移齿轮，则会增加轴向尺寸；如果 用2个双联滑移齿轮，则操纵机构必须互锁以防止2个滑 移齿轮同时啮合。所以一般少用。
第一章 机床主传动系统设计
第一节 第二节 第三节 第四节
概述 分级变速的主传动系统设计 计算转速 主传动系统的结构设计
第二节 分级变速的主传动系统设计 一、传动系统的转速图
某中型车床的主传动系统图。 传动系统内共5根轴：电动 机轴和轴Ⅰ至轴Ⅳ，其中轴Ⅳ为 主轴。 轴Ⅰ-Ⅱ之间为传动组a，轴 Ⅱ-Ⅲ和Ⅲ-Ⅳ之间分别为传动组 b和c。
第二行的三个方案可根据下述原则比较：从电动机到主 轴，一般为降速传动。接近电动机处的零件，转速较高， 从而转矩较小，尺小也就较小。如使传动副较多的传动组 放在接近电动机处，则可使小尺寸的零件多些，大尺寸的
零件少些，节省材料。这就是“前多后少”的原则。
从这个角度考虑，以取12 = 3 2 2的方案为好。
第二节 分级变速的主传动系统设计 一、传动系统的转速图
各轴间传动副的传动比 电机轴与Ⅰ轴之间：
分级变速主传动系统的设计题目6(Z=7公比1.14)
哈尔滨理工大学课程设计(论文)分级变速主传动系统设计(题目6)所在学院机械学院专业机械设计制造及其自动化班级姓名学号指导老师2013年月日摘要设计机床得主传动变速系统时首先利用传动系统设计方法求出理想解和多个合理解。
根据数控机床主传动系统及主轴功率与转矩特性要求，分析了机电关联分级调速主传动系统的设计原理和方法。
从主传动系统结构网入手，确定最佳机床主轴功率与转矩特性匹配方案，计算和校核相关运动参数和动力参数。
本说明书着重研究机床主传动系统的设计步骤和设计方法，根据已确定的运动参数以变速箱展开图的总中心距最小为目标，拟定变速系统的变速方案，以获得最优方案以及较高的设计效率。
在机床主传动系统中，为减少齿轮数目，简化结构，缩短轴向尺寸，用齿轮齿数的设计方法是试算，凑算法，计算麻烦且不易找出合理的设计方案。
本文通过对主传动系统中三联滑移齿轮传动特点的分析与研究，绘制零件工作图与主轴箱展开图及剖视图关键词:分级变速；传动系统设计,传动副，全套设计加401339828Abstract The design of the machine tool main drive variable speed system firstly,the transmission system design method to find the ideal solution and more close understanding.According to the numerical control machine tool main drive system and main shaft power and torque characteristic requirements,analysis of the mechanical and electrical correlation change speed main drive system design principle and method.From the main drive system structure of network,and makes sure the best spindle power and torque characteristic match scheme,calculate and check related movement parameters and dynamic parameters.This manual mainly study machine tool main drive system design procedure and design method,has determined according to the kinematic parameters of the transmission expansion plan with the total center distance minimum as the goal,draws up the speed control system of variable speed scheme,in order to obtain the optimal scheme and the design of the high efficiency.In the machine tool main drive system,in order to reduce the number of gear,simplify the structure,shorten the axial size,with gear design method is trial,gather together algorithm,calculation of trouble and not easy to find out the reasonable design scheme.This article through to the main drive system of the triple sliding gear transmission characteristics analysis and research, draw parts working drawing and spindle box expansion plan and sectional view.Key words：step speed changing；Main axle power rate；Sliding gear.目录摘要 (1)目录 (3)第一章绪论 (5)1.1课程设计目的 (5)1.2课程设计内容及基本要求 (5)1.2.1课程设计题目和主要技术参数 (5)1.2.2技术要求 (5)第二章运动设计 (6)2.1确定转速图 (6)2.2主轴.传动件计算 (8)2.2.1计算转速 (8)2.2.2主轴误差计算 (9)第三章动力计算 (10)3.1主轴.传动轴直径初选 (10)3.2齿轮参数确定、齿轮应力计算 (11)3.3主轴合理跨距的计算 (14)3.4带传动设计 (16)3.4.1计算设计功率Pd (16)3.4.2选择带型 (17)3.4.3验证带速并确定带轮的基准直径 (17)3.4.4确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角 (18)3.4.5确定带的根数z (19)3.4.6确定带轮的结构和尺寸 (19)3.4.7确定带的张紧装置 (19)3.4.8计算压轴力 (20)第四章主轴零部件选择及校核 (22)4.1选择电动机,轴承，键和操纵机构 (22)4.1.1电动机的选择 (22)4.1.2轴承的选择 (22)4.1.3单位（mm） (22)4.1.4变速操纵机构的选择： (22)4.2Ⅱ轴刚度校核 (23)4.3轴承寿命校核 (24)第五章结构设计 (25)5.1结构设计的内容、技术要求和方案 (25)5.2展开图及其布置 (25)5.3I轴（输入轴）的设计 (25)5.4齿轮块设计 (26)5.5传动轴的设计 (27)5.6主轴组件设计 (28)5.6.1各部分尺寸的选择 (28)5.6.2主轴轴承 (29)5.6.3主轴与齿轮的连接 (30)5.6.4润滑与密封 (30)5.6.5其他问题 (30)结束语 (31)参考文献 (31)心得 (32)第一章绪论1.1课程设计的目的1．通过设计，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.习等实践技能，达到巩固、加深和拓展所学知识的目的。
车床分级变速主传动系一二轴滑移齿轮变速机构的设计
车床分级变速主传动系一二轴滑移齿轮变速机构的设计摘要：
一、引言
二、车床分级变速主传动系的概述
三、一二轴滑移齿轮变速机构的设计
四、设计优化与改进
五、结论
正文：
【引言】
在现代制造业中，车床作为一项基础的金属切削设备，其性能和技术水平直接影响到产品的质量和生产效率。
车床的分级变速主传动系是其核心部件之一，而一二轴滑移齿轮变速机构则是其关键部分。
因此，对其进行科学合理的设计，对于提高车床的性能和使用寿命具有重要的意义。
【车床分级变速主传动系的概述】
车床分级变速主传动系是指车床的主轴传动系统，它能够根据加工零件的不同，实现不同转速的需求。
这种传动系统主要由齿轮、离合器、变速器等组成，通过改变齿轮的啮合方式，达到改变主轴转速的目的。
【一二轴滑移齿轮变速机构的设计】
一二轴滑移齿轮变速机构是车床分级变速主传动系中的重要部分，其设计主要考虑以下因素：首先，要保证齿轮的传动比合理，以满足不同加工需求的转速要求；其次，要考虑齿轮的载荷能力和耐磨性，以提高其使用寿命；最后，还要考虑齿轮的制造和安装难度，以降低生产成本。
【设计优化与改进】
在设计过程中，我们采用了计算机辅助设计（CAD）技术，对齿轮的齿形、齿数、模数等参数进行了优化，使其在满足传动比要求的同时，也具有良好的载荷能力和耐磨性。
此外，我们还通过改进齿轮的制造工艺和安装方式，降低了其制造和安装的难度。
【结论】
一二轴滑移齿轮变速机构的设计是车床分级变速主传动系的关键环节，其设计的合理性和科学性直接影响到车床的性能和使用寿命。
6级分级变速主传动系统设计【N=71~710;Z=6;公比为1.58;P=4kW;电机转速n=1440】
机械系统设计课程设计任务书设计小组班级专业小组成员姓名学号任务分工姓名学号任务分工绘图计算绘图计算主要技术参数技术参数：Nmin=71r/min；Nmax=710r/min；Z=6级；公比为1.58；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min指导教师联系方式设计内容：1、运动设计：根据给定的极限转速、变速级数、及公比值，确定其转速范围、转速数列、结构式、结构网，绘制转速图和传动系统图，确定齿轮齿数，计算转速误差。
2、动力计算：根据给定的有关参数，确定各传动件的计算转速；确定各传动轴和主轴的轴径，确定并验算各传动齿轮的模数，计算主轴的合理跨距；对靠近主轴的传动轴进行刚度校核，并验算该轴上轴承的寿命。
3、绘制下列图纸：（1）主轴箱横剖面图1张（A1或A0）。
（2）主轴零件工作图（A2或A3），并附在设计计算说明书内。
4、编写设计计算说明书（约8000字左右）：设计计算说明书书写格式梗概摘要；目录；课程设计的目的；课程设计题目、主要技术参数和技术要求运动设计；动力计算；主要零部件的选择；校核；结束语；参考资料等5、提交课程设计计算说明书及图纸打印稿和电子稿，并准备答辩。
课程设计时间：2XXX年12月22日至2XXX年01月02日答辩时间：2XXX年1月2日主要参考文献、资料：【1】、赵韩.《机械系统设计》.高等教育出版社；【2】、周堃敏.《机械系统设计》.高等教育出版社【3】、于惠力主编《机械设计》科学出版社第一版【4】、戴曙主编《金属切削机床设计》机械工业出版社【5】、赵九江主编《材料力学》哈尔滨工业大学出版社第一版【6】、郑文经主编《机械原理》高等教育出版社第七版【7】、于惠力主编《机械设计课程设计》科学出版社摘要本说明书着重研究机床主传动系统的设计步骤和设计方法，根据已确定的运动参数以变速箱展开图的总中心距最小为目标，拟定变速系统的变速方案，以获得最优方案以及较高的设计效率。
在机床主传动系统中，为减少齿轮数目，简化结构，缩短轴向尺寸，用齿轮齿数的设计方法是试算，凑算法，计算麻烦且不易找出合理的设计方案。
题目15—分级变速主传动系统课程设计
xx大学课程设计题目：机械系统设计课程设计院、系： xxxxxx班级： xxxxxx姓名： xxxx学号： xxx指导教师： xxx目录一. 课程设计的目的 (2)二．课程设计题目 (2)2.1设计题目和技术参数 (2)三.运动设计 (2)3.1 运动设计 (2)3.1.1 确定转速数列及转速范围 (2)3.1.2 定传动组数和传动副数 (2)3.1.3 齿轮齿数的确定 (3)3.1.4 绘制转速图 (4)3.1.5绘制传动系统图 (4)3.2 主轴.传动件计算 (5)3.2.1 计算转速 (5)3.3 带传动设计 (7)3.3.1计算设计功率Pd (7)3.2选择带型 (7)3.3确定带轮的基准直径并验证带速 (8)3.4确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角 (8)3.5确定带的根数z (9)3.6确定带轮的结构和尺寸 (9)3.7确定带的张紧装置 (9)3.8计算压轴力 (9)3.9求最佳跨距 (10)四、主轴.传动组及相关组件的验算 (12)4.1 核算主轴转速误差 (12)4.2 齿轮的应力验算 (13)4.3主轴校核 (20)五.设计总结 (22)六.参考文献 (23)一. 课程设计的目的《机械系统设计》课程设计是在学习完本课程后，进行一次学习和设计的综合性练习。
通过课程设计，使我们能够应用所学过的基础课、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，设计标准资料的方法，达到积累设计知识和设计技巧，提高我们设计能力的目的。
通过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。
二．课程设计题目2.1设计题目和技术参数题目15：分级变速主传动系统设计N min=63r/min；N max=630r/min；Z=6级；公比为1.58；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min三.运动设计3.1 运动设计3.1.1 确定转速数列及转速范围由设计题目知最低转速为63r/min,公比为1.58，查标准数列表，查得主轴的转速数列值为（单位：r/min）:63，100，160，250，400，630.转速范围Rn= 错误!未找到引用源。
机械系统设计分级变速主传动系统设计
《目录》摘要------------------------------------------------------------1 第1章绪论 (3)第2章运动设计 (4)第3章动力计算 (9)第4章主要零部件的选择 (18)第5章校核 (19)结束语 (21)参考文献…………………………………………………21.摘要设计机床得主传动变速系统时首先利用传动系统设计方法求出理想解和多个合理解。
根据数控机床主传动系统及主轴功率与转矩特性要求，分析了机电关联分级调速主传动系统的设计原理和方法。
从主传动系统结构网入手，确定最佳机床主轴功率与转矩特性匹配方案，计算和校核相关运动参数和动力参数。
本说明书着重研究机床主传动系统的设计步骤和设计方法，根据已确定的运动参数以变速箱展开图的总中心距最小为目标，拟定变速系统的变速方案，以获得最优方案以及较高的设计效率。
在机床主传动系统中，为减少齿轮数目，简化结构，缩短轴向尺寸，用齿轮齿数的设计方法是试算，凑算法，计算麻烦且不易找出合理的设计方案。
本文通过对主传动系统中三联滑移齿轮传动特点的分析与研究，绘制零件工作图与主轴箱展开图及剖视图。
第一章绪论（一）课程设计的目的《机械系统课程设计》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。
（二）课程设计题目、主要技术参数和技术要求1 课程设计题目和主要技术参数题目：分级变速主传动系统设计技术参数：Nmin=80r/min；Nmax=630r/min；Z=10级；公比为 1.26；电动机功率P=2.5/3.5KW；电机转速n=710/1420r/min2 技术要求1. 利用电动机完成换向和制动。
3.1 机床的传动设计_分级变速主传动
第一节 分级变速主传动系统设计
一、转速图
1.转速图 是表示主轴各转速的传递路线和转速值，各传动轴 的转速数列及转速大小，各传动副的传动比的线图。包括： 转速点 用小圆点表示主轴 和各传动轴的转速值(对数值)。 转速线 是间距相等的水平线。 相邻转速线间距为 lg 。 传动轴线 距离相等的铅垂线。 从左到右按传动顺序排列。 传动线 两转速点之间的连线。 一个主转速点引出的传动线数目， 代表该变速组的传动副数。
b、c…表示。传动副数用 P 表示，变速范围用 r 表示。
1）级比 指变速组中两相邻的 转速或两相邻的传动比之比。 级
比为公比幂的形式。如：φ3 。
2）级比指数 是指级比的幂 指数，用x 表示。 如： φ3 中的幂指数3，即x=3。
16
第一节 分级变速主传动系统设计
第一变速组 a（轴Ⅰ-Ⅱ之间） Pa=3；传动比分别是
4
知 识 温 故
主传动系统设计基本要求； 1. 满足机床的使用要求。首先应满足机床的运动特性，如机床主 轴有足够的变速范围和转速级数；传动系统设计合理，人机关 系良好，安全可靠； 2. 满足机床传递动力的要求。主电动机和传动机构应能提供和传 递足够的功率和扭矩，具有较高的传动效率； 3. 满足机床的工作性能要求。零部件应有足够的刚度、精度、抗 振性能，热变形特性稳定； 4. 满足经济性要求。传动链尽可能简短，零部件数目要少，成本 低；
13
第一节 分级变速主传动系统设计
例：一中型车床，主轴转速级数 Z=12，公比φ=1.41，
主轴转速 n = 31.5 ~ 1400 r/min，如图示。
12 级转速的传动系统图
12 级转速图
14
第一节 分级变速主传动系统设计
车床分级变速主传动系一二轴滑移齿轮变速机构的设计
车床分级变速主传动系一二轴滑移齿轮变速机构的设计（实用版）目录一、引言二、车床分级变速主传动系的设计1.设计目的2.设计原则3.设计方案三、一二轴滑移齿轮变速机构的设计1.设计目的2.设计原则3.设计方案四、总结正文【引言】车床是一种用于加工旋转对称零件的机床，其工作原理是通过旋转的刀具对工件进行切削。
车床的性能和效率直接影响到零件的加工质量和生产效率。
其中，车床的主传动系是车床的关键部件，其设计直接影响到车床的性能和效率。
【车床分级变速主传动系的设计】【设计目的】车床分级变速主传动系的设计目的是为了满足不同加工条件下的速度需求，提高车床的加工效率和加工质量。
【设计原则】在设计过程中，应遵循以下原则：1.确保传动效率高，以提高车床的性能；2.确保结构简单，以方便生产和维护；3.确保可靠性高，以保证车床的长期稳定运行。
【设计方案】车床分级变速主传动系的设计方案主要包括以下几个部分：1.采用分级变速设计，通过改变齿轮的传动比，实现车床的不同速度需求；2.采用高精度齿轮，以提高传动效率和减少磨损；3.采用刚性联轴器，以提高传动的稳定性和可靠性；4.采用可调节的轴承预紧力，以提高齿轮的寿命和稳定性。
【一二轴滑移齿轮变速机构的设计】【设计目的】一二轴滑移齿轮变速机构的设计目的是为了实现车床主轴和副轴之间的速度变换，以满足不同加工条件下的速度需求。
【设计原则】在设计过程中，应遵循以下原则：1.确保速度变换范围广，以满足不同加工需求；2.确保速度变换效率高，以提高车床的加工效率；3.确保结构简单，以方便生产和维护。
【设计方案】一二轴滑移齿轮变速机构的设计方案主要包括以下几个部分：1.采用滑移齿轮设计，通过改变齿轮的啮合位置，实现不同速度的变换；2.采用高精度齿轮，以提高速度变换的精度和效率；3.采用可调节的轴承预紧力，以提高齿轮的寿命和稳定性；4.采用防尘、防水设计，以提高机构的可靠性和耐用性。
【总结】车床分级变速主传动系和一二轴滑移齿轮变速机构的设计，旨在提高车床的性能和效率，满足不同加工条件下的需求。
分级变速主传动系统设计 (1)
课程设计(论文)分级变速主传动系统设计(题目20)所在学院专业班级姓名学号20指导老师年月日摘要本说明书着重研究机床主传动系统的设计步骤和设计方法，根据已确定的运动参数以变速箱展开图的总中心距最小为目标，拟定变速系统的变速方案，以获得最优方案以及较高的设计效率。
在机床主传动系统中，为减少齿轮数目，简化结构，缩短轴向尺寸，用齿轮齿数的设计方法是试算，凑算法，计算麻烦且不易找出合理的设计方案。
本文通过对主传动系统中三联滑移齿轮传动特点的分析与研究，绘制零件工作图与主轴箱展开图及剖视图。
关键词分级变速；传动系统设计,传动副，结构网，结构式，齿轮模数，传动比目录摘要 (2)目录 (4)第1章绪论 (6)1.1 课程设计的目的 (6)1.2课程设计的内容 (6)1.2.1 理论分析与设计计算 (6)1.2.2 图样技术设计 (6)1.2.3编制技术文件 (6)1.3 课程设计题目、主要技术参数和技术要求 (7)1.3.1课程设计题目和主要技术参数 (7)1.3.2技术要求 (7)第2章运动设计 (8)2.1运动参数及转速图的确定 (8)2.1.1 转速范围 (8)2.1.2 转速数列 (8)2.1.3确定结构式 (8)2.1.4确定结构网 (8)2.1.5绘制转速图和传动系统图 (9)2.2 确定各变速组此论传动副齿数 (9)2.3 核算主轴转速误差 (10)第3章动力计算 (12)3.1 带传动设计 (12)3.2 计算转速的计算 (13)3.3 齿轮模数计算及验算 (14)3.4 传动轴最小轴径的初定 ........................................................... 错误！未定义书签。
3.5 主轴合理跨距的计算 (18)第4章主要零部件的选择 (19)4.1电动机的选择 (19)4.2 轴承的选择 (19)4.3 键的规格 ........................................................................... 错误！未定义书签。
机械制造装备设计第二章 机床的传动设计
综上所述，转速图 可以很清楚地表示：
１、主轴各级转速的传 动路线；
２、得到这些转速所需
电机 Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ c Ⅳ
60:30 36:36 42:42 30:42 24:48
1440 r/min 1000 710 500 355
要的变速组数目及每个
250
变速组中的传动副数目； ３、各个传动比的数值；
注意：转速图上竖直线间距均 匀并不表示各轴中心距相等， 只是为了使图面美观清晰。
ⅡⅢⅣ
1440 r/min 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 45 3 2.1.1 .1转速图概念
(2) 各级转速的指代（主轴转速线、转速点）
2.1分级变速主传动系统设计－－2.1.1.2转速图原理
电机 Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ
轴Ⅱ－Ⅲ间 的变速组ｂ
Ⅳ
1440 r/min
有 两 个 传 动 副 （ Pb ＝ 2 ） ， 其传动比依此为：
ib1=22/62=1/2.82=1/ 3，
36:36 42:42 30:42
24:48
1000
710
500
22:62 355
250
降速，向右下方倾斜三格
180
125
ib2=42/42=1=1/ ０，
90
等速，连线水平。
63
45
31.5
返回
2.1分级变速主传动系统设计－－2.1.1.2转速图原理
电机 Ⅰ a Ⅱ b Ⅲ c Ⅳ
轴Ⅲ-Ⅳ间 的变速组c有两 个传动副（Pc＝2），其 传动比依此为：
ic1=18/72=1/4= 1/ 4，
转速图包括一点三线：转速点，转速线，传动轴 线，传动线。
分级变速主传动系统的设计题目21(Z=12公比1.26)
目录第1章绪论 (2)1.1 课程设计的目的 (2)1.2 课程设计的内容 (2)1.3 课程设计题目、主要技术参数和技术要求 (3)第2章运动设计 (4)2.1 运动参数及转速图的确定 (4)2.2 核算主轴转速误差 (7)第3章动力计算 (8)3.1 带传动设计 (8)3.2 计算转速的计算 (9)3.3 齿轮模数计算及验算 (10)3.4 传动轴最小轴径的初定 (13)3.5 主轴合理跨距的计算 (14)第4章主要部件的校核 (15)4.1 主轴强度、刚度校核 (15)4.2 轴的刚度校核 (17)4.3 轴承寿命校核 (18)总结 (19)参考文献 (20)第1章绪论1.1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。
1.2课程设计的内容《机械系统设计》课程设计内容由理论分析与设计计算、图样技术设计和技术文件编制三部分组成。
1.2.1 理论分析与设计计算：（1）机械系统的方案设计。
设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。
（2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。
（3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算和校核。
1.2.2 图样技术设计：（1）选择系统中的主要机件。
（2）工程技术图样的设计与绘制。
1.2.3编制技术文件：（1）对于课程设计内容进行自我经济技术评价。
机械机床的传动设计
数学表达式为 3≥Pa≥Pb≥Pc≥……。
选择方案为 ① 12=3×2×2
第一节 分级变速主传动系统设计
3.扩大顺序确定原则
在已确定方案 12=3×2×2 中，有如下扩大方案： ① 12=31×23×26 ④ 12=34×21×22 ② 12=31×26×23 ③ 12=32×21×26 ⑤ 12=32×26×21 ⑥ 12=34×22×21
考虑最后变速组（第二扩大组）的变速范围
在扩大方案 ①、②、③、⑤ 中
r2
r2
x 2 ( P2 - 1 )
6( 2 - 1 )
1.41 8
6
在扩大方案 ④、⑥ 中
x 2 ( P2 - 1 ) 4( 3 - 1 )
1.41 16 8
8
第一节 分级变速主传动系统设计
根据
rj
x j ( Pj - 1 )
, 得φ一定时,
x 、P 是影响r 的关键因素。
当传动副数P 大时，级比指数 x 应取小值。 结论 传动副数前多后少，扩大顺序应前小后大，即“前密后
疏”原则。级比指数小，传动线密；级比指数大，传动线疏。 数学表达式为
xa xb xc
选择扩大方案为 ① 12=31×23×26
且轴向尺寸短。因此不能直接判断各方案的优劣。
第一节 分级变速主传动系统设计
（2）极限变速范围判定
在方案 ④ 12=4×3 、⑤ 12=3×4 中，若传动副数为4的变速组 是扩大组，则
r1
x1 ( P - 1 )
3(4 - 1)
1.41 22.6（超出极限值）
9
若传动副数为3的变速组是扩大组，则
第三讲 主传动系统设计
二:主变速传动系统图
卧式车床主变速传动系统图和转速图
二:主变速传动系统图
分离传动主变速传动系图
二:主变速传动系统图
铣床主变速传动系图
二:主变速传动系统图
具有交换齿轮的主变速传动系图和转速图
二:主变速传动系统图
卧式车床主变速传动系图和转速图
一、分级变速主传动系统设计***
齿轮齿数的确定
• 定比传动的齿轮齿数和带轮直 径，依据《机械设计手册》推 荐的方法确定。 • 举例：基本组三个传动副齿数 的确定
一、分级变速主传动系统设计
• 一、转速图 • 概念：表示主轴各转速的传递 路线和转速值，各传动轴的转 速数列及转速大小，各传动副 的传动比的线图。 • 一点三线 • 转速点 用小圆点表示主轴和 各传动轴的转速值。（对数值） • 转速线 是间距相等的水平线。 相邻转速线间距 • 传动轴线 距离相等的铅垂线。 • 从左至右按传动先后顺序排列。 铅垂线之间距离不表示传动轴 间距离。
• 表格横坐标Sz
• 变速组内每对齿轮的齿数 和 • 表格纵坐标u 传动比 • 表中值 从动轮齿轮齿数
• 表中u 均大于1，即全是升 速运动，对于降速，取倒 数查表
计算转速
1）机床的功率扭转特性
•
驱动直线运动工作台的这类机床的主运
动属恒扭矩传动。如刨床的工作台。 主运动是旋转运动的机床基本上是恒 功率传动。如车床、铣床的主轴。 主轴或各传动件传递全部功率的最低 转速为它们的
一、分级变速主传动系统设计***
• 传动线 两转速点之间的连线。 • u<1，表示降速，传动线向下倾 斜 • u>1，表示升速，传动线向上倾 斜 • u=1，表示等速，传动线水平 • 一个主转速点引出的传动线数 目，代表该变速组的传动副数。
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目录第1章绪论 (1)1.1 课程设计的目的 (1)1.2 课程设计的内容 (1)1.3 课程设计题目、主要技术参数和技术要求 (2)第2章运动设计 (3)2.1 运动参数及转速图的确定 (3)2.2 核算主轴转速误差 (6)第3章动力计算 (7)3.1 带传动设计 (7)3.2 计算转速的计算 (8)3.3 齿轮模数计算及验算 (9)3.4 传动轴最小轴径的初定 (12)3.5 主轴合理跨距的计算 (13)第4章主要部件的校核 (14)4.1 主轴强度、刚度校核 (14)4.2 轴的刚度校核 (16)4.3 轴承寿命校核 (17)总结 (18)参考文献 (19)第1章绪论1.1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。
1.2课程设计的内容《机械系统设计》课程设计内容由理论分析与设计计算、图样技术设计和技术文件编制三部分组成。
1.2.1 理论分析与设计计算：（1）机械系统的方案设计。
设计方案的分析，最佳功能原理方案的确定。
（2）根据总体设计参数，进行传动系统运动设计和计算。
（3）根据设计方案和零部件选择情况，进行有关动力计算和校核。
1.2.2 图样技术设计：（1）选择系统中的主要机件。
（2）工程技术图样的设计与绘制。
1.2.3编制技术文件：（1）对于课程设计内容进行自我经济技术评价。
（2）编制设计计算说明书。
1.3课程设计题目、主要技术参数和技术要求1.3.1课程设计题目和主要技术参数题目：分级变速主传动系统设计技术参数：Nmin=80r/min；Nmax=1000r/min；Z=12级；公比为1.26；电动机功率P=2.5/3.5KW；电机转速n=710/1420r/min（1）利用电动机完成换向和制动。
（2）各滑移齿轮块采用单独操纵机构。
（3）进给传动系统采用单独电动机驱动。
第2章 运动设计2.1 运动参数及转速图的确定 2.1.1．转速范围Rn=min max N N =801000=12.5 2.1.2．转速数列查[1]表 2.12，首先找到80r/min 、然后每隔3个数取一个值，得出主轴的转速数列为80 r/min 、100 r/min 、125 r/min 、160r/min 、200 r/min 、250 r/min ，315 r/min ，400 r/min ，500 r/min 、630 r/min 、800r/min 、1000 r/min 共12级。
2.1.3．定传动组数对于Z=12，可分解为：12=2×3×2。
2.1.4．写传动结构式根据“前多后少” , “先降后升” , 前密后疏,结构紧凑的原则,选取传动方案 Z=12=23×31×26。
2.1.5． 画转速图转速图如下图2-1。
图2-1 系统转速图2.1.6．画主传动系统图根据系统转速图及已知的技术参数，画主传动系统图如图2-3：图2-2 主传动系统图2.1.7齿轮齿数的确定变速组内取模数相等，据设计要求Zmi n≥17,齿数和Sz≤100～120，由【1】表 4.1，根据各变速组公比，可得各传动比和齿轮齿数，各齿轮齿数如表2-1。
2.2 核算主轴转速误差实际传动比所造成的主轴转速误差，一般不应超过±10(ϕ-1)％,即'n -nn实际转速标准转速标准转速〈 10(ϕ-1)％对Nmax=1000r/min ，Nmax`=1420*125/280*35/35*45/38=1027r/min 则有(1027-1000)/1000=2.7％ < 4.1％因此满足要求.各级转速误差%6.2)%1(10%100||=-<⨯-ϕ标准转速标准转速实际转速没有转速误差大于2.6％,因此合格，故不需要修改齿数。
第3章 动力计算3.1 带传动设计 3.1.1 直径计算初取小带轮直径d 取 d=125mm 大带轮直径D ： D=21n dn = 6301420125⨯=283mm 取D=280mm 3.1.2计算带长求Dm Dm=(D 1+D 2)/2=(125+280)/2=202.5mm求△ △=（D 1-D 2）/2=（280-125）/2=77.5mm 初取中心距 取a=300mm 带长 L=π×Dm+2×a+△2/a=920 mm 基准长度 由【1】表3.2得：Ld=900mm 3.1.3 求实际中心距和包角中心距 a=(L-π×Dm)/4+ /4=290mm ，取a=290mm小轮包角 1α=180 -（D 1-D 2）/a×57.3 =154.24 >120 3.1.4 求带根数带速υ υ=πD 1n 1/(60×1000)=3.14×125×1420/(60×1000)= 9.26m/s传动比i i=n 1/n 2=1420/630=2.25 带根数由【2】中表3.6，并用插值法得P 0=1.07KW ； 由【2】中表3.7，并用插值法得△P 0=0.17KW ； 由【2】中表3.8，得包角系数K α=0.93；由【2】中表3.9，得长度系数KL=0.87；Z=P d/[（P0+△P）×Kα×KL]=（3.5×1.1）/(1.07+0.17)×0.87×0.93=3.48 取Z=4根3.2计算转速的计算3.2.1 主轴的计算转速n j由公式nj =nm in(/31)z-Φ得，主轴的计算转速n j=160r/min。
3.2.2 确定各传动轴的计算转速Ⅱ轴共有6级转速：200r/min、250 r/min、315 r/min、400r/min、500r/min、630r/min。
若经传动副Z1/ Z'1传动主轴，则全部传递全功率；若经传动副Z2/ Z'2传动主轴，全部传递全功率，其中200r/min是传递全功率的最低转速，故其计算转速nⅡj=200 r/min；Ⅰ轴有2级转速，且都传递全功率，所以其计算转速nⅠj=315 r/min。
各计算转速入表3-1。
表3-1 各轴计算转速3.2.3确定齿轮副的计算转速。
齿轮Z'5装在主轴上并具有315-1000r/min共6级转速，它们都传递全功率，故Z'5j=315 r/min。
齿轮Z5装在Ⅱ轴上，有200-630 r/min共6级转速，但经齿轮副Z5/ Z'5传动主轴，则全部传递全功率，故Z5j=200r/min。
依次可以得出其余齿轮的计算转速，如表3-2。
表3-2 齿轮副计算转速1-3.3 齿轮模数计算及验算 3.3.1模数计算一般同一变速组内的齿轮取同一模数，选取负荷最重的小齿轮，按简化的接触疲劳强度公式进行计算， 即m j =163383221][)1(jj m n u z Pu σϕ±由上面各轴的输出功率计算可知，在电动机功率为P=3.5KW ，转速n=1420r/min 时，传动系统受力最大，则由此数据计算。
I —II 轴：mmr n u Z j 6.231563013585.2)11(16338m min/315;1;35;8322j 1m =⨯⨯⨯⨯⨯+=====ϕ II —III 轴：mm r n u Z j 6.220063058.14565.2)158.1(16338m min/200;58.1;45;6322j 1m =⨯⨯⨯⨯⨯+=====ϕ 取整后模数为：I —II 轴：3mm ；II —III 轴：3mm 。
3.3.2基本组齿轮计算基本组齿轮几何尺寸见表3-3。
按基本组最小齿轮计算。
小齿轮用40Cr ，调质处理，硬度241H B ～286HB ，平均取260HB ，大齿轮用45钢，调质处理，硬度229H B ～286HB ，平均取240HB 。
计算如下：齿面接触疲劳强度计算 接触应力验算公式为 )j E H j Z Z Z MPa εσσ⎡⎤=≤⎣⎦ 弯曲应力验算公式为： []112()Fa Sa w w KTY Y Y MPa mbd εσσ=≤式中 N----传递的额定功率（kW ），这里取N 为电动机功率，N=4kW;j n ----计算转速（r/min ）. j n =315（r/min ）; m-----初算的齿轮模数（mm ）, m=3（mm ）; B----齿宽（mm ）;B=24（mm ）; z----小齿轮齿数；z=27u----小齿轮齿数与大齿轮齿数之比,u =1.6; s K -----寿命系数；s K =T K n K N K q K T K ----工作期限系数；mT C Tn K 0160=T------齿轮工作期限，这里取T=15000h.;1n -----齿轮的最低转速（r/min ）, 1n =200（r/min ）0C ----基准循环次数，接触载荷取0C =710，弯曲载荷取0C =6102⨯m----疲劳曲线指数，接触载荷取m=3；弯曲载荷取m=6; n K ----转速变化系数，查【5】2上，取n K =0.60 N K ----功率利用系数，查【5】2上，取N K =0.78 q K -----材料强化系数，查【5】2上， q K =0.60 3K -----工作状况系数，取3K =1.12K -----动载荷系数，查【5】2上，取2K =11K ------齿向载荷分布系数，查【5】2上，1K =1Y------齿形系数，查【5】2上，Y=0.386； []j σ----许用接触应力（MPa ）,查【4】，表4-7，取[]j σ=650 Mpa ；[]w σ---许用弯曲应力（MPa ），查【4】，表4-7，取[]w σ=275 Mpa ；根据上述公式，可求得及查取值可求得：j σ=)E H Z Z Z MPa ε=635 Mpa ≤[]j σ w σ=78 Mpa ≤w σ3.3.3扩大组齿轮计算扩大组齿轮几何尺寸见表3-4。
按扩大组最小齿轮计算。