【题目1】分级变速主传动系统的设计

哈尔滨理工大学课程设计题目：机械系统设计课程设计院、系：机械动力工程学院班级：机械姓名：学号：指导教师：摘要《机械系统设计》课程设计内容有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、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，进行有关动力计算与校核。2、图样技术设计：（1）选择系统中的主要组件。（2）图样的设计与绘制。3、编制技术文件：（1）对于课程设计内容进行自我技术经济评价。（2）编制设计计算说明书。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，计算转速目录摘要.................................................................................2目录...................................................................................3一、课程设计目的.............................................................4二、课程设计题目，主要技术参数和技术要求分级、........4三、运动设计....................................................................41.确定极限转速，转速数列，结构网和结构式....................................42.主传动转速图和传动系统图.............................................................53.计算齿轮齿数..................................................................................6四、动力计算....................................................................81.传动件的计算转速.........................................................................132.传动轴和主轴的轴径设计..............................................................133.计算齿轮模数及尺宽，分度圆直径................................................144.带轮设计.............................................................错误!未定义书签。五、主要零部件选择........................................................161.轴承的选取....................................................................................162.键的选取.......................................................................................16六、校核..........................................................................171.齿轮校核.......................................................................................172.主轴弯曲刚度校核........................................................................183.轴承校核.......................................................................................194.润滑与密封....................................................................................19七、结束语......................................................................19八、参考文献..................................................................20一、课程设计目的《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。二、课程设计题目，主要技术参数和技术要求分级、分级变速主传动系统设计题目1：技术参数：Nmin=53r/min；Nmax=600r/min；Z=8级；公比为1.41；电动机功率P=4kW；电机转速n=1440r/min三、运动设计1.确定极限转速，转速数列，结构网和结构式（1）确定极限转速,公比、变速级数Nmin=53r/min；Nmax=600r/min；Z=8级；公比为1.41(2)转速数列：53r/min,75r/min，106r/min,150r/min,212r/min,300r/min,425r/min,600r/min共8级（3）确定极限转速：Rn=Nmax/Nmin=600/53=11.32（4）确定结构网和结构式（1）写传动结构式：主轴转速级数Z=8.结构式8=21×22×23（2）画结构网：Z=21×22×232.主传动转速图和传动系统图选择电动机：采用Y系列封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机绘制转速图。8=21×22×23传动系统图3.计算齿轮齿数(1)、齿数计算基本组传动比分别为1/1.41，1/2Sz=7275849396……取Sz=72,小齿轮齿数分别为:30、24Z1/Z1’=30/42,Z2/Z2’=24/48第二扩大组传动比分别为1/1.41，1/2.8取Sz=87,小齿轮齿数:36、23Z4/Z4’=36/51，Z5/Z5’=23/64第三扩大组传动比分别为1.41：1，1/2取Sz=96,小齿轮齿数:40、25Z4/Z4’=40/56，Z5/Z5’=25/71(2)校核各级转速的转速误差实际传动比所造成主轴转速误差，其中'n为实际转速，n为标准转速。N6003002121501067553n610.6310212.3150107.776.154.2误差值2.1%1.4%2.1%02.1%1.2%1.9%以上误差值均小于4.1%故合格.四、动力计算4.1带传动设计输出功率P=4kW,转速n1=1440r/min,n2=850r/min4.1.1计算设计功率PdedAdPKP表4工作情况系数AK工作机原动机ⅰ类ⅱ类一天工作时间/h1010~16161010~1616载荷平稳液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机（7.5kW）；离心式压缩机；轻型运输机1.01.11.21.11.21.3载荷变动小带式运输机（运送砂石、谷物），通风机（7.5kW）；发电机；旋转式水泵；金属切削机床；剪床；压力机；印刷机；振动筛1.11.21.31.21.31.4载荷变动较大螺旋式运输机；斗式上料机；往复式水泵和压缩机；锻锤；磨粉机；锯木机和木工机械；纺织机械1.21.31.41.41.51.6载荷变动很大破碎机（旋转式、颚式等）；球磨机；棒磨机；起重机；挖掘机；橡胶辊压机1.31.41.51.51.61.8根据V带的载荷平稳，两班工作制（16小时），查《机械设计》P296表4，取KA＝1.1。即1.144.4kWdAedPKPkW4.1.2选择带型普通V带的带型根据传动的设计功率Pd和小带轮的转速n1按《机械设计》P297图13－11选取。根据算出的Pd＝4.4kW及小带轮转速n1＝1440r/min，查图得：dd=80～100可知应选取A型V带。4.1.3确定带轮的基准直径并验证带速由《机械设计》P298表13－7查得，小带轮基准直径为80～100mm则取dd1=100mmddmin.=75mm（dd1根据P295表13-4查得）表3.V带带轮最小基准直径mindd槽型YZABCDEmindd20507512520035550021211440=1.694,=1001.694=169.4mm850ddddidd所以由《机械设计》P295表13-4查“V带轮的基准直径”，得2dd=160mm①误差验算传动比：21160=1.63(1)100(12%)dddid误（为弹性滑动率）误差111.631.6100%100%2%5%1.6iiii误＜符合要求②带速11001440v=7.54/601000601000ddnms满足5m/sv25~30m/s的要求，故验算带速合适。4.1.4确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角由式120120.72ddddddadd可得0.7（100+160）0a2（100+160）即1820a520，选取0a=400mm所以有：由《机械设计》P293表13－2查得Ld＝1250mm实际中心距012501210.2400419.6mm22ddoLLaa211160100a18057.318057.3171.81120419.6oooooodddda＞符合要求。表4.包角修正系数K包角122021020019018015017016014013012011010090K1.201.151.101.051.000.920.980.950.890.860.820.780.730.68表5.弯曲影响系数bK带型bKZ30.292510A30.772510B31.987510C35.62510D319.951022101202()2()24(160100)2400(100160)244001210.2mmdddoddddLaddammE337.35104.1.5确定带的根数z查机械设计手册，取P1=0.35KW，△P1=0.03KW由《机械设计》P299表13－8查得，取Ka=0.95由《机械设计》P293表13－2查得，KL＝1.16则带的根数114.4z3.6()(0.350.03)0.951.16daLPPPKK所以z取整数为4根。4.1.6确定带轮的结构和尺寸根据V带轮结构的选择条件，电机的主轴直径为d=28mm；由《机械设计》P293，“V带轮的结构”判断：当3d＜dd1(90mm)＜300mm，可采用H型孔板式或者P型辐板式带轮，这次选择H型孔板式作为小带轮。由于dd2300mm，所以宜选用