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。=错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=10
3.1.2 定传动组数和传动副数
本设计为6级变速，结构式为：6=3
1×2
3
，画结构网。结构网如下图所示：
ⅠⅡⅢ
3.1.3 齿轮齿数的确定
错误！未找到引用源。≤错误！未找到引用源。≤2,因此错误！未找到引用源。≤错误！未找到引用源。≤错误！未找到引用源。,故取错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。
错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。=4＜8
所以满足条件
错误！未找到引用源。= 错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。
=错误！未找到引用源。=2.5＜8
所以满足条件
由转速图上定的传动副和传动比，齿数和最大不超过100-120，最小不小于18-20，查各种常用传动比适合齿轮表，可得各齿轮组的齿数如下表：
表1
3.1.4 绘制转速图
结构网格数错误！未找到引用源。／㏒φ≤3，升2降4，选取错误！未找到引用源。＝125mm错误！未找到引用源。＝（1－ε）错误！未找到引用源。
＝177.0 mm 取错误！未找到引用源。＝180mm，在确定出齿数后对转速图完善如下：
0 ⅠⅡⅢ
3.1.5绘制传动系统图
3.2 主轴.传动件计算
3.2.1 计算转速 （1）主轴的计算转速
本设计所选的是中型普通车床，所以 min /r 10058
.163n n 13
613
z min j
=?=--=
?
(2)传动轴的计算转速
在转速图上，可推出各传动轴的计算转速如下：
错误！未找到引用源。 =100r/min,错误！未找到引用源。=250r/min,错误！未找到引用源。=630r/min （3）各齿轮计算转速
可得出各齿轮计算转速。现将各齿轮的计算转速列入下表中
3.2.2 主轴.传动轴直径初选 （1）主轴轴径的确定
在设计初期，由于主轴的结构尚未确定，所以只能根据现有的资料初步确
定主轴直径。初选取前轴径1d =80㎜ ，后轴颈的轴径2d =0.7-0.91d ，所以
2d =0.81d =64。
（2）传动轴直径初定 传动轴直径进行概算
轴Ⅰ：错误！未找到引用源。 =60635 (N.mm) d Ⅰ=34.3mm 取35mm 轴Ⅱ：错误！未找到引用源。 ＝152800（N.mm ） 错误！未找到引用源。=43.2mm
取45mm
3.2.3 齿轮参数确定、齿轮应力计算 （1） 齿轮模数的初步计算
一般同一组变速组中的齿轮取同一模数，选择负荷最小的齿轮，按简化的
接触疲劳强度由文献[5]公式（8）进行计算：
式中：
为了不产生根切现象，并且考虑到轴的直径，防止在装配时干涉，对齿轮的模数作如下计算和选择：
a 组: i a1 =49/49, n j =630r/min m f =16338
1.29 取m a =2
b 组：i b1 =20/80 ,n j =630r/min m f =16338
2.75 取m b =3
（2） 齿轮参数的确定
计算公式如下： 分度圆直径
齿顶圆直径
齿根圆直径
齿宽
错误！未找到引用源。=6错误！未找到
引用源。 取错误！未找到引用源。=8
由已选定的齿数和计算确定的模数，将各个齿轮的参数计算如下表：
3.3 带传动设计
输出功率P=4kW,转速n 1=1440r/min,n 2=630r/min
3.3.1计算设计功率Pd
ed A d P K P =
根据V 带的载荷平稳，两班工作制（16小时），查《机械设计》P 296表4， 取K A ＝1.1。即 1.14 4.4kW d A ed P K P kW ==?=
3.2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P d ＝4.4kW 及小带轮转速n 1＝1440r/min ，查图得：d d =80～100可知应选取A 型V 带。
3.3确定带轮的基准直径并验证带速
由《机械设计》P 298表13－7查得，小带轮基准直径为80～120mm 则取d d1=100mm> d dmin .=75 mm （d d1根据P 295表13-4查得）
表3 V 带带轮最小基准直径min d d
21211440
=2.028,=100 2.028=203mm 710
d d d d i d d =
=?所以 由《机械设计》P 295表13-4查“V 带轮的基准直径”，得2d d =256mm ① 误差验算传动比：21200
=
2.04(1)100(12%)
d d d i d ε==-?-误 （ε为弹性滑动率）
误差11 2.04 2.0
100%100%2%10%2.0
i i i i --=
?=?=误＜ 符合要求 ② 带速 11001440
v=
7.44/601000
601000
d d n
m s ππ??=
=??
满足5m/s 3.4确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角 由式()()120120.72d d d d d d a d d +≤≤+ 可得0.7（100+250）≤0a ≤2（100+250） 即210≤0a ≤600，选取0a =500mm 所以有： 由《机械设计》P 293表13－2查得L d ＝1400mm 2 210120 2()2()24(200100)2500(100200)245001476.86mm d d do d d d d L a d d a mm π π-=+++ ??-=?+++?????= 实际中心距014001476.86 500+461.88mm 22d do L L a a --≈+ == 211200100 a 18057.318057.3167.59120461.88 o o o o o o d d d d a --=-?=-?=＞ 符合要求。 3.5确定带的根数z 查机械设计手册，取P 1=0.35KW ，△P 1=0.03KW 由《机械设计》P 299表13－8查得，取Ka=0.95 由《机械设计》P 293表13－2查得，K L ＝1.16 则带的根数11 4.4 z 3.6()(0.350.03)0.95 1.16d a L P P P K K = ==+?+?? 所以z 取整数为4根。 3.6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 ＜d d1(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d d2>300mm ，所以宜选用E 型轮辐式带轮。 总之，小带轮选H 型孔板式结构，大带轮选择E 型轮辐式结构。 带轮的材料：选用灰铸铁，HT200。 3.7确定带的张紧装置 选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。 3.8计算压轴力 由《机械设计》P303表13－12查得，A 型带的初拉力F0＝120.67N ，上面已 得到1a =167.59o ，z=4，则1a 167.592sin =24120.67sin N=959.72N 22 o o F zF ∑=??? 对带轮的主要要求是质量小且分布均匀、工艺性好、与带接触的工作表面加工精度要高，以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和焊接带轮的内应力要小, 带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为 轮缘，轮缘是带轮的工作部分，用以安装传动带，制有梯形轮槽。由于普通V带两侧面间的夹角是40°，为了适应V带在带轮上弯曲时截面变形而使楔角减小，故规定普通V带轮槽角为32°、34°、36°、38°（按带的型号及带轮直径确定），轮槽尺寸见表7-3。装在轴上的筒形部分称为轮毂，是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来联接轮缘与轮毂成一整体。 V带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为以下几种型式： （1）实心带轮：用于尺寸较小的带轮(dd≤(2.5～3)d时)。 （2）腹板带轮：用于中小尺寸的带轮(dd≤300mm 时)。 （3）孔板带轮：用于尺寸较大的带轮((dd－d)＞100 mm 时) （4）椭圆轮辐带轮：用于尺寸大的带轮(dd＞500mm 时)。 根据设计结果，可以得出结论：小带轮选择实心带轮，方法（1）,大带轮选择腹板带轮方法（2）。 3.9求最佳跨距 设机床最大加工回转直径为?400mm,电动机功率P=4kw，主轴孔径为?40mm,主轴计算转速为100r/min。 已选定的前后轴径为：d 1=80㎜ d 2 =64㎜ 主轴输出的最大转矩： T＝9550错误！未找到引用源。＝606N.m 床身上最常用的最大加工直径为最大回转直径的60%，即 此力作用在顶尖的工件上，主轴和尾架各承受一半，故主轴端受力为 a/错误！未找到引用源。＝1.25错误！未找到引用源。2.5 取a/错误！ 未找到引用源。=1.33 故a=120mm 错误！未找到引用源。=(3错误！未找到引用源。设初值 前后轴承的支反力为 前后轴承的刚度由手册四表5－12 采用圆锥滚子轴承 错误！未找到引用源。 =750N/mm 错误！未找到引用源。 =530N/mm 由文献[2]公式3.7得 求最佳跨距 : 错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。＝1.42， 当量外径 惯性距 I=0.05(错误！未找到引用源。)=192错误！未找到引用源。 η=错误！未找到引用源。 =错误！未找到引用源。 由文献[2]查图3.38得：错误！未找到引用源。 /a=2.2， 最佳跨距错误！未找到引用源。120错误！未找到引用源。 3.5 选择电动机,轴承，键和操纵机构 3.5.1电动机的选择：转速n＝1440r/min，功率P＝4kW 选用Y系列三相异步电动机Y112M-4，D?E=28?60. 3.5.2 轴承的选择： I轴：与带轮靠近段安装两个深沟球轴承代号6208 B＝18mm I轴右端布置一个深沟球轴承代号6207 B=17㎜ II轴：对称布置三个深沟球轴承代号6209 B=19mm III轴：轴径?64端采用圆锥滚子轴承代号30313 B＝23mm 轴径?80端采用两个圆柱滚子轴承代号N216E B=26㎜ 3.5.3键的选择： I轴选择普通平键规格： b×h=10×8 l=60 II 轴选择花键规格： N ×d ×D ×B ＝8×50×56×10 III 轴选择普通平键规格：b ×h=25×14 l=100 3.5.4变速操纵机构的选择：选用左右摆动的操纵杆使其通过杆的推力来控制II 轴上的三联滑移齿轮和二联滑移齿轮。 四、主轴.传动组及相关组件的验算 4.1 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超过 ，即 本设计中公比为1.58，所以 Ⅰ轴：错误！未找到引用源。=1440× 228 100 错误！未找到引用源。 =631.2r/min 错误！未找到引用源。100630 630 02.631?-=δ％=0.17％<5.8％ 符 合要求 Ⅱ轴: i=错误！未找到引用源。 时: 错误！未找到引用源。=630×70 28错误！未找到引用源。 =250.6r/min 100250 250 6.250?-= δ％=0.05％<5.8％ 错误！未找到引用源。 符 合要求 i=错误！未找到引用源。 时: 错误！未找到引用源。=630×60 38错误！未找到引用源。 =401.25r/min 错误！未找到引用源。100400 400 25.401?-= δ％=0.35％<5.8％ 符合 要求 i=错误！未找到引用源。 时: 错误！未找到引用源。=630×49 49 错误！未找到引用源。 =630r/min 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。100630 630 633?-= δ％ =0<5.8％ 符合要求 Ⅲ轴：i=1错误！未找到引用源。 时: 错误！未找到引用源。=630× 50 50 =630r/min 错误！未找到引用源。100630 630 630?-=δ％=0<5.8％ 符合要求 i= 4 1 时: 错误！未找到引用源。=250×8020错误！未找到引用 源。 =65r/min 10063 63 65?-= δ％=1.24％错误！未找到引用源。<5.8％错误！未找到引用源。 符合要求 每根轴的转速误差均在允许的范围内，因此总体传动符合要求。 4.2 齿轮的应力验算 (1) 在验算变速箱中的齿轮应力时，选相同模数中承受载荷最大，齿数最小的齿轮进行接触应力和弯曲应力计算。I 轴上的最小齿数齿轮比较危险，为校核对象。 （Z ＝28） 由文献[5]公式（9）、（10）知验算公式如下： 接触应力验算公式为: 弯曲应力验算公式为: 式中：电动机功率错误！未找到引用源。 从电动机到计算齿轮的传动效率 η =0.96 传递的额定功率： N=η错误！未找到引用源。＝0.96错误！未找到引用源。3.84kw 计算转速n j 错误！未找到引用源。＝630r/min ,初算的齿轮模数 m ＝2.5, 齿宽 B ＝24mm 小齿轮齿数 Z ＝28 ,大齿轮与小齿轮齿数之比，外啮合取正值： 错误！未找到引用源。＝ 28 70 错误！未找到引用源。＝2.5 寿命系数 , 工作期限系数 齿轮在中型机床工作期限内的总工作时间: T S 错误！未找到引用源。取 15000 h 同一变速组内的齿轮总工作时间T ＝错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。＝5000h 齿轮的最低转速 错误！未找到引用源。＝710r/min 基准循环次数，钢和铸铁件：接触载荷取 弯曲载荷取 疲劳曲线指数，钢和铸铁件：接触载荷取 ，弯曲载荷时，对正火、调质时 取 按接触应力计算时， 错误！未找到引用源。 ＝3.1 按弯曲应力计算时，错误！未找到引用源。 ＝1.57 由文献[4]表2-6，转速变化系数接触载荷取错误！未找到引用源。＝0.85，弯曲载荷时取错误！未找到引用源。＝0.95 由文献[4]表2-7，功率利用系数接触时取错误！未找到引用源。0.58，弯曲时取 错误！未找到引用源。0.98. 由文献[4]2表2-8，材料强化系数接触时取错误！未找到引用源。＝0.60，弯曲时 取错误！未找到引用源。＝0.75. 所以,接触时错误！未找到引用源。,弯曲时错误！未找到引用源。. 考虑载荷冲击的影响，中等冲击时工作状况系数取错误！未找到引用源。 ＝1 V ＝错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。＝3.14错误！未 找到引用源。 由文献[4]表4-4，动载荷系数: 错误！未找到引用源。＝1.3 由文献[4]表4-5，齿向载荷分布系数: 错误！未找到引用源。 ＝1 由文献[5]表1，查得齿型系数Y=0.408 由文献[4]表4-7可查得，许用接触应力错误！未找到引用源。＝600Mpa ，许用弯 曲应力错误！未找到引用源。 由以上数据带入公式验算： 错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 =516.4Mpa<[j ]错误！未找到引用源。＝600Mpa 错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。 =53.5Mpa 错误！未找 到引用源。 经验算知，所选齿轮合格。 (2) 在验算变速箱中的齿轮应力时，选相同模数中承受载荷最大，齿数最小的齿轮进行接触应力和弯曲应力计算。II 轴上的最小齿数齿轮比较危险，为校核对象。 （Z ＝20）由文献[5]公式（9）、（10）知验算公式如下： 接触应力验算公式为 ： 弯曲应力验算公式为 式中：电动机功率错误！ 未找到引用源。 从电动机到计算齿轮的传动效率 ： η =0.96错误！未找到引用源。 传递的额定功率 ：N=η错误！未找到引用源。＝0.96错误！未找到引用源。3.76 计算转速错误！未找到引用源。＝250r/min ， 初算的齿轮模数 m ＝3（mm ）齿宽 ，B ＝24mm 小齿轮齿数 Z ＝20 大齿轮与小齿轮齿数之比，外啮合取正值： 错误！未找到引用源。 ＝20 80 错误！未找到引用源。 ＝4 寿命系数 ，工作期限系数 齿轮在中型机床工作期限内的总工作时间：T S 错误！未找到引用源。取 15000 h 同一变速组内的齿轮总工作时间: T ＝错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。＝7500h 齿轮的最低转速 错误！未找到引用源。＝250r/min 基准循环次数，钢和铸铁件：接触载荷取 弯曲载荷取 疲劳曲线指数，钢和铸铁件：接触载荷取 ，弯曲载荷时，对正火调质时取 按接触应力计算时，错误！未找到引用源。 ＝2.62 按弯曲应力计算时，错误！未找到引用源。＝2.12 由文献[4]表2-6，转速变化系数接触载荷取错误！未找到引用源。＝0.85，弯曲载荷时取错误！未找到引用源。＝0.95 由文献[4]表2-7，功率利用系数接触时取错误！未找到引用源。0.58，弯曲时取错误！未找到引用源。0.98. 由文献[4]2表2-8，材料强化系数接触时取错误！未找到引用源。＝0.60，弯曲时取错误！未找到引用源。＝0.75. 所以，接触时错误！未找到引用源。，弯曲时错误！未找到引用源。 考虑载荷冲击的影响，中等冲击时工作状况系数取错误！未找到引用源。＝1 V＝错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。＝1.256错误！未找到引用源。由文献[4]表4-4，动载荷系数：错误！未找到引用源。＝1.2 由文献[4]表4-5，齿向载荷分布系数：错误！未找到引用源。＝1 由文献[5]表1，查得齿型系数：Y=0.438由文献[4]表4-7可查得，许用接触应力：错误！未找到引用源。＝600Mpa，许用弯曲应力：错误！未找到引用 源。 由以上数据带入公式验算： 错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 ]错误！未找到引用源。＝600Mpa =559.5Mpa<[ j 错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。 =149.6Mpa 错误！未找到引用源。 经验算知，所选齿轮合格。 (3) 在验算变速箱中的齿轮应力时，选相同模数中承受载荷最大，齿数最小的齿轮进行接触应力和弯曲应力计算。III轴上的最小齿数齿轮比较危险，为校核对象。（Z＝50） 由文献[5]公式（9）、（10）知验算公式如下： 接触应力验算公式为： 弯曲应力验算公式为：式中：电动机功率错误！ 未找到引用源。 从电动机到计算齿轮的传动效率 ：η ＝0.96错误！未找到引用源。 传递的额定功率： N=η错误！未找到引用源。＝0.96错误！未找到引用源。 计算转速错误！未找到引用源。＝100r/min ，初算的齿轮模数 m ＝3（mm ），齿宽 B ＝24mm 小齿轮齿数 Z ＝50，大齿轮与小齿轮齿数之比，外啮合取正值： 错误！未找到引用源。 ＝ 50 50 错误！未找到引用源。 ＝1寿命系数 ，工作期限系数 齿轮在中型机床工作期限内的总工作时间： T S 错误！未找到引用源。取 15000h 同一变速组内的齿轮总工作时间: T ＝错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。＝15000 齿轮的最低转速 错误！未找到引用源。＝100r/min 基准循环次数，钢和铸铁件： 接触载荷取 弯曲载荷取 疲劳曲线指数，钢和铸铁件：接触载荷取 ，弯曲载荷时，对正 火、调质时取 按接触应力计算时， 错误！未找到引用源。 ＝2.43 按弯曲应力计算时， 错误！未找到引用源。 ＝2.04 由文献[4]表2-6，转速变化系数接触载荷取错误！未找到引用源。＝0.85，弯曲载荷时取错误！未找到引用源。＝0.95 由文献[4]表2-7，功率利用系数接触时取错误！未找到引用源。0.58， 弯曲时取错误！未找到引用源。0.98. 由文献[4]2表2-8，材料强化系数接触时取错误！未找到引用源。＝ 0.60，弯曲时取错误！未找到引用源。＝0.75. 所以，接触时错误！未找到引用源。，弯曲时错误！未找到引用源。. 考虑载荷冲击的影响，中等冲击时工作状况系数取错误！未找到引用 源。＝1 V＝错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。＝0.785错误！未找到引用源。1 由文献[4]表4-4，动载荷系数错误！未找到引用源。＝1 由文献[4]表4-5，齿向载荷分布系数 错误！未找到引用源。＝1 由文献[5]表1，查得齿型系数Y=0.444 由文献[4]表4-7可查得， 许用接触应力错误！未找到引用源。＝600Mpa， 许用弯曲应力错误！未找到引用源。 由以上数据带入公式验算： 错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。=372.5Mpa 错误！未找到引用源。＝ 600Mpa 错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。 =58.1Mpa 经验算知，所选齿轮合格。 (4) 根据文献七，考虑齿轮转速，载荷状况，对振动，噪声，使用性能方面的要求，选取齿轮精度等级为七级 4.3主轴校核 （1）.跨距前后轴承都是圆锥滚子轴承 （2）.当量外径 （3）作用在主轴上的扭矩 错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。=34849N.m （4）作用在B点上的力为 错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。＝2292.70N 错误！未找到引用源。＝0.5错误！未找到引用源。＝1146.35 （5）作用在D点上的力为 错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。＝错误！未找到引用源。＝774.2N 错误！未找到引用源。＝0.5错误！未找到引用源。＝387.21N （6）挠度计算取断面惯性矩 I＝2552499错误！未找到引用源。 E＝2.1错误！未找到引用源。 N/错误！未找到引用源。 （7）按文献中公式用变形叠加法、向量合成法，计算 B点和C点挠度B y和yc 变速器设计说明书 课程名称: 基于整车匹配的变速器总体及整车动力性计算院（部）：机电学院 专业：车辆工程 班级：车辆101 学生姓名： 学号： 指导老师： 设计时限：2013.7.1-2013.7.21 目录 1概述 (1) 2基于整车性能匹配的变速器的设计 (2) 2.1变速器总体尺寸的确定及变速器机构形式的选择 (2) 2.2变速器档位及各档传动比等各项参数的总体设计 (2) 2.3在满足中心距，传动比，轴向力平衡的条件下确定个档位齿轮的参数 (3) 2.3.1确定第一档齿轮传动比 (3) 2.3.3确定常啮合齿轮传动比 (4) 2.3.4确定第二档 (5) 2.3.5确定第三档 (6) 2.3.6确定第四档 (6) 2.3.7确定第五档 (7) 2.3.8确定倒挡 (7) 3 对整车的动力性进行计算 (9) 3.1计算最高车速 (9) 3.2最大爬坡度 (9) 3.3最大加速度 (9) 4 采用面向对象的程序设计语言进行程序设计 (10) 4.1程序框图 (10) 4.2程序运行图 (11) 4.3发动机外特性曲线 (12) 4.4驱动力与行驶阻力图 (13) 4.5动力特性图 (14) 4.6加速度曲线图 (15) 4.7爬坡度图 (16) 4.8 加速度倒数曲线 (17) 5 总结 (18) 6 参考文献 (19) 1概述 本课程设计是在完成基础课和大部分专业课学习后的一个集中实践教学环节，是应用已学到的理论知识来解决实际工程问题的一次训练，并为毕业设计奠定基础。 本设计将会使用到《汽车构造》，《汽车理论》，《汽车设计》等参考文献，在整个过程中将要定位变速器的结构，齿轮的布置以及各项齿轮的参数，如齿数，轴距等参数。 第二个阶段就是用vb编程带入计算值绘制汽车行驶力与阻力平衡图，动力特性图，加速度倒数曲线。 1：培养具有汽车初步设计能力。通过思想，原则和方法体现出来的。 2：复习汽车构造，汽车理论，汽车设计以及相关课程进行必要的复习。 3：学习使用vb编程软件。 4：处理各齿轮相互之间轴向力平衡的问题。 5：要求熟练操作office等办公软件，处理排版，字体等内容。 机械设计课程设计 ： 班级： 学号： 指导教师： 成绩： 日期：2011 年6 月 目录 1. 设计目的 (2) 2. 设计方案 (3) 3. 电机选择 (5) 4. 装置运动动力参数计算 (7) 5.带传动设计 (9) 6.齿轮设计 (18) 7.轴类零件设计 (28) 8.轴承的寿命计算 (31) 9.键连接的校核 (32) 10.润滑及密封类型选择 (33) 11.减速器附件设计 (33) 12.心得体会 (34) 13.参考文献 (35) 1. 设计目的 机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是高等工科院校大多数专业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是： （1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。 （2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。 （3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。 （4）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算，绘图，查阅设计资料和手册，运用标准和规等。 2. 设计方案及要求 据所给题目：设计一带式输送机的传动装置（两级展开式圆柱直齿轮减速器）方案图如下： 1—输送带 2—电动机 3—V带传动 4—减速器 技术与条件说明： 1）传动装置的使用寿命预定为8年每年按350天计算，每天16小时计算； 2）工作情况：单向运输，载荷平稳，室工作，有粉尘，环境温度不超过35度； 3）电动机的电源为三相交流电，电压为380/220伏； 4）运动要求：输送带运动速度误差不超过%5；滚筒传动效率 0.96； 5）检修周期：半年小修，两年中修，四年大修。 设计要求 1）减速器装配图1； 2）零件图2（低速级齿轮，低速级轴）； 机械设计说明书 设计人：白涛 学号：2008071602 指导老师：杨恩霞 目录 设计任务书 (3) 传动方案的拟定及说明 (4) 电动机的选择 (4) 计算传动装置的运动和动力参数 (5) 传动件的设计计算 (5) 轴的设计计算 (12) 滚动轴承的选择及计算 (17) 键联接的选择及校核计算 (19) 连轴器的选择 (19) 减速器附件的选择 (20) 润滑与密封 (21) 设计小结 (21) 参考资料目录 (21) 机械设计课程设计任务书 题目：设计一用于螺旋输送机驱动装置的同轴式二级圆柱齿轮减速器 一．总体布置简图 1—电动机；2—联轴器；3—齿轮减速器；4—带式运输机；5—鼓轮；6—联轴器 二．工作情况： 载荷平稳、两班制工作运送、单向旋转 三． 原始数 螺旋轴转矩T （N ·m ）：430 螺旋轴转速n （r/min ）：120 螺旋输送机效率（％）：0.92 使用年限（年）：10 工作制度（小时/班）：8 检修间隔（年）：2 四． 设计内容 1. 电动机的选择与运动参数计算； 2. 斜齿轮传动设计计算 3. 轴的设计 4. 滚动轴承的选择 5. 键和连轴器的选择与校核； 6. 装配图、零件图的绘制 7. 设计计算说明书的编写 五． 设计任务 1． 减速器总装配图一张 2． 齿轮、轴零件图各一张 3． 设计说明书的编写 （一）传动方案的拟定及说明 由题目所知传动机构类型为：同轴式二级圆柱齿轮减速器。故只要对本传动机构进行分析论证。 本传动机构的特点是：减速器的轴向尺寸较大，中间轴较长，刚度较差，当两个大齿轮侵油深度较深时，高速轴齿轮的承载能力不能充分发挥。常用于输入轴和输出轴同轴线的场合。 （二）电动机的选择 1．电动机类型和结构的选择 因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y （IP44）系列的电动机。 2．电动机容量的选择 1） 工作机所需功率P w =Tn /9550，其中n=120r/min ，T=430N ·m ， 得P w ＝5.4kW 2） 电动机的输出功率 Pd ＝Pw/η η＝42 34221 ηηηη＝0.904 汽车设计课程设计计算说明书题目：轻型客车四档中间轴式变速器设计院别：xxxxxx 专业：xxxxx 班级：xxxxxxxx 姓名：xxxxxxxxxxx 学号：xxxxxxxxxxxxxxxxx 指导教师：xxxxxxxxxxxxxx 二零一五年一月十九日 一、变速器的功用与组成 ----------------------------------------------------------------- - 4 - 1.变速器的组成------------------------------------------------------------------------ - 4 - 二、变速器的设计要求与任务 ----------------------------------------------------------- - 5 - 1.变速器的设计要求 ----------------------------------------------------------------- - 5 - 2.变速器的设计任务 ----------------------------------------------------------------- - 5 - 三、变速器齿轮的设计 -------------------------------------------------------------------- - 6 - 1.确定一挡传动比 -------------------------------------------------------------------- - 6 - 2.各挡传动比的确定 ----------------------------------------------------------------- - 7 - 3.确定中心距--------------------------------------------------------------------------- - 8 - 4.初选齿轮参数------------------------------------------------------------------------ - 9 - 5.各挡齿数分配----------------------------------------------------------------------- - 11 - 四、变速器的设计计算 ------------------------------------------------------------------- - 16 - 1.轮齿强度的计算 ------------------------------------------------------------------- - 16 - 2中间轴的强度校核 ------------------------------------------------------------------- 20- 五、结论-------------------------------------------------------------------------------------- - 27 - 参考文献-------------------------------------------------------------------------------------- - 28 - 摘要 现代汽车除了装有性能优良的发动机外还应该有性能优异的传动系与之匹配才能将汽车的性能淋漓尽致的发挥出来，因此汽车变速器的设计显得尤为重要。变速器在发动机和汽车之间主要起着匹配作用，通过改变变速器的传动比，可以使发动机在最有利的工况范围内工作。 本次设计的是轻型客车变速器设计。它的布置方案采用四档中间轴式、同步器换挡，并对倒挡齿轮和拨叉进行合理布置，前进挡采用圆柱斜齿轮、倒档采用圆柱直齿轮。两轴式布置形式缩短了变速器轴向尺寸，在保证挡数不变的情况下，减少齿轮数目，从而使变速器结构更加紧凑。 首先利用已知参数确定变速器各挡传动比、中心矩，然后确定齿轮的模数、压力角、齿宽等参数。由中心矩确定箱体的长度、高度和中间轴及二轴的轴径，然后对中间轴和各挡齿轮进行校核，验证各部件选取的可靠性。最后绘制装配图及零件图。 二级变速器设计机械设计课程设计设计说明 机械设计课程设计 设计说明书 设计题目二级变速器设计 目录 一、设计任务书 (3) 二、传动方案拟定 (4) 三、电动机的选择 (4) 四、传动装置的运动和动力参数计算 (6) 五、高速级齿轮传动计算 (7) 六、低速级齿轮传动计算 (12) 七、齿轮传动参数表 (18) 八、轴的结构设计 (18) 九、轴的校核计算 (19) 十、滚动轴承的选择与计算 (23) 十一、键联接选择及校核 (24) 十二、联轴器的选择与校核 (25) 十三、减速器附件的选择 (26) 十四、润滑与密封 (28) 十五、设计小结 (29) 十六、参考资料 (29) 一.设计题目： 原始数据： 数据编号10 运送带工作拉力F/N 2500 运输带工作速度v/(m/s) 0.9 卷筒直径D/mm 300 1.工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，室内工作，有粉 尘； 2.使用期：使用期10年； 3.检修期：3年大修； 4.动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V; 5.运输带速度允许误差：±5%； 6.制造条件及生产批量：中等规模机械厂制造，小批量生产。 设计要求 1.完成减速器装配图一张（A0或A1）。 2.绘制轴、齿轮零件图各一张。 3.编写设计计算说明书一份。 二. 电动机设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 本组设计数据： 第十组数据：运送带工作拉力F/N 2500 。 运输带工作速度v/(m/s) 0.9 , 卷筒直径D/mm 300 。 1.外传动机构为联轴器传动。 2.减速器为二级同轴式圆柱齿轮减速器。 3.该方案的优缺点：瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，径向尺寸小，结构紧凑，重量轻，节约材料。轴向尺寸大，要求两级传动中心距相同。减速器横向尺寸较小，两大吃论浸油深度可以大致相同。但减速器轴向尺寸及重量较大；高级齿轮的承载能力不能充分利用；中间轴承润滑困难；中间轴较长，刚度差； 目录 一、机械式变速器的概述及其方案的确定 (2) 1、变速器的功用和要求 (2) 2、变速器传动方案及简图 (2) 3、倒档的布置方案 (3) 二、变速器主要参数的选择与主要零件的设计 (4) 1、变速器的主要参数选择 (4) 2、齿轮参数 (5) 3、各档传动比及其齿轮齿数的确定 (6) 4、轮的受力和强度校核 (8) 三、轴和轴承的设计与校核 (12) 1、轴的工艺要求 (12) 2、轴的设计 (12) 3、轴的校核 (13) 4、轴承的选择和校核 (17) 一 . 机械式变速器的概述及其方案的确定 （一）变速器的功用和要求 变速器的功用是根据汽车在不同的行驶条件下提出的要求，改变发动机的扭 矩和转速，使汽车具有适合的牵引力和速度，并同时保持发动机在最有利的工况 范围内工作。为保证汽车倒车以及使发动机和传动系能够分离，变速器具有倒档和空档。在有动力输出需要时，还应有功率输出装置。 对变速器的主要要求是： 1.应保证汽车具有高的动力性和经济性指标。在汽车整体设计时，根据汽 车载重量、发动机参数及汽车使用要求，选择合理的变速器档数及传动比，来满足这一要求。 2.工作可靠，操纵轻便。汽车在行驶过程中，变速器内不应有自动跳档、乱档、换档冲击等现象的发生。为减轻驾驶员的疲劳强度，提高行驶安全性，操 纵轻便的要求日益显得重要，这可通过采用同步器和预选气动换档或自动、半自动换档来实现。 3.重量轻、体积小。影响这一指标的主要参数是变速器的中心距。选用优质 钢材，采用合理的热处理，设计合适的齿形，提高齿轮精度以及选用圆锥滚柱轴承可以减小中心距。 4.传动效率高。为减小齿轮的啮合损失，应有直接档。提高零件的制造精 度和安装质量，采用适当的润滑油都可以提高传动效率。 噪声小。采用斜齿轮传动及选择合理的变位系数，提高制造精度和安装刚性可减 小齿轮的噪声。 （二）变速器传动方案及简图 下图 a 所示方案，除一，倒档用直齿滑动齿轮换档外，其余各档为常啮合 齿轮传动。下图b、c、d 所示方案的各前进档，均用常啮合齿轮传动；下图d 所示方案中的倒档和超速档安装在位于变速器后部的副箱体内，这样布置除可以提高轴的刚度，减少齿轮磨损和降低工作噪声外，还可以在不需要超速档的条件下，很容易形成一个只有四个前进档的变速器。 课程设计说明书题目变速器换挡叉的工艺设计 目录 机械自造工艺及夹具课程设计任务书 (3) 序言 (4) 零件的分析 (4) 零件的工艺分析 (4) 确定生产类型 (4) 确定毛坯 (5) 工艺规程设计 (5) 选择定位基准 (5) 制定工艺路线 (5) 机械加工余量、工序尺寸及公差的确定 (6) 夹具设计 (16) 问题提出 (16) 夹具设计 (16) 参考文献 (17) 机械制造工艺及夹具课程设计任务书 设计题目：制定变速器换挡叉的加工工艺，设计钻φ15 及2-M6孔的钻床夹具 设计要求：中批量生产手动夹紧通用工艺装备 设计时间：2009.6 设计内容：1、熟悉零件图； 2、绘制零件图（一张）； 3、绘制毛坯图（一张）； 4、编写工艺过程卡片和工序卡片； 5、绘制夹具总装图； 6、绘制夹具零件图； 7、说明书 2009年06月 序言 机械制造装备设计课程设计是我们在学完了大学的全部基础课，专业基础课以及专业课后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学的各科课程一次深入的综合性总复习，也是一次理论联系实际的训练。因此，他在我们的大学四年生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进一步适应性的训练，希望自己在设计中能锻炼自己的分析问题、解决问题、查资料的能力，为以后的工作打下良好的基础。 由于能力有限，设计尚有很多不足之处，希望各位老师给予指导。 零件的分析 题目所给的零件是变速器换档叉。它位于汽车的变速机构上，主要起换档作用。一．零件的工艺分析 零件的材料为35钢，，为此以下是变速器换档叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求： 1、孔Φ15.8以及与此孔相通的、M10螺纹孔。 2、上下U型口及其两端面 3、换档叉底面、下U型口两端面与孔Φ15.8中心线的垂直度误差为0.15mm。 由上面分析可知，可以粗加工Φ15的孔，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，选择以孔为基准加工的面作为孔加工的精基准。最后，以精加工的孔为基准加工其他所有的面。此变速器换档叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。 二、确定生产类型 已知此换档叉零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量是2.26Kg/个，查《机械制造工艺设计简明手册》第2页表1.1-2，可确定该换档叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。 三、确定毛坯 1、确定毛坯种类： 零件材料为35钢。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故采用模锻件作为毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用锻件尺寸公差等级为CT-12。 工艺规程设计 (一)选择定位基准： 1 粗基准的选择：以零件的圆柱面为主要的定位粗基准 2 精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原 则和“基准统一”原则，以 轴的设计 图1传动系统的总轮廓图 一、轴的材料选择及最小直径估算 根据工作条件，小齿轮的直径较小（），采用齿轮轴结构， 选用45钢，正火，硬度HB=。 按扭转强度法进行最小直径估算，即初算轴径，若最小直径轴段开有键槽，还要考虑键槽对轴的强度影响。 值由表26—3确定：=112 1、高速轴最小直径的确定 由，因高速轴最小直径处安装联 轴器，设有一个键槽。则，由于减速器输入轴通过联轴器与电动机轴相联结，则外伸段轴径与电动机 轴径不得相差太大，否则难以选择合适的联轴器，取，为 电动机轴直径，由前以选电动机查表6-166：， ，综合考虑各因素，取。 2、中间轴最小直径的确定 ，因中间轴最小直径处安装滚动 轴承，取为标准值。 3、低速轴最小直径的确定 ，因低速轴最小直径处安装联轴 器，设有一键槽，则，参 见联轴器的选择，查表6-96，就近取联轴器孔径的标准值。 二、轴的结构设计 1、高速轴的结构设计 图2 （1）、各轴段的直径的确定 ：最小直径，安装联轴器 ：密封处轴段，根据联轴器轴向定位要求，以及密封圈的标准查表6-85（采用毡圈密封）， ：滚动轴承处轴段，，滚动轴承选取30208。 ：过渡轴段，取 ：滚动轴承处轴段 （2）、各轴段长度的确定 ：由联轴器长度查表6-96得，，取 ：由箱体结构、轴承端盖、装配关系确定 ：由滚动轴承确定 ：由装配关系及箱体结构等确定 ：由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定 ：由小齿轮宽度确定，取 2、中间轴的结构设计 图3 （1）、各轴段的直径的确定 ：最小直径，滚动轴承处轴段，，滚动轴承选30206 ：低速级小齿轮轴段 ：轴环，根据齿轮的轴向定位要求 ：高速级大齿轮轴段 ：滚动轴承处轴段 （2）、各轴段长度的确定 ：由滚动轴承、装配关系确定 ：由低速级小齿轮的毂孔宽度确定 ：轴环宽度 ：由高速级大齿轮的毂孔宽度确定 电动汽车变速器课程 设计 说 明 书 学院名称：机电工程学院 专业班级：机械XXXX班 学号： 0806XXXXXX 学生姓名： XXXXXX 指导老师：陈敏 电动汽车变速器设计---课程设计任务书 电动汽车变速器是有效改善牵引电动机扭矩范围的重要传动部件，通过加设变速器，可实现高转速电机和减速器的有机结合，使电动机保持在高效率工作范围类，减轻电动机和动力电池组的负荷，实现电动汽车的轻量化设计。电动汽车机械变速机构类型有多种，如轮毂电机减速器，驱动桥变速差速器等。本课程设计的变速器要求是一单级变速器，并具有空挡和倒档机制。要求通过学习掌握电动汽车变速器的原理，结构和设计知识，用所给的基本设计参数确定变速器的传动比，并进行电动汽车变速器的结构设计，绘制主要的零部件图纸，写出内容详细的设计说明书。 设计时间: 2010年秋季学期的19-20周。 1.基本设计参数： 1.电动机额定转速:2500r/min 2.电动机恒转矩区转矩: 200 Nm 3.车辆主减速比：1.0 4.电动机额定转速时车辆速度：60 km/h 5.车轮规格：205/55 R16 2.设计计算要求： 1.根据基本设计参数进行电动汽车变速器主要参数的选择与计算; 2.进行电动汽车变速器的结构设计与计算。 3.完成内容： 1.装配图１张; 2.零件图2张; 3.设计计算说明书１份。 1) 封面； 2) 课程设计任务书； 3) 目录； 4) 中英文摘要; 5) 正文； 6 ) 参考文献。 4.主要参考文献： [1]陈家瑞.汽车构造（第三版下）[M].北京：机械工业出版社,2009,6. [2]刘惟信.汽车设计[M].北京：清华大学出版社,2001,7. [3]康龙云.新能源汽车与电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2010,10. 课程设计说明书 课程名称:机械设计课程设计课程代码: 题目:二级斜齿圆柱齿轮减速器学生姓名:张伟荣 学号: 3120130316205 年级/专业/班: 13级机电2班 学院(直属系) :机械工程学院 指导教师:杜强 机械设计课程设计任务书 学院名称：机械工程学院专业：机械电子工程年级：2013级 学生姓名: 张伟荣学号: 3120130106205 指导教师: 杜强 一、设计题目带式运输机的减速传动装置设计 二、主要内容 ⑴决定传动装置的总体设计方案； ⑵选择电动机，计算传动装置的运动和动力参数； ⑶传动零件以及轴的设计计算；轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择及校验计算； ⑷机体结构及其附件的设计； ⑸绘制装配图及零件图；编写计算说明书并进行设计答辩。 三、具体要求 ⑴原始数据：运输带线速度v = 1.76 （m/s） 运输带牵引力F = 2700 （N） 驱动滚筒直径D = 470 （mm） ⑵工作条件： ①使用期5年，双班制工作，单向传动； ②载荷有轻微振动； ③运送煤、盐、砂、矿石等松散物品。 四、完成后应上交的材料 ⑴机械设计课程设计计算说明书； ⑵减速器装配图一张； ⑶轴类零件图一张； ⑷齿轮零件图一张。 五、推荐参考资料 ⑴西华大学机械工程与自动化学院机械基础教学部编.机械设计课程设计指导 书,2006 ⑵秦小屿.机械设计基础(第二版).成都：西南交大出版社,2012 指导教师杜强签名日期 2015 年 6 月 25日 系主任审核日期 2015 年 6 月 25 日 目录 一.传动方案的拟定……………………………………………………………………… 二.电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算………………………………… 三.传动零件的设计计算…………………………………………………………… 四.轴的结构设计及强度计算…………………………………………………………… 五.滚动轴承的选择与寿命计算…………………………………………………………… 六.键的强度计算…………………………………………………………… 七.联轴器的选择…………………………………………………………… 八.减速器机体结构设计及附件设计……………………………………………………………总结………………………………………………………………………………………… 参考文献…………………………………………………………………………………… 汽车变速器设计——课程设计 汽车设计课程设计 题目:汽车变速器设计 设计题目、要求及任务是： 金杯牌SY6474轻型客车变速器设计（4＋1）档 设计参数有： =173 N·m ； 发动机: M emax 车速：V =110 Km/h ； max 额定转速：n=4000 r/min ； =0.35 m ； 车轮滚动半径：R 汽车总质量：2470 Kg ； 爬坡度：32﹪； =5.375 ； 主减速比：i 驱动轮上法向反作用力：F =1181 Kg ； Z 设计要求：采用中间轴式，全同步器换档，要进行齿轮参数设计计算，对一档齿轮的接触强度、弯曲应力进行校核计算。 目录 目录 (3) 第一章变速器的功用和要求 (4) 第二章变速器的方案论证 (5) 第一节变速器类型选择及传动方案设计 (5) 一、结构工艺性 (5) 二、变速器的径向尺寸 (5) 三、变速器齿轮的寿命 (5) 四、变速器的传动效率 (5) 第二节变速器传动机构的分析 (5) 一、换档结构形式的选择 (5) 二、倒档的形式及布置方案 (6) 第三节变速器操纵机构方案分析 (7) 一、变速器操纵机构的功用 (7) 二、设计变速器操纵机构时，应该满足以下 基本要求 (7) 三、换档位置 (8) 第三章变速器设计计算 (9) 第一节变速器主要参数的选择 (9) 一、轴的直径 (9) 二. 传动比的选择 (9) 三、中心矩A (10) 四、齿轮参数选择 (10) 第二节齿轮的强度校核 (15) 一、齿轮的损坏形式 (15) 二、齿轮强度校核 (16) 参考文献 (19) 第一章变速器的功用和要求 现代汽车上广泛采用活塞式内燃机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。为了解决这一矛盾，在传动系中设置了变速器。根据汽车在不同的行驶条件下提出的要求，改变发动机的扭矩和转速，使汽车具有合适的牵引力和速度，并同时保持发动机在最有利的工况范围内工作。此外，为保证汽车倒车及使发动机和传动系能够分离，变速器应具有倒档和空档。一般的，变速器设有倒档和空档，以使在不改变发动机旋转方向的情况下，汽车能够倒退行驶和空档滑行、或停车时发动机和传动系能保持分离。在有动力输出需要时，还应有功率输出装置。 为保证变速器具有良好的工作性能，达到使用要求，所以变速器的设计必须要满足以下的使用条件： （一）应该合理的选择变速器的档数和传动比，使汽车具有良好的动力性和经济性； （二）工作可靠，操纵轻便。汽车行驶过程中，变速器内不应有跳档、乱档、换档等冲击等现象发生。此外，为减轻驾驶员劳动强度，提高行驶安全性操纵轻便性的要求日益突出。——可通过同步器或气动换档，自动、半自动换档来实现； （三）传动效力高； （四）结构紧凑，尽量做到质量轻、体积小、制造成本底。 （五）噪音小、为了减少齿轮的啮合损失，应设有直接档，此外，还有合理的齿轮型式以及结构参数，提高其制造和安装精度； 它的功用： （一）改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作； （二）在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶； 课程设计-货车变速器－zxx ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期: 设计说明书 题目:货车机械变速器 学号: 姓名： 变速器的设计计算 １．1 变速器的选择 变速器的种类很多,按前进档位的不同可分为三、四、五和多档变速器，根据轴的型式的不同，又有固定轴式和旋转轴式（常配合行星齿轮传动）两类。固定轴式又有两轴式、中间轴式、双中间轴式和多中间轴式变速器。固定轴式应用广泛，其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上,中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。旋转轴式主要用于液力机械式变速器。 2-1-1 中间轴式变速器 从结构外形看中间轴式变速器有三根轴:一轴和二轴在一条中心线上。将它们连接即为直接档,此时,齿轮、轴承不承受载荷而只传递转矩,故而传动效率高,而且摩损小，寿命长，噪音也较小。而在其他档位上,经过两对连续齿轮传动，传动效率稍低。由于本设计中的汽车为重型货车，且档位多,传动比大，故本设计采用这种型式。 ２-1-2 变速器齿轮型式 变速器中的齿轮一般只有两种:直尺圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮。直齿圆柱齿轮多用为滑动式,故使用在一档和倒档的较多，它们的结构简单，制造容易。但是在换档时齿轮端部产生冲击，噪声很大，从而加剧端部磨损,使齿轮的寿命降低,而且由于噪声大,容易造成驾驶员的疲劳。斜齿圆柱齿轮传动平稳，噪声很小，磨损小,寿命长。唯一的缺点是工作时有轴向力的产生，而且结构复杂,这个缺点可以在进行轴的载荷计算时予以平衡。 通过比较两种型式齿轮的优缺点，本设计中，倒档采用直齿圆柱齿轮,这是考虑到倒档的使用率较低，综合衡量经济性和便利性而定的,其余各档全部采用斜齿圆柱齿轮传动，这样充分发挥其传动平稳，噪声小等优点。 ２－１-3变速器的换档结构 变速器的换档机构形式有以下几种:直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换档。 (1) 直齿滑动齿轮换档该结构形式制造容易,结构简单。但缺点较多：汽车行驶时各档齿轮有不同的角速度,因此用轴向滑动直齿齿轮的方式换档,会在轮齿端面产生冲击，并伴随有噪声。这使齿轮端部磨损加剧并过早损坏,造成汽车 机械设计课程设计 姓名： 班级： 学号： 指导教师： 成绩： 日期：2011 年6 月 目录 1. 设计目的 (2) 2. 设计方案 (3) 3. 电机选择 (5) 4. 装置运动动力参数计算 (7) 5.带传动设计 (9) 6.齿轮设计 (18) 7.轴类零件设计 (28) 8.轴承的寿命计算 (31) 9.键连接的校核 (32) 10.润滑及密封类型选择 (33) 11.减速器附件设计 (33) 12.心得体会 (34) 13.参考文献 (35) 1. 设计目的 机械设计课程是培养学生具有机械设计能力的技术基础课。课程设计则是机械设计课程的实践性教学环节，同时也是高等工科院校大多数专业学生第一次全面的设计能力训练，其目的是： （1）通过课程设计实践，树立正确的设计思想，增强创新意识，培养综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论与实际知识去分析和解决机械设计问题的能力。 （2）学习机械设计的一般方法，掌握机械设计的一般规律。 （3）通过制定设计方案，合理选择传动机构和零件类型，正确计算零件工作能力，确定尺寸和掌握机械零件，以较全面的考虑制造工艺，使用和维护要求，之后进行结构设计，达到了解和掌握机械零件，机械传动装置或简单机械的设计过程和方法。 （4）学习进行机械设计基础技能的训练，例如：计算，绘图，查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。 2. 设计方案及要求 据所给题目：设计一带式输送机的传动装置（两级展开式圆柱直齿轮减速器）方案图如下： 技术与条件说明： 1）传动装置的使用寿命预定为 8年每年按350天计算， 每天16小时计算； 2）工作情况：单向运输，载荷平稳，室内工作，有粉尘，环境温度不超过35度； 3）电动机的电源为三相交流电，电压为380/220伏； 4）运动要求：输送带运动速度误差不超过%5；滚筒传动效率0.96； 5）检修周期：半年小修，两年中修，四年大修。 设计要求 1）减速器装配图1张； 2）零件图2张（低速级齿轮，低速级轴）； 3）设计计算说明书一份，按指导老师的要求书写 1—输送带 2—电动机 3—V 带传动 4—减速器 5—联轴器 目录 1. 设计任务............................................... 2. 传动系统方案的拟定..................................... 3. 电动机的选择........................................... 3.1选择电动机的结构和类型.................................... 3.2传动比的分配............................................. 3.3传动系统的运动和动力参数计算............................... 4. 减速器齿轮传动的设计计算............................... 4.1高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算............................ 4.2低速级直齿圆柱齿轮传动的设计计算............................ 5. 减速器轴及轴承装置的设计............................... 5.1轴的设计................................................ 5.2键的选择与校核........................................... 5.3轴承的的选择与寿命校核.................................... 6. 箱体的设计............................................. 6.1箱体附件................................................ 6.2铸件减速器机体结构尺寸计算表............................... 7. 润滑和密封............................................. 7.1润滑方式选择............................................. 7.2密封方式选择............................................. 参考资料目录.............................................. 课程设计说明书 题目：机械变速器 传动机构设计 学生姓名：潘东 学号： 20080711 系部名称：汽车与交通工程学院 专业班级：车辆工程B08-1班 指导教师：李涵武王永梅 职称：教授讲师 二○一一年十二月二十六日 目录 第一章基本数据选择 (01) 1.1设计初始数据 (01) 1.1.1变速器各挡传动比的确定 (02) 1.1.2中心距 (03) 1.2齿轮参数 (04) 1.3各挡齿轮齿数的分配 (05) 第二章齿轮校核 (17) 2.1齿轮材料的选择原则 (17) 2.2计算各轴的转矩 (18) 2.3齿轮强度计算 (18) 2.3.1齿轮弯曲强度计算 (18) 2.3.2齿轮接触应力 (22) 2.4计算各挡齿轮的受力 (23) 第三章轴及轴上支撑件的校核 (24) 3.2轴的强度计算 (26) 3.2.1初选轴的直径 (29) 3.2.2轴的强度校核 (30) 3.3轴承及轴承校核 (32) 3.3.1一轴轴承校核 (36) 3.3.2中间轴轴承校核 (38) 第一章 数据计算 1.1设计初始数据：（方案二） 学号：24 最高车速：max a U =94+2×(24-25)=92Km/h 发动机功率：max e P =124+(24-25)=123KW 转矩：max e T =560+5×(24-25)=555Nm 总质量：m a =9410+50×(24-25)=9360Kg 转矩转速：n T=1400+50×(24-20)=1200r/min 车轮：9.00-20 r ≈R=(9×2+20)/2=19×25.4=482.6mm 1.1.1 变速器各挡传动比的确定 初选传动比： 设五挡为直接挡，则5g i =1 max a U = 0.377 max i i r n g p 式中：max a U —最高车速 p n —发动机最大功率转速 r —车轮半径 m a x g i —变速器最大传动比 0i —主减速器传动比 p n / T n =1.4～2.0 即p n =（1.4～2.0）×1200=1680～2400r/min max e T =9549× p e n P max α （式中α=1.1～1.3，取α=1.2） 所以，p n =9549×(1.1~1.3) ×123/555=2327.89~2751.14r/min 取p n =2500r/min 目录 1 2 3 一课程设计书 2 4 5 6 二设计要求2 7 8 三设计步骤2 9 10 1. 传动装置总体设计方案 3 11 2. 电动机的选择 4 12 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5 13 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5 14 5. 设计V带和带轮 6 15 6. 齿轮的设计 8 16 7. 滚动轴承和传动轴的设计 19 17 8. 键联接设计 26 18 9. 箱体结构的设计 27 19 10.润滑密封设计 30 1 20 11.联轴器设计 30 21 四设计小结31 22 23 五参考资料32 24 25 26 27 28 29 一. 课程设计书 30 设计课题: 31 设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷变化不大,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速 32 33 器小批量生产,使用期限8年(300天/年),两班制工作,运输容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V 34 35 表一: 2 36 二. 设计要求 37 1.减速器装配图一张(A1)。 38 2.CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)。39 3.设计说明书一份。 40 三. 设计步骤 41 42 1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 43 44 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比45 4. 计算传动装置的运动和动力参数 46 5. 设计V带和带轮 47 6. 齿轮的设计 3 48 7. 滚动轴承和传动轴的设计 49 8. 键联接设计 50 9. 箱体结构设计 51 10. 润滑密封设计 52 11. 联轴器设计 53 54 1.传动装置总体设计方案: 55 56 1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 57 2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀， 58 要求轴有较大的刚度。 59 3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速 级。 60 61 其传动方案如下： 4 机械设计减速器设计说明书 系别： 专业： 学生姓名： 学号： 指导教师： 职称： 目录 第一部分设计任务书 (4) 第二部分传动装置总体设计方案 (5) 第三部分电动机的选择 (5) 3.1 电动机的选择 (5) 3.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比 (6) 第四部分计算传动装置的运动和动力参数 (7) 第五部分齿轮传动的设计 (8) 5.1 高速级齿轮传动的设计计算 (8) 5.2 低速级齿轮传动的设计计算 (15) 第六部分传动轴和传动轴承及联轴器的设计 (23) 6.1 输入轴的设计 (23) 6.2 中间轴的设计 (27) 6.3 输出轴的设计 (33) 第七部分键联接的选择及校核计算 (40) 7.1 输入轴键选择与校核 (40) 7.2 中间轴键选择与校核 (40) 7.3 输出轴键选择与校核 (40) 第八部分轴承的选择及校核计算 (41) 8.1 输入轴的轴承计算与校核 (41) 8.2 中间轴的轴承计算与校核 (42) 8.3 输出轴的轴承计算与校核 (42) 第九部分联轴器的选择 (43) 9.1 输入轴处联轴器 (43) 9.2 输出轴处联轴器 (44) 第十部分减速器的润滑和密封 (44) 10.1 减速器的润滑 (44) 10.2 减速器的密封 (45) 第十一部分减速器附件及箱体主要结构尺寸 (46) 设计小结 (48) 参考文献 (49) 第一部分设计任务书 一、初始数据 设计展开式二级斜齿圆柱齿轮减速器，初始数据F = 2700N，V = 1.95m/s，D = 380mm，设计年限（寿命）：5年，每天工作班制（8小时/班）：1班制，每年工作天数：300天，三相交流电源,电压380/220V。 二. 设计步骤 1. 传动装置总体设计方案 2. 电动机的选择 3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 4. 计算传动装置的运动和动力参数 5. 齿轮的设计 6. 滚动轴承和传动轴的设计 7. 键联接设计 8. 箱体结构设计 9. 润滑密封设计 10. 联轴器设计 1 设计任务书 1.1设计数据及要求 表1-1设计数据 序号 F(N) D(mm) V(m/s) 年产量 工作环境 载荷特性 最短工 作年限 传动 方案 7 1920 265 0.82 大批 车间 平稳冲击 十年二班 如图1-1 1.2传动装置简图 图1-1 传动方案简图 1.3设计需完成的工作量 （1） 减速器装配图1张(A1) （2） 零件工作图1张（减速器箱盖、减速器箱座-A2）；2张（输出轴-A3；输出轴齿轮-A3） （3） 设计说明书1份（A4纸） 2 传动方案的分析 一个好的传动方案，除了首先应满足机器的功能要求外，还应当工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、成本低廉以及使用维护方便。要完全满足这些要求是困难的。在拟定传动方案和对多种方案进行比较时，应根据机器的具体情况综合考虑，选择能保证主要要求的较合理的 传动方案。 现以《课程设计》P3的图2-1所示带式输送机的四种传动方案为例进行分析。方案a 制造成本低，但宽度尺寸大，带的寿命短，而且不宜在恶劣环境中工 作。方案b 结构紧凑，环境适应性好，但传动效率低，不适于连续长期工作，且制造成本高。方案c 工作可靠、传动效率高、维护方便、环境适应性好，但宽度较大。方案d 具有方案c 的优点，而且尺寸较小，但制造成本较高。 上诉四种方案各有特点，应当根据带式输送机具体工作条件和要求选定。若该设备是在一般环境中连续工作，对结构尺寸也无特别要求，则方案c a 、均为可选方案。对于方案c 若将电动机布置在减速器另一侧，其宽度尺寸得以缩小。故选c 方案，并将其电动机布置在减速器另一侧。 3 电动机的选择 3.1电动机类型和结构型式 工业上一般用三相交流电动机，无特殊要求一般选用三相交流异步电动机。最常用的电动机是Y 系列笼型三相异步交流电动机。其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低，适用于不易燃、不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。此处根据用途选用Y 系列三相异步电动机 3.2选择电动机容量 3.2.1工作机所需功率w P 卷筒3轴所需功率： 1000Fv P W = =1000 82 .01920?=574.1 kw 卷筒轴转速： min /13.5914 .326582 .0100060100060r D v n w =???=?= π 3.2.2电动机的输出功率d P 考虑传动装置的功率耗损，电动机输出功率为 η w d P P = 传动装置的总效率：变速器设计课程设计说明书
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