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分级变速主传动系统的设计题目14(Z=6公比1.58)

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机床的传动设计

机床的传动设计
机械制造装备设计
第Hale Waihona Puke 章 金属切削机床设计第五节 主传动系统设计
主要内容 分级变速主传动系转速图旳设计； 齿轮齿数和带轮直径旳拟定。
有关概念 变速范围、转速图、变速组旳级比、级比指数、基
本组、第一扩大组、第二扩大组、转速图旳拟定原则 等。
第五节 主传动系统设计
一、主传动系设计旳基本要求
1）满足机床使用性能要求 2）满足机床传递动力要求 3）满足机床工作性能旳要求 4）满足机床设计经济性旳要求 5）满足机床构造性能要求
动路线，各传动轴旳转速分级和转数值，各传动副旳传动比等。
转数图 是设计和分析分级 变速主传动系旳一种工具。
第五节 主传动系统设计
2.转速图旳构成
转速点 表达主轴和各传动轴旳转速值(对数值)旳小圆点。
传动轴线 距离相等旳铅垂线。 从左到右按传动顺序排列。
转速线 间距相等旳水平线。 相邻转速线间距为lgφ 。
构造网 只表达传动比旳相对关系，不表达详细转速值，并 以对称形式表达旳线图。
构造式 将转速级数按传动顺序写成各 变速组传动副数旳乘积，级比指数写在各 传动副数右下脚旳体现式。
如： 构造式 12 = 31 ×23 ×26
问：为何构造式中第一变速组为基 本组？第二变速组为第一扩大组？ 第三 变速组为第二扩大组？
第五节 主传动系统设计
四、主传动系转速图旳拟定原则
转速图旳设计环节 ① 根据转速图旳拟定原则，拟定构造式，画出构造网； ② 分配各传动组旳最小传动比，画出转速图。
极限传动比和变速范围原则
传动顺序及传动副数原则
扩大顺序原则
最小传动比原则
拟定原则
第五节 主传动系统设计
1.极限传动比、极限变速范围原则

机床设计-传动系统

机床设计-传动系统
1400r/min 1000 710 500 355 250 180 125 90 63 45 31.5
转速图的绘制
主传动系统的传动路线表达式：
36
1
主电机 440r / min
φ126 φ256
I
3306 4224
II
42
4222 62
III
60
1380 72
IV(主
轴)
48
主轴的转速计算：
126
n主轴
=
n电机
× 256
×uI-II
×uII-III
×uIII-IV
a
126
n主轴max
=
n电机
× 256
×uI
-II
max
×uII -III max
×uIII-IVmax
126
n主轴min
=
n电机
× 256
×uI
-II
min
×uII -III min
×uIII-IVmin
直接标出转速值 。 注意： 转速格线间距大小并不代表公比ф的
数值大小。
转速图一点三线 转速点——传动轴上的圆点，表示该轴具有的转速。
如轴Ⅳ（主轴）上有12个圆点，表示具有12级转速。
传动线——相邻两轴的相关两个 转速点之间的连线。
传传动比大于1其对数值为正，传 动线向右上倾斜；
应用： 普通机床应用最为广泛的一种变速方式。
变速方式的选择
主传动系统的变速方式分为无级变速和有级变速两种。
（1）有级变速 变速机构——是指在输入轴转速不变的条件下，使输出轴获得不 同转速的传动装置。 有级（或分级）变速机构
➢滑移齿轮变速机构 ➢交换齿轮变速机构 ➢多速电动机 ➢离合器变速机构 ➢摆移变速机构

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第5章 机床分级变速传动系统设计.

第5章 机床分级变速传动系统设计.

第五章机床分级变速传动系统设计第一节机床主要技术参数的确定机床的主要技术参数包括尺寸参数、运动参数和动力参数。

技术参数的确定，一般采用统计类比法。

尺寸参数包括与工件主要尺寸有关的参数，与工、夹、量具标准化有关的参数，与机床结构有关的参数。

尺寸参数按其对机床结构、性能的影响程度不同，又分为主参数、第二主参数和其他尺寸参数。

1．主参数主参数是代表机床规格大小的一种参数。

主参数对机床的性能、布局、传动和结构有显著的决定作用。

所以，确定尺寸参数时，首先确定主参数。

通用机床和专门化机床的主参数及其折算系数见JB1838—85《金屈切削机床型号编制方法》(附表4常用机床组、系代号及主参数)。

通用机床的主参数，除极少数机床外(如拉床)，一般均为尺寸参数。

2．第二主参数和其他尺寸参数第二主参数一般指主轴数、最大跨距、工作台工作面长度、最大加工工件长度、最大模数等。

第二主参数是直接反映机床加工范围的重要参数之一。

对机床的轮膨尺寸、重量等影响很大，其重要程度，仅次于主参数。

主参数和第二主参数确定后，还要确定一些其他尺寸参数。

如卧式车床刀架上的最大工件回转直径、通过主轴孔的最大棒料直径、主轴孔前端锥度等与工件大小和刀具标准化有关的尺寸。

二、运动参数运动参数是指机床的执行机构(如主轴、刀架、工作台等)的运动速度。

机床常用的运动参数见表5—1。

在保证加工质量的前提下，尽可能提高生产串是确定运动参数的基本原则。

主运动参数的确定：主运动为回转运动时，主运动参数为主袖转速n。

1．极限转速调查和分析所设计的机床上可能进行的工序，从中选择要求最低、最高转速的典型工序，按照典型工序的切削速度和刀具〔或工件〕直径计算主抽的最高转速、最低转速(极限转速)n max和m min。

计算公式如下：式中n max、m min——分别为最低、最高切削速度；d max、d min——分别为最小、最大计算直径。

上述d max和d min不是机床上可能加工的最小、最大直径，而是常用的经济加工最小、最大直径。

第三章金属切削机床设计分级变速设计课件

第三章金属切削机床设计分级变速设计课件

• （一）拟定转速图和结构式 • 1. 转速图 • 转速图是设计、分析机床分级变速主传动系统
时用的一种特殊线图。 • 转速图是由“三线一点”即传动轴格线、转速
格线、传动线以及转速点所组成。
a）
b）
图3-13 卧式车床主变速传动系统图和转速图
a）传动系统图 b）转速图
• 转速图可以直观地表达出在主传动系统中传动 轴的数目，传动轴 之间的传动关系， 主轴的各级转速值 及其传动路线，各 传动轴的转速分级 和转速值，各传动 副的传动比等。
• 对照分析 6 种不同结构式所对应的结构网，不 难看出，第 1 种方案较其他 5 种方案为好。
• 因此，在设计主变速传动系统时，应尽可能做 到变速组的传动顺序与扩大顺序相一致。
• 从结构网中可发现，当变速组的传动顺序与扩 大顺序相一致时，传动线为“前密后疏”特征 规律分布。
• 3. 变速组的降速要“前慢后快”，中间轴的转 速不宜超过电动机的转速。
• 在设计主变速传动系统时，为改善其传动性能， 还应该注意以下几点：
• 1）传动链要短； • 2）转速和要小； • 3）齿轮线速度要低； • 4）空转件要少。 • 综上所述，主变速传动系统的设计要点是： • 一个规律，两个限制，三条原则，四项注意。
• 例 拟定卧式中型铣床的主传动系统的转速图。 • 已知主轴的转速范围为30~1500r/min，异步电
• 2）无级变速传动 • 能在一定的变速范围内实现连续变速，以得到
最有利的切削速度； • 能在运转中变速，便于实现变速自动化； • 能在负载下变速，使切削速度恒定，以提高生
产效率和加工质量。
• 无级变速传动可由机械摩擦无级变速器、液压 无级变速器和无级变速电动机实现。
• 机械摩擦无级变速器结构简单、使用可靠，常 用在中小型车床、铣床等的主传动中。

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

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。

传动设计习题答案

数控装备设计1、已知某铣床主传动系统为常规变速系统，公比φ＝1.12，传动顺序与扩大顺序一致，试填写下表。

项目变速组传动副数P j级比指数x j变速范围R j其后传动轴的变速范围基本组 3 1 φ2＝1.25 φ2＝1.25第一扩大组 2 3 φ3＝1.4 φ5＝1.8第二扩大组 2 6 φ6＝2.0 φ11＝3.55第三扩大组 2 12 φ12＝4.0 φ23＝14.22、画出结构式18＝36×23×31的结构网，并分别求出当φ＝1.26时，第二传动组和第二扩大组的级比指数、变速范围和机床的变速范围。

第2传动组：级比指数为3，变速范围φ3＝2第2扩大组：级比指数为6，变速范围φ12＝16机床的变速范围：φ17＝513、某机床主轴转速为连续等比数列，公比φ＝1.58，主轴最高转速n max =1600r/min ，主轴变速范围R n =10，电动机转速n 电＝1450r/min ，要求：⑴拟定合理的结构网和转速图； ⑵求出变速齿轮的齿数。

φlg lg nR Z =31236⨯=电 I II III6、某车床主传动系统的转速图如下图所示，要求：⑴写出结构式； ⑵求各齿轮齿数；⑶若主轴计算转速为160r/min ，确定各轴及齿轮Z 1～Z 14的计算转速。

1600 1:11:1.58 1:2.51000 630 400 2501601450 63100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1250 Z1:Z2 Z3:Z4Z5:Z6 Z7:Z8 Z9:Z10 Z11:Z12 Z13:Z144、采用一级背轮机构变速，试写出合理的结构式，画出结构网。

=+⨯2111\5、根据下图给出的某中型车床主轴转速标牌，若已知电机转速为1440rpm ，电机到I 轴的传动比为Φ100/Φ250，主轴转速为连续不重复的等比级数，A 为第一传动组，B 为第二传动组，C 为第三传动组，要求：⑴确定公比Φ，写出结构式并画出结构网； ⑵补全标牌转速值； ⑶画出转速图； ⑷求各齿轮齿数；⑸确定各轴及各传动组的计算转速。

第八章 传动设计1-2节


例如：XA6132A铣床为例，拟订步骤和主要内容。 已知：主轴转速N=31.5~1400r/min，转速级数Z=12，公比 =1.41，电动机转速N0=1440r/min。 1、确定变速组数和传动副数目： 总的降速比 Rmin=31.5/1400=1/48 因为imin=1/4，需要3个变速组
传动副12=3X2X2 2、确定传动顺序方案： 排列方案有12=3X2X2 12=2X3X2 12=2X2X3 遵守传动副“前多后少”的原则选12=3X2X2 3、确定扩大顺序方案： 根据“前密后疏”的原则选 12=31X23X26 （要想得到连续的转速，级比指数必须是1、3、6）
3、四项原则： 齿轮极限传动比和变速组变速范围要限制 传动副要“前多后少” 传动线要“前密后疏”（既级比指数前小后大、最低转速较 高、传递转矩较小、传动件尺寸也小） 降速要“前慢后快” 4、四个注意： 传动链要短（可减少齿轮、传动轴等零件的数量） 转速和要小（影响空载功率的重要因素） 齿轮线速度要小（噪音、大于10~12m/s明显增大） 空转件要少（空载功率损失和噪音、超速现象） **实际中还要根据具体的实际情况灵活掌握**
分级变速主传动系统转速图的基本规律 各变速传动组的传动比排列的规律 变速组中两大小相邻的传动比的比值称为级比，用符号ψ 表示。级比一般写成ψ 的x次方的形式，其中X为级比指数。 变速组ａ的级比为：
ψ a = ia1/ia2 = ia2/ia3 = φ ia1=36/36=1/1 、ia2=30/42=1/1.41 ia3 =24/48=1/2=1/1.41*1.41
检查最后扩大组的变速范围：
Rn= = 8 = Rmax 合乎要求 （1.41、X=6、P=2） 4、拟订转速图 P133图8-5 图8-6 图8-7可以有多个方案 三、扩大变速范围的方法 1、增加一个变速组 12=31X23X26改成18=3 X3 X26 公比由1.41改为1.26 2、采用背轮机构 P135 图8-8 *要注意超速问题

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：

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。

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《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=40r/min；Nmax=400r/min；Z=6级；公比为1.58；电动机功率P=3KW；电机转速n=1430r/min2 技术要求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。

第二章 运动设计1 运动参数及转速图的确定（1） 转速范围。

Rn=minmax N N = 400/40=10 （2） 转速数列。

查《机械系统设计》表 2-9标准数列表，然后每隔7个数取一个值（1.58=1.068）首先找到40r/min ，得出主轴的转速数列为40 r/min 、63 r/min 、100r/min 、160 r/min 、250 r/min 、400 r/min 共6级。

（3） 定传动组数，选出结构式。

对于Z=6可按z=6写出结构式，并且有一级速度重复。

即：Z=6=31×23。

（4）根据传动结构式,画结构图。

根据“前多后少”,“ 前密后疏”，“升2降4”,“前满后快”的原则,选取传动方案 Z=31×23,可知第二扩大组的变速范围r 2=1.583×（2-1）3.95＜8满足“升2降4”要求，其结构网如图。

图2-1 结构网 Z=6=31×23（5） 画转速图。

转速图如下图2-2。

图2-2 系统转速图（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2-3 主传动系统图（7）齿轮齿数的确定。

根据齿数和不宜过大原则一般推荐齿数和在100～120之间，和据设计要求Zmi n≥17,原则。

并且变速组内取模数相等，变速组内由《机械系统设计》表3-1，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2-2。

表2-2 齿轮齿数传动比基本组第一扩大组1:1.6 1:2.5 1:4 1：1 1:4代号Z1Z'1Z2Z'2Z3Z'3Z4Z4Z5Z5齿数33 52 24 61 17 68 45 45 18 722 主轴.传动件计算2.1 计算转速（1）.主轴的计算转速由《机械系统设计》表3-2中的公式＝40 1.586/3-1＝63.2r/min 取63 r/min(2). 传动轴的计算转速轴2=250 r/min，轴3=630 r/min。

（3）确定各齿轮计算转速由机械设计知识可知，一对啮合齿轮只需要校核危险的小齿轮，因此只需求出危险小齿轮的计算转速。

在传动组b中Z45在轴Ⅲ上具有的转速分别为160r/min,250r/min,400r/min这三种转速都在恒功率区间内，即都要求传递最大功率所以齿轮Z46的计算转速为这三种转速的最小值即n jz45=160r/min同理可求得其余两对啮合齿轮中危险齿轮的计算转速即, n jz17=630r/min n jz18=250r/min2验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|实际转速n`-标准转速n|------------------------------- 〈10(Φ-1)％标准转速n对于标准转速n=40r/min时，其实际转速n`=630×17/68×18/72=39.375r/min (40-39.375)/40=1.56％〈10(1.58-1)％=5.8%因此满足要求。

同理可得各级转速误差如表各级转速误差n 40 63 100 160 250 400 630 1000n` 39.375 61.97 99.9 157.5 247.9 399.8 630 1000误差1.56％ 1.64％0.05％ 1.56％0.85％0.05％0 0各级转速都满足要求，因此不需要修改齿数。

第三章 动力计算1 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。

由<<机械系统设计>>表4-9初选取前轴径162d mm = ，后轴颈的轴径为前轴径，所以21(0.7~0.85)55d d mm ==。

（2）传动轴直径初定传动轴直径按文献[5]公式（6）进行概算式中 d---传动轴直径（mm ）Tn---该轴传递的额定扭矩（N*mm ） T=9550000Jn N ⨯； N----该轴传递的功率（KW ）j n ----该轴的计算转速[]ϕ---该轴每米长度的允许扭转角，[]ϕ=0.5O ~01。

取[]ϕ=0.5O00N P ==3Kw 。

N 1=P 1=P 0×0.96=2.88KwN 2=P 2=P 1×0.955×0.97=2.78KwN 3=P 3=P 2×0.995×0.99=2.74Kw 轴Ⅰ： =955×104×(2.88/630)=43657(N.mm)d I =1.64×45.0/43657 =28.2mm 取29mm 轴Ⅱ： ＝955×104×(2.78/250)＝106196（N.mm ）=1.64×45.0/106196 =35.2mm 取36mm 轴Ⅲ：＝955×104×(2.74/63)＝415349（N.mm ）=1.64×45.0/415349 =49.5mm 取50mm 2 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：轴Ⅰ-轴Ⅱ：以最小齿轮齿数17为准m=16338×36306006001768171783)11768(⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+ =3.147 取m=3.5轴Ⅱ-轴Ⅲ：以最小齿轮齿数18为准m=16338×2506006001872181883)11872(⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=4.12 取m=5（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 =6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（2）基本组齿轮计算。

基本组齿轮几何尺寸见下表齿轮 Z1 Z1` Z2 Z2` Z3 Z3`齿数 33 52 24 61 17 68分度圆直径 115 182 84 213.5 59.5 238齿顶圆直径 122.5 189 91 220.5 66.5 245齿根圆直径 106.75 173.25 75.25 204.75 50.75 229.25齿宽 30 30 30 30 30 30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：① 齿面接触疲劳强度计算：接触应力验算公式为[]j f s j MPa uBn N K K K K u zm σσ≤±⨯=)()1(1020883218弯曲应力验算公式为：[]w s w M P a B Y nzm N K K K K σσ≤⨯=)(1019123215 式中 N----传递的额定功率（kW ），这里取N 为电动机功率，N=3kW; j n -----计算转速（r/min ）. j n =63（r/min ）;m-----初算的齿轮模数（mm ）, m=5（mm ）;B----齿宽（mm ）;B=30（mm ）;z----小齿轮齿数；z=17;u----小齿轮齿数与大齿轮齿数之比,u =4;s K -----寿命系数；s K =T K n K N K q KT K ----工作期限系数；mT C T n 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 =160（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，取n K =0.60N K ----功率利用系数，取N K =0.78q K -----材料强化系数， q K =0.603K -----工作状况系数，取3K =1.12K -----动载荷系数，取2K =11K ------齿向载荷分布系数，1K =1Y------齿形系数，Y=0.386；[]j σ----许用接触应力（MPa ）,查表，取[]jσ=650 Mpa ； []w σ---许用弯曲应力（MPa ），查表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=135.2 Mpa ≤[]j σw σ=236.5Mpa ≤[]w σ（3）扩大组齿轮计算。