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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。
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。
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。
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。
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。
《机械制造装备设计》模拟试题⼀、填空题1、机械制造装备的组成包括（加⼯设备）、（⼯艺设备）、（⼯件输送装备）和（辅助装备）。
2、加⼯装备主要指（⾦属切削机床）、（特种加⼯机床）以及（⾦属成型机床）。
3、⼯艺装备是机械加⼯中所使⽤的（⼑具）、（模具）、（机床夹具）、（量具）、（⼯具）的总称。
4、辅助装备包括（清洗剂）、（排屑装置）、（计量装置）等。
2、机床运动分配的四个原则：（将运动分配给质量⼩的零件）、（运动分配应有利于提⾼⼯件的加⼯精度）、（运动分配应有利于提⾼运动部件的刚度）、（运动分配应视⼯件形状⽽定）。
2、机床设计⼤致包括：(总体设计)、(技术设计)、（零件设计及资料编写）、（样机试制和试验鉴定）四个阶段。
3、机械制造装备设计可分为：（创新设计），（变形设计）和（模块化设计）。
4、机床的总体⽅案拟定包括（掌握机床的设计依据）、（⼯艺分析）、（总体布局）、（确定主要的技术参数）。
5、机床的主要技术参数包括（主参数）、（尺⼨参数）、（运动参数）、（动⼒参数）。
尺⼨参数：指影响机床加⼯性能的⼀些尺⼨。
运动参数：指机床执⾏件（主轴或⼯作台、⼑架）的运动速度.动⼒参数：包括驱动机床的各种电动机功率或转矩，液压马达和液压缸的牵引⼒等6、主轴的尺⼨参数主要有：（主轴前后⽀撑轴颈21,D D ），（主轴内孔直径d ），（主轴前端的悬伸量a ）和（主轴的⽀承跨距L ）。
6、主轴的技术要求：主轴轴承是根据（载荷性质）、（转速)、（机床的精度）选择的。
6、机床总体布局中提⾼动刚度的措施：（提⾼抗震性）、（减⼩热变形）、（降低噪声）。
7、推⼒轴承在主轴上的位置影响主轴的轴向精度和主轴（热变形⽅向和⼤⼩），设计时，⼀般普通机床采⽤（后端定位），数控机床采⽤（前端定位），组合机床采⽤（两端定位）。
8、推⼒轴承位置配置⽅式：（前端定位），（后端定位），（两端定位），(中间定位)。
9、机床的主传动形式有：（机械传动）、（液压传动）、（电⽓传动）。
1.在分级变速传动系统中，前一个变速组中处于从动轮，后一个变速组中处于主动轮的齿轮，称为惰轮。
2.普通滑动导轨常采用压板和镶条调整间隙。
3.模数制螺纹的螺距参数用模数m表示，其螺距为Ph=Kπm 毫米。
4.已知某机床使用双速电动机驱动时ψ电=2,Z=8,当公比φ=1.41时最合理的结构式是卧式。
5.CA6140型普通车床的主参数是床身上最大回转直径为400mm 。
6.采用卸荷式皮带轮，其作用是将皮带的张力（径向力）卸除到箱体，而将力矩传递给皮带轮轴。
7.组合机床是通用部件和专用部件组成。
8.机床主轴能够传递全功率的最低转速称为最低极限转速。
9.立时双柱坐标镗床适合于加工高度尺寸小于横向尺寸的工件，立式单柱坐标镗床适合于加工高度方向尺寸不受限制的工件。
10.根据误差传递规律，内联系传动链应采用齿式传动，以缩小中间传动副的传动误差。
11.半自动车床与自动车床的最大区别在于，前者每完成一个自动工作循环，必须由机床操作人员手工卸装工件一次。
12.通用机床常采用 2 和 10 的整数次方根作为标准公比。
13.在C1312型单轴六角自动车床上，一般采用方刀架上的刀具切断工件。
14.组合机床上的多轴箱属于专用部件。
15.某等比数列，已知n1=11.8，nmax=530，变速级数Z=12，则该数列的公比φ应为 1.06 。
16.一个特定的变速系统结构式，对应着若干个可行的转速图。
17.为了防止机床运动发生干涉，在机床传动机构中，应设置互锁装置。
18.工件表面的成形方法有_____轨迹法、成形法、相切法、范成法（展成法）19.成形运动按其组成情况不同,可分为___简单_和__复合____两种运动.20.根据切削过程中所起的作用不同,成形运动又可分为____主运动_和_进给运动_______.21.机床在加工过程中完成一系列辅助运动包括_切入运动、分度运动、调位运动和其他各种空行程运动22.为实现加工过程中所需各种运动,机床必须具备____执行件、运动源____和传动装置.23.传动链中的一类传动机构可以变换传动比和传动方向,如__滑移齿轮变速机构/挂轮变速机构__24.主轴前端有精密的____莫氏锥度______,供安装顶尖或心轴之用.25.卧式车床主轴箱常用的制动装置有___闸带式制动器和片式制动器26.卧式车床主要由____主轴箱、进给箱、溜板箱____和刀架组成.27.回转,转塔车床与车床在结构上的主要区别是,没有____尾座___和_丝杠__28.回转,转塔车床主要有__转塔式___和回轮式_______两种.29.外圆磨床用来磨削外圆柱面的方法有______纵磨法____和切入磨法_______.30.钻床的主要类型有__台式、立式、摇臂钻床_____以及专门化钻床.31.按加工原理分类，齿轮加工机床的加工方法有__成形法、展成法_____两类.32.镗床的主要类型有____卧式铣镗床和坐标镗床_、金刚镗床33.机床在加工中完成的各种运动，按其功用可分为___表面成形运动_和__辅助运动两类.34.万能外圆磨床用纵磨法磨削外圆时，需(1)_主运动、(2)圆周进给运动、(3)工作台纵向进给运动、(4)砂轮架横向进给运动35.X6132型万能升降台铣床中，X表示_铣床__61表示_万能升降台铣床___32表示 __工作台面宽为320mm____36.CA6140普通车床加工较精密螺纹的主要措施是___缩短传动键______.37.CA6140普通车床主轴正反转采用多片式摩擦离合器换向机构车左右旋螺纹采用圆柱齿轮换向机构，刀架纵向左右移动采用双向牙嵌式离合器换向机构。
《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。
