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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)報(bào)告</b></p><p> 課程名稱: 《機(jī)械基礎(chǔ)》 </p><p> 設(shè)計(jì)題目: 《普通車(chē)床主軸變速箱設(shè)計(jì)》</p><p> 系 別: 機(jī)電工程系 </p><p> 專(zhuān)業(yè)班級(jí):
2、 機(jī)電一體化6班 </p><p> 學(xué)生姓名: </p><p> 學(xué) 號(hào): </p><p> 指導(dǎo)老師: </p><p>
3、設(shè)計(jì)時(shí)間: 2010年10月 </p><p> 《機(jī)械基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p><b> 目錄</b></p><p> 一、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)………………………………………………………3</p><p> 二、動(dòng)力計(jì)算………………………………………………………6</p&g
4、t;<p> 三、主軸組件的計(jì)算選取 ……………………………………11 </p><p> 四、主軸校核……………………………………………………12</p><p> 五、參考文獻(xiàn)……………………………………………………15</p><p><b> 一、運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)</b></p><p><
5、b> 確定變速級(jí)數(shù):</b></p><p> 由本小組設(shè)計(jì)題目可知 公比</p><p> 主軸極限轉(zhuǎn)速變速范圍</p><p> 主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)Z的確定</p><p><b> 由</b></p><p> 轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)結(jié)構(gòu)式的確定:</p><p
6、> 確定變速組傳動(dòng)副數(shù)目:</p><p> 實(shí)現(xiàn)12級(jí)主軸轉(zhuǎn)速變化的傳動(dòng)系統(tǒng)可以寫(xiě)成多種傳動(dòng)副組合:</p><p> A.12=3*4 B. 12=4*3 C。12=3*2*2 </p><p> D.12=2*3*2 E。12=2*2*3 </p><p> 方案A、B可節(jié)省一根傳動(dòng)軸。但是,其中一個(gè)傳
7、動(dòng)組內(nèi)有四個(gè)變</p><p> 傳動(dòng)副,增大了該軸的軸向尺寸。這種方案不宜采用。</p><p> 根據(jù)傳動(dòng)副數(shù)目分配應(yīng)“前多后少”的原則,方案C是可取的。確定變速組擴(kuò)大順序:12=3*2*2的傳動(dòng)副組合,根據(jù)級(jí)比指數(shù)非陪要“前疏后密”的原則,應(yīng)選用第一種方案。然而,對(duì)于所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu),將會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題:</p><p> 如果第一變速組采用升速傳動(dòng)(圖1b)
8、,則Ⅰ軸至主軸間的降速傳動(dòng)只能由后兩個(gè)變速組承擔(dān)。為了避免出現(xiàn)降速比小于允許的極限值,常常需要增加一個(gè)定比降速傳動(dòng)組,使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。這種傳動(dòng)也不是理想的。</p><p> 如果采用方案12 =30*21*22,則可解決上述存在的問(wèn)題(見(jiàn)圖1c)。</p><p> 其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖2所示。</p><p><b> 圖2 結(jié)構(gòu)網(wǎng)</b>&
9、lt;/p><p> (5) 由《機(jī)械工程及其自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2-2查得,選用額定電壓為4p/kw,滿載轉(zhuǎn)速為1400r/min.額定轉(zhuǎn)距為2.2,型號(hào)為Y112M-4型的電動(dòng)機(jī).</p><p> (6) 確定是否需要增加降的定比傳動(dòng)副:</p><p> 該機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)的總降速比u,如每一組的最小降速比均取0.25,則3個(gè)變速組的總降速比可達(dá),故無(wú)需
10、增加一個(gè)降速傳動(dòng)。但是,為使中間的2個(gè)變速組降速緩慢,以利于減少變速箱的徑向尺寸,故在電動(dòng)機(jī)軸和1軸間增加一對(duì)降速的帶傳動(dòng)</p><p> (7)由《機(jī)械工程及其自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(2)》查得??傻弥鬏S轉(zhuǎn)速系列為:35.5,50,71,100,140,200,280,400,560,800,1120,1600。</p><p><b> (二) 轉(zhuǎn)速圖</b>&
11、lt;/p><p> (三) 確定齒輪齒數(shù)</p><p> 1.先計(jì)算第一擴(kuò)大組的齒輪的齒數(shù)</p><p> (1) ua1=1,ua2=</p><p> (2) 查表在u=2.82中找出最小齒輪齒數(shù),其最小齒數(shù)和</p><p> (3) 查教材表2.1,同時(shí)滿足傳動(dòng)比要求的齒數(shù)和有84,88等.<
12、/p><p> (4) 在具體結(jié)構(gòu)允許的情況下,選用齒數(shù)和較少的為宜,取</p><p> (5).確定各齒輪副齒數(shù)</p><p> 由u=1一行找出Za1=42. Z’a1=84-42=42</p><p> 由u=2.82一行找出Za2=22. Za2’=84-22=62</p><p><b>
13、 2.基本組齒輪齒數(shù)</b></p><p> (1). ub1=1,ub2=,</p><p> (2) 查表在u=2中找出最小齒輪齒數(shù),其最小齒數(shù)和</p><p> (3) 查教材表2.1,同時(shí)滿足傳動(dòng)比要求的齒數(shù)和有72,84,90等.</p><p> (4) 考慮到減速器的尺寸,取</p><
14、;p> (5).確定各齒輪副齒數(shù)</p><p> 由u=1一行找出Zb1=42. Z’b1=84-42=42</p><p> 由u=2.82一行找出ZB2=35. Zb2’=84-35=49</p><p> 由u=2.82一行找出Zb3=28. Zb3’=84-28=56</p><p> 3.第二擴(kuò)大組的齒輪齒數(shù)<
15、;/p><p> (1).已知uc1=2. uc2=</p><p> (2).在u=3.98中找出最小齒輪齒數(shù),其最小齒數(shù)和</p><p> (3). 查教材表2.1,同時(shí)滿足傳動(dòng)比要求的齒數(shù)和有110,114等.</p><p> (4). 在具體結(jié)構(gòu)允許的情況下,選用齒數(shù)和較少的為宜,取</p><p>
16、 (5).確定各齒輪副齒數(shù).</p><p> 由u=2一行找出Zc1=37. Zc1’=110-37=73.</p><p> 由u=3.98一行中找出Zc2=22. Zc2’=110-22=88.</p><p> (四) 傳動(dòng)系統(tǒng)圖:</p><p><b> 二、動(dòng)力計(jì)算</b></p>&
17、lt;p><b> (一)傳動(dòng)件的計(jì)算</b></p><p> 1.傳動(dòng)軸直徑d的計(jì)算.</p><p> (1)查表2-4,可得電動(dòng)機(jī)到軸間的傳動(dòng)效率為0.97.由設(shè)計(jì)要求知電動(dòng)機(jī)額定功率為4KW.</p><p> (2)查表7-11,可得傳動(dòng)軸每米長(zhǎng)度上允許的扭角為0.50 10,取{}=0.50.</p>
18、<p> (3)傳動(dòng)軸IV的計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)為nIV=n1=(35.51.413)r/min=100r/min</p><p> (4)又轉(zhuǎn)速圖可知,I.II.III軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速分別為800,400,140.</p><p> (5)計(jì)算各傳動(dòng)軸的輸出功率</p><p> ===3.51(KW)</p><p> (6)估算傳動(dòng)
19、軸直徑d</p><p><b> =91mm</b></p><p><b> =91=91</b></p><p><b> =91=91</b></p><p><b> =91=91</b></p><p> (7
20、)修正各轉(zhuǎn)動(dòng)軸的直徑</p><p> d1’=(-0.07+1)x30=28mm</p><p> d2’=(-0.07+1)x34=32mm</p><p> d3’=(-0.07+1)x44=41mm</p><p> d4’=(0.05+1)x48=51mm</p><p> (3)計(jì)算各傳動(dòng)軸的扭矩
21、</p><p> T1=9550=9550</p><p> T2=9550=9550</p><p> T1=9550=9550</p><p> T1=9550=9550</p><p> (二) 設(shè)計(jì)齒輪模數(shù)</p><p><b> 1 齒輪模數(shù)的估算</b
22、></p><p> (1)由轉(zhuǎn)速圖可知Z=22和Z=37的計(jì)算轉(zhuǎn)速為280</p><p> (2)齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p> (3)齒輪接觸疲勞強(qiáng)度的估算</p><p> 齒輪中心距A=370</p><p> (4)查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表6-1,取齒輪模數(shù)為3mm</p>&
23、lt;p> 2.齒輪模數(shù)的驗(yàn)算。</p><p> ?。?)按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)mj</p><p> 查表7-18.取m’=3,c0=107,n=140則有</p><p> KT===2.93mm</p><p> 查表7-19.取kn=0.93</p><p><b> 查表7-1
24、 取</b></p><p><b> 查表7-21 取</b></p><p><b> 查表7-17 取</b></p><p><b> 取k </b></p><p><b> 查表7-16 取</b></p>
25、<p> (2)按彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪模數(shù)</p><p> 1/ 查表7-23 取齒形系數(shù)</p><p> 2/ 查表7-22 取[220</p><p> 3/ 查表7-17 取</p><p> 4/ mn=275=2.22mm</p><p> 宗上所述,查
26、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表6-1,取齒輪模數(shù)為3mm.</p><p> (三)齒輪幾何尺寸的計(jì)算</p><p><b> (四)軸承的選取</b></p><p> (五)帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b> (1)確定計(jì)算功率</b></p><p> p=4kw
27、,k為工作情況系數(shù),去K=1.0 PJ=KP=1.0X4.0=4.0KW</p><p> (2)選擇三角帶的型號(hào)</p><p> 由PJ=4.0KW和n額=1440r/min查表選擇B型帶</p><p> (3)取D1=125mm,則D1=1=180 D2==225mm</p><p> (4)核算膠帶速度V</p&
28、gt;<p><b> ,</b></p><p><b> 初定中心距</b></p><p><b> 計(jì)算膠帶的長(zhǎng)度</b></p><p><b> 取</b></p><p><b> 核算膠帶的彎曲次數(shù)<
29、/b></p><p><b> 計(jì)算實(shí)際中心距</b></p><p><b> 圓整取623</b></p><p><b> 核算小帶輪的包角</b></p><p> (10)確定膠帶的根數(shù)</p><p><b> 取
30、整Z=3</b></p><p><b> B</b></p><p> e=19 f=12.5 (查機(jī)械設(shè)計(jì)表8-10)</p><p> (11)大帶輪結(jié)構(gòu)如下圖:</p><p><b> 225</b></p><p> 三、主軸組件的計(jì)算選取
31、:</p><p> (一) I軸與IV軸平鍵的選取</p><p> ?。?)IV軸:L=60 bXh=14X9</p><p> (2 ) I軸: L=80 bXh=25X14 </p><p> (二)離合器的設(shè)計(jì)計(jì)算:</p><p> 1.離合器的選用及要求</p><p&g
32、t; 一般應(yīng)使選用和設(shè)計(jì)的離合器的額定靜扭矩M和額定動(dòng)扭矩M滿足工作要求。只需按其結(jié)合后的靜負(fù)載扭矩來(lái)選,即</p><p> MKM=kX9550X</p><p> P——離合器需傳遞的功率,單位為KW;</p><p> n——離合器所在的軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速,單位為r/min;</p><p> ——電動(dòng)機(jī)至裝離合器的軸的傳動(dòng)效率,
33、</p><p> M——按離合器傳動(dòng)功率求得的扭矩,單位為N。M</p><p> K——安全系數(shù),一般取1.5-1.7</p><p> MKM=kX9550X=1.6X9550X=70.4</p><p> 2.片式摩擦離合器的計(jì)算</p><p> 1)決定外摩擦片的內(nèi)徑</p><
34、;p> 軸裝式:D=d+(2~6)=51+4=55mm</p><p><b> 2)選定系數(shù)值</b></p><p> 確定內(nèi)摩擦片外徑D,單位為mm;系數(shù)=0.55~0.77,通常取0.7</p><p> D= D/=55/0.7=79</p><p> 3)計(jì)算摩擦面中徑D及摩擦面平均線速度V&
35、lt;/p><p> 4)計(jì)算摩擦面對(duì)數(shù)Z=</p><p> 式中 f——摩擦片的摩擦因數(shù),查表7-13</p><p> [p]——許用壓強(qiáng),單位為MPa,查表7-13</p><p> D,D——內(nèi) 外摩擦片的外徑和內(nèi)徑,單位為mm</p><p> ———速度修正系數(shù),結(jié)合次數(shù)修正系數(shù).</p&g
36、t;<p> ———摩擦面對(duì)數(shù)修正系數(shù),查表7-14</p><p><b> ———安全系數(shù)。</b></p><p> ———離合器需要傳遞的扭矩,單位為N.m。</p><p> (5)確定摩擦片片數(shù):</p><p><b> Z==</b></p>&
37、lt;p><b> 總片數(shù)=+1=12</b></p><p> 取摩擦片厚度為2mm</p><p><b> 四、主軸校核</b></p><p> 主軸的前端部撓度=0.0002430=0.082</p><p> 主軸在前軸承處的傾角</p><p>
38、<b> 在安裝齒輪處的傾角</b></p><p><b> D==79mm</b></p><p> E取為,I= (1-)=(1-)=768329mm</p><p> 由于小齒輪的傳動(dòng)力大,這里以小齒輪來(lái)進(jìn)行計(jì)算</p><p> 將其分解為垂直分力和水平分力</p>
39、<p><b> 由公式</b></p><p><b> 可得</b></p><p> 主軸載荷圖如下所示:</p><p> 由上圖可知如下數(shù)據(jù):a=420mm,b=170mm,l=590mm,c=85mm</p><p><b> 計(jì)算(在垂直平面)</
40、b></p><p><b> ,,</b></p><p><b> ,,</b></p><p><b> ,,</b></p><p><b> 計(jì)算(在水平面)</b></p><p><b> ,
41、,</b></p><p><b> ,,</b></p><p><b> ,,</b></p><p><b> 合成:</b></p><p><b> 五、參考文獻(xiàn)</b></p><p> 隋冬杰,謝
42、亞青.機(jī)械基礎(chǔ).上海:復(fù)旦大學(xué)出版社,2010</p><p> 【2】機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(上冊(cè)第二版) 葉偉昌主編. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001</p><p> 【3】機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 陳立德主編. 北京:高等教育出版社,2007</p><p> 【4】機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 王大康 盧頌峰主編. 北京:北京工業(yè)大學(xué)出版社,200
43、0</p><p> 【5】機(jī)械制圖 何銘新 錢(qián)可強(qiáng)主編. 北京:高等教育出版社,2004 </p><p> 【6】機(jī)械設(shè)計(jì)(第七版) 濮良貴 紀(jì)名剛主編. 北京: 高等教育出版社,2001</p><p> 【7】、吳宗澤,羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).3版.北京:高等教育出版社,1999</p><p> 【8】、李維新
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