機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計--24級機床變速箱設(shè)計

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文檔簡介

1、　　`機械制造裝備課程設(shè)計　　機械與電子工程系　　二○一四年十二月十九日　　目錄　　一、任務(wù)書······

2、83;································2　　二

3、、指導教師評閱表·······························3　　三、

4、設(shè)計內(nèi)容····································

5、·4　?。ㄒ唬?、設(shè)計要求······························&#

6、183;·················4　　1.1 已知條件·············

7、3;······························4　　1.2 功能·&#

8、183;····································

9、··········4　?。ǘ⒃O(shè)計意圖·····················&#

10、183;··························4　　（三）、設(shè)計步驟····

11、3;····································&#

12、183;······4　　3.1 運動設(shè)計························

13、3;···················4　　3.2 動力設(shè)計············

14、································9　　3.3

15、設(shè)計傳動帶····································

16、;······11　　3.4 齒輪傳動設(shè)計························

17、3;···············13　　3.5 軸的設(shè)計················

18、;····························27　?。ㄋ模?、箱體的設(shè)計···

19、;····································

20、83;······35　　4.1 機座的結(jié)構(gòu)························

21、83;·················35　　4.2 箱體的結(jié)構(gòu)·············

22、83;····························35　?。ㄎ澹櫥c密封··

23、83;····································&

24、#183;······37　　5.1 潤滑設(shè)計························&#

25、183;···················37　　5.2 潤滑油的選擇···········&

26、#183;····························37　　四、設(shè)計小結(jié)··

27、3;··································38

28、　　五、參考文獻··································

29、;···39　　機械制造裝備課程設(shè)計任務(wù)書　　層次：本科專業(yè)：11機械設(shè)計制造及其自動化本4 　　任務(wù)書審定日期年月日指導教師（簽字） 　　任務(wù)書下

30、達日期年月日學生（簽字） 　　蚌埠學院本科課程設(shè)計評閱表　　機械與電子工程系 2011級機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)（班級）：班　　三、設(shè)計內(nèi)容

31、　?。ㄒ唬┰O(shè)計要求　　1.1 已知條件　　機床變速箱級數(shù)Z=24，最高轉(zhuǎn)速1600,最低轉(zhuǎn)速20。　　1.2 功能　　普通車床在機械加工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?？?/p>

32、用來加工輪盤類、軸類、套筒類等絕大多數(shù)回轉(zhuǎn)體零件。普通車床還可以用來車削端面、鉆孔、車削螺紋、切槽和切斷、車削特型面、滾花和盤繞彈簧等。普通車床的加工范圍很廣但是由于其自動化程度較低，所以一般用只適用于較為簡單的、小批量的生產(chǎn)加工。　　（二）設(shè)計意圖　　通過對普通車床主軸床變速系統(tǒng)的設(shè)計，可以使我們更加深入了解我們在

33、課堂上所學的知識?？梢詫C械變速系統(tǒng)在整體上有個認識。使我們各方面的綜合能力得到有效的鍛煉。同時也使我們樹立了一個正確有效的設(shè)計思想，掌握了基本的設(shè)計方法，并具有一定的獨立設(shè)計能力，使我們工程意識和技術(shù)素質(zhì)得到顯著提高。　　（三）設(shè)計步驟　　3.1 運動設(shè)計

34、　　3.1.1 設(shè)計條件　　主軸最小轉(zhuǎn)速，最高轉(zhuǎn)速　　[1]轉(zhuǎn)速范圍　　[2]轉(zhuǎn)速級數(shù)：　　[3]確定公比：取標準系列。　　3.1.2

35、確定變速組數(shù)和變速組內(nèi)傳動副數(shù)　　根據(jù)文獻[6]查表2-5，取最低轉(zhuǎn)速為20r/min并每隔三個數(shù)取一個值可得主軸的24級轉(zhuǎn)速數(shù)列分別為20、25、31.5、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、900、1000、1120、1250、1320、1400、1600r/min。　　一般普通車

36、床都采用滑移齒輪變速機構(gòu)，在這些滑移齒輪變速機構(gòu)中，雙聯(lián)或三聯(lián)齒輪是使用頻率最高的，可以滿足多方面的要求。所以對于24級的傳動不同的傳動順序方案有：、、、四種方案。由設(shè)計要求可知在沒有特殊要求的情況之下，一般采用“前密后疏”的原則。所以應(yīng)該優(yōu)先采用的傳動順序方案。　　3.1.3 確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)　　根據(jù)已選用的傳動順序方案又可以得出若干種不同的擴大順序方案。在

37、沒有特殊要求的時候，變速組的擴大順序一般需要與傳動順序一致，因此可以采用傳動方案。其結(jié)構(gòu)網(wǎng)如圖3-1所示。檢驗最后擴大組的變速范圍：　　，滿足故在傳動組的極限變速范圍之內(nèi)，符合設(shè)計要求。　　圖3-1 結(jié)構(gòu)網(wǎng)　　3.1.4 選擇電動機轉(zhuǎn)速及型號<p

38、>　　由查文獻[5]查表14.1可知應(yīng)選取型號為Y132M—4的Y系列三相異步電動機，其參數(shù)如表3-1所示：　　表3-1 Y132M-4電動機性能　　3.1.5 分配總降速傳動比及擬定轉(zhuǎn)速圖　　總降速傳動比，電動機的滿載轉(zhuǎn)速不符合轉(zhuǎn)速數(shù)列標準，因此需要額外增加一個定比傳動副。<

39、;p>　　確定傳動軸軸數(shù)：傳動軸軸數(shù) = 變速組數(shù) + 定比傳動副數(shù)。這六根軸，除掉電動機軸，剩下的五根軸按傳動順序分別標記為Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸、Ⅳ軸、Ⅴ軸。Ⅰ軸與Ⅱ軸、Ⅱ軸與Ⅲ軸、Ⅲ軸與Ⅳ軸、Ⅳ軸與Ⅴ軸之間的傳動組分別設(shè)為a、b、c、d。分別確定Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸、Ⅳ軸的轉(zhuǎn)速：　?、俅_定Ⅳ軸的轉(zhuǎn)速　　傳動組d有兩

40、對傳動副，級比指數(shù)為12，變速范圍為，　　根據(jù)極限傳動比和的傳動要求，為了不使最小傳動比太小，可以采用升速的向右上方的升4格，降速的向右下方降8格。　?、诖_定Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速　　傳動組c有兩對傳動副，級比指數(shù)為6，Ⅲ軸的最低轉(zhuǎn)速可以為125r/min（），160（）200（)，25

41、0(），315()，400()，500()。為了避免升速，不使最小傳動比太小并滿足降速遞減原則，可?、筝S的最低轉(zhuǎn)速為315r/min。于是確定了Ⅲ-Ⅳ軸間兩對傳動副的連線。　?、鄞_定Ⅱ軸的轉(zhuǎn)速　　傳動組b有兩對傳動副，其級比指數(shù)為3，因此Ⅱ軸的最低轉(zhuǎn)速可以為315 r/min（），400（），500（）630（）。為

42、了避免升速，不使最小傳動比太小并滿足降速遞減原則，可?、蜉S的最低轉(zhuǎn)速為,630 r/min。于是確定了Ⅱ-Ⅲ軸間兩對傳動副的連線，Ⅱ軸的三級轉(zhuǎn)速分別為800 r/min,1000 r/min,1250 r/min。　?、艽_定Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速　　傳動組a有三對傳動副，級比指數(shù)為1，根據(jù)極限傳動比和的傳動要求Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速可以為剩

43、下的級數(shù)的轉(zhuǎn)速。同樣的為了避免升速，且不使最小傳動比太小并滿足降速遞減原則，故確定Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速為1250 r/min，于是確定了基本組a的三對傳動副的連線。　　電動機軸與I軸之間可采用帶傳動，其傳動比。　　作平行線及連接線段，最終作出傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖即圖3-2。　　圖3-2 轉(zhuǎn)速圖</b&g

44、t;　　3.1.6 確定各傳動組傳動副齒數(shù)　?、賯鲃咏Ma:　　，，　　時：……70、72、75、78、80、81、83……　　時：……70、72、73、

45、75、77、78、80、82、83、85、86……　　時：……70、72、73、75、77、79、80、82、84、85、87……　　以上三行可挑選出70,72,75,80，但根據(jù)及三聯(lián)滑移齒輪中的最大和次大齒數(shù)差等條件，最終取80，從而查得各齒輪副中的小齒輪齒數(shù)分別為：28、32、33。　　于

46、是，，。　　其中，故滿足要求。　?、趥鲃咏Mb:　　，，查表有　　時：……70、72、74、76、78、80、82、84、86、88……<p

47、>　　時：……70、72、73、75、77、79、80、82、84、85、87……　　可取82，從而查得各齒輪副中的小齒輪齒數(shù)分別為： 41、34。　　于是，。　?、蹅鲃咏Mc:<b

48、>　　，　　時：……70、72、74、75、77、79、81、82、83、84、86、88……　　時：……70、72、73、75、77、78、80、82、83、85、86……　　可取86，從而查得各齒輪副中的小齒輪齒數(shù)分別為：38、33。<

49、b>　　于是，，。　　④傳動組d:　　，　　時：……70、72、73、75、77、78、80、82、83、85、86……　　時：…… 70、71、73、74、77、7

50、8、80、81、84、85、87……　　可取85，查得各齒輪副中的小齒輪齒數(shù)分別為：33、25。　　于是，，。　　3.1.7 確定傳動系統(tǒng)簡圖　　根據(jù)設(shè)計出來的參數(shù)可以得到傳動系統(tǒng)簡圖,如圖3-3所示。&l

51、t;p>　　圖3-3 傳動系統(tǒng)簡圖　　3.2 動力設(shè)計　　3.2.1 確定主軸計算轉(zhuǎn)速　　由轉(zhuǎn)速圖可知：主軸的計算轉(zhuǎn)速是主軸第一個三分之一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的最高一級轉(zhuǎn)速，從而我們可以得到 r/min。　　3.2.2 確定每根軸的計算轉(zhuǎn)

52、速　　從轉(zhuǎn)速圖可知，、 r/min 、 r/min、 r/min。　　3.2.3 確定每個齒輪的計算轉(zhuǎn)速　　表3-2 各齒輪副的計算轉(zhuǎn)速　　3.2.4 工作機的傳動效率　　從電動機到工作機間的總效率為

53、　　由文獻[5]查表9-1，有（齒輪8級精度）　　于是 　　于是工作機輸出的功率 　　3.2.5 計算各軸的輸入功率　　3.2.6計算各軸的輸入轉(zhuǎn)矩　　電動機的輸入轉(zhuǎn)矩

54、　　軸I 　　軸II 　　軸III 　　軸IV 　　軸V </b

55、>　　3.3 設(shè)計傳動帶　　電動機轉(zhuǎn)速,額定功率,電動機主軸與軸I的傳動比，采用兩班制，一班8小時，一天運轉(zhuǎn)16小時，工作年數(shù)為10年。　　[1]確定計算功率　　由文獻[1]查表8-7，取

56、，則　　[2]選取普通V帶傳動并確定其帶型　　根據(jù)小帶輪的轉(zhuǎn)速和計算功率 ,應(yīng)選A型帶。　　[3]確定帶輪基準直徑和驗算帶速　　由文獻[1]查表8-6及表8-8取小帶輪基準直徑　　則大帶輪基準直徑</b&g

57、t;　　符合V帶輪的基準直徑系列。　　驗算帶速 　　因，故帶速合適。　　[4]確定V帶的中心距和基準長度　　即&

58、lt;/p>　　初選中心距為=400mm　　所需帶基準長度　　由文獻[1]查表8-2，取相近的帶的基準長度　　帶傳動實際中心距　　中心距變化范圍為&l

59、t;/b>　　[5]驗算小帶輪的包角：一般小帶輪的包角不應(yīng)小于。　　，　　故合適。　　[6]確定帶的根數(shù)Z　　計算單根V帶的額定功率</p&g

60、t;　　由文獻[1]查表8-4a，得查表8-4b,得　　由文獻[1]查表8-5，得查表8-2，得　　于是　　V帶的根數(shù) 故取3根帶。　　[7]計算單根V帶的初拉力的最小值<p&

61、gt;　　查表得，　　故應(yīng)使帶實際初拉力的最小值　　[8]計算作用在軸上的壓軸力　　壓軸力的最小值　　[9]V帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計　　V帶輪的結(jié)構(gòu)如下圖3-4

62、所示，其基本數(shù)據(jù)如下：　　圖3-4 V帶輪結(jié)構(gòu)圖　　3.4 齒輪傳動設(shè)計　　3.4.1 基本組設(shè)計　　軸Ⅰ的輸入功率，計算轉(zhuǎn)速 r/min ,轉(zhuǎn)矩，最大傳動比，轉(zhuǎn)速不高，兩班制，工作期限規(guī)定為10年，除去節(jié)假日每年按300天計算。

63、;　　一、材料、熱處理及精度等級　　由于轉(zhuǎn)速不是太高，所以大、小齒輪的材料均選用45號鋼，并且進行調(diào)制處理。小齒輪的齒面硬度為260HBS，大齒輪的齒面硬度為220HBS，硬質(zhì)差為40HBS，在規(guī)定的30～50 HBS范圍內(nèi)，符合要求。　　因載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，初選8級精度　　二、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計齒輪&

64、lt;/p>　　1)取載荷系數(shù)　　2)由文獻[1]查表10-7，選取齒寬系數(shù)　　　3)由文獻[1]查表10-6，　　由文獻[1]查表圖10-21d查得， 　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù)， <

65、/b>　　從圖10-19查得 　　查表可安全系數(shù)，確定接觸疲勞許用應(yīng)力：　　4) 求小齒輪的分度圓直徑，代入的最小值　　5) 計算齒輪最大圓周速度：　　因為，所以所取的8級精度符合設(shè)計要求。<

66、;p>　　三、確定齒輪的主要參數(shù)　　第一對齒輪(齒數(shù))的參數(shù)計算　　1) 模數(shù):　　按標準取模數(shù)　　2) 分度圓直徑：<p

67、>　　3) 中心距: 　　4) 齒輪寬度：　　，　　經(jīng)處理后取 　　四、按齒根彎曲疲勞強度校核

68、;　　確定公式中各參數(shù)值　　查文獻表10-8可得動載荷系數(shù)，對于直齒輪來說　　查文獻[1]表10-2可得使用系數(shù)　　查文獻[1]表10-4，用插值法得　　故載荷系數(shù)　<

69、/p>　　由文獻[1]查圖10-20c，得小大齒輪的彎曲強度極限　　由文獻[1]查圖10-18，取彎曲疲勞壽命系數(shù) 　　取彎曲疲勞安全系數(shù)　　則　　由文獻[1]

70、查表10-5，齒形系數(shù)　　應(yīng)力校正系數(shù)　　故齒輪校核合格。　　3.4.2 第一擴大組設(shè)計　　軸II的輸入功率，計算轉(zhuǎn)速 r/min ,轉(zhuǎn)矩，最大傳動比，轉(zhuǎn)速不高，兩班制，工作期限規(guī)定為10年，除去

71、節(jié)假日每年按300天計算。　　一、材料、熱處理及精度等級　　由于轉(zhuǎn)速不是太高，所以大、小齒輪的材料均選用45號鋼，并且進行調(diào)制處理。小齒輪的齒面硬度為260HBS，大齒輪的齒面硬度為220HBS，硬質(zhì)差為40HBS，在規(guī)定的30～50 HBS范圍內(nèi)，符合要求。　　因載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，初選8級精度。</

72、p>　　二、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計齒輪　　1)取載荷系數(shù)　　2)由文獻[1]查表10-7，選取齒寬系數(shù)　　　3)由文獻[1]查表10-6，　　由文獻[1]查圖10-21d，查得

73、　　計算齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 　　查文獻[1]圖10-19可得，　　可安全系數(shù)，計算接觸疲勞許用應(yīng)力　　4) 求小齒輪的分度圓直徑，代入的最小值　　5) 求齒輪的最大圓周速度：　　因為，所以取8級精度符合設(shè)計要

74、求。　　三、確定主要參數(shù)　　第一對齒輪(齒數(shù))的參數(shù)計算　　1) 模數(shù):　　按標準取模數(shù)　　2)

75、分度圓直徑：　　3) 中心距: 　　4) 齒輪寬度：　　，　　經(jīng)處理后取

76、　　第二對齒輪(齒數(shù))的主要幾何尺寸　　1) 分度圓直徑：　　2) 中心距： 　　3) 齒輪寬度：　　，

77、;　　經(jīng)處理后取 　　第三對齒輪（齒數(shù)）的主要幾何尺寸　　1)分度圓直徑：　　中心距： 　　3)

78、齒輪寬度：　　，　　經(jīng)處理后取 　　四、按齒根彎曲疲勞強度校核　　確定公式中各參數(shù)值　　查文獻[

79、1]圖10-8可得動載荷系數(shù)，而對于直齒輪來說　　查文獻[1]表10-2可得使用系數(shù)　　查文獻[1]表10-4，用插值法可得　　故載荷系數(shù)　　　由文獻[1]查圖10-20c，得小大齒輪的彎曲強度極限<p&

80、gt;　　由文獻[1]查圖10-18，取彎曲疲勞壽命系數(shù) 　　取彎曲疲勞安全系數(shù)　　則　　由文獻[1]查表10-5，齒形系數(shù)　　應(yīng)力校正系數(shù)</

81、p>　　故齒輪校核合格。　　3.4.3 第二擴大組設(shè)計　　軸III的輸入功率，計算轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)矩，最大傳動比，轉(zhuǎn)速不高，兩班制，工作期限規(guī)定為10年，除去節(jié)假日每年按300天計算。　　一、材料、熱處理及精度等級

82、　　由于轉(zhuǎn)速不是太高，所以大、小齒輪的材料均選用45號鋼，并且進行調(diào)制處理。小齒輪的齒面硬度為260HBS，大齒輪的齒面硬度為220HBS，硬質(zhì)差為40HBS，在規(guī)定的30～50 HBS范圍內(nèi)，符合要求。　　因載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，初選8級精度。　　二、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計齒輪　　1)取載荷

83、系數(shù)　　2)由文獻[1]查表10-7，選取齒寬系數(shù)　　　3)由文獻[1]查表10-6，　　由文獻[1]查圖10-21d，查得， 　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 　　查文獻[1]圖10

84、-19可得 　　可以取安全系數(shù)，計算接觸疲勞許用應(yīng)力：　　4) 求小齒輪的分度圓直徑，代入的最小值　　5) 計算齒輪最大的圓周速度：　　因為，所以取8級精度符合設(shè)計要求。　　三、確定主要參數(shù)

85、;　　第一對齒輪(齒數(shù))的參數(shù)計算　　1) 模數(shù)：　　按標準系列取模數(shù)m=3mm　　2) 分度圓直徑：　　3) 中心距： </b

86、>　　4) 齒輪寬度：　　經(jīng)處理后取 　　第二對齒輪(齒數(shù))的主要幾何尺寸　　1) 分度圓直徑：<b&g

87、t;　　2) 中心距： 　　3) 齒輪寬度：　　，　　經(jīng)處理后取 　　四、按齒根彎曲疲勞強度校核

88、;　　確定公式中各參數(shù)值　　查文獻[1]圖10-8可得動載荷系數(shù)，而對于對于直齒輪來說　　查文獻[1]表10-2可得使用系數(shù)　　查文獻[1]表10-4，用插值法可得　　故載荷系數(shù)　</p&g

89、t;　　由文獻[1]查圖10-20c，查得小大齒輪的彎曲強度極限　　由文獻[1]查圖10-18，取彎曲疲勞壽命系數(shù) 　　取彎曲疲勞安全系數(shù)　　則　　由文獻[1]查表

90、10-5，齒形系數(shù)　　應(yīng)力校正系數(shù)　　故齒輪校核合格。　　3.4.4 第三擴大組設(shè)計　　軸IV的輸入功率，計算轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)矩，最大傳動比，轉(zhuǎn)速不高，兩班制，工作期限規(guī)定為10年，除去節(jié)假日每年按300

91、天計算。　　一、材料、熱處理及精度等級　　由于轉(zhuǎn)速不是太高，所以大、小齒輪的材料均選用45號鋼，并且進行調(diào)制處理。小齒輪的齒面硬度為260HBS，大齒輪的齒面硬度為220HBS，硬質(zhì)差為40HBS，在規(guī)定的30～50 HBS范圍內(nèi)，符合要求。　　因載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，初選8級精度。&l

92、t;p>　　二、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計齒輪　　1)取載荷系數(shù)　　2)由文獻[1]查表10-7，選取齒寬系數(shù)　　　3)由文獻[1]查表10-6，　　由文獻[1]查圖10-21d，查得，

93、　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 　　查文獻[1]圖10-19，可以得到查 　　可以取安全系數(shù)，計算接觸疲勞許用應(yīng)力：　　4) 計算小齒輪的分度圓直徑，代入的最小值　　5) 計算齒輪的最大圓周速度：　　因

94、為，所以取8級精度符合設(shè)計要求。　　三、確定主要參數(shù)　　第一對齒輪(齒數(shù))的參數(shù)計算　　1) 模數(shù)： 　　按標準系列取模數(shù)<p&

95、gt;　　2) 分度圓直徑：　　3) 中心距： 　　4) 齒輪寬度：　　，　　經(jīng)處理后取 </b

96、>　　第二對齒輪(齒數(shù))的主要幾何尺寸　　1) 分度圓直徑：　　2) 中心距： 　　3) 齒輪寬度：<b

97、>　　，　　經(jīng)處理后取 , 　　四、按齒根彎曲疲勞強度校核　　確定公式中各參數(shù)值　　查文獻[1]圖10-8可得動載荷系數(shù)，而對于直齒輪來說<

98、p>　　查文獻[1]表10-2可得使用系數(shù)　　查文獻[1]表10-4，用插值法可得　　故載荷系數(shù)　　　由由文獻[1]查圖10-20c，查得小大齒輪的彎曲強度極限　　由文獻[1]查圖10-18，取彎曲疲勞壽命系數(shù) <

99、/p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)　　則　　由文獻[1]查表10-5，齒形系數(shù)　　應(yīng)力校正系數(shù)　　故齒輪校核合格。&l

100、t;/b>　　3.4.5 第四擴大組齒輪設(shè)計　　軸V的輸入功率，計算轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)矩，最大傳動比，轉(zhuǎn)速不高，兩班制，工作期限規(guī)定為10年，除去節(jié)假日每年按300天計算。　　一、材料、熱處理及精度等級　　由于轉(zhuǎn)速不是太高，所以大、小齒輪的材料均選用45號鋼，并且進行調(diào)制處理

101、。小齒輪的齒面硬度為260HBS，大齒輪的齒面硬度為220HBS，硬質(zhì)差為40HBS，在規(guī)定的30～50 HBS范圍內(nèi)，符合要求。　　因載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，初選8級精度。　　二、按齒面接觸疲勞強度設(shè)計齒輪　　1)取載荷系數(shù)　　2)

102、由文獻[1]查表10-7，選取齒寬系數(shù)　　　3)由文獻[1]查表10-6，　　由文獻[1]查圖10-21d，查得， 　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 　　查文獻[1]圖10-19可以得到 　　可以取安

103、全系數(shù)，計算齒輪的接觸疲勞許用應(yīng)力：　　4) 計算小齒輪的分度圓直徑，代入的最小值　　5) 計算齒輪的最大圓周速度：　　因為，所以取8級精度符合設(shè)計要求。　　三、確定主要參數(shù)　　第一對齒輪(齒

104、數(shù))的參數(shù)計算　　1) 模數(shù)： 　　按標準系列取模數(shù)　　2) 分度圓直徑：　　3) 中心距： &

105、lt;p>　　4) 齒輪寬度：　　，　　經(jīng)處理后取 　　第二對齒輪(齒數(shù))的主要幾何尺寸　　1) 分度圓直徑：&l

106、t;/p>　　2) 中心距： 　　3) 齒輪寬度：　　，　　經(jīng)處理后取 , 　　四、按齒根彎

107、曲疲勞強度校核　　確定公式中各參數(shù)值　　查文獻[1]查圖10-8就可以得到動載荷系數(shù)，而對于直齒輪來說　　查文獻[1]表10-2可以得到使用系數(shù)　　查文獻[1]表10-4，用插值法可以得到&l

108、t;b>　　故載荷系數(shù)　　　由由文獻[1]查圖10-20c，查得小大齒輪的彎曲強度極限　　由文獻[1]查圖10-18，取彎曲疲勞壽命系數(shù) 　　取彎曲疲勞安全系數(shù)　　則</b&g

109、t;　　由文獻[1]查表10-5，齒形系數(shù)　　應(yīng)力校正系數(shù)　　所以主軸上的齒輪強度符合設(shè)計要求。　　3.5 軸的設(shè)計　　3.5.1 軸Ⅰ的設(shè)計</p

110、>　　1) 選擇軸的材料及熱處理　　查文獻[1]表15-1可以得到：軸Ⅰ選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度217~255HBS，　　2) 按扭矩的大小初步確定軸徑　　查文獻[1]表15-3，可以取，則　　考慮到軸上有鍵槽和軸承，所以軸頸需要加大15%

111、：　　最后取　　3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計　　圖3-6 Ⅰ軸結(jié)構(gòu)圖　　4) 確定軸各段直徑和長度　?、穸沃睆?(離合器右段及花鍵和套筒的總長)

112、　?、蚨沃睆剑ㄟx擇軸承內(nèi)徑，選用圓錐滾子軸承30205，寬度15mm，外徑52mm.）（軸承寬及套的筒長）　?、蠖沃睆剑ò惭b齒輪段及變速時齒輪的滑移的距離的范圍）　?、舳沃睆剑ㄟx擇軸承內(nèi)徑，可以選用圓錐滾子軸承30205，他的寬度為15mm，外徑52mm.）（軸承寬及套筒長）

113、;　　所以總長　　5) 軸的強度校核　　已知小齒輪.圓周力為，徑向力為　　在危險截面上的內(nèi)力矩　　平面內(nèi)彎矩：　　平

114、面內(nèi)彎矩：　　總的合成彎矩：　　取，由強度理論得危險截面處的計算應(yīng)力：　　因此該軸強度足夠。　　3.5.2 軸II的設(shè)計計算　　1)

115、選擇軸的材料及熱處理　　由文獻[1]查表15-1，軸II選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度217~255HBS，　　2) 按扭矩初算軸徑　　由文獻[1]查表15-3，取，則　　考慮有鍵槽和軸承，軸頸加大9%：　　所以取

116、　　3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計　　圖3-7 Ⅱ軸結(jié)構(gòu)圖　　4) 確定軸各段直徑和長度　?、穸沃睆剑ㄟx擇左端軸承內(nèi)徑,選用圓錐滾子軸承30205，寬度15mm，外徑52mm.）（軸承內(nèi)徑及套筒長）&l

117、t;p>　?、蚨屋S肩高 ,考慮到要用花鍵連接，選鍵的型號為，所以直徑，（第一傳動組、第二傳動組滑移齒輪安裝，中間軸承寬度，選中間軸承為N307E，寬21mm，外徑80mm，且考慮箱體鑄造時的方便）　?、蠖沃睆剑ㄟx擇右端軸承內(nèi)徑，選用圓錐滾子軸承30205，寬度15mm，外徑52mm.）（軸承內(nèi)徑及套筒長）　　所以總長。</b

118、>　　5) 軸的強度校核　　已知小齒輪，圓周力為，徑向力為,在危險截面上的內(nèi)力矩　　平面內(nèi)彎矩：　　平面內(nèi)彎矩：

119、;　　總的合成彎矩：　　取，由強度理論得危險截面處的計算應(yīng)力：　　因此該軸強度足夠。　　3.5.3 軸III的設(shè)計　　1) 選擇軸的材料及熱處理　　由文獻

120、[1]查表15-1，得軸III選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度217~255HBS，　　2) 按扭矩大小初步確定軸徑　　由文獻[1]查表15-3，取，則　　考慮有鍵槽和軸承，軸頸加大10%：　　所以取。<p&

121、gt;　　3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計　　圖3-8 Ⅲ軸結(jié)構(gòu)圖　　4）確定軸各段直徑和長度　?、穸沃睆剑ㄟx擇左端軸承內(nèi)徑,選用圓錐滾子軸承30206，寬度16mm，外徑62mm.）（軸承內(nèi)徑及套筒長）　?、蚨屋S肩高,考慮到要用鍵連接，所以直徑&

122、lt;/p>　?、蠖沃睆剑ㄟx擇右端軸承內(nèi)徑，選用圓錐滾子軸承30206，寬度16mm，外徑62mm.）（軸承內(nèi)徑及套筒長）　　所以總長。　　5) 軸的強度校核　　已知小齒輪，圓周力為，徑向力為

123、;　　在危險截面上的內(nèi)力矩　　XOZ平面內(nèi)彎矩　　XOY平面內(nèi)彎矩　　合成彎矩　　取，由強度理論得危險截面處的計算應(yīng)力：。</p&

124、gt;　　因此該軸強度足夠。　　3.5.4 軸IV的設(shè)計　　1) 選擇軸的材料及熱處理　　由文獻[1]查表15-1，得軸III選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度217~255HBS，　　2) 按扭矩初步確定軸徑<

125、/p>　　由文獻[1]查表15-3，取，則　　考慮有鍵槽和軸承，軸頸加大10%：　　所以取　　3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計　　圖3-8 IV軸結(jié)構(gòu)圖<

126、;p>　　4）確定軸各段直徑和長度　?、穸沃睆剑ㄟx擇左端軸承內(nèi)徑,選用圓錐滾子軸承30206，寬度16mm，外徑62mm.）（軸承內(nèi)徑及套筒長）　?、蚨屋S肩高,考慮到要用鍵連所以直徑　?、蠖沃睆剑ㄟx擇右端軸承內(nèi)徑，選用圓錐滾子軸承30206，寬度16mm，外徑62mm.）（軸承內(nèi)徑及套筒長）</p&g

127、t;　　所以總長。　　5) 軸的強度校核　　已知小齒輪，圓周力為，徑向力為　　在危險截面上的內(nèi)力矩　　XOZ平面內(nèi)彎矩：</p&g

128、t;　　XOY平面內(nèi)彎矩：　　總的合成彎矩：　　取，由強度理論得危險截面處的計算應(yīng)力：　　因此該軸強度足夠。　　3.5.5 主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計

129、　　1) 選擇軸的材料及熱處理　　由于主軸承受的扭矩較大并且是空心軸，由文獻[1]查表15-1，主軸選用35SiMn調(diào)質(zhì)處理，硬度229~286HBS，　　2) 按扭矩初算軸徑　　由文獻[1]查表15-3，取，則　　考慮到主軸上有

130、鍵槽和軸承，主軸為空心軸，故軸頸應(yīng)加大70%：，再考慮到主軸空心軸的內(nèi)徑　　所以取　　3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計　　圖3-9 主軸結(jié)構(gòu)圖　　確定軸各段直徑和長度&

131、lt;b>　?、穸沃睆?lt;/b>　?、蚨沃睆?，（考慮到密封和端蓋）　?、蠖沃睆剑ㄝS承的安裝，選圓柱滾子軸承N213E，寬度23mm，內(nèi)徑65mm ,外徑120mm）　　Ⅳ段（考慮變速時齒輪的滑移及箱體鑄造時的方便）　?、醵危ㄟx擇主軸右端軸承，選軸承N216

132、E，寬26mm，內(nèi)徑80，外徑140mm）　?、龆沃睆剑紤]端蓋的安裝，擋油環(huán)安裝螺紋的加工）　?、鞫沃睆剑ㄓ糜诎惭b卡盤等機構(gòu)）　　VIII段工藝椎體，錐度為　　所以軸的總長

133、　　4）驗算軸的強度　　已知齒輪，圓周力為，徑向力為　　其中在危險截面上的內(nèi)力矩　　平面內(nèi)彎矩：　　平面內(nèi)彎矩：

134、總的合成彎矩：　　取，由強度理論得危險截面處的計算應(yīng)力：其中，因此主軸的強度足夠。　?。ㄋ模┫潴w的設(shè)計　　4.1 機座的結(jié)構(gòu)　　機座的形式很多，分類方法也各部相同。但就其一般的

135、構(gòu)造形式而言，可分為四類：臥式機座、立式機座、門式機座和環(huán)式機座。對于普通車床而言，以臥式和立式居多。　　4.2 箱體的機構(gòu)　　4.2.1 箱體的材料　　對于普通車床，箱體結(jié)構(gòu)通常采用鑄造。箱體的材料常常即要求便于施工，又價格低廉，所以通常采用球墨鑄鐵、普通灰鑄鐵以及變性灰鑄

136、鐵等；對于那些要求強度高、剛度大的機械，箱體的材料通常采用鑄鋼；對于那些減小質(zhì)量具有很大意義的機械（如運行式機器），采用鋁合金等輕金屬。　　4.2.2 箱體的設(shè)計　　（一）箱體的設(shè)計概要　　剛度是箱體類零件工作能力的最主要指標，其次是強度和抗振性能。此外，對于具體的機械，還應(yīng)該符合特殊要求，并力求具有良好的工藝

137、性。如圖4-1為主軸箱展開圖。　　箱體的結(jié)構(gòu)及尺寸取決于內(nèi)外部零部件的形狀和尺寸。由以上設(shè)計出的各幾何尺寸（齒頂圓直徑、齒寬以及各軸間的中心距等）確定箱體的機構(gòu)和尺寸大?。ū?-1為箱體的尺寸）。　　鑄造工藝要求　　箱體應(yīng)具有良好的鑄造工藝性，鑄件冷卻時不應(yīng)產(chǎn)生縮孔和裂紋。&

138、lt;/p>　?。ㄈ?加工工藝對結(jié)構(gòu)的要求　　由于聲場和加工方法不盡相同，對零件的結(jié)構(gòu)也有不同的要求，因此要特別注意加工工藝對結(jié)構(gòu)的要求。　?。ㄋ模?裝配工藝對結(jié)構(gòu)的要求　　為了縮短裝配時間，提高工作效率，必須對裝配工藝有較高要求。　　圖4-

139、1 主軸箱展開圖 　　表4-1 箱體的尺寸　?。ㄎ澹櫥c密封　　5.1 潤滑設(shè)計　　普通機床主軸變速箱多用潤滑油進行潤滑，而且多為閉式齒輪傳動，有密閉的箱體，齒輪工作環(huán)節(jié)較為清潔。采用潤滑油進

140、行潤滑時應(yīng)該保證回油路的暢通，進油方向一定要注意到角接觸軸承的泵油效應(yīng)，即潤滑油必須從小端進大端出。為了方便潤滑，箱體上的回油孔的直徑應(yīng)盡可能的大些。箱體上需要放置油標，以便及時檢查潤滑系統(tǒng)工作情況。應(yīng)在箱體適當位置上設(shè)置放油孔，放油孔應(yīng)低于油池底面，以便放凈油，為了便于接油最好在放油孔處接長管。　　5.2 潤滑油的選擇　　潤滑油的選擇與軸承的類型、尺寸

141、、以及齒輪的工作條件有關(guān)，速度高選粘度低的，反之選粘度高的。由于我們的主軸轉(zhuǎn)速較低可以選擇粘度高一點的。　　四、設(shè)計小結(jié)　　經(jīng)過兩周的奮戰(zhàn)我的課程設(shè)計終于完成了。通過這次課程設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次課程設(shè)計，我才明

142、白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。而且也使我們的同學關(guān)系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。 　　總之，不管學會的還是學不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應(yīng)

143、用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。 　　最后還要非常感謝我們的指導老師**對我們悉心的指導，感謝**給我們的幫助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大,為即將到來的畢業(yè)設(shè)計打下一個好的基礎(chǔ)。&l

144、t;p>　　五、參考文獻　　[1] 濮良貴,紀名剛.機械設(shè)計[M].高等教育出版社,2010.　　[2] 工程學院機械制造教研室.金屬切削機床指導書[M]. 2010. 　　[3] 周開勤.機械零件手冊[G].第五版.高等教育出版社,2001.

145、　　[4] 《機床設(shè)計手冊》編寫組.機床設(shè)計手冊[G].北京:機械工業(yè)出版社,1980. 　　[5] 宋寶玉.機械設(shè)計課程設(shè)計指導書[M].高等教育出版社,2006. 　　[6] 周堃敏.機械系統(tǒng)設(shè)計[M].高等教育出版社,2009. 　　[7] 楊汝清.現(xiàn)代機械設(shè)計[M].上海科科學技術(shù)文獻出

146、版社,2000.　　[8] 黃天鉻, 鄧先禮, 梁錫昌.機械系統(tǒng)學[M].重慶出版社,1997.　　[9] 劉鴻文.材料力學[M].高等教育出版社,2004. 　　[10] 劉孝民.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].華南理工大學出版社,2006.　　[11] 東北工學院編寫組.機械零件

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機械制造裝備設(shè)計課程設(shè)計--24級機床變速箱設(shè)計

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