课程设计（论文）MB106A进给系统有级变速装置设计.doc

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1、中华人民共和国教育部课程设计设计题目：MB106A进给系统有级变速装置设计 学生：指导教师：学院：机电工程学院专业：机械设计 课程设计任务书设计题目MB106A进给系统有级变速装置设计 指导教师教授专业机械设计学生2015年8月题目名称：MB106A进给系统有级变速装置设计任务内容（包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求）一、设计的题目将MB106A进给系统中的无级变速装置改为八级有级变速装置，并进行系统的设计与计算。二、设计原始数据加工木料最大宽度 600mm加工木料最大厚度 200mm最小刨削长度 290mm最大刨削厚度 5mm刀头切削圆直径 128mm刀轴转速 6000r/m

2、in刀片数 4片进料辊筒直径 90mm进料速度 732m/min主电机功率 5.5kw加工材种软、硬杂木木材含水率 10%15%三、课程设计的工作量（1）编写设计计算说明书a.机床用途说明b.运动计算拟定结构图，转速图和传动系统图 c.动力计算通过计算，决定进给电机功率和主要零件的尺寸和材料d.设计方案的分析比较（2）设计图纸a.用计算机绘制A0整体装配图一张，A0箱体图一张，A4传动系统图一张b.手工绘制A3花键轴或双联滑移齿轮一张专业负责人意见签名：年月日目录1总体设计11.1 选择传动方案11.2 进给电机的选择11.3 传动原理52 传动件的选择及计算72.1 V带的设计72.2 传动

3、轴计算92.3 齿轮模数的确定102.4 滑移齿轮的尺寸112.5 齿轮的校核132.6 轴承的选择152.7 轴的校核152.8 轴承校核192.9 链轮的设计202.10 键的选择213 操纵机构方案设计224 箱体设计.235 变速箱的润滑与密封246课程设计感想.25参考文献1 总体设计1.1选择传动方案应根据机床的使用要求和结构性能综合考虑，参考同类型机床，合理选择传动方案并加以论证，初步拟出传动系统示意图。（1）选择传动布局选择分离传动式（2）选择变速方式变速方式分为无级和有级变速，本课程设计要求选用有级变速方式，变速装置选用滑移齿轮变速机构。故选择布局方式如图1-1图1-1 分离

4、传动式布局1.2进给电机的选择根据工作要求运用木材切削原理有关知识进行进给电动机型号选择如下：进给速度u=732m/min进料滚筒直径 90mm变速范围八级有级变速器Z=8公比，取标准值=1.26根据机械手册知各级转速如下：，动力设计：进给功率（1）被加工材料为软木（以松木为例）式中其中，当切削厚度e0.1mm时为薄切削，e0.1mm时为厚切削由最大切削厚度为5mm知其为薄切削与厚切削均要满足。厚切削时， 摩擦系数0,250.3 取0.3摩擦角取为不同含水率条件下的修正系数，木材含水率为10%15%，取1.05修正系数，切削刃的变钝程度用工作时数T 表示取由刀轴转速6000r/min，刀轴直径

5、128mm知：切削速度压刨刨削为纵端向切削，G=1.25选得切削松木纵向端向由刨削厚度知齿距，因进给速度，主运动速度，所以故每齿进给量刨削宽度b取600mm（原始数据） 薄切削时由最大刨削厚度0.1知可得可知，薄切削远小于厚切削时的切削力，可不予考虑又有其中：（2）被加工材料为硬木（以栎木为例）取3mm， u取15m/min 取0.70由软木，硬木知选择电动机时选用软木的切削力 =N采用YEJ系列电磁制动三相异步电动机YEJ100L-6.电机参数：额定转速n=940r/min,额定功率。 1.3 传动原理 最小转速: 最大转速：变速范围：八级有级变速器Z=8公比，查表取标准值=1.26选取转速

6、：（1）传动组和传动副数的确定：可能的传动方案有，由降速“前慢后快”，级数排列“前多后少”，转速分布“前密后疏”，转速变换“升早降晚”， （2）结构网和方案的选择：选择结构式为：结构网如图1-2 图1-2 结构网在降速传动时，为防止被动齿轮直径过大而使径向尺寸过大，常常限制最小传动比，最大传动比。故主传动链任一传动组的最大变速范围一般为（3）拟定转速图： 最大降速比图1-3 转速图因实际进给速度较低，避免带轮径向尺寸过大，故采用定比-变比-定比模式传动，第一级由带传动实现，变比传动采用滑移齿轮，最后一级由于工况复杂，工作环境恶劣，由链传动实现。链传动传动组b：传动组a：带传动确定齿轮齿数根据转

7、速分布图进行计算各传动副齿轮的齿数A组传动副齿轮齿数的选择，机械手册查表得 表1-1各传动副齿轮齿数选择传动组传动比小齿轮齿数大齿轮齿数A组963858963264962670962274B组904050902268传动原理图如图1-4：图1-4 传动原理图2 传动件的选择及计算2.1 V带的设计普通V带传动计算（1）功率的确定与带型的选择计算功率，根据机械手册确定为A型带（2）选取基准直径及实际传动比由机械手册，、分别为主、从动轮转速，滑动率，取主动轮基准直径，则从动轮直径取实际传动比理论传动比传动比相对误差，故允许。（1） 验算带速因摩擦型带传动带速在525 m/s范围内，所以带速符合。（

8、3）确定中心距a和带的基准长度：初选中心距即初步选取中心距，带长由机械手册：取标准带长得实际中心距小于700mm,中心距满足要求。中心距调整范围：验算小带轮包角包角合格。（4）确定V带的根数Z由机械手册知取Z=2根。（5）带轮结构设计由机械手册得，带轮宽度其它结构尺寸的确定参见机械零件设计手册。2.2 传动轴计算直齿轮传动效率为0.99，轴承传动效率为0.98，V带传动效率为0.96（1）各轴的传递功率,据转矩公式计算各轴功率（2）初估轴径 轴的材料均采用45钢调质处理，由手册查得，C=120，式中，C 由材料和承载情况确定的系数一般情况下，开一个键槽，轴径应增大5%；花键轴将估算的d值减7%

9、作为其小径。由已知数据，求得各轴轴径分别为：由于所求d应该为受扭部分的最细处，即装带轮处的轴径该有一个键槽，故轴径应该增大5%。则： 取由于花键轴减少7%则取由于花键轴减少7%则取2轴即花键轴的选用规格为中系列6x 26mm x 30mm x 6mm2.3 齿轮模数的确定由公式（1）传动组a，K =1齿轮材料为40Cr，调质处理，齿面硬度(241286)HBW，取260HBW，7级精度查机械手册得，则综上计算取（2）传动组b类同传动组a：, 综上计算取2.4 滑移齿轮的尺寸（1）双联齿轮1：总长其中，齿轮宽度插齿刀退刀槽宽度换位用拨叉槽的宽度取拨叉槽边到齿轮端面的距离拨叉槽深度轮毂直径根据花键

10、轴根径，取得（2）双联齿轮2：总长度其中，齿轮宽度插齿刀退刀槽宽度换位用拨叉槽的宽度，取拨叉槽边到齿轮端面的距离拨叉槽深度轮毂直径根据花键轴根径，取得（3）双联齿轮3：总长度其中，齿轮宽度，插齿刀退刀槽宽度换位用拨叉槽的宽度，取拨叉槽边到齿轮端面的距离拨叉槽深度轮毂直径根据花键轴根径，取得2.5 齿轮的校核（校核高速级齿数为26/70的一对）（1）齿轮材料为40Cr，调质处理，齿面硬度260HBW，7级精度大齿轮材料为45钢齿面硬度为230HBW公式确定公式中各参数已知由机械手册得由于工作平稳，取齿轮非对称布置，取，取，则又代入公式：确定许用应力：查机械手册得，取，则：，式中，失效概率为1%的

11、齿轮接触疲劳极限接触疲劳强度计算寿命系数接触疲劳强度安全系数许用接触应力故齿面接触疲劳强度满足条件。根据公式：，由手册得，可得查得，式中，失效概率为1%的齿轮弯曲疲劳极限弯曲疲劳强度计算寿命系数尺寸系数弯曲疲劳强度安全系数许用弯曲应力故齿根弯曲疲劳强度满足要求。（2）静强度校核传动平稳，无严重过载，故不需要静强度校核。.2.6 轴承的选择轴：滚动轴承 6206 GB/T276-1994轴：滚动轴承 6205 GB/T276-1994轴：滚动轴承 6208 GB/T276-19942.7 轴的校核轴2受力复杂，故对轴2进行校核1轴对2轴的作用力，取齿数为26:70的传动副传递的力。小齿轮传递的扭

12、矩： ，则：圆周力：径向力:1轴对2轴的作用力，取齿数为32:64的传动副传递的力。小齿轮传递的扭矩，则圆周力：径向力：3轴对2轴的作用力，取40:50传动副传递的力。小齿轮传递的扭矩圆周力：径向力：设定1轴顺时针，则2轴逆时针，3轴顺时针。综上，花键轴直径：该轴的平均直径：抗弯截面惯性矩为：2.7.1弯曲刚度验算（1）在竖直平面内：B处为双联滑移齿轮，C处为双联滑移齿轮，E处为双联滑移齿轮。图2-1 II轴竖直面受力图B点处的挠度为其中，则左支撑点A处的倾角右支撑点D处的倾角载荷点B处的倾角C点处的挠度为 其中，则。载荷点C处的倾角E点处的挠度为 其中，则。载荷点E处的倾角 综上，各点处倾角

13、合适。（2）在水平面内：B处为双联滑移齿轮，C处为双联滑移齿轮，E处为双联滑移齿轮。图2-2II轴水平面受力图 B点处的挠度为其中，则。左支撑A点处的倾角右支撑D点处的倾角载荷点B处的倾角 C点处的挠度为其中，。则。载荷点C处的倾角 E点处的挠度为其中，。则。载荷点E处的倾角 综上，各点处倾角合适。（3）结论由机械手册得一般传动轴齿轮处，向心球轴承处则：在竖直面内左支撑右支撑故齿轮处、也满足要求。在水平平面内左支撑右支撑齿轮处、也满足要求。2.7.2花键侧挤压应力的验算滑动联接时。因为，。则。2.8 轴承的校核由机械手册查得所选用轴承的额定寿命不得低于14000h，即。轴、的轴承依次为6206

14、,6205,6208。以轴轴承为例校核，因为取当时，由手册查得当，则由于，则当时，。显然轴承寿命满足要求。同理、的轴承校核寿命满足要求。2.9 链轮的设计（1）选择链轮齿数根据传动比，查机械手册得，小链轮齿数，则大链轮齿数（2）确定计算功率由于中等冲击载荷，查得工况系数.3（3）计算中心距及链节数初定中心距取确定链节数取链节数（4）计算额定功率查齿数系数选单排链多列数系数长度系数计算额定功率（5）确定链条节距根据额定功率和转数n查手册选择滚子链型号为16A，查得链节距p=25.4mm（6）确定链长和中心距链条长度计算实际中心距，符合设计要求（7）计算压轴力链速工作拉力压轴力（8）润滑方式选择根

15、据链速和链节距，按手册查得润滑方式为人工定期润滑。2.10 键的选择均选普通平键A型键,各处键选择见表2-1表2-1 键的选择键的位置型号尺寸带轮从动轮齿数22齿轮齿数26齿轮齿数32齿轮齿数38齿轮齿数50齿轮齿数68齿轮链轮主动轮3操纵机构方案设计选择单独操纵机构，摆动式操纵机构原理图如图3-1图3-1摆动式操纵原理图设计步骤：（1）双联滑移齿轮操纵机构设计：考虑结构形状，取，滑块高度则得所以满足条件。（2）双联滑移齿轮操纵机构设计考虑结构形状，取，滑块高度则可得所以满足条件。（3）双联滑移齿轮操纵机构设计考虑结构形状，取，滑块高度则可得所以满足条件。4、箱体设计 减速器机体是减速器的主要

16、组成部分，它的主要作用是支持和固定轴系零件，保证轴系零件的运转、润滑、和密封。设计机体结构时应综合考虑传动质量、加工工艺及制造成本等诸多要素，机体可以铸造也可以焊接。铸造机体（铸铁、铸钢）工艺复杂，周期长，质量大，适于批量生产。铸钢比铸铁强度和刚度好。焊接机体周期短，质量轻，节省材料，但易变性，适用于单件或小批量生产。考虑到铸铁抗震性好成本低，本设计选择铸铁。机体有整体式和剖分式两种结构，整体式质量轻，加工量小，但装拆不便。剖分式质量重，但装拆方便。本次课程设计采用整体式。5、 变速箱的润滑与密封（1）润滑润滑对机械设备的正常运转起着重要的作用，其作用为：控制摩擦、减少磨损、降低温度、防止腐蚀

17、、保护金属表面、密封作用、减震防噪等。轴承润滑该装置轴承转速较低，采用脂润滑，滚动轴承转速n与其内径d乘积是选用脂润滑的重要依据，具体计算如下：，由于，所以该装置采用脂润滑。据此选用钙钠基润滑脂L-X0120LA265。齿轮润滑闭式齿轮传动主要根据齿轮的圆周速度确定润滑方式。计算的齿轮的圆周速度，采用浸油润滑，即将大齿轮的轮齿浸入到油池中，齿轮转动时将润滑油带入啮合处，润滑油采用工业齿轮油150。链轮润滑根据链速和链节距选择滴油润滑。（2）密封为防止液体、气体工作介质或润滑剂泄漏，防止灰尘、水分进入润滑部位必须设有密封装置。密封不仅能大量节约润滑剂，保证机器正常工作，提高机器寿命，而且改善工作

18、环境，对工人健康有利。箱体上下接合面处采用密封胶，密封效果好，其它结合面处可加垫片以消除间隙起到密封作用。轴承盖处密封采用毡圈密封。6、 课程设计感想课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。三周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去做好一件事情的能力。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们互相探讨，互相学习。课程设计是我们专业

19、课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不可少的过程。这次课程设计让我知道了学无止境的道理，虽然这次课程设计并不完美,但我相信在以后的日子里我会做得更好.。“结论”以前的所有正文内容都要编写在此行之前。参考文献1 花军. 现代木工机床设计M 哈尔滨:东北林业大学出版社,2004.10.2 刘诚. 机械制造装备设计课程设计M 哈尔滨：东北林业大学出版社,2010.12.3 金维洙. 木材切削与木工刀具 哈尔滨：东北林业大学出版社，2005.9.4 孟兆新 马慧萍. 机械精度设计基础M 北京：科学出版社,20125 吕宏 王慧. 机械设计M 北京：北京大学出版社.2009.

20、9.6 王连明 宋守玉. 机械设计课程设计M 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版,2008.17 田玉梅 吕书清. 材料力学M北京：科学出版社，2009.8 郭克希 王建国. 机械制图M北京：机械工业出版社，2009.7.9 机械设计手册编写组. 机械设计手册M 北京：机械工业出版社，2010.1.10 机床设计手册编写组. 机床设计手册M 北京：机械工业出版社，2010.4.11 花军. 现代木工机床设计M哈尔滨:东北林业大学出版社,2006.8.12孙玉芹孟兆新.机械精度设计基础M北京：科学出版社.2005.2.13哈尔滨工业大学.材料力学M北京：高等教育出版社.2005.10.14何名新钱可强.机械制图M北京：高等教育出版社.2004.11.15金维洙.木材切削与木工刀具M哈尔滨：东北林业大学出版社.2005.9.16中国机械工程学会.机械设计手册M中国机械设计大典编委会2007.1千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印！此处给出的模板仅供参考，记得不要超过200字。J图纸+Q：2017193715千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。