多轴输出变速机构设计毕业论文

I一种多轴输出传动机构的设计摘 要本次设计进行了传动装置总体设计，包括拟定传动方案、电机的选型、传动装置的运动和动力参数的计算。针对多轴输出传动机构中零部件设计的需要，进行了带传动的设计、传动轴的设计与校核、内外齿轮的设计与校核、轴承的选择与校核、传动轴上键的选择与校核，对该传动机构输入轴进行定位基准与装夹方法的选择及加工工艺路线的确定，确定了输出高速轴齿轮的加工方法和加工工艺路线。对机构的箱体及箱体辅助零件进行了选择与设计。对各个零件进行了三维建模，装配后经检验并无干涉发生。通过本次设计，对于设计多轴输出传动机构的通用方法有了一定的掌握，可以减轻劳动力、提高生产率、降低成本，同时提高综合分析问题和解决实际问题的能力，为以后的学习和工作奠定基础。关键词：传动机构，齿轮，箱体设计，工艺分析IITHE DESIGN OF A KIND OF MULTI-AXIS OUTPUT TRANSMISSION MECHANISMABSTRACTThe design carries on the overall of driving unit，including formulate transmission scheme，the selection of motor, calculation for the movement and dynamic parameters of driving units.Aimed at the needs of the parts design of multi-axis output transmission mechanism ,carries on the design of driving belt,the design and check of transmission shaft,gear,the selection and check of bearing,the selection and check of key,the design of other necessary parts on the transmission shaft, the design of box of multi-axis output transmission mechanism, the design of the auxiliary parts of box of multi-axis output transmission mechanism, the process analysis of some assembly units of transmission mechanism.Locating datum of the input shaft of transmission mechanism and the selection of clamp method and the determination of processing route, determines the processing methods and processing routes of the gear of the output high-speed shaft .In addition,it carries on the selection and design of the organizations cabinet and cabinet auxiliary parts.Through the three-dimensional modeling of the various components , there is no interference occurred after assembly and inspection.Through the design, the design for multi-axis output transmission mechanism of the common methods have a certain grasp, it can reduce labor, increase productivity, reduce cost, and improve the ability of comprehensive analysis and solve practical problems, lay a foundation for later study and work. KEY WORDS: transmission mechanism,gear,cabinet design,process analysisIII目 录前 言 .1第 1 章 传动装置总体设计 .31.1 拟定传动方案 .31.2 选择电动机 .41.2.1 电动机类型和结构型式 .41.2.2 电动机容量 .41.2.3 电动机的选用 .41.3 传动装置的运动和动力参数的计算 .41.3.1 各轴转速和传动比 .41.3.2 各轴输入功率 .51.3.3 各轴转矩 .5第 2 章 带传动的设计 .62.1 带传动设计 .62.1.1 计算设计功率 .62.1.2 选择带型 .62.1.3 选择带轮基准直径 .62.1.4 验算带速 .62.1.5 确定中心距和带的基准长度 .62.1.6 小带轮包角 .72.1.7 确定带的根数 .72.1.8 确定初拉力 .72.1.9 计算压轴力 .7第 3 章 齿轮的设计 .83.1 内啮合传动的设计计算 .83.1.1 材料选择、热处理、精度等级及齿数 .83.1.2 按齿面接触疲劳强度设计 .83.1.3 确定齿轮的参数及主要尺寸 .93.1.4 校核弯曲疲劳强度 .10IV3.1.5 齿轮结构设计 .113.2 外啮合传动的设计计算 .113.2.1 材料选择、热处理、精度等级及齿数 .113.2.2 按齿面接触疲劳强度设计 .113.2.3 确定齿轮的参数及主要尺寸 .123.2.4 校核弯曲疲劳强度 .133.2.5 齿轮结构设计 .143.3 外啮合传动的设计计算 .14第 4 章 传动轴的设计计算 .154.1 I 轴的设计计算 .154.1.1 选择轴的材料，确定许用应力 .154.1.2 按扭转强度估算轴的最小直径 .154.1.3 确定轴承和齿轮的润滑 .154.1.4 轴系设计 .154.1.5 设计轴结构 .164.1.6 强度校核 .164.2 II 轴的设计计算 .194.3 IV 轴的设计计算 .204.4 V 轴的设计计算 .214.5 键的选择和校核 .224.6 轴承的选择和校核 .22第 5 章 加工工艺分析 .245.1 I 轴加工工艺分析 .245.1.1 选择定位基准与装夹方法 .245.1.2 确定加工工艺路线 .245.2 II 轴齿轮加工工艺分析 .265.2.1 加工方法 .265.2.2 确定加工工艺路线 .26第 6 章 箱体设计及附件的选择 .296.1 箱体设计 .29V6.2 附件的选择 .29结 论 .32谢 辞 .33参考文献 .34外文资料翻译 .361前 言本次毕业课题是在二级圆柱齿轮减速器设计的基础之上，根据所学的专业课程知识来进行设计的。设计用 Pro/E 来进行三维建模和装配， CAD 呈现二维状态，完成图纸的设计工作。本次毕业设计课题为“一种多轴输出传动机构的设计” ，多轴输出传动机构多用于排钻钻孔，而排钻用于木工机械。世界各主要工业国生产的木工机械，除了供国内使用外，还大量出口到国外，并组成了世界贸易的重要组成部分。德国是世界上最大的木工机械的生产国和出口国，在木工机械行业申请的国际专利占世界木工机械行业专利总数的 31%，德国在木工机械行业这一领域上，出口的产品大量集中在木质人造板以及各种小型设备等许多专用设备。意大利在木工机械行业的成就仅次于德国，其木工机械产品品种众多、精度高、自动化程度也高，尤以通用标准木材加工设备的生产制造为特点，在国际市场上竞争力较强。日本在木工机械行业居亚洲之首，美国生产的木工机械类产品制造精密性好、性能良好、技术先进、产品质量处于世界前列，很讲究实用。俄罗斯木工机械产品产量也很大，但主要用于国内的供应，只有少量产品用于出口。在我国，由于受体制限制，生产实木家具木工机械的企业在木工机械企业中占比 70%，通过不断进步，很多家具木工机械企业不再只是对某一产品的开发，而是追求多元化发展。另外，我国木工家具机械行业也逐渐开始转向木制品的加工，木工机械的市场份额也逐年上升，并且国内很多木工机械设计企业都开始把自己的创造考虑到研发产品当中，开始配合市场对产品的需求，向着标准化、高端化的方向发展。同时，国内企业也逐渐懂得科学管理的重要性，并开始探讨自主开发数控木工机械系统的可能性，拥有自己的知识产权，从而做强做大，进而进军国际市场。事实上，本次研究的课题不仅仅局限于木工机械，它完全可用于机械类各种孔加工的工艺之中。如要完成此次课题的研究设计，就要满足孔与孔之间定位精度、整个传动机构的刚性也有一定的要求。本次设计意义很多，主要有一下三点：(1) 掌握设计多轴传动机构的通用方法；2(2) 通过此次设计可减轻劳动力、提高生产率、降低成本；(3) 提高综合分析问题和解决实际问题的能力，为以后的学习和工作奠定基础。另外，此次课题研究主要拟解决以下几个问题：(1) 设计方案的确定；(2) 电机的合理选择；(3) 传动机构各级传动比的分配；(4) 传动机构各零件及箱体材料的选择；(5) 各轴之间轴向尺寸及其结构的关联性；(6) 多轴输出传动机构箱体的工艺性。本次毕业设计参考平时学过的专业基础课和专业课、相关的优秀论文和有关资料，还有就是同学之间的讨论以及向指导教师请教难题，以此来完成设计工作。3第 1 章 传动装置总体设计1.1 拟定传动方案已知条件是一根轴输入三根轴输出，同时亦满足转速条件大约为。一般常选择同步转速为 1000r/min 或者min/20in,/1032rvrv1500r/min 的电动机作为原动机充当动力源。根据转速要求，可初步拟定出两种传动方案。如图 1-1 所示两种方案，这两种方案各有优缺点。就这两种方案而言，方案a 由于采用内齿轮与两小齿轮啮合，两小齿轮所在的 轴和轴的设计就可以相同，节省时间，另外，这种方案只有一个惰轮，在材料方面节省很多；方案 b 全部都是外齿轮啮合，虽能满足转速条件但是轴与齿轮的数量比较多，制造成本也就会相对较高。现选用结构较为简单、制造成本也较低的方案 a。图 1-1 传动方案41.2 选择电动机1.2.1 电动机类型和结构型式根据工作要求和工作条件，选用一般用途的 Y(IP44)系列的三相异步电动机。它为卧式封闭结构。1.2.2 电动机容量由于只有转速要求，因此由中小型电机选型手册初步选择 。kWPed3设 、 、 、 分别为电动机至输出轴之间的各传动机构和轴承的效率。1231由机械设计课程设计表 2-4 查得：V 带传动 =0.96，滚动轴承 =0.99，圆12柱齿轮传动 =0.97。31.2.3 电动机的选用在满足转速要求的前提下，选择转速为 1000r/min 的电动机可以使得传动比尽可能的小，也可以节省空间，避免浪费的材料，因此初步选择转速为1000r/min 的电动机，其型号为 Y132S-6。1.3 传动装置的运动和动力参数的计算1.3.1 各轴转速及传动比取 =1000r/min, =167r/min, =960r/min,由于条件有限，所以采用IvVv0n试错的方法一个一个去算，在各齿轮不干涉的前提下找到合适的转速，最终确定轴转速为 =250r/min，电动机轴传至轴的传动比为 i=960/250=3.84I轴传至轴的传动比为 i=250/1000=0.25轴转速为 =205r/min，轴传至轴的传动比为 i=250/205=1.22Vv轴传至轴的传动比为 i=205/167=1.231.3.2 各轴输入功率按电动机额定功率 计算各轴的输入功率edPkW