無級變速器設(shè)計(jì)【不全】

無級變速器設(shè)計(jì)【不全】,不全,無級,變速器,設(shè)計(jì) 目錄目錄第第 1 1 章章緒緒 論論 .1.1 無級變速器的簡介.1.2 無級變速器的分類.1.3 機(jī)械無級變速器. 1.3.1 機(jī)械無級變速器的發(fā)展概況 1.3.2 機(jī)械無級變速器的分類 . 1.3.3 機(jī)械無級變速器的應(yīng)用第第 2 2 章章變速器設(shè)計(jì)方案及論證變速器設(shè)計(jì)方案及論證 .2.1 變速器的設(shè)計(jì)要求.2.2 變速器設(shè)計(jì)方案論證. 2.2.1 傳動(dòng)方案 2.2.2 方案的分析第第 3 3 章章變速器變速器主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .3.1 電機(jī)的選擇.3.2 齒輪的設(shè)計(jì). 3.2.1 齒輪的設(shè)計(jì)要求 3.2.2 齒輪的相關(guān)參數(shù)計(jì)算3.3 軸的直徑的確定.3.4 軸承的設(shè)計(jì).3.5 鍵的設(shè)計(jì). 3.6 聯(lián)軸器的選擇 3.7 設(shè)計(jì)零件的校核 3.7.1 軸的校核 3.7.2 軸承的校核3.8 箱體的設(shè)計(jì).第第 4 4 章章變速器的潤滑與密封變速器的潤滑與密封 . 第第 5 5 章章 變頻器的調(diào)控分析變頻器的調(diào)控分析 5.1 變頻器的簡介 5.2 變頻器對電機(jī)的控制第第 6 6 章章 結(jié)結(jié) 論論 .參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn): : .致致 謝謝 .附錄附錄 .摘要摘要 隨著我國現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，機(jī)械無級變速器的適用范圍廣，采用無級變速器，尤其是配合減速傳動(dòng)時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)大其變速范圍與輸出轉(zhuǎn)矩，能更好適應(yīng)各種機(jī)械的工況要求，使之效能最佳。在提高產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量，適應(yīng)變速需要，節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械化、自動(dòng)化等各方面皆具有顯著的效果，故無級變速器目前已成為一種基本的通用傳動(dòng)型式，應(yīng)用于紡織、輕工、食品、包裝、化工、機(jī)床、起重運(yùn)輸、礦山冶金、工程、農(nóng)業(yè)、國防及實(shí)驗(yàn)等各類機(jī)械，已開發(fā)有各種類型并已系列化生產(chǎn)。因此可見研究重載領(lǐng)域中的無級變速器對于我國的重工業(yè)發(fā)展有著重要的意義。 設(shè)計(jì)的變速器其特點(diǎn)是：雙輸入，通過機(jī)械行星齒輪機(jī)構(gòu)耦合單輸出，以調(diào)節(jié)其中一個(gè)小功率輸入來達(dá)到對輸出的調(diào)節(jié)，從而能起到，減少耗費(fèi)，節(jié)省能源和成本的效果，是一種用于重載領(lǐng)域行星式無級變速器。 本文主要介紹了機(jī)械式行星無級變速器的概述及其方案的確定、變速器主要參數(shù)的選擇與主要零件的設(shè)計(jì)、變速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與材料的選擇、變速器軸的強(qiáng)度計(jì)算與校核。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：行星無級變速器 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 功率合流Abstract With the rapid development of modern industry in China,the application of the mechanical stepless transmission is range. Adopts stepless transmission, especially with reduction drive which can further enlarge its range of variable speed and output torque, it also can better adapt to the working condition of mechanical requirements，make the efficiency of the best. As in improving yield and quality of products, meet the needs of variable speed, save energy and realize mechanization, automation and so on various aspects of the whole system, it has significant effect. So the stepless transmission has become a basic universal transmission type, used in textile, light industry, food, packaging, chemicals, machine tools, lifting the transport, mining, metallurgy, engineering, agriculture, national defence and test and other kinds of machinery, it has developed various types and has set up a series production. Thus it can be seen, the research in the field of overloading stepless transmission has important significance to the development of heavy industry in our country. The features of the transmission that we designed are: double input, single output, planetary gears by mechanical coupling to adjust one of the small power input to the output adjustment, which can play, and reduce the cost, save energy and cost effect, is a kind of planet type stepless transmission used for the field of overloading. This article mainly introduced the overview of mechanical planetary stepless transmission and its solution, the selection of transmission main parameters and the design of main parts, the strength calculation of gears with the material selection, strength calculation and checking of the transmission shaft. Keywords: power confluence planetary stepless transmission structure design 第第 1 1 章章 緒論緒論1.1 無級變速器的簡介 無級變速指可以連續(xù)獲得變速范圍內(nèi)任何傳動(dòng)比的變速系統(tǒng)，通過無級變速可以得到傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)工況的最佳匹配，常見的無級變速器有液力機(jī)械式無級變速器和金屬帶式無級變速器。1.2 無級變速器的分類 無級變速按傳動(dòng)方式可采用液體傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)三種方式。 1、液體傳動(dòng)分為兩類：一類是液壓式，主要是由泵和馬達(dá)組成或者由閥和泵組成的變速傳動(dòng)裝置，適用于中小功率傳動(dòng)。另一類為液力式，采用液力耦合器或液力矩進(jìn)行變速傳動(dòng)，適用于大功率（幾百至幾千千瓦） 。 液體傳動(dòng)的主要特點(diǎn)是：調(diào)速范圍大，可吸收沖擊和防止過載，傳動(dòng)效率較高，壽命長，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化：制造精度要求高，價(jià)格較貴，輸出特性為恒轉(zhuǎn)矩，滑動(dòng)率較大，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容易發(fā)生漏油。 2、電力傳動(dòng)基本上分為三類：一類是電磁滑動(dòng)式，它是在異步電動(dòng)機(jī)中安裝一電磁滑差離合器，通過改變其勵(lì)磁電流來調(diào)速，這屬于一種較為落后的調(diào)速方式。其特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，無級變速，操作維護(hù)方便：滑動(dòng)最大，效率低，發(fā)熱嚴(yán)重，不適合長期負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)，故一般只用于小功率傳動(dòng)。 二類是直流電動(dòng)機(jī)式，通過改變磁通或改變電樞電壓實(shí)現(xiàn)調(diào)速。其特點(diǎn)是調(diào)速范圍大，精度也較高，但設(shè)備復(fù)雜，成本高，維護(hù)困難，一般用于中等功率范圍（幾十至幾百千瓦） ，現(xiàn)已逐步被交流電動(dòng)機(jī)式替代。 三類是交流電動(dòng)機(jī)式，通過變極、調(diào)壓和變頻進(jìn)行調(diào)速。實(shí)際應(yīng)用最多者為變頻調(diào)速，即采用一變幅器獲得變幅電源，然后驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)變速。其特點(diǎn)是調(diào)速性能好、范圍大、效率較高，可自動(dòng)控制，體積小，適用功率范圍寬：機(jī)械特性在降速段位恒轉(zhuǎn)矩，低速時(shí)效率低且運(yùn)轉(zhuǎn)不夠平穩(wěn)，價(jià)格較高，維修需專業(yè)人員。近年來，變頻器作為一種先進(jìn)、優(yōu)良的變速裝置迅速發(fā)展，對機(jī)械無級變速器產(chǎn)生了一定的沖擊。 3、機(jī)械傳動(dòng)的特點(diǎn)主要是：轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，滑動(dòng)率小，工作可靠，具有恒功率機(jī)械特性，傳動(dòng)效率較高，而且結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，價(jià)格相對便宜；但零部件加工及潤滑要求較高，承載能力較低，抗過載及耐沖擊性較差，故一般適合于中、小功率傳動(dòng)。1.3 機(jī)械無級變速器 1.3.1 機(jī)械無級變速器的發(fā)展概況 機(jī)械無級變速器最初是在 19 世紀(jì) 90 年代出現(xiàn)的，至 20 世紀(jì) 30 年代以后才開始發(fā)展，但由于當(dāng)時(shí)受材質(zhì)與工藝方面的條件限制，進(jìn)展緩慢。至 20 世紀(jì)50 年代，尤其是 70 年代以后，一方面隨著先進(jìn)的冶煉和熱處理技術(shù)，精密加工和數(shù)控機(jī)床以及牽引傳動(dòng)理論與油品的出現(xiàn)和發(fā)展，解決了研制和生產(chǎn)無級變速器的限制因素；另一方面，隨著生產(chǎn)工藝流程實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化以及機(jī)械要改進(jìn)工作性能，都需大量采用無級變速器。因此在這種形勢下，機(jī)械無級變速器獲得迅速和廣泛的發(fā)展。主要研制和生產(chǎn)的國家有日本、德國、意大利、美國和俄羅斯等。產(chǎn)品有摩擦式、鏈?zhǔn)?、帶式及脈動(dòng)式四大類約 30 多種結(jié)構(gòu)型式。輸入功率一般為 N=(0.09-30)kw,個(gè)別類型可達(dá)到 N=(150-175)kw,輸入轉(zhuǎn)速一般為 n=(750、1500、3000)r/min;輸出轉(zhuǎn)速可以正、反轉(zhuǎn),增速或降速,最低轉(zhuǎn)速可降低至零。自 20 世紀(jì) 80 年代以后,機(jī)械無級變速器的主要展趨向是美、日等國進(jìn)行用于汽車的高速、高效、大轉(zhuǎn)矩機(jī)械無級變速器的研制開發(fā)。 國內(nèi)無級變速器是在 20 世紀(jì) 60 年代前后起步的，當(dāng)時(shí)主要是作為專業(yè)機(jī)械配套零部件，由專業(yè)機(jī)械廠進(jìn)行仿制和生產(chǎn)，例如用于紡織機(jī)械的齒鏈?zhǔn)?，化工機(jī)械的多盤式以及切削機(jī)化工機(jī)械的多盤式以及切削機(jī)床的 Kopp 型無級變速器等,但品種規(guī)格不多，產(chǎn)量不大，年產(chǎn)量僅數(shù)千臺(tái)。直到 80 年代中期以后，隨著國外先進(jìn)設(shè)備的大量引進(jìn)，工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化及自動(dòng)流水線的迅速發(fā)展，對各種類型機(jī)械無級變速器的需求大幅度增加，專業(yè)廠開始建立并進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，一些高等院校也開展了該領(lǐng)域的研究工作。經(jīng)過十幾年發(fā)展,現(xiàn)在,國內(nèi)機(jī)械無級變速器行業(yè)從研制、生產(chǎn)、到情報(bào)信息各方面已組成一較完整的體系,發(fā)展為機(jī)械領(lǐng)域中一個(gè)新興行業(yè)。1.3.2 機(jī)械無級變速器的分類 機(jī)械無級變速器分為摩擦式、鏈?zhǔn)?、帶式和脈動(dòng)式四大類。 （1）摩擦式無級變速器 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由各種不同幾何形狀的剛性傳動(dòng)元件組成，利用主、從動(dòng)件（或通過中間元件）在接觸處產(chǎn)生的摩擦力進(jìn)行傳動(dòng)，并通過改變接觸處的工作半徑實(shí)現(xiàn)無級變速。由于這類變速器除了利用摩擦力之外，還可以利用潤滑油膜牽引力進(jìn)行傳動(dòng)，故通常也把它稱為牽引（式）傳動(dòng)。但是，牽引傳動(dòng)實(shí)際上只有當(dāng)接觸區(qū)處于液體潤滑狀態(tài)時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。然而一般變速器大都處于混合潤滑狀態(tài)，達(dá)不到液體潤滑狀態(tài)要求，故它主要還是依靠摩擦力進(jìn)行傳動(dòng)。 （2）鏈?zhǔn)綗o級變速器 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由主、從動(dòng)鏈輪及套于其上的剛質(zhì)撓性鏈組成，利用鏈條左右兩側(cè)面與作為鏈輪的兩錐盤接觸位置和工作半徑，從而實(shí)現(xiàn)無級變速。 （3）帶式無級變速器 與鏈?zhǔn)阶兯倨飨嗨疲淖兯賯鲃?dòng)機(jī)構(gòu)是由作為主、從動(dòng)帶輪的兩對錐盤及張緊在其上的傳動(dòng)帶組成。其工作原理也是利用傳動(dòng)帶左右兩側(cè)面與錐盤接觸所產(chǎn)生的摩擦力進(jìn)行傳動(dòng)，并通過改變兩錐盤的軸向距離以調(diào)整它們與傳動(dòng)帶的接觸位置和工作半徑，從而實(shí)現(xiàn)無級變速。（4）脈動(dòng)式無級變速器 變速機(jī)構(gòu)主要由 35 相連桿機(jī)構(gòu)組成，或者是連桿與凸輪和齒輪等機(jī)構(gòu)的組合，其工作原理與連桿機(jī)構(gòu)相同，但為了使輸出軸能夠獲得連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這里需配置輸出機(jī)構(gòu)（如超越離合器） 。1.3.3 機(jī)械無級變速器的應(yīng)用 機(jī)械無級變速器的適用范圍廣，在有驅(qū)動(dòng)功率固定的情況下，因工作阻力變化而需要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以生產(chǎn)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力矩者（如化工行業(yè)中的攪拌機(jī)械，即要求隨著攪拌物料的粘度、阻力增大而能相應(yīng)減慢攪拌速度） ；有根據(jù)工況要求需要調(diào)節(jié)速度者（如起重運(yùn)輸機(jī)械要求隨物料及運(yùn)行區(qū)段的變化而能相應(yīng)改變提升或運(yùn)行速度，食品機(jī)械中的烤干機(jī)或制藥機(jī)械要求隨著溫度變化而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)移速度） ；有為了獲得恒定的工作速度或張力而需要調(diào)節(jié)速度者（如端面切削機(jī)床加工時(shí)需保持恒定的切削線速度，電工機(jī)械中的繞線機(jī)需要保持恒定的卷繞速度，紡織機(jī)械中的漿紗機(jī)及輕工機(jī)械中的薄膜幾皆需要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速以保持有恒定的張力等） ；有為適應(yīng)整個(gè)系統(tǒng)中各種工況、工位、工序或單元的不同要求而需協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)速度以及需要配合自動(dòng)控制者（如各種各樣半自動(dòng)或自動(dòng)的生產(chǎn)、操作或裝配流水線） ；有為探求獲得最佳效益二需變換速度者（如實(shí)驗(yàn)機(jī)械或離心機(jī)需調(diào)速以獲得最佳分離效果） ；如有為節(jié)約能源而需進(jìn)行調(diào)速者（如風(fēng)機(jī)、水泵等） ；此外，還有按各種規(guī)律的或不規(guī)律的變化要求而進(jìn)行速度調(diào)節(jié)以及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或程序控制等。 綜上所述，可以看出采用無級變速器，尤其是配合減速傳動(dòng)時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)大其變速范圍與輸出轉(zhuǎn)矩，能更好地適應(yīng)各種機(jī)械的工況要求，使之效能最佳，在提高產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量，適應(yīng)產(chǎn)品變換需要，節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械化、自動(dòng)化等各方面皆具有顯著的效果。故無級變速器目前已成為一種基本的通用式，應(yīng)用于紡織、輕工、食品、包裝、化工、機(jī)床、起重運(yùn)輸、礦山冶金、工程、農(nóng)業(yè)、國防及實(shí)驗(yàn)等各類機(jī)械，已開發(fā)有各種類型并已系列化生產(chǎn)。 第第 2 章章變速器設(shè)計(jì)方案及論證變速器設(shè)計(jì)方案及論證2.1 變速器的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)條件及相關(guān)參數(shù)：機(jī)器功用變速裝置用于重載機(jī)械傳動(dòng)使用壽命 預(yù)期壽命 10 年，平均每天工作 14 小時(shí) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，主要適用于功率高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)的水泵、風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)以及磨機(jī)、礦井提升等重載傳動(dòng)設(shè)備的變速運(yùn)行，以使廣泛的機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)調(diào)速節(jié)能/提高效益，可分為高轉(zhuǎn)速（）星輪變速器和轉(zhuǎn)速（600）星輪變速器兩種。500r / min故設(shè)置輸出功率為，輸出轉(zhuǎn)速為2.2 變速器設(shè)計(jì)方案論證 2.2.1 傳動(dòng)方案 圖 1 行星齒輪傳動(dòng)簡圖設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案如圖所示，兩個(gè)電機(jī)輸入，其中為大功率輸入電機(jī)，為小1M2M功率電機(jī)，大功率電機(jī)作為主要?jiǎng)恿碓矗‰姍C(jī)的作用主要是功率及速度調(diào)節(jié)作用。 2.2.2 方案的分析 功率耦合部分：我們應(yīng)用了一類具有功率匯流功能的行星機(jī)構(gòu)復(fù)合變速系統(tǒng)，意在使之能夠同時(shí)提高傳動(dòng)效率、擴(kuò)大功率容量和速比變化范圍。在各種動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中,一般而言，機(jī)械式傳動(dòng)雖具有傳動(dòng)效率高、功率容量大的優(yōu)點(diǎn)，但難以獲得無級變速器(CVT)的完美傳動(dòng)特性。雖然存在著一些類型的機(jī)械式無級變速器,但由于它們實(shí)際上都是基于摩擦傳動(dòng)的，效率、功率容量及可用的變速比范圍均偏低。目前最典型的基于二自由度行星分匯流機(jī)構(gòu)的分割式傳動(dòng)模型，它雖可提高功率容量及效率，但其速比變化范圍變得更狹窄，若不采取改進(jìn)措施，將影響機(jī)械的性能，因而僅適合于工作載荷及其變化均不大的輕型機(jī)器等，應(yīng)用范圍受到很大的限制。因此機(jī)構(gòu)采用 2K-H 型行星減速器, 其基本構(gòu)造見圖 1 所示， 該變速器具有兩個(gè)自由度, 因此在使用時(shí)必須確定兩個(gè)輸入構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)行的要求，在行星包的基本構(gòu)件中，中心輪即太陽輪和內(nèi)齒圈作為輸入構(gòu)件，行星架即轉(zhuǎn)臂作為輸出構(gòu)件。 無級變速部分：通定控制低壓小功率電機(jī)實(shí)現(xiàn)高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備調(diào)速運(yùn)行,容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,維護(hù)操作方便,以致調(diào)速費(fèi)用低，調(diào)控電機(jī)多樣化，除采用一個(gè)速度的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)外，還可采用低壓小功率變極調(diào)速、變頻調(diào)速、電磁調(diào)速、小型直流調(diào)速等電機(jī)。具有減速擴(kuò)大轉(zhuǎn)矩的功能,可用高轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)主電機(jī)替代耗材多的低速高壓電機(jī)實(shí)現(xiàn)設(shè)備調(diào)速運(yùn)動(dòng),既實(shí)現(xiàn)調(diào)速節(jié)能,又使電機(jī)材料單位重量傳遞的功率平均提高幾倍以上，節(jié)材效益顯著。第第 3 章章變速器主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算變速器主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 電機(jī)的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求及輸出功率，考慮傳動(dòng)效率，選擇的電機(jī)功率分別是： 1200kwp 230kwp 電機(jī)詳細(xì)參數(shù)如下：型型號號額定額定功率功率額定額定電流電流轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速效率效率功率功率因數(shù)因數(shù)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 堵轉(zhuǎn)電流堵轉(zhuǎn)電流 最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩噪聲噪聲振動(dòng)振動(dòng)速度速度重量重量額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 額定電流額定電流 額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 級級 級級倍倍倍倍倍倍 3.2 齒輪的設(shè)計(jì)3.2.1 齒輪的設(shè)計(jì)要求、精度等級齒輪 精度等級的高低，直接影響著內(nèi)部動(dòng)載荷、齒間載荷分配與齒向載荷分布及潤滑油膜的形成，并影響齒輪傳動(dòng)的振動(dòng)與噪聲。提高齒輪的加工精度，可以有效地減少振動(dòng)及噪聲，但制造成本大為提高。一般按工作機(jī)的要求和齒輪的圓周速度確定精度等級。、齒數(shù)和模數(shù)1Z軟齒面閉式傳動(dòng)的承載能力主要取決于齒面接觸疲勞強(qiáng)度。故齒數(shù)宜選多些，模數(shù)宜選小一些。從而提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性并減少輪齒的加工量。推薦取。硬齒面閉式傳動(dòng)及開式傳動(dòng)的承載能力主要取決于齒根彎曲疲124 40Z 勞強(qiáng)度。模數(shù)宜選大些，齒數(shù)宜選少些。從而控制齒輪傳動(dòng)尺寸不必要的增加。推薦取。傳遞動(dòng)力的齒輪，模數(shù)不應(yīng)小于。11724Z 、齒寬系數(shù)和齒寬d由齒輪的強(qiáng)度計(jì)算公式可知，輪齒越寬，承載能力越高，故輪齒不宜過窄，但增大齒寬又會(huì)使齒面上的載荷分布更趨不均勻，因此齒寬系數(shù)應(yīng)取得適當(dāng)。、齒數(shù)比u一對齒輪傳動(dòng)的齒數(shù)比，不宜選擇過大，否則大、小齒輪的尺寸相u差懸殊，增大了傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸。一般對于直齒圓柱齒輪傳動(dòng)；斜齒5u 圓柱齒輪傳動(dòng)。當(dāng)傳動(dòng)比（主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)67u =nzinz12211n2n速，主動(dòng)輪齒數(shù)，：從動(dòng)輪齒數(shù)。 ）較大時(shí)，可采用兩級或多級齒輪傳動(dòng)。1z2z對于開式傳動(dòng)或手動(dòng)傳動(dòng)，必要時(shí)單級傳動(dòng)的可取到。u3.2.2 齒輪的相關(guān)參數(shù)計(jì)算設(shè)該齒輪為齒輪，它傳遞小功率電機(jī)的動(dòng)力，與行星機(jī)構(gòu)的齒輪嚙合。圓柱斜齒輪除可用于平行中傳動(dòng)，還可用于交叉軸傳動(dòng)（螺旋齒輪機(jī)構(gòu)）其特點(diǎn)：重合系數(shù)大，傳動(dòng)平穩(wěn)，齒輪強(qiáng)度高，適于重負(fù)載，因此采用圓柱斜齒。模數(shù)m模數(shù)是齒輪的重要參數(shù)之一，圓柱齒輪標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列見附表。m傳動(dòng)比 和齒數(shù)比iu在一對齒輪中，設(shè)主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速、齒數(shù)，從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速、齒數(shù)則傳動(dòng)比nz通?？杀硎緸椋?（1）=zninz從主主從在一對齒輪中，若設(shè)小齒輪齒數(shù)為，大齒輪齒數(shù)為，則齒數(shù)比為1z2zu （2）211zuz顯然，在減速傳動(dòng)中 ，增速傳動(dòng)中。ui1ui中心距a中心距是圓柱齒輪傳動(dòng)的特征尺寸，也是最重要的幾何參數(shù)之一。設(shè)計(jì)a中應(yīng)取值整齊、簡單，并盡量不含小數(shù)。在大批量生產(chǎn)時(shí)，推薦中心距按表選用。單件或小批量生產(chǎn)時(shí)可不受此限，建議參照標(biāo)準(zhǔn)尺寸中的數(shù)系選用，或取尾數(shù)為、的整數(shù)。齒寬和齒寬系數(shù)b齒寬與小齒輪分度圓直徑之比，稱齒寬系數(shù)，以公式表示，即b1dbd（）齒寬系數(shù)反映齒輪寬度與徑向尺寸之間的比例關(guān)系。的取值大小將直接影響齒輪傳動(dòng)的布局與傳動(dòng)質(zhì)量，因此也是齒輪設(shè)計(jì)中的重要參數(shù)之一。由公式（） ，齒寬可表示為：b（）bd在用公式（）計(jì)算齒寬時(shí)，有時(shí)會(huì)包含小數(shù)部分，一般應(yīng)對其進(jìn)行圓整，即取整數(shù)。對于圓柱齒輪傳動(dòng)（人字齒輪除外） ，通常還應(yīng)使小齒輪齒寬比大齒輪齒寬寬出，即一般取bb（圓整數(shù)）bb（）510 mmbb這是從有利于降低對安裝的要求，并可保證大齒輪能以其整個(gè)齒寬參加嚙合，而不減小輪齒的有效齒寬來考慮的。齒輪精度等級的選擇在漸開線圓柱齒輪和錐齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)（和）中，分別對圓柱齒輪和錐齒輪規(guī)定有個(gè)精度等級，按精度的高低依次為：、。并根據(jù)對運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性、傳動(dòng)平穩(wěn)性和載荷分布均勻性的要求不同，將每個(gè)精度等級的各項(xiàng)公差依次分成三個(gè)組，即第公差組、第公差組和第公差組。此外，還規(guī)定了齒坯公差、齒輪副側(cè)隙和圖樣標(biāo)注等各項(xiàng)內(nèi)容。齒輪精度等級應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)的用途、使用條件、傳動(dòng)功率和圓周速度等確定。齒輪材料及其選擇由齒輪失效形式可知，輪齒的工作表面應(yīng)具有較高的抗點(diǎn)蝕、耐磨損、抗膠合和抗塑性變形的能力，而齒根則應(yīng)具有較高的抗折斷能力。因此，一般說，理想的齒輪材料應(yīng)具備這樣的特點(diǎn)：即齒面要硬、齒心要韌。在這方面，鋼通過適當(dāng)?shù)臒崽幚恚軌蚴盏綕M意的效果，故通常是較為理想的齒輪材料。齒輪用鋼，分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼，或變形鋼、鑄鋼等等。變形鋼通常以鍛造成形方法制作毛坯。毛坯經(jīng)鍛造加工后，可以改善材料性能，提高零件的強(qiáng)度。對于直徑較大、形狀復(fù)雜、又比較重要的齒輪，一般可采用鑄鋼，并以鑄造成形方式制作毛坯。鋼制齒輪常通過調(diào)質(zhì)、正火、表面淬火以及滲碳淬火、滲氮等各種熱處理方法改善材料性能，以滿足齒輪的不同工作要求。選擇材料時(shí)，要從齒輪的工作條件、制造工藝性和經(jīng)濟(jì)性等方面考慮。選擇材料要滿足齒輪工作條件的要求，一般地說，工作速度較高的閉式齒輪傳動(dòng)，齒輪容易發(fā)生齒面點(diǎn)蝕或膠合，應(yīng)選擇能夠提高齒面硬度的中碳或者中碳合金鋼，如：、等，并進(jìn)行表面淬火處理；中速中載齒輪傳動(dòng)，可選擇綜合性能較好的調(diào)質(zhì)鋼，如：、鋼等調(diào)質(zhì)。受沖擊載荷的齒輪，應(yīng)選擇齒面硬、且齒心韌性較好的滲碳鋼，如：或，并進(jìn)行滲碳淬火處理。一般講，重要的或結(jié)構(gòu)要求緊湊的齒輪傳動(dòng)，應(yīng)當(dāng)選擇較好的材料，如合金鋼。 齒輪的詳細(xì)參數(shù)如下：、斜齒圓柱齒輪、由表選擇級精度（）、材料選擇。目前國內(nèi)外的高速、重載齒輪主要采用低碳合金鋼滲碳淬火或中碳合金鋼氮化處理，以保證零件心部有足夠的韌性和塑性，傳動(dòng)功率大和可靠性高，因此必須選擇力學(xué)性能高，表面硬化處理的高強(qiáng)度合金鋼。故采用鍛造（鍛鋼）毛坯。選用材料該材料的熱處理方法是滲碳后淬火，芯部硬度齒面硬度1200,1100BsMPaMPa、小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)124z 277z 、初步選擇螺旋角螺旋角不宜過大，以減小軸向力14tanatFF 、按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)（）213121()tHEtdHK TZ Zudu (1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）試選載荷系數(shù)1.75tAvKKKKK2）由表 1 得齒寬系數(shù)(小齒輪做懸臂布置)，取10.5(1)dabud0.5a3）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩33119550 109550 10302950PTn49.711 10 N mm4）由附表查得材料的彈性影響系數(shù)（兩個(gè)鍛鋼齒輪配對）12189.8MPaEZ 5）選取區(qū)域系數(shù)2.433HZ6）由圖查得，則10.7820.87121.657）由圖（）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim11650MPaHlim21650MPaH8）由式 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)91160=60 2950 1 511009.044 10hNn jL 99129.044 102.818 103.21NNi9)由圖取接觸疲勞壽命系數(shù)，（滲10.92HNK20.95HNK碳淬火鋼）10)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效率為，安全系數(shù)為，由式得1lim110.92 1650MPa1518MPaHNHKS2lim220.95 1650MPa1567.5MPaHNHKS則許用接觸應(yīng)力為：121518 1567.51542.75MPa22HHH（）計(jì)算）試算小齒輪分度圓的直徑,由公式得td142312 1.75 9.711 104.212.433 189.8()38mm0.5 1.653.211542.75td）計(jì)算圓周速度115.78m/s60 1000td nv）計(jì)算齒寬及模數(shù)bntm齒寬 10.5 3819mmdtbd模數(shù) 11cos38 cos141.536mm24tntdmz齒高2.252.25 1.5363.457mmnthm3810.993.457bh）計(jì)算縱向重合度10.318tan0.318 0.5 24 tan140.95dz ）計(jì)算載荷系數(shù)K取使用系數(shù)；1.25AK 由表查得齒間載荷分配系數(shù)；1.4HFKK1133100N/mmATK Fb由表 查得接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)；1.45HK根據(jù)和級精度由圖查得動(dòng)載系數(shù)；1.19vK 由圖查得彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù).1.4FK故載荷系數(shù)，與相近，故1.25 1.19 1.4 1.152.395AVHHKK K KKKtK不必按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑。138mmtdd模數(shù):1.536mmnnntmmm按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式有 （）213212cosFaSandFKTYY Ymz（1） 確定計(jì)算參數(shù)1）計(jì)算載荷系數(shù)1.25 1.19 1.4 1.42.92AVFFKK K KK） 由圖查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為121050MPaFEFE3） 由圖取彎曲疲勞壽命系數(shù)，95. 01FNK98. 02FNK4） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)，由式得：1110.95 1050712.5MPa1.4FNFEFKS2220.98 1050MPa1.4FNFEFKS5） 根據(jù)縱向重合度，從圖 10-28 P217 查得螺旋角影響系數(shù)0.900.89Y6） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)11332425.18coscos 14vzz22337784.29coscos 14vzz7） 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)由表查得齒形系數(shù)，12.65FaY22.22FaY 應(yīng)力校正系數(shù)，11.58SaY21.77SaY8） 計(jì)算大小齒輪的并加以比較FSaFaYY1112.65 1.580.005894712.5FaSaFYY2222.22 1.770.002325735FaSaFYY小齒輪的數(shù)值比較大（2） 設(shè)計(jì)計(jì)算42322 2.92 9.711 100.89 (cos14 )0.0058941.80mm0.5 241.65nm對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度nm計(jì)算的法面模數(shù)相差不大，取標(biāo)準(zhǔn)值，齒數(shù)不變。2mmnm 4.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距12()(2477) 2104.09mm2cos2cos14nzz ma圓整為（2）被圓整后的中心距修正螺旋角12()(2477) 2arccosarccos13.79522 104nzz ma因值改變不多，故參數(shù)、等不必修正。KHZ（3） 計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑1124 247.44mmcoscos13.795nz md2277 2158.57mmcoscos13.795nz md（4） 計(jì)算齒寬123.72mmdbd 圓整后取 224mmB 129mmB 2.5 軸的設(shè)計(jì)軸的材料和熱處理的選擇對齒輪，選擇齒軸一體化，材料與小齒輪相同對齒輪由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表得可選號鋼，調(diào)質(zhì)處理，640MPab355MPas1275MPa軸幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 按照扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)教材 P表，取，于是得對于主動(dòng)軸：主動(dòng)軸3311min013011224.27mm2950PdAn考慮鍵槽1min24.27 1.0525.48mmd對于從動(dòng)輪：從動(dòng)軸3322min0230 0.9711235.43mm24295077PdAn考慮鍵槽2min35.43 1.0537.20mmd輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑（如圖所示） 。為了時(shí)所選的1d軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號。聯(lián)軸器的計(jì)算1d轉(zhuǎn)矩，查機(jī)械設(shè)計(jì)教材 P表，考慮到轉(zhuǎn)矩變化不大，2TKTAca故取，則 1.4AK 2=1.4 97.11135.95N mcaATK T減速器載荷平穩(wěn)，速度不高，無特殊要求，考慮拆裝方便及經(jīng)濟(jì)問題，選用彈性柱銷聯(lián)軸器按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩即的條件caT TTcaHL型彈性柱銷聯(lián)軸器，采用 Y 型軸孔，Z 型鍵軸孔直徑選 d=mm，軸孔長度 L=mm 2.6 軸承的選擇 軸 1 上：選擇圓錐滾子軸承， 2.7 有關(guān)鍵的選擇 公稱尺寸 軸 t= 轂=4.3 半徑16 10b h= 2.8 箱體的計(jì)算 1箱體壁厚 10mm，箱蓋壁厚 10mm，箱座上部凸緣高度 12mm，箱蓋凸緣厚度 12mm，箱座底凸緣厚 12mm 2、地腳螺釘直徑 M20 3、箱蓋與箱座螺栓連接 M8 4、軸承端蓋螺釘直徑 M6 5、外箱壁至軸承內(nèi)壁距離 12mm 6、內(nèi)齒圈齒根與箱壁距離 20mm 7、箱座肋板厚 10mm 8、通氣孔選擇 M12X1.25 9、油標(biāo)選擇桿式油標(biāo) M12 10、密封件選用毛氈密封3、變速器的調(diào)控 3.1 變頻器對電機(jī)的無級調(diào)控分析 通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。該設(shè)備首先要把三相或單相交流電變換為直流電（DC） 。然后再把直流電（DC）變換為三相或單相交流電（AC） 。變頻器同時(shí)改變輸出頻率與電壓，也就是改變了電機(jī)運(yùn)行曲線上的 n0，使電機(jī)運(yùn)行曲線平行下移。因此變頻器可以使電機(jī)以較小的啟動(dòng)電流，獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即變頻器可以啟動(dòng)重載負(fù)荷。 變頻器具有調(diào)壓、調(diào)頻、穩(wěn)壓、調(diào)速等基本功能，應(yīng)用了現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)，價(jià)格昂貴但性能良好，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜但使用簡單，所以不只是用于啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，而是廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，各種各樣的功率、各種各樣的外形、各種各樣的體積、各種各樣的用途等都有。隨著技術(shù)的發(fā)展，成本的降低，變頻器一定還會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。 因小功率電動(dòng)機(jī)的額定功率為 30kw，故我們選擇：一個(gè)變頻器型號為 ACS550-01-072A-4+B055 的變頻器用于調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī) 1 的輸出轉(zhuǎn)速和功率。 3.2 行星排的功率合流分析 4、總結(jié)5、致謝6、參考文獻(xiàn)