需要購買對應 紙 咨詢 14951605 買對應的 紙 14951605 或 1304139763 編號 無錫 太湖學院 畢業(yè)設計（論文） 題目： 三角帶無極變速裝置設計 信機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專業(yè) 學 號： 0923059 學生姓名： 胡 建 義 指導教師： 唐正寧 （職稱： 副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25需要購買對應 紙 咨詢 14951605 I 無錫 太湖學院本科畢業(yè)設計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 三角帶無級變速裝置設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械 92 學 號： 0923059 作者姓名： 胡建 義 2013 年 5 月 25 日 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 I 無錫 太湖學院 信 機 系 機械工程及自動化 專業(yè) 畢 業(yè) 設 計論 文 任 務 書 一、題目及專題： 1、 題目 三角帶無極變速裝置設計 2、專題 二、課題來源及選題依據 包裝機應用中，因待包裝產品的長度、大小不同，導致包裝機的使用局限性較大。往往，一臺 包裝機僅適合某特定產品，從而加大了投資成本。故而，設計一臺能夠自動調節(jié)包裝紙輸送長度的包裝機成為一種需要。紙長調節(jié)無級變速器即是用于能夠包裝多種長度的物品的包裝機上。由于包裝紙的輸送長度是根據被包裝物決定的，因此，每當變換被包裝物時，必須相應調節(jié)包裝紙的輸送長度。 無級變速器在紙長調節(jié)包裝機中是主導性的部件，無級變速器的研究幾乎成為包裝機改進的全部。能夠自動調節(jié)變速比，即調節(jié)包裝紙的輸送速度的變速器成為目前的主流。 由速比計算公式可知，需要改變包裝紙的輸送長度時，僅需在主動輪直徑保持固定時，改變從動輪的直徑即可，所以本設計的主要設計皆是基于改變從動輪的直徑進行的。 三、本設計（論文或其他）應達到的要求： 熟悉 無級變速器的發(fā)展歷程 ，特別是 近年來，由于材料、潤滑油、微機控 及加工技術的進步，給無級變速器所促成的發(fā)展； 熟練掌握 變速器的工作原理以及調節(jié)過程； 熟練掌握 圖紙繪制 ； 學習，并掌握基本操作 ； 完成畢業(yè)設計說明書，并按要求排版。 四、接受任務學生： 機械 92 班 姓名 胡建義 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 7 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設計（論文）指導（或顧問）： 指導教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學科組組長研究所所長 簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 7 日 要 無級變速技術，它采用傳動帶和工作直徑可變的主、從動輪相配合來傳遞動力，可以實現傳動比的連續(xù)改變，從而得到傳動系與發(fā)動機工況的最佳匹配。常見的無級變速器有液力機械式無級變速器和金屬帶式無級變速器。 自動變速器，按齒輪變速系統(tǒng)的控制方式，它可以分 為液控液壓自動變速器和電控液壓自動變速器；按傳動比的變化方式又可分為有級式自動變速器和無級式自動變速器。因此，無級變速器實際上是自動變速器的一種，但它比常見的自動變速器要復雜得多，技術上也更為先進。 無級變速器與常見的液壓自動變速器最大的不同是在結構上，后者是由液壓控制的齒輪變速系統(tǒng)構成，還是有擋位的，它所能實現的是在兩擋之間的無級變速，而無級變速器則是兩組變速輪盤和一條傳動帶組成的，比傳統(tǒng)自動變速器結構簡單，體積更小。另外，它可以自由改變傳動比，從而實現全程無級變速，使車速變化更為平穩(wěn)，沒有傳統(tǒng)變速 器換擋時那種“頓”的感覺。 關鍵字： 無級變速器；自動變速器；齒輪變速 of to of of of is to of it be to of be of no of is a of it is of is on is by it be in is is a of In it is to so as to at 角帶無級變速裝置設計 V 目 錄 摘 要 . . 錄 . V 1 緒論 . 1 極變速器的發(fā)展 . 1 外無極變速器的發(fā)展及現狀 . 1 內無級變速器的發(fā)展及現狀 . 2 2 紙長調節(jié)無極變速器的結構及傳動原理 . 4 長調節(jié)無極變速器的結構 . 4 4 動原理 . 4 節(jié)過程 . 5 3 電動機的選擇 . 7 4 傳動齒輪設計 . 8 述： . 8 輪設計 . 8 定齒輪類型、精度等級、材料及齒數 . 8 步設計 . 9 何計算 . 9 度設計 . 11 根彎曲強度驗算 . 12 5 軸的設計計算 . 14 述 . 14 的設計 . 14 輸入軸上的功率 速 1. 14 作用在齒輪上的力 . 14 步確定軸的最 小直徑 . 14 彎扭合成應力校核軸的強度 . 15 確校核軸的疲勞強度 . 15 6 螺桿的設計計算 . 17 據耐磨性計算螺桿直徑 . 17 型、材料和許用應力 . 18 耐磨性設計 . 19 算耐磨性 . 19 紋牙的強度計算 . 20 7 軸承的校核 . 21 述 . 21 承的校核 . 22 兩軸 承收到的徑向載荷 21 F 和 . 23 軸承當量動載荷 1p 和 2p . 25 算軸承壽命 . 25 8 鏈傳動的設計計算 . 26 述 . 26 設計計算 . 26 擇鏈輪齒數 . 26 擇鏈條型號和節(jié)距 . 26 算鏈節(jié)數和中心距 . 26 總 結 . 28 致 謝 . 29 參考文獻 . 30 三角帶無極變速裝置設計 1 1 緒論 機械無級變速器是由變速傳動機構、調速機構以及加壓裝置或輸出機構三部分組成的一種傳動裝置。其功能特征主要是 :在輸入轉速不變的情況下 ,能實現輸出軸的轉速在一定范圍內連續(xù)變化 ,以滿足機器或生產系統(tǒng)在運轉過程中各種不同工況的要求。它在配合減速器傳動時可進一步擴大變速范圍與輸出轉矩 ,對提高產品的產量 ,適應產品變換需要 ,節(jié)、約能源 ,實現整個系統(tǒng)的機械化、自動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通用的傳動元件 ,在各工業(yè)部門已獲 得廣泛應用。 紙長調節(jié)無極變速器用于能包裝多種長度的物品的包裝機上。傳動器的主、被動工作輪的固定和可動部分形成 金屬傳送帶嚙合。當主、被動工作輪可動部分作軸向移動時，改變了傳送帶的回轉半徑，從而改變傳動比?？蓜虞喌妮S間移動是根據包裝物品的長度要求通過控制系統(tǒng)進行連續(xù)地調節(jié)，從而實現無極變速。 極變速器的發(fā)展 外無極變速器的發(fā)展及現狀 早在 1490年， 畫了機械無級變速器（無級變速器 , 草圖，并簡要描述了它的潛在優(yōu)勢。但是，機械無級變速器的真正發(fā)展是在 19世紀后半葉開始的發(fā)展的，但由于當時受材質與工藝方面的條件限制 ,發(fā)展緩慢。直到 20世紀 70年代以后 ,一方面隨著先進的冶煉和熱處理技術 ,精密加工和數控機床以及牽引傳動理論與油品的出現和發(fā)展 ,解決了研制和生產無級變速器的限制因素 ;另一方面 ,隨著生產工藝流程實現機械化、自動化以及要求改進機械工作性能 ,需要大量采用無級變速器。因此這種形勢下 ,機械無級變速器獲得迅速和廣泛的發(fā)展。主要研制和生產的國家有日本、德國、意大利、美國和俄國等。 產品有摩擦式、鏈式、帶式及脈動式四大類約 30多種結構型式。輸入功率一般為 N=(別類型可達到 N=(150入轉速一般為 750、 1500、 3000)r/出轉速可以正、反轉 ,增速或降速 ,最低轉速可降低至零。自 20世紀 80年代以后 ,機械無級變速器的主要展趨向是美、日等國進行用于汽車的高速、高效、大轉矩機械無級變速器的研制開發(fā)。 無級變速器在汽車工業(yè)上的應用： 在汽車早期發(fā)展的歷史中，人們就已認識到在發(fā)動機與傳動系之間實現無級變速調節(jié)才能使汽車達到理想的行駛工 況。長期以來，人們一直進行著能傳遞大功率、維持高效率、高壽命的機械式無級變速器的研究工作。近年來，由于材料、潤滑油、微機控制及加工技術的進步，無級變速器有了很大發(fā)展。最早應用于汽車的無級變速傳動是 出現在 1886年由德國 后，荷蘭 士于 1958年研制成功了雙 裝備于 級變速器取得里程碑式的成績是在本世紀六十年代中期， 遞功率容量大，效率高，結構緊湊的無級自動變速器無級變速器，使金屬帶式無級變速器取得突破性進展。 1987年， 年，福特汽車公司首次在市場上推出裝用這種金屬帶的 無錫太湖學院學士學位論文 2 無級變速器。日本富士重工也于同年研制成功裝備于 排量 1子控制無級變速器。之后，菲亞特，福特日產等汽車公司都在公司生產的一些 九十年代，在總結八十年代產品開發(fā)和使用經驗的基礎上， 能更佳的第二代無級變速 器傳動器。到 1995年，裝有無級變速器的汽車產量已達到 100萬多輛。目前主要有以下的無級變速器生產廠商 :中歐洲 5萬 /年， 0萬 /年。特別指出的是 :美國福特公司在 1997年有了歷史性的突破，生產出可用于大轉矩、排放量高達 轉矩為 3m)成功安裝于 就結束了無級變速器只能應用于中型汽車上的歷史，為大規(guī)模應用無級變速器 于汽車上開辟了道路。而且，無級變速器已與當今先進的計算機技術結合起來，構成高性能的無級自動變速器，性能更加完善。世界上的主要汽車生產國都在積極開發(fā)無級變速器系統(tǒng)，已經出現了很好的實用化發(fā)展勢頭。 內無級變速器的發(fā)展及現狀 國內機械無級變速器基本上是在 20世紀 60年代前后起步 ,到 80年代中期以后 ,隨著國外先進設備的大量引進 ,工業(yè)生產現代化及自動流水線的迅速發(fā)展 ,對各種類型機械無級變速器的需求大幅度增加 ,專業(yè)廠開始建立并進行規(guī)?；a ,一些高等院校也開展了該領域的研究工作。經過十幾年發(fā)展 ,現在 ,國內機械無級變速器行業(yè)從研制、生產、到情報信息各方面已組成一較完整的體系 ,發(fā)展為機械領域中一個新興行業(yè)。 目前 ,國內生產的機械無級變速器大都是在引進國外先進技術基礎上發(fā)展起來的 ,主要系列產品類型有： （ 1）摩擦式無級變速器 : 行星錐盤式 (; 行星環(huán)錐式 (; 錐盤環(huán)盤式 (干式、濕式 ); 多盤式 (等。 (2)齒鏈式無級變速器 : 滑片鏈式 ; 滾柱鏈式 ;鏈式卷繞式。 (3)帶式無級變速器 : 普通 寬 (4)脈動式無級變速器 : 三相并列連桿式 (與四相并開連桿式 (。其中行星錐盤式無級變速器通用性較強 ,結構和工藝較簡單 ,工作可靠 ,綜合性能優(yōu)良 ,尤其是能適應各種生產流水線需要 ,故應用最廣 ,產量最大 ,其年產量約占機械無級變速器總產量的 50%以上。大部分無級變速器產品的輸入功率為 ()數類型可以達到 (22 30) 通過一定時期的實踐 ,并掌握了現有 技術之后 ,近年來國內機械無級變速器的研制生產出現了新的發(fā)展趨向 ,主要是： (1)對原有產品創(chuàng)新改進：在原來行星錐盤式無級變速器的基礎上 ,創(chuàng)新開發(fā)出恒功率行星摩擦式無級變速器及無物理心軸行星輪無級變速器 ,后者的變速比由原來的 56增大到 20或更大 ,輸出轉矩也提高了一倍以上 ,而且其他性能指標優(yōu)良 ,目前已有系列產品。 (2)研制開發(fā)汽車用無級變速器：汽車用無級變速器屬高新技術產品 ,目前國內已開出金屬帶式無級變速器 ,通過試驗 ,現正準備進行產業(yè)化生產 ;而其中靠進口的關鍵零件金屬鋼帶也將自行生產。另外 ,新型 的車用無級變速器及復合帶也在探討之中。 (3)創(chuàng)新研制新型(車用和通用 )無級變速器。近年來不斷提出有創(chuàng)新型無級變速器 ,這些無級變速器的特點主 三角帶無極變速裝置設計 3 要是不用摩擦式變速傳動而多半以連桿脈動式無級變速器傳動為主或采取鏈式傳動 ;要求實現大功率、恒功率或者高速 ;力爭結構簡單緊湊 ,并獲得優(yōu)良的性能。上述情況可以說明 ,國內無級變速器的研制生產已由過去的仿造階段進入到創(chuàng)新階段 ,由小功率往大功率方向發(fā)展 ,由一般技術往高新技術發(fā)展 ,故今后有可能出現一些性能優(yōu)良的新一代機械無級變速器。 隨著電力電子技術的發(fā)展 ,自 20世紀 80年代 以來 ,出現多種通過交流電動機進行調速的方式。其中作為先進的變速裝置 ,交流變頻器及其派生的控制器獲得迅速的發(fā)展和推廣應用 ,對機械無級變速器產生了一定的沖擊。其優(yōu)點主要是調速性能好、范圍大、效率高、自控性好、功率范圍寬等。近年來 ,又出現一種新型的開關磁阻調速電動機 (性能有進一步提高 ;而它們的缺點在于低于電機額定轉速時 ,僅具有恒轉矩特性 ,低速運轉時效率較低且不夠穩(wěn)定 ,起動過載性能較差等。與上述電力調速方式相比較 ,機械無級變速器的特點主要是 :具有恒功率機 械特性 ,轉速穩(wěn)定 ,工作可靠 ,傳動效率較高 ,結構簡單 ,維修方便 ,而且類型多 ,適用范圍廣。因此 ,在今后的發(fā)展中 ,依然有著廣闊的前景。 無級變速器在我國汽車工業(yè)上的應用： 在我國六十年代，“紅旗” 770轎車上就使用了具有兩個前進檔的液力自動變速器，之后又研究了有三個前進檔的 1998年，一汽大眾公司生產的“捷達王”，已將自動變速器列為選裝件。神龍汽車公司也在其“富康” 于無級變速器，早在十年前，國內就有高校購買過國外樣機進行分析研究。目前，重慶大學正在 對無級變速器的結構、運動機理進行基礎研究 ;東風汽車公司和吉林工業(yè)大學、東北工業(yè)大學、湖北汽車工業(yè)學院合作，承擔了國家科技部九五重大攻關項目，對無級變速器技術進行實用化研究。 3）無級變速器的發(fā)展前景 隨著電子技術、材料及加工技術的發(fā)展，無級變速器正朝著以下幾個方面發(fā)展 : 向 3升以上排量的汽車上發(fā)展，以實現更廣泛的應用 ; 更加優(yōu)越的控制及快捷的反應 ; 更低廉的價格。 由于采用機械無級變速器可以得到傳動系與發(fā)動機工況的最好匹配，提高整車的燃油經濟性和動力性，并可以提高操縱方便性和舒適性，有效地降低了排放污染，且綜合性能優(yōu)于 T、 些主要的汽車廠開始液力機械自動變速器過渡到無級變速器系統(tǒng) ;或者直接發(fā)展無級變速器系統(tǒng) ;或兩者兼有之。 近幾年來，隨著高科技的發(fā)展及市場需要，無級變速器的機一液式控制系統(tǒng)已逐步被電一 液式控制系統(tǒng)所取代，從而實現無級變速傳動裝置與發(fā)動機的靈活匹配，以滿足多種控制模式的要求。對各種工況的控 制策略也正在作更加深入的研究，以使無級變速器的優(yōu)越性更大限度地發(fā)揮出來。目前，無級變速器的電子控制又進一步向智能化方向發(fā)展，如對濕式離合器的接合采用模糊控制來改善汽車的起動性能等。同時無級變速器的結構也越來越小巧和緊湊，加上對前輪驅動的無級變速器進行結構上的修改，使其可用于后輪驅動的汽車上，進一步增強了無級變速器的應用范圍。 無錫太湖學院學士學位論文 4 2 紙長調節(jié)無極變速器的結構及傳動原理 長調節(jié)無極變速器的結構 圖 體裝配圖 動原理 紙長調節(jié)無級變速器用于能包裝多種長度的物品的包裝 機上。由于包裝紙的輸送長度是根據被包裝物決定的，因此，每當變換被包裝物時，必須相應調節(jié)包裝紙的輸送長度。 包裝紙輸送長度的調節(jié)是通過調節(jié)滑輪的位置，改變變速器的速比，即輸紙滾筒的送紙速度來實現的。當需要改變變速器的速比時，啟動電動機，經減速器降低轉動速度，通過錐齒輪將電動機的動力傳動到 17軸上，又經鏈傳動，降低速比，將動力傳動到 20軸上。通 過錐齒輪將動力傳至螺桿，因螺桿與滑座為螺紋配合，螺桿的轉動使得滑座上下移動，從而導致滑輪上下移動。又上下對稱布置的兩個皮帶輪是固定在軸套上的，故滑輪的移動使得主動輪的直徑發(fā)生變化，從而使速比得以改變，也就改變了輸送滾筒的送紙速度，使得包裝紙輸送長度得到了調節(jié)。 三角帶無極變速裝置設計 5 節(jié)過程 1 螺桿； 2 皮帶輪； 3 軸； 4 滑座； 5 軸套； 6 滑輪； 7 減速器； 8 刻度盤； 9 減速器； 10 電動機 圖 長調節(jié)無級變速器 當需要調節(jié)包裝紙輸送長度時，可用手動或自動啟動，使紙長調節(jié)電動機 10 進行順時針或逆時針轉動。此時，經減速器 10 進行順時針或逆時針轉動。此時，經減速器 9（速比 121i ）和齒輪、鏈輪傳動后，螺桿 1 帶動滑座 4 左右移動，因滑輪 6 是固定，而對稱布置的皮帶輪 2 將沿豎直方向上下移動，從而，滑輪 6 兩側三角帶的傳動中心距發(fā)生的改變，和滑輪 6 依靠交代的張力自動進行的前后移動，使變速器的速比隨即得到了調整，也就改變了輸送 滾筒的送紙速度，使得包裝紙輸送長度得到了調節(jié)。紙長的變動由刻度盤 8的指針指示出。由于螺桿 1 是傾斜設置的，因此在變速過程中三角帶始終是保持平直的。 紙長調節(jié)必須在包裝機開動情況下進行。 無錫太湖學院學士學位論文 6 圖 輪裝配圖 無級變速器調速時，滑座上下移動，使得滑輪同時上下移動，又因對稱布置的兩個皮帶輪是固定于軸套上的，從而使滑輪與皮帶輪間的間隙發(fā)生變化。由21知，在 1d 固定不變的情況下， 2d 的大小變化使得傳動速比發(fā)生變化。 護套的作用，固定皮帶輪位置，防止無級變速器調速時，皮帶輪掉落。 無級變速器的調速范圍： 當滑座位置處于螺桿的最上端位置時，上面皮帶輪與滑輪的 81 ，下面皮帶輪與滑輪的 01 。 又主動輪 002 所以變速器的速比范圍為 10750291 0 0701 0 058 故變速器的調速范圍為 n i 4075029(20 結論：無級變速器的調速范圍： r 。 三角帶無極變速裝置設計 7 3 電動機選擇 電動機分交流電動機和直流電動機兩種。由于生產單位一般多采用三相交流電源，因此，無特殊要求時，應選用三相交流電動機，其中以三相交流異步電動機應用廣泛。所以選擇使用三相交流異步電動機，其型號為 由資料可知， 三相交流異步電動機的參數如下： 額定功率： 5額定電壓： 80額定電流： 定轉速： n=1400r/錫太湖學院學士學位論文 8 4 傳動齒輪設計 述： 齒輪傳動機構用于傳遞空間任意兩軸間的運動和動力，是機械傳動中應用非常廣泛的機構。其主要優(yōu)點是： 1）適用的圓周速度和功率范圍廣； 2)傳動比準確； 3）傳遞的機械效率高； 4）工作可靠 ;6)可實現平行軸，相交軸，交錯軸之間的傳動 ;7)結構緊湊。但制造及安裝要求較高，且需專門的加工，測量設備，因而成本 較高。 錐 齒輪 是圓錐齒輪的簡稱，它用來實現兩相交軸之間的傳動 ,兩軸交角 值可根據傳動需要確定，一般多采用 90 。錐齒輪的輪齒排列在截圓錐體上，輪齒由齒輪的大端到小端逐漸收縮變小，如下圖所示。由于這一特點，對應于圓柱齒輪中的各有關圓柱 在錐齒輪中就變成了 圓錐 ，如分度錐、節(jié)錐、基錐、齒頂錐等。錐齒輪的輪齒有直齒、斜齒和曲線齒等形式。直齒和斜齒錐齒輪設計、制造及安裝均較簡單，但噪聲較大，用于低速傳動（ 5m/s）；曲線齒錐齒輪具有傳動平穩(wěn)、噪聲小及承載能力大等特點，用于高速重載的場合。本節(jié)只討論 S=90 的標準直齒錐齒輪傳動。 輪設計： 定齒輪類型、精度等級、材料及齒數 根據使用要求，選用錐齒輪傳動； 無極變速 器為一般工作機器，速度不高，故選用 7 級精度（ 材料選擇： 由表 10擇小齒輪材料為 40質），硬度為 280齒輪材料為 45 鋼（調質）， 三角帶無極變速裝置設計 9 硬度為 240者材料硬度差為 40 選小齒輪齒數為 131Z 。 步設計 Z= u= 500 N/ e=1100, =90。 e 12)u( 1/3 （ =1100 220 ） 1/3 =）選定齒數 Z 和模數 m: 選 3, 則 Z2=u 取 9 m = 13 =）選變位系數： 螺旋角 =近零度曲齒錐齒輪，取 =x1+向變位系數： 小齒輪齒頂變尖，取 據保持標準齒全高 =0 = 幾何計算 軸交角 =90 齒數比 u u=1=49/13=錐角 1 = 2= 分度圓大端端面模數 m m=形角 0=20 無錫太湖學院學士學位論文 10 齒頂高系數 頂隙系數 c*=寬 b=R/4 R/3=50 徑向變位系數 高變動系數 =0 平均當量齒輪 21 c （ =錐與分錐的比值 1 =點當量齒輪分度圓壓力角 m= /m= 中點當量齒輪齒合角 m=m / 切向變位系數之和 2 m m= 切向變位系數 =0 及補償小齒輪尖頂： 度圓直徑 d1=d2=錐距 R = 2=點錐距 全高 h=(2h*+c*m=圓齒頂高 h*+) m 2 圓齒根高 hf=圓齒根高 h f= d/ 圓齒頂高 h a=f h h 錐齒根角 f= h ) 根錐角 f= 頂錐角 三角帶無極變速裝置設計 11 a= + f 頂圓直徑 d+2h a 頂距 - h a 裝距 A 68 0 輪冠距 強度設計 按國標 T =10062式驗算計算接觸應力 H= mb 1( （ 1）節(jié)點區(qū)域系數 H=t a n c o s c o s2 c o （ b= m 0= t= 2) 查表，彈性系數 (3) 重合度系數 3)1)(4( + = （ mm=R = = m/( mm m d (2R ) =mm (2R )= m/ ( 2)=錫太湖學院學士學位論文 12 m/ (2)=2121 am + 2222 -(m = m= = g m/ 4) 螺旋角系數 m5)有效寬度 6）錐齒輪系數 7)使用系數 8)齒寬中點分錐 的圓周力： Rm =74000T1/9)動載系數 K+1 N=(+ v= 10）齒向載荷分布系數 11）齒間載荷分配系數 12）輪滑劑系數