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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 題 目 紡織機械用控制式無極變速器的設(shè)計 學(xué) 院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 學(xué) 號 年級 11 指導(dǎo)教師 職稱 講師 2016 年 4 月 21 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 摘要 隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，機械工業(yè)也在不斷地發(fā)展著，各種設(shè)備都在不斷地發(fā)展，創(chuàng)新著。特別是在農(nóng)業(yè)方面，變速器的應(yīng)用非常廣泛，在一些特定的工作場合，變速器體積小，變速靈活，價格成本低廉很受歡迎，根據(jù)市場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，變速器必須滿足當(dāng)今人們對紡織機械速度調(diào)節(jié)方面的靈活性操控等需求，能夠在不改變發(fā)動機的扭矩和轉(zhuǎn)速的情況下，改變變速器的驅(qū)動力和運轉(zhuǎn)速度；在發(fā)動機曲軸旋轉(zhuǎn)方向不變的情況下，使變速器前進或后退；在發(fā)動機不熄滅的情況下，可使變速器長時間停車或進行固定作業(yè)。 目前市面上的變速器大多都是采用傳 統(tǒng)的變速結(jié)構(gòu)，在某些特定的區(qū)域，這種結(jié)構(gòu)形式的變速器非常不受歡迎。由于以往的變速器采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，這樣就造成傳動精度不好控制，保養(yǎng)維護費用較高 ;同時存在一定的安全隱患。因此，對整機的安全性要求較高，操作時也會給工作人員帶來強烈的震動 ,使得操作很不舒服。雖然傳統(tǒng)的變速器傳動效率較高，變速效果較好，但是價格也較昂貴，對于一般的用戶難以接受。所以研究一種新式的紡織機械用控制式無極變速器勢在必行！ 變速器作為機動紡織機械中核心部件的一種，它工作時，發(fā)動機通過發(fā)動機分輪從而帶動紡織機械用控制式無極變速器轉(zhuǎn)動，從而 間接地帶動了紡織機械的轉(zhuǎn)動，這樣紡織機械就可以運轉(zhuǎn)了。 本文介紹了紡織機械用控制式無極變速器的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計中所必須的理論計算和相關(guān)強度校驗，以及對其結(jié)構(gòu)進行創(chuàng)新設(shè)計，該變速器的優(yōu)點是傳動鏈短、效率高、易加工、使用和維護都很方便，較適合在惡劣的環(huán)境下工作，最主要的是其傳動效率很高。 關(guān)鍵詞： 紡織機械用控制式無極變速器；扭矩；結(jié)構(gòu)；校驗 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖 紙 of is in of in in of is in of is to to of of in of of of or is of to a or on of is in in of of is of is is at of to a so is is is is to So of a as a in a it is to by of so be of of of is a to in is ey 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 I 目 錄 緒論 ........................................................................ 1 1. 課題的來源及研究的目的和意義 ............................. 錯誤 !未定義書簽。 2. 本課題研究的主要內(nèi)容 ..................................................... 4 極變速器的發(fā)展概況 ................................................. 4 3. 紡織機械用控制式無極變速器的總體方案設(shè)計 ................................. 7 速器的結(jié)構(gòu)形式 ..................................................... 9 速器內(nèi)部傳動系統(tǒng)的布局 ...................................... 10 速方式 ............................................................ 10 本運動關(guān)系 ........................................................ 10 4. 紡織機械用控制式的無極變速器傳動系統(tǒng)的設(shè)計 .............................. 11 速器內(nèi)部傳動系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu) ........................................ 12 輪的類型 .......................................................... 15 動慣量對系統(tǒng)的影響 ........................................... 17 簧剛度對系統(tǒng)性能的影響 ....................................... 18 的設(shè)計校核與軸承選用 ............................... 錯誤 !未定義書簽。 的設(shè)計及強度效核 .............................. 錯誤 !未定義書簽。 向離合器的工作原理及計算 .......................................... 23 5. 變速器內(nèi)部主要傳動零件的強度校核 ....................................... 24 動軸的強度校核 .................................................... 25 動齒輪的強度校核 .................................................. 26 承強度的校核 ...................................................... 26 6. 結(jié)論 ................................................................... 27 參考文獻 .................................................................. 28 致謝 ...................................................................... 29 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 1緒論 1 課題的來源及研究的目的和意義 機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟各部門技術(shù)進步和經(jīng)濟效益有很大的和直接的影響。機械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。 機械工程的服務(wù)領(lǐng)域廣闊而多面，凡是使用機械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機械工程 的服務(wù)。概括說來，現(xiàn)代機械工程有五大服務(wù)領(lǐng)域：研制和提供能量轉(zhuǎn)換機械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機械、研制和提供從事各種服務(wù)的機械、研制和提供家庭和個人生活中應(yīng)用的機械、研制和提供各種機械武器。 不論服務(wù)于哪一領(lǐng)域，機械工程的工作內(nèi)容基本相同，主要有：建立和發(fā)展機械工程的工程理論基礎(chǔ)。例如，研究力和運動的工程力學(xué)和流體力學(xué)；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應(yīng)用的工程材料學(xué)；研究熱能的產(chǎn)生、傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換的熱力學(xué)；研究各類有獨立功能的機械元件的工作原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計和計算的機械原理和機械零件學(xué)；研究金屬和非 金屬的成形和切削加工的金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等等。研究、設(shè)計和發(fā)展新的機械產(chǎn)品，不斷改進現(xiàn)有機械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和將來的需要。機械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度；編制和貫徹制造工藝；設(shè)計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質(zhì)量進行有效的控制。機械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復(fù)雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè) 和個人、家庭。而且銷售量在社會經(jīng)濟狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復(fù)雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機械工業(yè)。 機械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。 機械產(chǎn)品的應(yīng)用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維護、修理 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 2和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。研究機械產(chǎn)品在制造過程中， 尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機械工程的一項特別重要的任務(wù)，而且其重要性與日俱增。機械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機械、礦山機械、紡織機械等；按工作原理可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。另外，機械在其研究、開發(fā)、設(shè)計、制造、運用等過程中都要經(jīng)過幾個工作性質(zhì)不同的階段。按這些不同階段，機械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機械科研、機械設(shè)計、機械制 造、機械運用和維修等。 這些按不同方面分成的多種分支學(xué)科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機械工程可能分化成上百個分支學(xué)科。例如，按功能分的動力機械，它與按工作原理分的熱力機械、流體機械、透平機械、往復(fù)機械、蒸汽動力機械、核動力裝置、內(nèi)燃機、燃氣輪機，以及與按行業(yè)分的中心電站設(shè)備、工業(yè)動力裝置、鐵路機車、船舶輪機工程、變速器工程等都有復(fù)雜的交叉和重疊關(guān)系。船用汽輪機是動力機械，也是熱力機械、流體機械和透平機械，它屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝置，可能也屬于核動力裝置等等。 19世紀(jì)時，機械工程的知識總量還很有限 ，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個學(xué)科，被稱為民用工程， 19世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個獨立學(xué)科。進入20世紀(jì)，隨著機械工程技術(shù)的發(fā)展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢在 20世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達到了最高峰。 由于機械工程的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度 的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術(shù)交流的范圍，阻礙新技術(shù)的出現(xiàn)和技術(shù)整體的進步，對外 界條件變化的適應(yīng)能力很差。封閉性專業(yè)的專家們 掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調(diào)困難，也不利于繼續(xù)自學(xué)提高。因此自 20世紀(jì)中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎(chǔ)理論，拓寬專業(yè)領(lǐng)域，合并分化過細的專業(yè)。械工程以增加生產(chǎn)、提高勞動生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟性為目標(biāo)來研制和發(fā)展新的機械產(chǎn)品。在未來的時代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉矗卫?、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟的目標(biāo)任務(wù)。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 3機械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更 快、更好?，F(xiàn)代機械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復(fù)雜的機械和機械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實。 人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠窺百億光年，近察細胞和分子。新興的電子計算機硬、軟件科學(xué)使人類開始有了加強，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。 人類智慧的增長并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復(fù)雜的工作，從而更促進手的功能。手的實踐反過來又促進人腦的智慧。在人類的整個進化過程中，以及在每個 人的成長過程中，腦與手是互相促進和平行進化的。 人工智能與機械工程之間的關(guān)系近似于腦與手之間的關(guān)系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機械制造出來。過去，各種機械離不開人的操作和控制，其反應(yīng)速度和操作精度受到進化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智能將會消除了這個限制。計算機科學(xué)與機械工程之間的互相促進，平行前進，將使機械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。 19世紀(jì)時，機械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學(xué)院校中它一般還與土木工程綜合為一個學(xué)科，被稱為民用工程， 19世紀(jì)下半葉才逐漸成為一個獨立學(xué)科。進 入20世紀(jì)，隨著機械工程技術(shù)的發(fā)展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學(xué)科。這種分解的趨勢在 20世紀(jì)中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束的前后期間達到了最高峰。 綜合 再綜合的反復(fù)循環(huán)，是知識發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識，又具有足夠的綜合知識來認識、理解其他學(xué)科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。 綜合與專業(yè)是多層次的。在機械工程內(nèi)部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術(shù)中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識中，包括社會科學(xué)、自 然科學(xué)和工程技術(shù)，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題。 在全球經(jīng)濟發(fā)展的大環(huán)境之下，我國各個行業(yè)在受到其他國家先進技術(shù)沖擊的同時，與國外品牌企業(yè)的溝通交流的機會也變的越來越多。變速器行業(yè)通過行業(yè)展會、科研合作等多種途徑，不斷的提高了自身實力和核心競爭力，縮小與發(fā)達國家之間的差距。 在新的市場需求的驅(qū)動下，變速器設(shè)備的更新和優(yōu)化升級更加迫切。國內(nèi)變速器設(shè) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 4備生產(chǎn)企業(yè)充分挖掘市場潛力，大力發(fā)展大型環(huán)保節(jié)能的變速器械設(shè)備，在我國飛速發(fā)展的農(nóng)業(yè)從人工作業(yè)到機械化的轉(zhuǎn)變中發(fā)揮著積極的作用。一般生產(chǎn)大型變速器設(shè)備的企業(yè)對設(shè)備傳動效率指數(shù)上都有嚴(yán)格的要求。各企業(yè)在生產(chǎn)設(shè)備時，都充分考慮到設(shè)備在運行中可能會出現(xiàn)的種種問題，從而減少設(shè)備因為振動或者操作不當(dāng)而引起的噪音大、污染重等現(xiàn)象。 國內(nèi)紡織機械用控制式的無極變速器的研發(fā)及制造要與全球號召的低碳經(jīng)濟、經(jīng)久耐用主題保持一致。加大變速器新型多樣化的研發(fā)及生產(chǎn)是行業(yè)發(fā)展的大趨勢，同時也迎合了國內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展的需求。 紡織機械用控制式的無極變速器的發(fā)展與人類社會的進步和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各學(xué)科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝 ，目前紡織機械用控制式的無極變速器正向著大型、高效、可靠、節(jié)能、降耗和自動化方向發(fā)展。 2 本課題研究的主要內(nèi)容 國內(nèi)紡織機械用控制式無極變速器的研發(fā)及制造要與全球號召的低碳經(jīng)濟、經(jīng)久耐用主題保持一致。加大紡織機械用控制式的無極變速器新型多樣化的研發(fā)及生產(chǎn)是行業(yè)發(fā)展的大趨勢，同時也迎合了國內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展的需求。 紡織機械用控制式的無極變速器的發(fā)展與人類社會的進步和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各學(xué)科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝，目前變速器自動變速器正向著大型、 高效、可靠、節(jié)能、降耗和自動化方向發(fā)展。 本次設(shè)計的任務(wù)是紡織機械用控制式的無極變速器的設(shè)計，通過讓學(xué)生親自了解變速器內(nèi)部的構(gòu)造和組成部分，通過對變速器內(nèi)部工件的測繪來認識工件，通過利用計算機繪圖軟件例如 對工件進行零件圖的繪制和裝配，這樣經(jīng)過一系列的綜合性訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生動手，動腦以及畫圖的能力。 極變速器的發(fā)展概況 無級變速器的力學(xué)結(jié)構(gòu)、力學(xué)分析、傳動效率等，在國外 已研究成熟，國外的研究熱點主要集中在 液控制系統(tǒng)的控制策 略上，如 液控制系統(tǒng)的智能 制、魯 棒控制等、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 控制等。無級變速器的結(jié)構(gòu)、力學(xué)分析、傳動效率等研究在國 內(nèi)已取得很大的進展，但 液控制系統(tǒng)的控制策略、實驗仿真等 研究。在國內(nèi)剛起步不久。 無級變速傳動系統(tǒng)匹配及控制是實現(xiàn)紡織機械性能的關(guān)鍵技 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 5術(shù)之一，可通過控制無級變速傳動系統(tǒng)的速比來保證發(fā)動機在理想的工況下運行， 以便提高紡織機械的動力性與與經(jīng)濟性。在國內(nèi)，我國最早是在一汽生產(chǎn)的 旗轎車上裝備了自動 變速器，國內(nèi) 批量裝車始于 2003 年，目前正以遞增的態(tài)勢發(fā) 展。在 面的研究我國尚處于起步 階段，自：“九五”期間開始， 轎車無極自動變速器的開發(fā)和研制已經(jīng)被例入國家重大科技攻關(guān)計劃。在 動機理、 制策略、 字建模與仿真等方 面，取得可一些突破性成果并成功式制出國內(nèi)首臺 品，目前我 國 進入使用階段。在國外 術(shù)的發(fā)展，可以追溯到十九世紀(jì)末德國 司在 1896 年就將 的紡織機械上，但材料差、傳遞力矩小，沒有什么使用價值。自從馮·杜博士的 0世紀(jì) 80年代研制成功無級變速 器并使之 進入商品化階段目前世界度寬鋼帶。 3 紡織機械用控制式無極變速器的總體方案設(shè)計 速器的結(jié)構(gòu)形式 速器內(nèi)部傳動系統(tǒng)的布局 紡織機械用控制式的無極變速器 作為紡織機械中最重要的核心部件的一種，廣泛應(yīng)用于紡織機械，紡織機械，運輸機等等領(lǐng)域。它工作時，發(fā)動機通過飛輪帶動變速器轉(zhuǎn)動，從而間接地帶動了紡織機械的轉(zhuǎn)動，這樣紡織機械就可以運轉(zhuǎn)了，通過改變變速器理論的檔位來實現(xiàn)機動紡織機械的加速、減速等等功能。在紡織機械的幾個組成部分里，變速器是最重要也是最核心的部分，其組成機構(gòu)及傳 動系統(tǒng)的布局圖如下圖所示： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 6圖 3速方式 在金屬帶傳動中，帶輪由圓錐盤組成，利用圓錐盤的軸向移動來達到變速。這種變速機構(gòu)緊湊，傳動可靠，應(yīng)用范圍廣泛。在這種變速器中，有的只是一個帶輪可軸向移動，另一個帶輪的直徑是固定不變的，這種情況下變速，必須同時改變兩輪的中心距，這在我們的設(shè)計中是難以布置和難以控制甚至難以達到的。另一些機構(gòu)兩輪都起變速作用，這又分為兩種情況： A、兩輪的兩邊都可以調(diào)節(jié) ;B、只有一邊可以調(diào)節(jié)。要調(diào)節(jié)就必須有控制或壓緊機構(gòu)，在 構(gòu)必然變得復(fù)雜和龐大，而 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 7本方案采用一級變速就可以達到設(shè)計要求。 在金屬帶的選取上，我們選用了現(xiàn)有的自制金屬帶，結(jié)構(gòu)參數(shù)為：上底寬 32 15作中徑為 26上所述 :本方案在帶輪的結(jié)構(gòu)選擇單級，兩個帶輪都是面可調(diào)的金屬帶形式。 本運動方式 1）帶輪的移動距離 帶輪的移動距離受到兩邊帶輪相碰的位置和帶達到帶輪內(nèi)邊緣的位置所限制。 因此，在雙向移動的情況下： 式中 —— 帶輪兩邊的夾角； 1b—— 帶底面的寬度， b—— 帶中性層的寬度； h—— 中性層至底面的距離， 21(1h 為帶中性層面至頂面的距離 )，在帶輪移動的情況下，軸向移動距離為上式中 2） 為了具有較高的傳動效率，且設(shè)計和制造的方便，兩個帶輪的尺寸設(shè)計為同樣大小。要擴大變速的范圍，須增加帶的寬度，減小帶輪的槽角或減小帶輪的直徑 d。 帶輪的楔角太小容易使帶楔在槽中，此外，楔角越小，帶上受到的橫向力就越大，也容易使帶撓曲，所以楔角不能太小。經(jīng)驗值為 22。我們選用 28 度的楔角。定直徑小的帶輪直徑。根據(jù)已有的資料顯示：帶輪的工作 直徑可以達到 75傳動比的范圍可以達到 本設(shè)計中，我們將帶輪的最小工作直徑定為 80使其工作可靠，壽命更高。 材料的選擇：鋼帶，摩擦副表面采用硼化鎢和硼化鉬基合金材料（金屬陶瓷） 這種合金主要用于在高溫下工作的易磨損鋼表面，以含鉬的坡莫合金（ 2117鎳鉻合金作粘結(jié)金屬，主是熱壓發(fā)制造的。性質(zhì)如下： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 8摩擦副的摩擦系數(shù)為 由相關(guān)參數(shù)得知： 根據(jù)金屬帶的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定 取最小工作直徑 4 紡織機械用控制式的無極變速器傳動系統(tǒng)的設(shè)計 速器內(nèi)部傳動系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu) 變速器體內(nèi)部主要有各檔位傳動齒輪，各傳動軸以及端蓋，軸承等等零件組成，通 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 9過發(fā)動機驅(qū)動飛輪傳動，從而帶動變速器內(nèi)部的傳動機構(gòu)動作，繼而實現(xiàn)紡織機械的轉(zhuǎn)動，于是紡織機械就可以運轉(zhuǎn)了。其具體內(nèi)部傳動結(jié)構(gòu)圖同上圖所示： 輪的類型 飛輪根據(jù)彈性元件、阻尼類型等等關(guān)鍵參數(shù)來進行分類，其具體類別如下圖所示： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 10 動慣量對系統(tǒng)的影響 由上式解出扭振固有圓頻率為 :當(dāng) 0201 ??? ?? 時，為剛體模態(tài) : )11(1/121 )21(2 ????,其中系統(tǒng)固有頻率21/)21(2 1 ?? , 式中： K 為減震彈簧剛度， 兩個慣性質(zhì)量的轉(zhuǎn)動慣量?？偟霓D(zhuǎn)動慣量為 J=2。 由上式可知，當(dāng) J,= 小，對雙質(zhì)量飛輪而言就是第二級飛輪的轉(zhuǎn)動慣量 (第一級飛輪的轉(zhuǎn)動慣量 (J})之比接近于 1，通常取 J, = ，第二級飛輪的扭振振幅也最小。而且，由于雙質(zhì)量飛輪減振器可以將彈性元件布置在較大半徑上，因此，可以將螺旋彈簧的剛度設(shè)計得較小，于是可將“發(fā)動機一變速箱”振動系統(tǒng)的固有頻率大致降低 815發(fā)動機轉(zhuǎn)速激勵與動力傳動系統(tǒng)固有頻率 轉(zhuǎn)速相同時就會發(fā)生扭轉(zhuǎn)共振，為避免發(fā)生共振 (此時理論上振幅放大系數(shù)為無窮大 )，設(shè)計中確保發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速工況下的激勵頻率與動力傳動系統(tǒng)的固有頻率之比大于萬，即關(guān) /關(guān) >行，就可以保證在發(fā)動機全部的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)不發(fā)生共振。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 11 簧剛 度對系統(tǒng)性能的影響 由固有頻率的計算公式可知，彈性元件的剛度還對系統(tǒng)的固有頻率有著很大的影響。理想狀態(tài)下一般希望隨著外界的激勵頻率的變化，系統(tǒng)的固有頻率也隨之發(fā)生變化，這樣就可以在理論上避免發(fā)生共振情況，基于這種想法，我們可以采用非線性彈性特性的結(jié)構(gòu)方法來近似實現(xiàn) (類似于變速箱 )，使得在變化的工況下，雙質(zhì)量飛輪減振器在不同剛度的彈性特性下工作，從而保證在不同工況下最大限度地衰減振動。如圖所示，移頻的方法，對避免共振非常有效。為了能夠在發(fā)動機常用轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)更好地降低振動，考慮將系統(tǒng)共振頻率設(shè)定為發(fā)動機轉(zhuǎn)速激勵 以下，避開發(fā)動機轉(zhuǎn)速的激勵。彈簧剛度設(shè)計必然考慮到這些點。 的設(shè)計校核與軸承選用 （ 1） 選擇Ⅳ軸的材料 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 表 7料強度極限，? ? 2/65~9.0 ? ?? 取 ? ? (2)軸徑的初步估算 由文獻 6表 7＝ 107， 可得344m ????(3)求作用在齒輪上的力 軸上大齒輪 5分度圓直徑為： 7 074555 ???＝圓周力 徑向力 軸向力 ?F 的大小如下 t 159 . 6221370 0145 33922545 ????NF 1477720ta ???? ?? 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 12 小輪 6分度圓直徑為 : 2 237666 ???＝t 53022646 ???????? ??(4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 圖 Ⅳ軸結(jié)構(gòu)設(shè)計 取較寬齒輪距箱體內(nèi)壁距離 ,10 軸承距箱體內(nèi)壁 ,5 相鄰 齒輪軸向距離 ?S 10裝齒輪處軸段長比輪轂寬少 2 1)擬定軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 Ⅰ段安裝圓柱滾子軸承。取軸段直徑 01 ? ， 41 ?? ，軸承型號寸 542 2 590 ????? 121055421 ?????????? Ⅱ段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位，取軸段直徑 軸段長度 82 ? (比齒輪 6輪轂寬 006 ?少 2 Ⅲ段取齒輪右端軸肩低度 ??? ,取 ，? 軸環(huán)直徑110+2? 9=128 ,環(huán)寬度 413 ?=段長 33 ?Ⅳ段用于裝齒輪 5，左端用軸肩定位，右端采用套筒定位。軸段直徑 軸段長 124 ? (比齒輪 5輪轂寬 145 ?少 2 Ⅴ段安裝圓柱滾子軸承 ,軸承型軸承型號 寸 542 2 590 ????? 軸段直徑 01 ? , 4371315 ?????（齒輪 4距離箱體內(nèi)壁為 10輪 6距內(nèi)壁為 13 2）軸上零件的周向定位 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 13 兩個齒輪均采用漸開線花鍵聯(lián)結(jié)，花鍵適用于載荷較大和定心精度要求較低的靜聯(lián)接和動聯(lián)接，它的鍵齒多，工作面總接觸面積大，承載能力低，它的鍵布置對稱，軸、轂受力均勻，齒槽淺，應(yīng)力集中 較小，對軸和輪轂的消弱小， 軸端倒角 ??452 。 (5） 軸的強度效核： 1）首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖： 圖 Ⅳ軸計算簡圖 2） 求支反力： 3 1 454741 1 2139871L 54321 ????????????? D 922750987122 621 ????????? 36 ??????? C 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 14 10227745711222 554 ????????? D 2 2 21 0 21 2 0 ????? 水平面： ? ? 0 2 3/56 ???? 7 8 656 ????垂直面： ? ? 1 8/56 ????44 8. 7465 ???? 3） 計算彎矩 水平彎矩： ????? 2 8 2 6 11 0 7 8 6????? 4 6 2 0 0 2 3 垂直面彎矩： ????? 7 7 7 11 0 4 8????? 6618 合成彎矩： ????? 222 ????? 222 4) 扭矩： ? 39412504???? 2 3 6 4 7 5 03 9 4 1 2 5 ） 計算當(dāng)量彎矩 ? ? ????? 2 6 5 9 92 3 6 4 7 5 0 8 4 5 8 2222 ?? ? ????? 6 4 9 6 52 3 6 4 7 5 3 2 5 7 6 2222 ? 顯然 只對該處進行強度效核 軸的材料為 45 鋼， 調(diào)質(zhì)處理，查表 4－ 1得 2/650 ? 由 ? ??? ?? 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 15 ? ? 2/65~9.0 ? ?? 取 ? ? 2/60 3333 1 3 3 1 0 01 1 ???? ? ???? 2C /281 3 31 0 0 26 5 9 9 e? ? ? 2/60 向離合器的工作原理及計算 一般來說，前者使用得更為普遍一些。當(dāng)然，在自動變速器中，單向離合器的使用還不僅僅局限于執(zhí)行機構(gòu)，例如，在液力變矩器的導(dǎo)輪支承處，也采用了單向離合器。 單向離合器俗稱單向軸承，也是僅能單一方向（順時針方向或逆時針方向）傳動的機械傳動基礎(chǔ)件。 當(dāng)動力源驅(qū)動被動元件時只能單一方向傳動，若動力源轉(zhuǎn)變方向時，（如順時針變?yōu)槟鏁r針方向），被動元 件則會自動脫離不產(chǎn)生任何動力傳送的功能。 單向離合器有兩種運動方式 當(dāng)單向離合器的動力輸出部分（內(nèi)環(huán)或外環(huán)）轉(zhuǎn)速比動力源（外環(huán)或內(nèi)環(huán)）還快時，離合器處于解脫狀態(tài)， 內(nèi)外環(huán)沒有任何連動關(guān)系，此謂單向離合器的單向超越功能。 1、保證紡織機械平穩(wěn)起步 這是離合器的首要功能。在紡織機械起步前，自然要先起動發(fā)動機。而紡織機械起步時，紡織機械是從完全靜止的狀態(tài)逐步加速的。如果傳動系 /它聯(lián)系著整個紡織機械與發(fā)動機剛性地聯(lián)系，則變速器一掛上檔，紡織機械將突然向前沖一下，但并不能起步。這是因為紡織機械從靜止到前沖時，產(chǎn)生很大慣性力，對發(fā)動機造成很大地阻力矩。在這慣性阻力矩作用下， 發(fā)動機在瞬時間轉(zhuǎn)速急劇下降到最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速以下，發(fā)動機即熄火而不能工作，當(dāng)然紡織機械也不能起步。因此，我們就需要離合器的幫助了。在發(fā)動機起動后，紡織機械起步之前，駕駛員先踩下離合器踏板，將離合器分離，使發(fā)動機和傳動系脫開，再將變速器掛上檔，然后逐漸松開離合器踏板，使離合器逐漸接合。在接合過程中，發(fā)動機所受阻力矩逐漸增大，故應(yīng)同時逐漸踩下加速踏板，即逐步增加對發(fā)動機的燃料供給量，使發(fā)動機的轉(zhuǎn)速始終保持在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速上，而不致熄火。同時，由于離合器的接合緊密程度逐漸增大，發(fā)動機經(jīng)傳動系傳給驅(qū)動紡織機械的轉(zhuǎn)矩便逐漸增加，到牽引力足以克服起步阻力時，紡織機械即從靜止開始運動并逐步加速 2、保證傳動系換檔時工作平順。 已知紡織機械變速箱的最大扭矩可由式 : m a xm a x 9549 ??求得 式中： 75w, 4500?pn r/在 間 ，取α = 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 16 196備系數(shù)β是離合器的重要參數(shù)，反映離合器傳遞發(fā)動機最大扭矩的可靠程度，選擇β時 ，應(yīng)從以下幾個方面考慮： a. 摩擦片在使用中有一定磨損后，離合器還能確保傳遞發(fā)動機最大扭矩； b. b. 防止離合器本身滑磨程度過大； c. c. 要求能夠防止傳動系過載。通常轎車和輕型貨車β =合設(shè)計實際情況，故選擇β = 根據(jù)以上情況分析可知，該離合器符合系統(tǒng)工況要求。 5 變速器內(nèi)部主要傳動零件的強度校核 動軸的強度校核 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度 校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面 C）的強度。由文獻 [1， 15知，取 ，軸 的計算應(yīng)力 3252232 ????????? （ 選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻 [1]表 115? 可知， ? ? 601 ??? 此，? ?1?? ?? 故安全。 （ 7）精確校核軸的疲勞強度 ①判斷危險截面 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面 V 引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，而V 受的彎矩較大；從受載的情況來看，截面 C 的應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，故 C 面不用校核。只需 校核截面 V。 ②截面 V 左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 ???? dW （ 抗扭截面系數(shù) 5 4 8 8 0 01 4 3 ???? （ 截面 V 左側(cè)的彎矩 M 為 ??M （ 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 17 截面 V 上的扭矩 T 為 32000001?T 截面上的彎曲應(yīng) 4 4 00 6 6 5 70 ??? （ 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 8 8 0 03 2 0 0 0 0 01 ???T? （ 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻 [1]表 115? 可知， 640?B? 2751 ??? 551 ??? 由文獻 [1] 附表 83? 可知，用插入法求出 ??k， ?????文獻 [1] 附圖 43? 可知，表面質(zhì)量系數(shù)為： ?? ?? 軸未經(jīng)表面強化處理， 1?q? 固得綜合系數(shù)為 ?????????? ?? （ ?????????? ??由文獻 [1] § 13? ，§ 23? 可知，碳鋼的特性系數(shù) ? 取 ? ? 取 ? 所以軸在截面 V 左側(cè)的安全系數(shù)為 ?????? ??? ???? （ ?????? ??? ?????（ 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 18 ??????? ??（ 故該軸在截面 V 左側(cè)的強度是足夠的。 ③截面 V 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 ???? dW 抗扭截面系數(shù) 4 3 9 4 0 01 3 3 ???? 截面 V 左側(cè)的彎矩 M 為 ??M 面 V 上的扭矩 T 為 3200000?T 截面上的彎曲應(yīng)力 9 7 00 6 6 5 70 ??? 面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 9 4 0 03 2 0 0 0 0 01 ???T?面上由于軸肩 而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按文獻 [1]附表 23? 查取。? ? ? ， ? 又由文獻 [1]附圖 13? 可得軸的材料的敏感系數(shù)為 q ， q 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻 [1，附 43? ]為 (1 ???????? ??? ? （ (1 ???????? ??? ?由文獻 [1]附圖 23? 可得軸的截面形狀系數(shù)為 ? 由文獻 [1]附圖 33? 可得軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為 ? 綜合系數(shù)為 ?????????? ?? 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 19 ?????????? ??所以軸在截面 V 左側(cè)的安全系數(shù)為 51 ??????? ??? ???? ?????? ??? ???????????? ??故該軸在截面 V 左側(cè)的強度是足夠的。 動齒輪的強度校核 （Ⅰ）校核齒面接觸疲勞強度 （ 1）接觸應(yīng)力的計算 由文獻 [4]表 395? 可知，齒面接觸應(yīng)力計算公式，即 22211 ???? ??（ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ① 計算載荷系數(shù) 電動機驅(qū)動，載荷平穩(wěn)，由文獻 [4]表 25? 可知，取 1?平均分度圓直徑 ? ? ? ? ????? Rm 平均分度圓圓周速度 00 0 00 0 11 ????? m/s 由文獻 [4] 圖 45? （ a）可知，按 ??zv m，得 K； 由文獻 [4] 圖 75? （ b）可知，按 ?輪懸臂布置， K； 由文獻 [4]表 45? 可知， K ； ??????? A② 由文獻 [1]表 610? 可知，彈性系數(shù) Z ； 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 20 ③ 節(jié)點區(qū)域系數(shù) i ss i ???計算得， ? ? ??????????? 1） 接觸疲勞強度的許用應(yīng)力 由文獻 [4] 表 285? 可知，許用接觸應(yīng)力計算公式，即 m ? （ 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 ①小齒輪的接觸疲勞強度極限 6001H? 最小安全系數(shù) ③由文獻 [1， 10知，計算應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 811 ???????? 1] 圖 10得接觸疲勞壽命系數(shù) ④尺寸系數(shù) 1?⑤工作硬化系數(shù)，按 0 13 ??? H B ⑥潤滑油膜影響系數(shù)， ????? 3）由