無極變速裝置

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1、 摘 要 無級(jí)變速技術(shù)，它采用傳動(dòng)帶和工作直徑可變的主、從動(dòng)輪相配合來傳遞動(dòng)力，可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的連續(xù)改變，從而得到傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)工況的最佳匹配。常見的無級(jí)變速器有液力機(jī)械式無級(jí)變速器和金屬帶式無級(jí)變速器。 自動(dòng)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(dòng)變速器和電控液壓自動(dòng)變速器；按傳動(dòng)比的變化方式又可分為有級(jí)式自動(dòng)變速器和無級(jí)式自動(dòng)變速器。因此，無級(jí)變速器實(shí)際上是自動(dòng)變速器的一種，但它比常見的自動(dòng)變速器要復(fù)雜得多，技術(shù)上也更為先進(jìn)。 　　 無級(jí)變速器與常見的液壓自動(dòng)變速器最大的不同是在結(jié)構(gòu)上，后者是由液壓控制的齒輪變速系統(tǒng)構(gòu)成，還是有擋位的，它所能實(shí)現(xiàn)的

2、是在兩擋之間的無級(jí)變速，而無級(jí)變速器則是兩組變速輪盤和一條傳動(dòng)帶組成的，比傳統(tǒng)自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積更小。另外，它可以自由改變傳動(dòng)比，從而實(shí)現(xiàn)全程無級(jí)變速，使車速變化更為平穩(wěn)，沒有傳統(tǒng)變速器換擋時(shí)那種“頓”的感覺。 關(guān)鍵字：無級(jí)變速器；自動(dòng)變速器；齒輪變速 I 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 III 1 緒論 1 1.1 無極變速器的發(fā)展 1 1.1.1 國(guó)外無極變速器的發(fā)展及現(xiàn)狀 1 1.1.2 國(guó)內(nèi)無級(jí)變速器的發(fā)展及現(xiàn)狀 2 2 紙長(zhǎng)調(diào)節(jié)無極變速器的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)原理 4 2.1 紙長(zhǎng)調(diào)節(jié)無極變速器的結(jié)構(gòu) 4 4 2.2 傳動(dòng)原

3、理 4 2.3 調(diào)節(jié)過程 5 3 電動(dòng)機(jī)的選擇 7 4 傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì) 8 4.1 概述： 8 4.2 齒輪設(shè)計(jì) 8 4.2.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 8 4.2.2 初步設(shè)計(jì) 9 4.2.3 幾何計(jì)算 9 4.2.4 強(qiáng)度設(shè)計(jì) 11 4.2.5 齒根彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算 12 5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 14 5.1 概述 14 5.2 軸的設(shè)計(jì) 14 5.2.1 求輸入軸上的功率,轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩 14 5.2.2 求作用在齒輪上的力 14 5.2.3 初步確定軸的最小直徑 14 5.2.4 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 15 5.2.5 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 15

4、 6 螺桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 17 6.1 根據(jù)耐磨性計(jì)算螺桿直徑 17 6.2 牙型、材料和許用應(yīng)力 18 6.3 按耐磨性設(shè)計(jì) 19 6.4 驗(yàn)算耐磨性 19 6.5 螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算 20 7 軸承的校核 21 7.1 概述 21 7.2 軸承的校核 22 7.2.1 求兩軸承收到的徑向載荷 23 7.2.3 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和 25 7.2.4 驗(yàn)算軸承壽命 25 8 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 26 8.1 概述 26 8.2 鏈設(shè)計(jì)計(jì)算 26 8.2.1 選擇鏈輪齒數(shù) 26 8.2.3 選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距 26 8.2.4 計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 26 總 結(jié) 28

5、 致 謝 29 參考文獻(xiàn) 30 CAD圖紙 36396305 III 1 緒論 機(jī)械無級(jí)變速器是由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、調(diào)速機(jī)構(gòu)以及加壓裝置或輸出機(jī)構(gòu)三部分組成的一種傳動(dòng)裝置。其功能特征主要是:在輸入轉(zhuǎn)速不變的情況下,能實(shí)現(xiàn)輸出軸的轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化,以滿足機(jī)器或生產(chǎn)系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中各種不同工況的要求。它在配合減速器傳動(dòng)時(shí)可進(jìn)一步擴(kuò)大變速范圍與輸出轉(zhuǎn)矩,對(duì)提高產(chǎn)品的產(chǎn)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(jí)變速器目前已成為一種通用的傳動(dòng)元件,在各工業(yè)部門已獲得廣泛應(yīng)用。 紙長(zhǎng)調(diào)節(jié)無極變速器用于能包裝多種長(zhǎng)度的物品的

6、包裝機(jī)上。傳動(dòng)器的主、被動(dòng)工作輪的固定和可動(dòng)部分形成V形槽，與金屬傳送帶嚙合。當(dāng)主、被動(dòng)工作輪可動(dòng)部分作軸向移動(dòng)時(shí)，改變了傳送帶的回轉(zhuǎn)半徑，從而改變傳動(dòng)比?？蓜?dòng)輪的軸間移動(dòng)是根據(jù)包裝物品的長(zhǎng)度要求通過控制系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)地調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)無極變速。 1.1 無極變速器的發(fā)展 1.1.1 國(guó)外無極變速器的發(fā)展及現(xiàn)狀 早在1490年，Leonardo da Vinic 勾畫了機(jī)械無級(jí)變速器（無級(jí)變速器, Continuous Variable transmission）的草圖，并簡(jiǎn)要描述了它的潛在優(yōu)勢(shì)。但是，機(jī)械無級(jí)變速器的真正發(fā)展是在19世紀(jì)后半葉開始的發(fā)展的，但由于當(dāng)時(shí)受材質(zhì)與工藝方面的條

7、件限制,發(fā)展緩慢。直到20世紀(jì)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(jí)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)化以及要求改進(jìn)機(jī)械工作性能,需要大量采用無級(jí)變速器。因此這種形勢(shì)下,機(jī)械無級(jí)變速器獲得迅速和廣泛的發(fā)展。主要研制和生產(chǎn)的國(guó)家有日本、德國(guó)、意大利、美國(guó)和俄國(guó)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n1=(750、1500、3000)r/min;輸出轉(zhuǎn)速可以正、反轉(zhuǎn),增

8、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(jí)變速器的主要展趨向是美、日等國(guó)進(jìn)行用于汽車的高速、高效、大轉(zhuǎn)矩機(jī)械無級(jí)變速器的研制開發(fā)。 無級(jí)變速器在汽車工業(yè)上的應(yīng)用： 在汽車早期發(fā)展的歷史中，人們就已認(rèn)識(shí)到在發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系之間實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速調(diào)節(jié)才能使汽車達(dá)到理想的行駛工況。長(zhǎng)期以來，人們一直進(jìn)行著能傳遞大功率、維持高效率、高壽命的機(jī)械式無級(jí)變速器的研究工作。近年來，由于材料、潤(rùn)滑油、微機(jī)控制及加工技術(shù)的進(jìn)步，無級(jí)變速器有了很大發(fā)展。最早應(yīng)用于汽車的無級(jí)變速傳動(dòng)是V型橡膠帶式無級(jí)自動(dòng)變速傳動(dòng)，它出現(xiàn)在1886年由德國(guó)Daimlar一Benz公司生產(chǎn)的汽油機(jī)汽車上。而后，荷蘭DA

9、F公司H.Vandoom。博士于1958年研制成功了雙V型橡膠帶式無級(jí)自動(dòng)變速器，并裝備于DAF公司的小型轎車上。無級(jí)變速器取得里程碑式的成績(jī)是在本世紀(jì)六十年代中期，VDT公司的研究人員在荷蘭研制出能傳遞功率容量大，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊的無級(jí)自動(dòng)變速器無級(jí)變速器，使金屬帶式無級(jí)變速器取得突破性進(jìn)展。1987年，VDT公司的金屬帶式無級(jí)變速器進(jìn)人商品化階段，這年，福特汽車公司首次在市場(chǎng)上推出裝用這種金屬帶的 無級(jí)變速器。日本富士重工也于同年研制成功裝備于Juste車上(排量1~1.ZIJ)電子控制無級(jí)變速器。之后，菲亞特，福特日產(chǎn)等汽車公司都在公司生產(chǎn)的一些1.2~1.6IJ排量轎車上裝備這種變速

10、器。 九十年代，在總結(jié)八十年代產(chǎn)品開發(fā)和使用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，VDT公司研制成功了傳動(dòng)轉(zhuǎn)距大，性能更佳的第二代無級(jí)變速器傳動(dòng)器。到1995年，裝有無級(jí)變速器的汽車產(chǎn)量已達(dá)到100萬多輛。目前主要有以下的無級(jí)變速器生產(chǎn)廠商:FHISubaruJusty、Ford、Fiat、Nissan等。其中歐洲Ford公司無級(jí)變速器產(chǎn)量為15萬/年，F(xiàn)HI無級(jí)變速器產(chǎn)量為20萬/年。特別指出的是:美國(guó)福特公司在1997年有了歷史性的突破，生產(chǎn)出可用于大轉(zhuǎn)矩、排放量高達(dá)3.81，(轉(zhuǎn)矩為3o5Nm)V6發(fā)動(dòng)機(jī)的無級(jí)變速器，并成功安裝于Winstarminivan汽車上。這就結(jié)束了無級(jí)變速器只能應(yīng)用于中型汽車上的歷

11、史，為大規(guī)模應(yīng)用無級(jí)變速器于汽車上開辟了道路。而且，無級(jí)變速器已與當(dāng)今先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來，構(gòu)成高性能的無級(jí)自動(dòng)變速器，性能更加完善。世界上的主要汽車生產(chǎn)國(guó)都在積極開發(fā)無級(jí)變速器系統(tǒng)，已經(jīng)出現(xiàn)了很好的實(shí)用化發(fā)展勢(shì)頭。 1.1.2 國(guó)內(nèi)無級(jí)變速器的發(fā)展及現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)機(jī)械無級(jí)變速器基本上是在20世紀(jì)60年代前后起步,到80年代中期以后,隨著國(guó)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(duì)各種類型機(jī)械無級(jí)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(guó)內(nèi)機(jī)械無級(jí)變速器行業(yè)從研制、生產(chǎn)、到情報(bào)信息各方面已組

12、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)。 目前,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的機(jī)械無級(jí)變速器大都是在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,主要系列產(chǎn)品類型有： （1）摩擦式無級(jí)變速器:①行星錐盤式(DISCO型);②行星環(huán)錐式(RX型);③錐盤環(huán)盤式(干式、濕式);④多盤式(Beier型)等。(2)齒鏈?zhǔn)綗o級(jí)變速器:①滑片鏈?zhǔn)?②滾柱鏈?zhǔn)?③鏈?zhǔn)骄砝@式。(3)帶式無級(jí)變速器:①普通V帶;②寬V帶;(4)脈動(dòng)式無級(jí)變速器:①三相并列連桿式(GUSA型)與四相并開連桿式(Zero-Max型)。其中行星錐盤式無級(jí)變速器通用性較強(qiáng),結(jié)構(gòu)和工藝較簡(jiǎn)單,工作可靠,綜合性能優(yōu)良,尤其是能適應(yīng)各種生產(chǎn)流水線需要,

13、故應(yīng)用最廣,產(chǎn)量最大,其年產(chǎn)量約占機(jī)械無級(jí)變速器總產(chǎn)量的50%以上。大部分無級(jí)變速器產(chǎn)品的輸入功率為(0.18-7.5)kW,少數(shù)類型可以達(dá)到(2230)kW左右。 通過一定時(shí)期的實(shí)踐,并掌握了現(xiàn)有技術(shù)之后,近年來國(guó)內(nèi)機(jī)械無級(jí)變速器的研制生產(chǎn)出現(xiàn)了新的發(fā)展趨向,主要是： (1)對(duì)原有產(chǎn)品創(chuàng)新改進(jìn)：在原來行星錐盤式無級(jí)變速器的基礎(chǔ)上,創(chuàng)新開發(fā)出‘恒功率行星摩擦式無級(jí)變速器’及‘無物理心軸行星輪無級(jí)變速器’,后者的變速比由原來的5~6增大到20或更大,輸出轉(zhuǎn)矩也提高了一倍以上,而且其他性能指標(biāo)優(yōu)良,目前已有系列產(chǎn)品。 (2)研制開發(fā)汽車用無級(jí)變速器：汽車用無級(jí)變速器屬高新技術(shù)產(chǎn)品,目前國(guó)內(nèi)已

14、開出金屬帶式無級(jí)變速器,通過試驗(yàn),現(xiàn)正準(zhǔn)備進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn);而其中靠進(jìn)口的關(guān)鍵零件‘金屬鋼帶’也將自行生產(chǎn)。另外,新型的車用無級(jí)變速器及復(fù)合帶也在探討之中。(3)創(chuàng)新研制新型(車用和通用)無級(jí)變速器。近年來不斷提出有創(chuàng)新型無級(jí)變速器,這些無級(jí)變速器的特點(diǎn)主 3 要是①不用摩擦式變速傳動(dòng)而多半以連桿脈動(dòng)式無級(jí)變速器傳動(dòng)為主或采取鏈?zhǔn)絺鲃?dòng);②要求實(shí)現(xiàn)大功率、恒功率或者高速;③力爭(zhēng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,并獲得優(yōu)良的性能。上述情況可以說明,國(guó)內(nèi)無級(jí)變速器的研制生產(chǎn)已由過去的仿造階段進(jìn)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(shù)往高新技術(shù)發(fā)展,故今后有可能出現(xiàn)一些性能優(yōu)良的新一代機(jī)械無級(jí)變速器。

15、 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,自20世紀(jì)80年代以來,出現(xiàn)多種通過交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速的方式。其中作為先進(jìn)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(yīng)用,對(duì)機(jī)械無級(jí)變速器產(chǎn)生了一定的沖擊。其優(yōu)點(diǎn)主要是調(diào)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(xiàn)一種新型的開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)(Switched Reluctance Drive-SRD),性能有進(jìn)一步提高;而它們的缺點(diǎn)在于低于電機(jī)額定轉(zhuǎn)速時(shí),僅具有恒轉(zhuǎn)矩特性,低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)效率較低且不夠穩(wěn)定,起動(dòng)過載性能較差等。與上述電力調(diào)速方式相比較,機(jī)械無級(jí)變速器的特點(diǎn)主要是:具有恒功率機(jī)械特性,轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,工作可靠,傳動(dòng)效率較高,

16、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jí)變速器在我國(guó)汽車工業(yè)上的應(yīng)用： 在我國(guó)六十年代，“紅旗”770轎車上就使用了具有兩個(gè)前進(jìn)檔的液力自動(dòng)變速器，之后又研究了有三個(gè)前進(jìn)檔的CA774。1998年，一汽大眾公司生產(chǎn)的“捷達(dá)王”，已將自動(dòng)變速器列為選裝件。神龍汽車公司也在其“富康”1.6IJ的車型上推出了電控式液力自動(dòng)變速器。至于無級(jí)變速器，早在十年前，國(guó)內(nèi)就有高校購(gòu)買過國(guó)外樣機(jī)進(jìn)行分析研究。目前，重慶大學(xué)正在對(duì)無級(jí)變速器的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)機(jī)理進(jìn)行基礎(chǔ)研究;東風(fēng)汽車公司和吉林工業(yè)大學(xué)、東北工業(yè)大學(xué)、湖北汽車工業(yè)學(xué)院合作，承擔(dān)了國(guó)家科技部九五

17、重大攻關(guān)項(xiàng)目，對(duì)無級(jí)變速器技術(shù)進(jìn)行實(shí)用化研究。 3）無級(jí)變速器的發(fā)展前景 隨著電子技術(shù)、材料及加工技術(shù)的發(fā)展，無級(jí)變速器正朝著以下幾個(gè)方面發(fā)展: ①向3升以上排量的汽車上發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用; ②更加優(yōu)越的控制及快捷的反應(yīng); ③更低廉的價(jià)格。 由于采用機(jī)械無級(jí)變速器可以得到傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)工況的最好匹配，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)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、AMT系統(tǒng)。一些主要的汽車廠開始液力機(jī)械自動(dòng)變速器過渡到無級(jí)變速器系統(tǒng);或者直接發(fā)展無級(jí)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(chǎng)需要，無級(jí)變速器的

18、機(jī)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(shí)現(xiàn)無級(jí)變速傳動(dòng)裝置與發(fā)動(dòng)機(jī)的靈活匹配，以滿足多種控制模式的要求。對(duì)各種工況的控制策略也正在作更加深入的研究，以使無級(jí)變速器的優(yōu)越性更大限度地發(fā)揮出來。目前，無級(jí)變速器的電子控制又進(jìn)一步向智能化方向發(fā)展，如對(duì)濕式離合器的接合采用模糊控制來改善汽車的起動(dòng)性能等。同時(shí)無級(jí)變速器的結(jié)構(gòu)也越來越小巧和緊湊，加上對(duì)前輪驅(qū)動(dòng)的無級(jí)變速器進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的修改，使其可用于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車上，進(jìn)一步增強(qiáng)了無級(jí)變速器的應(yīng)用范圍。  2 紙長(zhǎng)調(diào)節(jié)無極變速器的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)原理 2.1 紙長(zhǎng)調(diào)節(jié)無極變速器的結(jié)構(gòu) 圖2.1 總體裝配圖 2.2 傳動(dòng)原理

19、 紙長(zhǎng)調(diào)節(jié)無級(jí)變速器用于能包裝多種長(zhǎng)度的物品的包裝機(jī)上。由于包裝紙的輸送長(zhǎng)度是根據(jù)被包裝物決定的，因此，每當(dāng)變換被包裝物時(shí)，必須相應(yīng)調(diào)節(jié)包裝紙的輸送長(zhǎng)度。 包裝紙輸送長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)是通過調(diào)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(shí)現(xiàn)的。當(dāng)需要改變變速器的速比時(shí)，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，經(jīng)減速器降低轉(zhuǎn)動(dòng)速度，通過錐齒輪將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)到17軸上，又經(jīng)鏈傳動(dòng)，降低速比，將動(dòng)力傳動(dòng)到20軸上。通過錐齒輪將動(dòng)力傳至螺桿，因螺桿與滑座為螺紋配合，螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)使得滑座上下移動(dòng)，從而導(dǎo)致滑輪上下移動(dòng)。又上下對(duì)稱布置的兩個(gè)皮帶輪是固定在軸套上的，故滑輪的移動(dòng)使得主動(dòng)輪的直徑發(fā)生變化，從而使速比得以改變，

20、也就改變了輸送滾筒的送紙速度，使得包裝紙輸送長(zhǎng)度得到了調(diào)節(jié)。 2.3 調(diào)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(dòng)機(jī) 圖2.2 紙長(zhǎng)調(diào)節(jié)無級(jí)變速器 當(dāng)需要調(diào)節(jié)包裝紙輸送長(zhǎng)度時(shí)，可用手動(dòng)或自動(dòng)啟動(dòng)，使紙長(zhǎng)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)10進(jìn)行順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，經(jīng)減速器10進(jìn)行順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，經(jīng)減速器9（速比）和齒輪、鏈輪傳動(dòng)后，螺桿1帶動(dòng)滑座4左右移動(dòng)，因滑輪6是固定，而對(duì)稱布置的皮帶輪2將

21、沿豎直方向上下移動(dòng)，從而，滑輪6兩側(cè)三角帶的傳動(dòng)中心距發(fā)生的改變，和滑輪6依靠交代的張力自動(dòng)進(jìn)行的前后移動(dòng)，使變速器的速比隨即得到了調(diào)整，也就改變了輸送滾筒的送紙速度，使得包裝紙輸送長(zhǎng)度得到了調(diào)節(jié)。紙長(zhǎng)的變動(dòng)由刻度盤8的指針指示出。由于螺桿1 是傾斜設(shè)置的，因此在變速過程中三角帶始終是保持平直的。 紙長(zhǎng)調(diào)節(jié)必須在包裝機(jī)開動(dòng)情況下進(jìn)行。 圖2.3 滑輪裝配圖 無級(jí)變速器調(diào)速時(shí)，滑座上下移動(dòng)，使得滑輪同時(shí)上下移動(dòng)，又因?qū)ΨQ布置的兩個(gè)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。由可知，在固定不變的情況下，的大小變化使得傳動(dòng)速比發(fā)生變化。 護(hù)套的作用，固定皮帶

22、輪位置，防止無級(jí)變速器調(diào)速時(shí)，皮帶輪掉落。 無級(jí)變速器的調(diào)速范圍： 當(dāng)滑座位置處于螺桿的最上端位置時(shí)，上面皮帶輪與滑輪的，下面皮帶輪與滑輪的。 又主動(dòng)輪 所以變速器的速比范圍為 又主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為 故變速器的調(diào)速范圍為 結(jié)論：無級(jí)變速器的調(diào)速范圍：。3 電動(dòng)機(jī)選擇 電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種。由于生產(chǎn)單位一般多采用三相交流電源，因此，無特殊要求時(shí)，應(yīng)選用三相交流電動(dòng)機(jī)，其中以三相交流異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用廣泛。所以選擇使用三相交流異步電動(dòng)機(jī)，其型號(hào)為JW4524。 由資料可知，JW4524型三相交流異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)如下： 額定功率： 額定電壓： 額定電

23、流： 額定轉(zhuǎn)速：n=1400r/min 4 傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì) 4.1 概述： 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用非常廣泛的機(jī)構(gòu)。其主要優(yōu)點(diǎn)是：1）適用的圓周速度和功率范圍廣；2)傳動(dòng)比準(zhǔn)確；3）傳遞的機(jī)械效率高；4）工作可靠;6)可實(shí)現(xiàn)平行軸，相交軸，交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng);7)結(jié)構(gòu)緊湊。但制造及安裝要求較高，且需專門的加工，測(cè)量設(shè)備，因而成本較高。 錐齒輪是圓錐齒輪的簡(jiǎn)稱，它用來實(shí)現(xiàn)兩相交軸之間的傳動(dòng),兩軸交角S稱為軸角，其值可根據(jù)傳動(dòng)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(diǎn)，對(duì)應(yīng)于圓

24、柱齒輪中的各有關(guān)"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(shè)計(jì)、制造及安裝均較簡(jiǎn)單，但噪聲較大，用于低速傳動(dòng)（＜5m/s）；曲線齒錐齒輪具有傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小及承載能力大等特點(diǎn)，用于高速重載的場(chǎng)合。本節(jié)只討論S=90的標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動(dòng)。 4.2 齒輪設(shè)計(jì)： 4.2.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) ⑴根據(jù)使用要求，選用錐齒輪傳動(dòng)； ⑵無極變速器為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB10095-88)； ⑶材料選擇： 由表10-1選擇小齒輪材料

25、為40Cr(調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS；大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。二者材料硬度差為40HBS。 ⑷選小齒輪齒數(shù)為。 4.2.2 初步設(shè)計(jì) Zb≥0.85, Z=1.735，KA=1.5, Kβ=1.5, u=3.77, σHlim=1500 N/ mm, e=1100, Σ=90。 DH1≥ e Zb Zφ ［KAKβT1］1/3 （4.1） =11000.851.735（1.51.5220）1/3 =33.42 1）選定齒數(shù)Z和模數(shù)m: 選Z1=13,

26、 則Z2=u Z1 =49.01, 取Z2=49 m =DH1/ Z1 = 33.42/ 13 =2.5708 2）選變位系數(shù)： 螺旋角=5.5接近零度曲齒錐齒輪，取x1=0.8, x2=0.3 XΣ=x1+x2=0.8+0.3=1.1 切向變位系數(shù)： X1=0.8 使小齒輪齒頂變尖，取xt1=0.2 根據(jù)保持標(biāo)準(zhǔn)齒全高 σ=0 xt2=xtΣ- xt1=0.0312-0.2=-0.1688 4.2.3 幾何計(jì)算 軸交角Σ Σ=90 齒數(shù)比u u=Z2/Z1=49/13=3.769 節(jié)錐角δ‘ δ’1 =ar

27、c tan =14.8667 δ’2=90-14.8667=75.1333 分度圓大端端面模數(shù)m m=2.5708 齒形角α0=20 齒頂高系數(shù)=1 頂隙系數(shù) c*=0.2 齒寬b=R/4—R/3=50 徑向變位系數(shù) x1=0.8 x2=0.3 齒高變動(dòng)系數(shù) σ=0 平均當(dāng)量齒輪 Zvm =0.5 （4.2） =102.266 節(jié)錐與分錐的比值 Ka=(XΣ/ Zvm)+1 =1.01076 中點(diǎn)當(dāng)量齒輪分度圓壓力角 αm=arc tanα0 /cosβm=20.

28、085 中點(diǎn)當(dāng)量齒輪齒合角 α‘m=arc cos (cosαm /Ka)=21.6913 切向變位系數(shù)之和 XtΣ=2Zvm[inv α’m-inv αm] -2XΣ tan αm=0.0312 切向變位系數(shù) xt 按σ=0及補(bǔ)償小齒輪尖頂： xt1=0.2 , xt2=-0.1688 分度圓直徑 d1=mz1=86.688 d2=mz2=326.747 節(jié)錐距 R’=0.5Kad1/ sin δ’2=170.850 中點(diǎn)錐距 Rm=R-0.5b=145.850 齒全高 h=(2h*+c*-σ)m=14.67 分圓齒頂高 ha=( h*

29、+x-σ ) m ha1=12 ha2=8.669 分圓齒根高 hf=h-ha hf1=2.677 hf2=6.001 節(jié)圓齒根高 h’f=0.5( Ka-1 ) d/cosδ’ hf1=3.149 hf2=12.854 節(jié)圓齒頂高 h’a=h-h’f h’a1=11.521 h’a2=1.816 節(jié)錐齒根角 θ’f= arc tan(h’f-R’) θ’f1 =1.056θ’f2=4.303 根錐角 δf= δ’ – θ’f1 δf1=13.8δf2=70.833 頂錐角 δa=δ+θf δa1=19.17

30、δa2=76.2 頂圓直徑 da=Kd+2h’a cosδ’ da1=109.89, da2=331.19 冠頂距 Aa=R’ cosδ’- h’a sin δ’ Aa1=162.176 Aa2=42.055 安裝距A A1=168 A2=80 輪冠距 Ha=A-Aa Ha1 =5.824 Ha2=37.945 4.2.4 強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按國(guó)標(biāo)GB/ T =10062-1988 公式驗(yàn)算計(jì)算接觸應(yīng)力 σH=ZHZE ZεZβ Zκ （1）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH ZH=

31、 （4.3） βb=arc sin[ sin βm cos α0]=5.1674 αt=20.085 αw1=21.6913 ZH=2.382 (2) 查表，彈性系數(shù)ZE=189.3 N/mm2 (3) 重合度系數(shù)Zε Zε=+ =0.926 （4.4） mm=mRm/ R =5.625 mm εβ= beH tan βm/(πmm)=5.6925 mm ramv1=Rm d a1 / (2R COSδ1) =48.529 mm ramv2 =Rmda2/ (2

32、R cosδ2)=550.975mm rbmv1=Rmd1cos αm/ ( 2RCOSδ1)=35.955mm rbmv2=Rmd2cos αm/ (2Rcosδ2)=510.525mm gam=+ -(rbmv1+rbmv2)tanαm =22.4mm pm=πmmcos αm=16.8mm εα= gαm/ pm=1.33 (4) 螺旋角系數(shù)Zβ= =0.998 (5)有效寬度beH=0.85b=42.5mm （6）錐齒輪系數(shù) Zk=0.85 （7)使用系數(shù)KA=1.5 (8)齒寬中點(diǎn)分錐的圓周力： dm1= Rm d1/R=74mm Ftm=2000T1/d

33、m1=15459.5N (9)動(dòng)載系數(shù)Kv=NK+1 N=0.0273 K=K1beH/ (KAFtm) + cv3=0.499 Kv=1.013 （10）齒向載荷分布系數(shù)KHβ=1.65 （11）齒間載荷分配系數(shù)KHα= 1.4 （12）輪滑劑系數(shù)ZL=0.95 (13)速度系數(shù)Zv=0.97 (14)粗糙度系數(shù)ZR=0.98 (15)溫度系數(shù)ZT=1 (16)尺寸系數(shù)Zx=1 (17)SHmin=1 (18)查表，σHlim=1500 N/mm2 σH=1496.8 N/ mm2

34、 許用接觸應(yīng)力 σHp=ZLZvZRZXσHlim/ZTSHmin =1355 N/mm2＜Σh 用變位類型影響系數(shù)Zb=0.85修正 σ‘H=0.85σH=1272 N/mm2 故安全 4.2.5 齒根彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算 σf1。2=KAKvKFαKFβFtm Ysa1.2YβYαYFa1.2Yk/ beFmnm KFα=1.4 KFβ=1.65 beF= 42.5 Sfmin= 1 YST=2 Yk=1 Mnm=5.6666 Yfa1=2.03 Y

35、fa2=2.09 Ysa1=2.03 Ysa2=2.14 Yε=0.805 Yβ=0.99 Yδre1T=1.02 Yrre1T=1.02 Yx=0.995 σFlim=470 N/mm 2(MQ ) 320 N/mm2 (ML) 小輪計(jì)算應(yīng)力σF1=740N/mm2 大輪計(jì)算應(yīng)力σF2=803N/mm2 小輪許用齒根應(yīng)力σFp1=824N/mm2 大輪許用齒根應(yīng)力σFp2=828N/mm2 故安全

36、 5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 概述 軸是組成機(jī)器的主要零件之一。機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件如齒輪、帶輪、鏈輪等都要安裝在軸上才能實(shí)現(xiàn)其回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。軸的主要功能在于支持傳動(dòng)零件，使其具有確定的工作位置，并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 5.2 軸的設(shè)計(jì) 5.2.1 求輸入軸上的功率,轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩 若取每級(jí)齒輪傳動(dòng)的效率（包括軸承效率在內(nèi)），則 又 于是 （5.1） 5.2.2 求作用在齒輪上的力 因已知低速大齒輪的分度圓直徑為 而

37、 5.2.3 初步確定軸的最小直徑 先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)15-3，取,于是得 （5.2） 取 5.2.4 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭轉(zhuǎn)的截面的強(qiáng)度，根據(jù)式（15-5）及上表中的數(shù)據(jù)以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)玄幻變應(yīng)力，取。 彎矩M： 水平面彎矩 垂直面彎矩

38、 總彎矩： 軸的計(jì)算應(yīng)力： （5.3） 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得。因此，故安全。 5.2.5 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面左側(cè)的彎矩M 截面上的扭矩 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 （5.4） 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得 截面上由

39、于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按附表3-2查取。 因。經(jīng)插值后可查得： 又由附圖3-1可得軸的材料敏性系數(shù)為： 故有效應(yīng)力集中系數(shù)（附表3-4）為： 由附圖3-2的尺寸系數(shù)；由附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則按式（3-12）及式（3-12a）得綜合系數(shù)為 又由3-1及3-2得碳鋼的特性系數(shù) 于是，計(jì)算安全系數(shù)值，按式（15-6）（15-8）得

40、 故安全。 6 螺桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 6.1 概述 螺桿：外表面切有螺旋槽的圓柱或者切有錐面螺旋槽的圓錐。由擠出過程可知，螺桿是在高溫、一定腐蝕、強(qiáng)烈磨損、大扭矩下工作的，因此，螺桿必須： 1）耐高溫，高溫下不變形； 2）耐磨損，壽命長(zhǎng)； 3）耐腐蝕，物料具有腐蝕性； 4）高強(qiáng)度，可承受大扭矩，高轉(zhuǎn)速； 5）具有良好的切削加工性能； 6）熱處理后殘余應(yīng)力小，熱變形小等。 6.1 根據(jù)耐磨性計(jì)算螺桿直徑 螺母所用的材料一般比螺桿的材料軟，所以磨損主要發(fā)生在螺母的螺紋表面。影響螺紋磨損的因素很多，目前尚缺乏完善的計(jì)算方法，故常用限制

41、螺紋表面的壓強(qiáng)不超過材料的許用壓強(qiáng)來進(jìn)行計(jì)算，即。螺桿直徑可按下式計(jì)算：： （6.1） 式中: d2 為螺紋中徑（mm）；PP為許用壓強(qiáng)（N/），查表4-6；h 為螺紋的工作高度(mm)，對(duì)矩形、梯形螺紋h=0.5P，鋸齒螺紋h=0.75P，P為螺矩（mm）；ψ為螺母高度系數(shù)，對(duì)整體螺母取ψ=1.52.5，剖分式螺母或受載較大的取ψ=2.53.5；傳動(dòng)精度較高、載荷較大、要求壽命較長(zhǎng)時(shí)取ψ= 4。根據(jù)公式算得螺紋中徑后，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選取相應(yīng)的公稱直徑d及螺距P。由于圈數(shù)愈多各圈受力愈不均勻，所以螺紋圈數(shù)一般不宜超過10圈 圖6.1 螺桿 表6—

42、1 滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的許用壓強(qiáng) 螺紋副材料 滑動(dòng)速度（m/min） 許用壓強(qiáng) （N/mm2） 螺紋材料 滑動(dòng)速度（m/min） 許用壓強(qiáng) （N/mm2） 銅對(duì)青銅 低速 ＜3.0 612 ＞15 1825 1118 710 12 鋼對(duì)鑄鐵 ＜2.4 612 1318 47 鋼對(duì)鋼 低速 7.513 鋼對(duì)耐磨鑄鐵 612 68 淬火鋼對(duì)青銅 612 1013 6.2 牙型、材料和許用應(yīng)力 采用梯形螺紋，單線n=1 螺桿45鋼，螺母ZCuSn5Pb5Zn5 滑動(dòng)速度Vs<3m/s,許用壓強(qiáng) 螺桿的許用應(yīng)力：

43、45剛屈服點(diǎn) 取 取 螺母的許用應(yīng)力： 取 取 6.3 按耐磨性設(shè)計(jì) 采取整體螺母式，取 ≥= 取 螺母高度 螺紋旋合圈數(shù) 螺紋的工作高度 6.4 驗(yàn)算耐磨性 單線螺紋導(dǎo)程與螺距相等，即 導(dǎo)程角 牙面滑動(dòng)速度 (6.2) 小于許用比壓下的牙面滑動(dòng)速度，符合要求。 螺桿的強(qiáng)度計(jì)算 螺紋摩擦轉(zhuǎn)矩 (6.3) (6.4)

44、 =25.2 N/mm2 []=50N/mm2，滿足強(qiáng)度要求 6.5 螺紋牙的強(qiáng)度計(jì)算 鋼制螺桿螺牙強(qiáng)度高于青銅質(zhì)螺母，只計(jì)算螺母的螺牙強(qiáng)度 壓根寬度 ，牙根剪貼滿足強(qiáng)度要求 ，牙根彎曲滿足強(qiáng)度要求 7 軸承的校核 7.1 概述 滾動(dòng)軸承是應(yīng)用很廣的一種基礎(chǔ)部件，已標(biāo)準(zhǔn)化，并由軸承廠大量生產(chǎn)。它有多種類型規(guī)格以適應(yīng)不同的工況需要。所以，在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)，只需要根據(jù)具體工作條件，選用適合類型和尺寸的滾動(dòng)軸承即可。 滾動(dòng)軸承使用維護(hù)方便，工作可靠，起動(dòng)性能好，在中等速度下承載能力較高。與滑動(dòng)軸承 圖2.16滾動(dòng)軸承 滾動(dòng)軸承的徑向尺寸較

45、大，減振能力較差，高速時(shí)壽命低，聲響較大。滾動(dòng)軸承中的向心軸承（主要承受徑向力）通常由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和滾動(dòng)體保持架4部分組成。內(nèi)圈緊套在軸頸上并與軸一起旋轉(zhuǎn)，外圈裝在軸承座孔中。在內(nèi)圈的外周和外圈的內(nèi)周上均制有滾道。當(dāng)內(nèi)外圈相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體即在內(nèi)外圈的滾道上滾動(dòng)，它們由保持架隔開，避免相互摩擦。推力軸承分緊圈和活圈兩部分。緊圈與軸套緊，活圈支承在軸承座上。套圈和滾動(dòng)體通常采用強(qiáng)度高、耐磨性好的滾動(dòng)軸承鋼制造，淬火后表面硬度應(yīng)達(dá)到HRC60～65。保持架多用軟鋼沖壓制成，也可以采用銅合金夾布膠木或塑料等制造。 滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承的區(qū)別首先表象在結(jié)構(gòu)上，滾動(dòng)軸承是靠滾動(dòng)體的轉(zhuǎn)動(dòng)來支撐轉(zhuǎn)動(dòng)

46、軸的，因而接觸部位是一個(gè)點(diǎn)，滾動(dòng)體越多，接觸點(diǎn)就越多；滑動(dòng)軸承是靠平滑的面來支撐轉(zhuǎn)動(dòng)軸的，因而接觸部位是一個(gè)面。其次是運(yùn)動(dòng)方式不同，滾動(dòng)軸承的運(yùn)動(dòng)方式是滾動(dòng)；滑動(dòng)軸承的運(yùn)動(dòng)方式是滑動(dòng)，因而摩擦形式上也就完全不相同。 滾動(dòng)軸承是將運(yùn)轉(zhuǎn)的軸與軸座之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機(jī)械元件。滾動(dòng)軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架四部分組成，內(nèi)圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉(zhuǎn)；外圈作用是與軸承座相配合，起支撐作用；滾動(dòng)體是借助于保持架均勻的將滾動(dòng)體分布在內(nèi)圈和外圈之間，其形狀大小和數(shù)量直接影響著滾動(dòng)軸承的使用性能和壽命；保持架能使?jié)L動(dòng)體均勻分布，防止?jié)L動(dòng)體脫落，引導(dǎo)滾動(dòng)體旋

47、轉(zhuǎn)起潤(rùn)滑作用。主要作用是支承轉(zhuǎn)動(dòng)的軸及軸上零件，并保持軸的正常工作位置和旋轉(zhuǎn)精度，滾動(dòng)軸承使用維護(hù)方便，工作可靠，起動(dòng)性能好，在中等速度下承載能力較高。與滑動(dòng)軸承比較，滾動(dòng)軸承的徑向尺寸較大，減振能力較差，高速時(shí)壽命低，聲響較大。這里的滾動(dòng)軸承是為了配合滾動(dòng)軸承座，選擇深溝球軸承6305。 選擇滾動(dòng)軸承的優(yōu)點(diǎn)有： 1）摩擦阻力小，功率消耗小，機(jī)械效率高，易起動(dòng)。 2）尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，具有互換性，便于安裝拆卸，維修方便。 3）結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，軸向尺寸更為縮小。 4）精度高，轉(zhuǎn)速高，磨損小，使用壽命長(zhǎng)。 5）部分軸承具有自動(dòng)調(diào)心的性能。 6）適用于大批量生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，生

48、產(chǎn)效率高。 7）傳動(dòng)摩擦力矩比流體動(dòng)壓軸承低得多，因此摩擦溫升與功耗較低； 8）起動(dòng)摩擦力矩僅略高于轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力矩； 9）軸承變形對(duì)載荷變化的敏感性小于流體動(dòng)壓軸承； 10）只需要少量的潤(rùn)滑劑便能正常運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)能夠長(zhǎng)時(shí)間提供潤(rùn)滑劑； 11）軸向尺寸小于傳統(tǒng)流體動(dòng)壓軸承； 12）可以同時(shí)承受徑向和推力組合載荷； 13）在很大的載荷-速度范圍內(nèi)，獨(dú)特的設(shè)計(jì)可以獲得優(yōu)良的性能； 14）軸承性能對(duì)載荷、速度和運(yùn)行速度的波動(dòng)相對(duì)不敏感。 軸承在使用過程中潤(rùn)滑是不可缺少的。目前主要有脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑。采用脂潤(rùn)滑不易泄漏、易于密封、使用時(shí)間長(zhǎng)、維護(hù)簡(jiǎn)便且油膜強(qiáng)度高，但摩擦阻力

49、比油潤(rùn)滑大，不宜用于高速。軸承中脂的裝填量不應(yīng)超過軸承空間的1/2～1/3，否則會(huì)由于攪拌潤(rùn)滑劑過多而使軸承過熱。油潤(rùn)滑冷卻效果好，但密封和供油裝置較復(fù)雜。油的粘度一般為 0.12～0.2厘米/秒。負(fù)荷大，工作溫度高時(shí)宜選用粘度高的油，轉(zhuǎn)速高時(shí)選用粘度低的油。潤(rùn)滑方式有油浴潤(rùn)滑、滴油潤(rùn)滑、油霧潤(rùn)滑、噴油潤(rùn)滑和壓力供油潤(rùn)滑等。油浴潤(rùn)滑時(shí)，油面應(yīng)不高于最下方的滾動(dòng)體中心。若按彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論設(shè)計(jì)軸承和選擇潤(rùn)滑劑粘度，則接觸表面將被油膜隔開。這時(shí)，在穩(wěn)定載荷作用下，軸承壽命可提高很多倍。 現(xiàn)代機(jī)器、儀器等設(shè)備正向高速、重載、精密、輕巧等方面發(fā)展，這對(duì)滾動(dòng)軸承提出許多新的要求，如在減小尺寸的同

50、時(shí)要求軸承保持甚至提高額定負(fù)荷，采用新技術(shù)改進(jìn)工藝，提高制造精度，降低成本。通用滾動(dòng)軸承已很難滿足各式各樣的要求，對(duì)生產(chǎn)量大的機(jī)器設(shè)備應(yīng)設(shè)計(jì)制造專用軸承，在加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化的同時(shí)，增加品種，擴(kuò)大專用軸承的比例?，F(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展還需要在特殊工況下工作的特種軸承，如在高速、高溫、低溫、強(qiáng)磁場(chǎng)或在酸、堿等介質(zhì)中工作的軸承。 7.2 軸承的校核 已知：設(shè)根據(jù)條件決定在軸的兩端反裝兩個(gè)角接觸球軸承。如圖所示：已知軸上齒輪受切向力，徑向力，軸向力；齒輪分度圓直徑，齒輪轉(zhuǎn)速，運(yùn)轉(zhuǎn)中有輕微沖擊，軸承預(yù)期壽命。設(shè)初選兩個(gè)軸承型號(hào)均為7270c，試驗(yàn)算軸承是否可達(dá)到預(yù)期壽命的要求。 查滾動(dòng)軸承樣本可知角接觸球軸承7

51、207C的基本額定動(dòng)載荷,基本額定靜載荷。 7.2.1 求兩軸承收到的徑向載荷 將軸系部件受到的空間力系分解為鉛垂面和水平面兩個(gè)平面力系。其中：圖C中的為通過另加轉(zhuǎn)矩而平移到指向軸線；圖中的亦應(yīng)通過另加彎矩而平移到作用于軸線上（上述轉(zhuǎn)化在圖中均未畫出）。 由力分析可知： 7.2.2 求兩軸承的計(jì)算軸向力和 對(duì)于70000C型軸承，按表3-17，軸承派生軸向力，其中e為表13-5中的判 斷系數(shù)，其值由的大小來確定，但現(xiàn)軸承軸向力未知。故先初取，因此可估算： 按式（13-11

52、）得 由表13-5仿立體13-1進(jìn)行插值計(jì)算得，再計(jì)算 兩次計(jì)算的值相差不大，因此確定 7.2.3 求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷和 由表13-5分別查

53、表或插值計(jì)算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為： 對(duì)軸承1 對(duì)軸承2 因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有輕微沖擊，按式13-6，，則 7.2.4 驗(yàn)算軸承壽命 因，所以按軸承2的受力大小驗(yàn)算 故所選軸承滿足壽命要求。 8 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 8.1 概述 鏈傳動(dòng)是通過鏈條將具有特殊齒形的主動(dòng)鏈輪的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞到具有特殊齒形的從動(dòng)鏈輪的一種傳動(dòng)方式。 鏈傳動(dòng)有許多優(yōu)

54、點(diǎn)，與帶傳動(dòng)相比，無彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，過載能力強(qiáng)，相同工況下的傳動(dòng)尺寸??；所需張緊力小，作用于軸上的壓力??；能在高溫、潮濕、多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作。 鏈傳動(dòng)的缺點(diǎn)主要有：僅能用于兩平行軸間的傳動(dòng)；成本高，易磨損，易伸長(zhǎng)，傳動(dòng)平穩(wěn)性差，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生附加動(dòng)載荷、振動(dòng)、沖擊和噪聲，不宜用在急速反向的傳動(dòng)中。 8.2 鏈設(shè)計(jì)計(jì)算 8.2.1 選擇鏈輪齒數(shù) 取小鏈輪齒數(shù)，大鏈輪齒數(shù) 8.2.2 確定計(jì)算功率 由表9-6查得,由圖9-13查得，單排鏈，則計(jì)算功率為 8.2.3 選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距 根據(jù)及，查圖9-11，可選10A

55、-1。查表9-1，鏈條節(jié)距為 8.2.4 計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初選中心距。取。相應(yīng)的鏈條節(jié)數(shù)為： 取鏈條節(jié)數(shù)節(jié)。 查表9-7得到中心距計(jì)算系數(shù)，則鏈傳動(dòng)的最大中心距為： 8.2.5 計(jì)算鏈條速度，確定潤(rùn)滑方式 由,和鏈號(hào)10A-1，查圖9-14可知采用定期人工油滑。 8.2.6 計(jì)算壓軸力 有效圓周力為： 鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù)為，則壓軸力為： 31 總 結(jié)

56、 1.提出了創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):采用分體帶輪結(jié)構(gòu)，利用分體扇形塊的軸向移動(dòng)副配合結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)分體扇形塊沿錐體燕尾槽的徑向膨脹或收縮，實(shí)現(xiàn)改變帶輪工作直徑、從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)無級(jí)變速的目的。 2. 調(diào)速油缸的軸向作用力直接改變帶輪的工作直徑大小不增加傳動(dòng)帶工作面的正壓力消除現(xiàn)有帶傳動(dòng)無級(jí)變速器調(diào)速時(shí)存在的主、從動(dòng)輪上傳動(dòng)帶不在同一平面內(nèi)的偏移現(xiàn)象。 3.總結(jié)出分體式無級(jí)變速器的有效拉力大小計(jì)算公式。 4.不增加帶傳動(dòng)中V帶側(cè)面擠壓摩擦力與現(xiàn)有帶傳動(dòng)無級(jí)變速器相比較可以提高傳動(dòng)帶的工作效率和壽命。 5.與現(xiàn)有的金屬帶傳動(dòng)無級(jí)變速器相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，成本低。 6.目前

57、帶傳動(dòng)無級(jí)調(diào)速使用寬V帶式金屬帶，而新型帶傳動(dòng)無級(jí)變速器可適用于普通V帶、圓帶、平帶，適用性廣。課題研究成果達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)理論證明新型普通V帶無級(jí)變速器能夠滿足生產(chǎn)實(shí)際需求。 致 謝 時(shí)光荏苒，歲月如梭，不知不覺間，歷經(jīng)三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)在熱火朝天的盛夏接近了尾聲。在這段寶貴時(shí)間里，我感到自己收獲很大，專業(yè)技術(shù)理論知識(shí)運(yùn)用得到了更新和提高。期間，我對(duì)零件進(jìn)行校核計(jì)算，確定了結(jié)構(gòu)參數(shù);根據(jù)所設(shè)計(jì)的尺寸參數(shù)，繪制了整體裝配圖和零件圖，并且就模型的可行性進(jìn)行了論證和校核，并做出三維模型圖。針對(duì)課題，我先后大量閱讀了相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)和書籍，學(xué)習(xí)掌握了相關(guān)的應(yīng)用工具軟件。在論文的完成期間，我深切

58、感到自己的專業(yè)技術(shù)知識(shí)水平發(fā)生了飛躍。 本論文是在唐正寧老師的大力支持和悉心指導(dǎo)下完成的。在此我感謝他所給予的諄諄教導(dǎo)。導(dǎo)師正直的人格，淵博的學(xué)識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲芯?，敏銳的洞察力令我終身收益。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利完成，得益于各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及老師在大學(xué)四年里親切的關(guān)懷。在此，對(duì)各位領(lǐng)導(dǎo)及老師表達(dá)最真誠(chéng)的感謝。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利完成，得益于唐正寧老師等老師在設(shè)計(jì)期間的關(guān)心和指導(dǎo)，在此表達(dá)最真誠(chéng)的感謝。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利完成，也得益于各位同學(xué)的相互學(xué)習(xí)和交流，在此對(duì)各位同學(xué)也表達(dá)真誠(chéng)的感謝。 感謝我同班同學(xué)在共處的幾年內(nèi)，給予我的幫助和在生活上所帶來的快樂，感謝所有關(guān)心、支持、幫助過我

59、的老師、同學(xué)和朋友，謝謝！ 參考文獻(xiàn) [1] 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第八版.西安:高等教育出版社, 2005：338-339. [2] 孫恒,陳作模.機(jī)械原理[M].第七版.西安:高等教育出版社, 2000： 124-130. [3] 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第三卷.北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 1991：235-250. [4] 李育錫.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].第三版.北京:高等教育出版社, 2006：127-135. [5] 王征,王仙紅.AutoCAD 2010實(shí)用教程[M].北京:清華大學(xué)出版社, 2009：129-146. [6] 周有強(qiáng).

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