三角带无极变速装置设计(编辑修改稿)

三角带无极变速装置设计(编辑修改稿)内容摘要：

湖学院学士学位论文 4 2 纸长调节无极变速器的结构及传动原理 纸长调节无极变速器的结构 图 总体装配图 传动原理 纸长调节无级变速器用于能包装多种长度的物品的包装机上。 由于包装纸的输送长度是根据被包装物决定的，因此，每当变换被包装物时，必须相应调节包装纸的输送长度。 包装纸输送长度的调节是通过调节滑轮的位置，改变变速器的速比，即输纸滚筒的送纸速度来实现的。 当需要改变变速器的速比时，启动电动机，经减速器降低转动速度，通过锥齿轮将电动机的动力传动到  17轴上，又 经链传动，降低速比，将动力传动到  20轴上。 通过锥齿轮将动力传至螺杆，因螺杆与滑座为螺纹配合，螺杆的转动使得滑座上下移动，从而导致滑轮上下移动。 又上下对称布置的两个皮带轮是固定在轴套上的，故滑轮的移动使得主动轮的直径发生变化，从而使速比得以改变，也就改变了输送滚筒的送纸速度，使得包装纸输送长度得到了调节。 5 调节过程 1—— 螺杆； 2—— 皮带轮； 3—— 轴； 4—— 滑座； 5—— 轴套； 6—— 滑轮； 7—— 减速器； 8—— 刻度盘； 9—— 减速器； 10—— 电动机 图 纸长调节无级变速器 当需要调节包装纸输送长度时，可用手动或自动启动，使纸长调节电动机 10 进行顺时针或逆时针转动。 此时，经减速器 10 进行顺时针或逆时针转动。 此时，经减速器 9（速比 121i ）和齿轮、链轮传动后，螺杆 1 带动滑座 4 左右移动，因滑轮 6 是固定，而对称布置的皮带轮 2 将沿竖直方向上下移动，从而 ，滑轮 6 两侧三角带的传动中心距发生的改变，和滑轮 6 依靠交代的张力自动进行的前后移动，使变速器的速比随即得到了调整，也就改变了输送滚筒的送纸速度，使得包装纸输送长度得到了调节。 纸长的变动由刻度盘 8的指针指示出。 由于螺杆 1 是倾斜设置的，因此在变速过程中三角带始终是保持平直的。 纸长调节必须在包装机开动情况下进行。 无锡太湖学院学士学位论文 6 图 滑轮装配图 无级变速器调速时，滑座上下移动，使得滑轮同时上下移动，又因对称布置的两个皮带轮是固定于轴套上的，从而使滑轮与皮带轮间的间隙发生变化。 由21ddi 可知，在 1d 固定不变的情况下， 2d 的大小变化使得传动速比发生变化。 护套的作用，固定皮带轮位置，防止无级变速器调速时，皮带轮掉落。 无级变速器的调速范围： 当滑座位置处于螺杆的最上端位置时，上面皮带轮与滑轮的 mmd 581  ，下面皮带轮与滑轮的 mmd 701 。 又主动轮 mmd 1002  所以变速器的速比范围为 107~50291 0 070~1 0 058 i 又主动轮的转速为 min20r 故变速器的调速范围为 n i nrv 14~)107~5029(20  结论：无级变速器的调速范围： min14~ r。 7 3 电动机选择 电动机分交流电动机和直流电动机两种。 由于生产单位一般多采用三相交流电源，因此，无特殊要求时，应选用三相交流电动机，其中以三相交流异步电动机应用广泛。 所以选择使用三相交流异步电动机，其型号为 JW4524。 由资料可知， JW4524 型三相交流异步电动机的参数如下： 额定功率： wPN 25 额定电压： VUN 380 额定电流： AIN  额定转速： n=1400r/min 无锡太湖学院学士学位论文 8 4 传动齿轮设计 概述： 齿轮传动机构用于传递空间任意两轴间的运动和动力，是机械传动中应用非常广泛的机构。 其主要优点是： 1）适用的圆周速度和功率范围广； 2)传动比准确； 3）传递的机械效率高； 4）工作可靠。 6)可实现平行轴，相交轴，交错轴之间的传动。 7)结构紧凑。 但制造及安装要求较高，且需专门的加工，测量设备，因而成本较高。 锥 齿轮 是圆锥齿轮的简称，它用来实现两相交轴之间的传动 ,两轴交角 S称为轴角，其值可根据传动需要确定，一般多采用 90176。 锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上，轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小，如下图所示。 由于这一特点，对应于圆柱齿轮中的各有关圆柱 在锥齿轮中就变成了 圆锥 ，如分度锥、节锥、基锥、齿顶锥等。 锥齿轮的轮齿有直齿、斜齿和曲线齿等形式。 直齿和斜齿锥齿轮设计、制造及安装均较 简单，但噪声较大，用于低速传动（＜ 5m/s）；曲线齿锥齿轮具有传动平稳、噪声小及承载能力大等特点，用于高速重载的场合。 本节只讨论 S=90176。 的标准直齿锥齿轮传动。 齿轮设计： 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 ⑴ 根据使用要求，选用锥齿轮传动； ⑵ 无极变速器为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度（ GB1009588)； ⑶ 材料选择： 由表 101 选择小齿轮材料为 40Cr(调质），硬度为 280HBS；大齿轮材料为 45 钢（调质）， 9 硬度为 240HBS。 二者材料硬度差为 40HBS。 ⑷ 选小齿轮 齿数为 131Z。 初步设计 Zb≥ , Z =， KA=, Kβ =, u=, σ Hlim=1500 N/ mm, e=1100, Σ =90176。 DH1≥ e Zb Zφ ［ KAKβ T12Hlim )u(sim ］ 1/3 （ ） =1100 （ 220 sim ） 1/3 = 1）选定齿数 Z 和模数 m: 选 Z1=13, 则 Z2=u Z1 =, 取 Z2=49 m =DH1/ Z1 = = 2）选变位系数： 螺旋角 =176。 接近零度曲齿锥齿轮，取 x1=, x2= XΣ =x1+x2=+= 切向变位系数： X1= 使小齿轮齿顶变 尖，取 xt1= 根据保持标准齿全高 σ =0 xt2=xtΣ xt1== 几何计算 轴交角Σ Σ =90176。 齿数比 u u=Z2/Z1=49/13= 节锥角δ‘ δ’ 1 =arc tan    COSU sin=176。 δ’ 2==176。 分度圆大端端面模数 m m= 齿形角α 0=20176。 无锡太湖学院学士学位论文 10 齿顶高系数 ah =1 顶隙系数 c*= 齿宽 b=R/4— R/3=50 径向变位系数 x1= x2= 齿高变动系数 σ =0 平均当量齿轮 Zvm =   39。 239。 1 c osc os  ZZ （ ） = 节锥与分锥的比值 Ka=(XΣ / Zvm)+1 = 中点当量齿轮分度圆压力角 α m=arc tanα 0 /cosβ m=176。 中点当量齿轮齿合角 α‘ m=arc cos (cosα m /Ka)=176。 切向变位系数之和 XtΣ =2Zvm[inv α’ minv α m] 2XΣ tan α m= 176。 切向变位系数 xt 按σ =0 及补偿小齿轮尖顶： xt1= , xt2= 分度圆直径 d1=mz1= d2=mz2= 节锥距 R’ =’ 2= 中点锥距 Rm== 齿全高 h=(2h*+c*σ )m= 分圆齿顶高 ha=( h*+xσ ) m ha1=12 ha2= 分圆齿根高 hf=hha hf1= hf2= 节圆齿根高 h’ f=( Ka1 ) d/cosδ’ hf1= hf2= 节圆齿顶高 h’ a=hh’ f h’ a1= h’ a2= 节锥齿根角 θ’ f= arc tan(h’ fR’ ) θ’ f1 =176。 θ’ f2=176。 根锥角 δ f= δ’ – θ’ f1 δ f1=176。 δ f2=176。 顶锥角 11 δ a=δ +θ f δ a1=176。 δ a2=176。 顶圆直径 da=Kd+2h’ a cosδ’ da1=, da2= 冠顶距 Aa=R’ cosδ’ h’ a sin δ’ Aa1= Aa2= 安装距 A A1=168 A2=80 轮冠距 Ha=AAa Ha1 = Ha2= 强度设计 按国标 GB/ T =100621988 公式验算计算接触应力 σ H=ZH ZE Zε Zβ Zκ1mbe H/)1( uuuuFKKKK tmHHVA  （ 1）节点区域系数 ZH ZH=tbw t a n c o s c o s 2 c o stt  （ ） β b=arc sin[ sin β m cos α 0]=176。 α t= α w1= ZH= (2) 查表，弹性系数 ZE= N/mm2 (3) 重合度系数 Zε Zε = 3 )1)(4(    + = （ ） mm=mRm/ R = mm ε β = beH tan β m/(π mm)= mm ramv1=Rm d a1 / (2R COSδ 1) = mm ramv2 =Rmda2/ (2R cosδ 2)= rbmv1=Rmd1cos α m/ ( 2RCOSδ 1)= 无锡太湖学院学士学位论文 12 rbmv2=Rmd2cos α m/ (2Rcosδ 2)= gam= 2121 amvmv rbra  + 2222 mvmv rbra  (rbmv1+rbmv2)tanα m = pm=π mmcos α m= εα = gα m/ pm= (4) 螺旋角系数 Zβ = mcos = (5)有效宽度 beH== （ 6）锥齿轮系数 Zk= （ 7)使用系数 KA= (8)齿宽中点分锥的圆周力： dm1= Rm d1/R=74mm Ftm=2020T1/dm1= (9)动载系数 Kv=NK+1 N= K=K1beH/ (KAFtm) + cv3= Kv= （ 10）齿向载荷分布系数 KHβ = （ 11）齿间载荷分配系数 KHα = （ 12）轮滑剂系数 ZL= (13)速度系数 Zv= (14)粗糙度系数 ZR= (15)温度系数 ZT=1 (16)尺寸系数 Zx=1 (17)SHmin=1 (18)查表，σ Hlim=1500 N/mm2 σ H= N/ mm2 许用接触应力 σ Hp=ZLZvZRZXσ Hlim/ZTSHmin =1355 N/mm2＜Σ h 用变位类型影响系数 Zb= 修正 σ‘ H= H=1272 N/mm2 故安全 齿根弯曲强度验算 σ f1。 2=KAKvKFα KFβ Ftm Yα KFα = KFβ = beF= 13 Sfmin= 1 YST=2 Yk=1 Mnm= Yfa1= Yfa2= Ysa1= Ysa2= Yε = Yβ = Yδ re1T= Yrre1T= Yx= σ Flim=470 N/mm 2(MQ ) 320 N/mm2 (ML) 小轮计算应力σ F1=740N/mm2 大轮计算应力σ F2=803N/mm2 小轮许用齿根应力σ Fp1=824N/mm2 大轮许用齿根应力σ Fp2=828N/mm2 故安全 无锡太湖学院学士学位论文 14 5 轴的设计计算 概述 轴是组成机器的主要零件之一。 机器中作回转运动的零件如齿轮、带轮、链轮等都要安装在轴 上才能实现其回转运动。 轴的主要功能在于支持传动零件，使其具有确定的工作位置，并传递运动和动力。 轴的设计 求输入轴上的功率 p1,转速 n 和转矩 T1 若取每级齿轮传动的效率（包括轴承效率在内）  ，则 wpp 221   又 m in/1 rinn  于是。