cl71离合器试验台传动系统设计(编辑修改稿)

cl71离合器试验台传动系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

论上那么高，且 异步电机结构简单，制造方便，运行性能好，并可节省各种材料，价格便宜。 传动 方式的选择 齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。 如图。 上海工程技术大学毕业设计 （论文） SUES CL71 离合器试验台传动系统 设 计 19 图 齿轮传动示意图 按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。 具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。 齿轮传动是指用主、从动轮轮齿直接、传递运动和动力的装置。 在所有的机械传动中，齿轮传动应用最广，可用来传递任意两轴之间的运动和动力。 齿轮传动的特点是：齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。 但 是制造齿轮需要有专门的设备，啮合传动会产生噪声。 齿轮的失效形式：齿轮折断、齿面磨损、齿面点蚀、齿面胶合、塑性变形。 带传动采用啮合型 V带传动。 V带的横截面呈等腰梯形，传动时 ,V带的两个侧面和轮槽接触。 槽面摩擦可以提供更大的摩擦力。 V 带传动的传动比大，结构紧凑。 带传动会由于带的弹性变形引起弹性滑动。 带传动经过长期磨损后张紧力会有所影响，张尽力不够或皮带包角不够都会影响试验的准确性。 如图 所示。 皮带轮传动的优点有：皮带轮传动能缓和载荷冲击；皮带轮传动上海工程技术大学毕业设计 （论文） SUES CL71 离合器试验台传动系统 设 计 20 运行平稳、低噪音、低振动；皮带轮传动的结构简 单，调整方便；皮带轮传动对于皮带轮的制造和安装精度不象啮合传动严格；皮带轮传动具有过载保护的功能；皮带轮传动的两轴中心距调节范围较大。 皮带传动的缺点有：皮带轮传动有弹性滑动和打滑，传动效率较低和不能保持准确的传动比；皮带轮传动传递同样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴上压力比啮合传动大；皮带轮传动皮带的寿命较短。 各类机械设备的皮带轮的直径等尺寸都是自己根据减速比配的，根据工作转速与电机的转速自己设计。 图 带传动示意图 链传动制造与安装精度要求较低，成本低。 但是链传动运转时候不能保持恒定的瞬时 传动比，磨损后容易发生跳齿，工作时有噪声，不适合 高速 传动。 如图 所示。 上海工程技术大学毕业设计 （论文） SUES CL71 离合器试验台传动系统 设 计 21 图 链传动示意图 由于 电机与减速器 间的距离不大，故不采用链传动，且链传动磨损后容易发生跳齿，会导致卡死并损坏试验台。 虽然结构紧凑，传递稳定，但是磨损后会发生弹性变形，影响了试验的准确性甚至会破坏试验台，带传动经过长期磨损后张紧力会有所影响，张尽力不够或皮带包角不够都会影响试验的准确性，所以也不取用。 相比之下 齿轮传动比较直接，虽然齿轮传动也会发生失效，但是可以从齿轮的材料等方面去解决那些失效问题。 且 齿轮传动平稳，传动比精确， 工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。 相比之下齿轮传动更适合于此次的试验台设计。 齿轮类型的选择 齿轮可按齿形、齿轮外形、齿线形状、轮齿所在的表面和制造方法等分类。 齿轮的齿形包括齿廓曲线、压力角、齿高和变位。 渐开线齿轮比较容易制造，因此现代使用的齿轮中 ，渐开线齿轮占绝对多数，而摆线齿轮和圆弧齿轮应用较少。 上海工程技术大学毕业设计 （论文） SUES CL71 离合器试验台传动系统 设 计 22 在压力角方面，小压力角齿轮的承载能力较小；而大压力角齿轮，虽然承载能力较高，但在传递转矩相同的情况下轴承的负荷增大，因此仅用于特殊情况。 而齿轮的齿高已标准化，一 般均采用标准齿高。 变位齿轮的优点较多，已遍及各类机械设备中。 另外，齿轮还可按其外形分为圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆蜗轮 ；按齿线形状分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮；按轮齿所在的表面分为外齿轮、内齿轮；按制造方法可分为铸造齿轮、切制齿轮、轧制齿轮、烧结齿轮等。 齿轮的制造材料和热处理过程对齿轮的承载能力和尺寸重量有很大的影响。 20 世纪 50 年代前，齿轮多用碳钢， 60 年代改用合金钢，而 70 年代多用表面硬化钢。 按硬度 ，齿面可区分为软齿面和硬齿面两种。 软齿面的齿轮承载能力较低 ，但制造比较容易，跑合性好， 多用于传动尺寸和重量无严格限制，以及小量生产的一般机械中。 因为配对的齿轮中，小轮负担较重，因此为使大小齿轮工作寿命大致相等，小轮齿面硬度一般要比大轮的高。 硬齿面齿轮的承载能力高，它是在齿轮精切之后 ，再进行淬火、表面淬火或渗碳淬火处理，以提高硬度。 但在热处理中，齿轮不可避免地会产生变形，因此在热处理之后须进行磨削、研磨或精切 ，以消除因变形产生的误差，提高齿轮的精度。 相比之下使用硬齿面的斜齿轮更适合于此次的试验台设计。 上海工程技术大学毕业设计 （论文） SUES CL71 离合器试验台传动系统 设 计 23 变速方式的选择 常见的三种 变速 ： 的变频电机，这个是利用变频器变频来实现对电动机的调速范围大且连续，精确度高。 ， 转速可以按照被驱动设备的要求在一定范围内进行调节变化的电动机。 本身有若干个接线端子，通过调速开关控制不同的接线端子，来实现电动机在不同速度上的调节。 这种调速是固定的 ， 不能连续调速。 常见的是双速电机高低两个档。 3。 接下来是变速箱， 变速箱是 装有变速机构的箱形部件。 主要由齿轮和轴组成。 变速箱可依靠 通过不同的齿轮组合产生变速变矩 ，也可依靠 液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。 或者是通过离合器来使 齿轮组合产生变速变矩 ， 在这次实验中我们采用了第三种，使用离合器 来变速变矩。 为了变速箱能够达到试验要求的转速， 在变速箱内加入了电磁离合器。 电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。 电磁离合器可分为：干式单片电磁离合器，干式多片电磁离合器，湿式多片电磁离合器，磁粉离合器，转差式电磁离合器等。 电磁离合器工作方式又可分为：通电结合和断电结合。 通过通电和断电，可以控制齿轮的 啮合方式，产生不同的齿轮组合，从而达到变速的目地。 上海工程技术大学毕业设计 （论文） SUES CL71 离合器试验台传动系统 设 计 24 5 结构设计与计算 为合理设计传动装置，根据工作机主动轴转 速要求和各传动副的合理 传动比范围，可推算出电动机转速的可选范围，又根据任务书要求试验台功率为 80Kw，试验台最高转速为 3000 转 /分。 于是 选用 80Kw 的电动机 型号： Y280M2 额定功： 90KW,见表 所示 表 电动机尺寸： 电动机的外型及安装尺寸如表所示 ， 查电机技术参考书。 （ 1） 计算各轴的转数： kw 外形尺寸 型号 功率 电压 L L1 L2 H H1 H2 H3 H4 H5 B1 B2 B3 Y280M2 90 380 1860 357 448 627 355 280 680 170 170 350 300 300 底座 尺寸 B4 A1 A2 A3 A4 A5 d1 d2 340 250 250 658 419 457 Φ18 24 上海工程技术大学毕业设计 （论文） SUES CL71 离合器试验台传动系统 设 计 25 Ⅰ 轴： m in/r3 0 0 01  电机nn n Ⅱ 轴： 1/12 inn  m in/30001/3000 r m in/r20202 n min/r10002 n （ 2） 计算各轴的功率： Ⅰ轴： 1 dI PP  Ⅱ轴： 2112   IIII PPP  ： 电动机轴输出转矩为： mdd nPT /9550  mN  Ⅰ轴： 1 dI TT mN  Ⅱ轴： 1212 TT mN247  TT mN 31212  TT mN ： 由于 Ⅰ ～ Ⅱ 轴的输出功率分别为输入功率乘以轴承效率： 故：  II PP39。 轴承   IIII PP39。 轴承  计算各轴的输出转矩： 上海工程技术大学毕业设计 （论文） SUES CL71 离合器试验台传动系统 设 计 26 由于 Ⅰ ～ Ⅱ 轴的输出转矩分别为输入转矩乘以轴承效率：则：  II TT39。 轴承 mN  4 5 4  IIII TT39。 轴承 mN  4 4 7  IIII TT39。 轴承 mN  6 7 0  IIII TT39。 轴承 mN  ： (1)、 选定齿轮传动类型、材料、热处理方式、精度等级。 小齿轮选硬齿面，大齿轮选软齿面，小齿轮的材料为 45 号钢调质，齿面硬度为 250HBS，大齿轮选用 45号钢正火，齿面硬度为 200HBS。 齿轮精度初选 8 级 (2)、 初选主要参数 321z , u uzz  12  查表得齿宽系数 d= (3） 按齿面接触疲劳强度计算 计算小齿轮分度圆直径  3 122112)( uudHEHt TKZZZd    确定各参数值 载荷系数 取 K 小齿轮名义转矩 161 / nPT  mN  56 00/ 材料弹性影响系数 上海工程技术大学毕业设计 （论文） SUES CL71 离合器试验台传动系统 设 计 27 188EZ MPa 区域系数 HZ 重合度系数 )/1/1( 21 zzt  )30/120/1(  Z = 3  tε 许用应力 MPaH 7301lim ］［ σ MPaH 6202lim ］［ σ 查 得 按一般可靠要求取HS=1 则 M P aS HHH 7301lim1  σ］［ σ M P aS HHH 62 02lim2  σ］［ σ 取两式计算中的较小值，即 MPaH 620］［ σ 于是  3 122112)( uudHEHt TKZZZd    = 253620   = mm (4)确定模数 m =d1 /z1 ≥ 取标准模数值 m =3 (5) 按齿根弯曲疲劳强度校核计算 ］［ σσε FFSF YYmbdKT  1 12 校核 式中小轮分度圆直径 11 mzd  上海工程技术大学毕业设计 （论文） SUES CL71 离合器试验台传动系统 设 计 28 =3 32=96mm 齿轮啮合宽度 1db d = 96= 复合齿轮系数 1FSY = 2FSY = 重合度系数 tY  /  =+许用应力 1limFσ =410MPa 2limFσ =280Mpa 查表，取 SF= 则 aFFF MPS i m1 σ］［ σ aFFF MPS 22 02l i m2 σ］［ σ 计算大小齿轮的FFSYσ 并进行比较 0 1 33 ］［ σ FFSY 0 17 ］［ σ FFSY 11］［ σFFSY 22］［ σFFSY 取较大值代入公式进行计算 则有 42112   εσ YYmbd KT FSF = 2］［ σF 故满足齿根弯曲疲劳强度要求 (6)几何尺寸计算 11 mzd  上海工程技术大学毕业设计 （论文） SUES CL71 离合器试验台传动系统 设 计 29 =3 32=96 mm 22 mzd  =3 48=144 mm (7)验算初选精度等级是否合适 齿轮圆周速度 )1 0 0 060/(11  ndv  = 100 3000/(60 1000)=选择 8 级精度合适。 (8)另外两对齿轮 为方便计算 ,选择相同模数 ,由于齿轮比已知可得 3d = 4d =120 5d =60 6d =180 (1)按扭转强度估算轴的直径 选用 45调质，硬度 217~255HBS 轴的输入功率为 IP = 转速为 In =3000r/min。