齿链式无极变速器设计说明书.doc

合肥工业大学机械CAD课程设计设计题目： 齿链式无极变速器学生姓名： 学 号： 专业班级：机械设计制造及其自动化指导教师： 目录第一章 齿链式无极变速器的概述21.1齿链式无极变速器的原理21.2传动比及调速范围31.3特点与应用3第二章 设计题目及要求42.1设计题目：42.2设计要求：42.3设计参数：42.4设计目的：4第三章 传动零件、轴系零件的确定53.1轴53.1.1轴的分类53.1.2轴的材料63.1.3初步计算轴的直径73.1.4轴的各段长度及直径83.2键93.2.1键的分类93.2.3键的选择103.3轴承103.3.1轴承的选择10第四章 箱体及其他零部件设计104.1箱体的相关尺寸104.2 减速器其他零件的选择12第五章 心得体会14第六章 参考文献16第一章 齿链式无极变速器的概述1.1齿链式无极变速器的原理下图所示为齿链式无级变速器。它在载荷变化时能保持转速的稳定，称为PIV。国内巳成批、系列生产。齿链式无级变速器由主动链轮2、被动链轮5和滑片链7组成变速机构。由加压框架1，压靴4和张链丝杆11，螺母12组成加压装置；由调速连杆3，调速螺母8，丝杆9和调速手轮10组成凋速控制机构。在链轮的锥面上，沿着锥轮的母线方向开有辐射形齿槽，槽深很小，每对链轮中一个锥轮的凸齿与对面锥轮的凹齿对准，为数众多的齿链滑片在运转中根据齿谷宽度自动调节嵌入片数，使齿链与链轮可以在任意直径上啮合，如图所示，把主动机械变速传动轴13的运动和扭矩传给被动轴6。转动手轮通过杠杆式调速控制机构的作用，使其中一对链轮沿轴向靠拢，另一对沿轴向分开，这样就改变了齿轮在两对链轮上的啮合半径，从而改变传动比，达到无级调速的目的。1.2传动比及调速范围因齿链式无级变速器的调速原理与宽三角带无级变速器相同，且两对链轮的尺寸亦完全相同，属对称调速型，调速范围为286。3。1.3特点与应用齿链式无级变速器和摩擦式比较，具有调速正确、工作可靠、转速稳定、滑差率小(s002)+效率高(V二084090)等优点，已广泛应用于纺织和化纤机械中。但制造较困难，齿链磨损较严重，链速有限制，且瞬时传动比不稳定，故不适宜高速传动。第二章 设计题目及要求 2.1设计题目： 齿链式无极变速器 2.2设计要求： 要求参照机械设计课程设计图册第63页齿链式无极变速器，设计一齿链式变速器并用相关软件画出装配图，且装配图绘制在0号幅面图纸上，表达清楚装配关系，期工程图上还应标注外形尺寸、安装尺寸、装配尺寸、特性尺寸并应有完整的标题栏和明细表，以及技术特性数据和技术要求。零件图图纸幅面应为A3或A4。零件工程图上还应包括制造和检验零件所需的内容，标注规范。2.3设计参数：变速范围：6；输入轴转速：720r/min；输入功率：2.8KW输出功率：1.122.24KW；输出轴转速：2951770r/min。2.4设计目的： 机械CAD课程最重要的两个教学环节是“理论教学”和“课程设计”。通过本课程设计，巩固通过课程学习到的知识，提高动手实践能力，达到使同学们在综合运用计算机进行机械设计尤其是进行较为复杂的装配图和零件图的绘制、一般的三维实体造型及进行三维装配、图形仿真方面的能力得到提高，进一步提高二维图形绘制能力以及进行CAD二次开发的能力。 第三章 传动零件、轴系零件的确定3.1轴 机器上所安装的旋转零件，例如带轮、齿轮、联轴器和离合器等都必须用轴来支承。才能正常工作，因此轴是机械中不可缺少的重要零件。3.1.1轴的分类按轴受的载荷和功用可分为：1. 心轴：只承受弯矩不承受扭矩的轴，主要用于支承回转零件。如车辆轴或滑轮轴。2. 传动轴：只承受扭矩不承受弯矩或承受很小的弯矩的轴，主要用于传递转矩。如汽车的传动轴。3. 转轴：同时承受弯矩和扭矩的轴，既支承零件有传递转矩。如减速器轴。3.1.2轴的材料主要承受弯矩和扭矩，轴的失效形式是疲劳断裂，应具有足够的强度、韧性和耐磨性。轴的材料主要有以下几种： 碳素钢优质碳素钢具有较好的机械性能，对应力集中敏感性较低，价格低廉，应用广泛。例如：35、45、50等优质碳素钢。一般采用45钢，经过调质或正火处理：有耐磨性的轴段应进行表面淬火及低温回火处理。 合金钢合金钢具有较高的机械性能，对盈利集中比较敏感，淬火性较好，热处理变形小，价格较贵，多使用于要求重量轻或轴颈耐磨性的轴。例如汽轮发电机要求。 球墨铸铁 球墨铸铁吸震性和耐磨性好，对应力集中敏感低，价格低，适用铸造制成成外形复杂的轴。例如内燃机的曲轴。综合我们的设计及要求和材料适用的范围，我们选择40Cr。3.1.3初步计算轴的直径 在进行轴的结构设计之前，应首先初步计算轴的直径。一般按受纯扭作用下的扭转强度估算各轴的直径，计算公式为dA*(P/n)3mm式中：P轴所传递的功率，KW； n轴的转速，r/min; A由轴的许用切应力所确定的系数，其值可查阅相关教材。对外伸轴，由上式算的轴径常作为轴的最小直径（轴端直径），这时A取较小的值对于非外伸轴，初算轴径常作为安装齿轮处地直径，此时A取较大的值。当计算轴径处有键槽时，应适当增加轴径以补偿键槽对轴强度的削弱。 为了满足轴上零件的定位和紧固要求，同时便于轴的加工和轴上零件的装拆，通常将轴设计成阶梯轴。 3.1.4轴的各段长度及直径阶梯轴各轴段直径的变化是根据轴上零件的受力、安装、固定及对轴表面粗糙度、加工精度等要求而定的。根据中华JB/T 6952-93，可查的我们的齿链式无极变速器为P2式。轴的受力段直径为28mm。数据如表所示：图中表注计算内容计算结果L1 查表L1=60L2自定L2=14L3根据轴承L3=15L4根据箱体自定L4=187LL=286D1查表D1=28D2自定D2=29D3根据轴承D3=30D4根据载荷自定D4=34D5根据轴承D5=253.2键键是一种标准零件。通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。3.2.1键的分类 键连接的主要类型有：平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接。3.2.3键的选择根据设计的要求，我们选择普通平键。根据轴的直径D1，我们查表选择键的公称尺寸为87，t的尺寸为4.键的长度L为50.根据轴的直径D4，我们查表选择键的公称尺寸为108，t的尺寸为5，键的长度L为140.3.3轴承滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一，它是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件的。滚动轴承具有摩擦阻力小、功率损耗小，起动容易等优点。3.3.1轴承的选择根据题目设计要求，我们选择了两种轴承：深沟球轴承、推力轴承；然后根据与其相配合的轴的尺寸查表得出所需的轴承的尺寸。第四章 箱体及其他零部件设计4.1箱体的相关尺寸箱体的结构尺寸如表4-1： 表4-1箱体的结构尺寸减速器箱体采用HT200铸造，必须进行去应力处理。设计内容计 算 公 式计算结果箱座壁厚度参考齿轮减速器的公式及两摩擦盘的中心距取=10mm箱体盖板壁厚度1根据齿轮减速器自取取1=10mm地脚螺钉直径dd= mmd= mm地脚沉头座直径D0D0= mmD0= mm地脚螺钉数目n取n=个取n=底脚凸缘尺寸L1= mmL1= mmL2= mmL2= mm剖分面凸缘尺寸C1= mmC1= mmC2= mmC2= mm箱体、箱盖连接螺栓直径d2d2 =10mmd2=10mm轴承盖螺钉直径和数目n,d3根据数据查表n=4d3=6mm孔盖螺钉直径d4d4= d= 10mmd4=mm圆锥定位销直径d5d5=d2=8mmd5= mm变速器中心高HH=340mmH=340mm较小轴承端盖外径D2D2=轴承孔直径+(55.5) d3取D2=90mm较大轴承端盖外径D2D2=轴承孔直径+(55.5) d3取D2=98mm与座相配合的端盖外径D2D2=轴承孔直径+(55.5) d3取D2=86mm箱体长度210mm箱体宽度260mm箱体高度470mm4.2 减速器其他零件的选择经箱体、摩擦轮与摩擦轮、轴、轴承、密封圈、挡油盘、定位销的组合设计，经校核确定以下零件： 表4-2滚动轴承 单位：mm安装位置轴承型号外 形 尺 寸dDrsBDa轴GB/T 276-1994600525470.61242轴GB/T292-19947006C305511349表4-3弹簧垫圈（GB93-87） 安装位置类型内径d宽度（厚度）材料为65Mn，表面氧化的标准弹簧垫圈端盖旁连接螺栓GB/T97.2-198561.6箱体箱盖联接螺栓GB/T97.2-1985102.6表4-4轴承端盖（HT150） 单位mm安 装位 置d3Dd 0D0D2ee1mD4D5D6轴660775907.2816475757轴668783987.2816556565第五章 心得体会 此次机械CAD的课程设计题目是链式无极变速器，在我们近周的共同努力下，我们叫圆满的完成了此次课程设计。再一次系统的增加了自己对机械CAD软件的认识，自己的机械CAD绘图能力得到了很大的提高。由于我们所设计的是齿链式无极变速器，而这种变速器市场不成熟，我们所见甚少，首先对其结构原理的理解就是一个难点，刚好这周课程设计期间有三门考试，所以我们的时间很紧张，动员大会一结束，我们就开始着手准备，首先我们一起上网找资料，查阅关于齿链式无极变速器的知识，再者我们去图书馆借阅关于机械CAD的相关书籍。在这些前期准备的基础上，我们对我们所设计的齿链式无极变速器才有了一点了解。但是当我们仔细观看我们所要设计的图时，发现有许多零件我们没见过，而且又不知其作用，上网相关图片有找不到，最后我们打电话给黄老师，经过老师的允许，我们用一些简单零件替代了那些困惑我们的零件，但是替代过程中我们也发现并非那么容易，就例如我们所要求的齿链，设计中所要求的齿链我们根本就没见过，就更谈不上画出其模型了，然而我们用简单的链条替代它时，发现工作量是相当的大，最后我们用带式的替代了齿链。这次设计过程我们反复讨论，反复修改，一起通宵赶图，这过程我们收获了很多，我们感到很充实。 通过本次课程设计，也让我体验到了团队合作的重要性和必要性，设计是个庞大而复杂的系统工程，个人是很难顺利及时完成任务的，这就要求我们要有合理的分工和密切的配合，将一个个复杂的问题分解成一个个小问题，然后再各个击破，只有这样才能高效率的完成任务。 课程设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的绘图能力，懂得了许多同时课程设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对零件的不了解，等等。 自己的求学之路还很长，在以后的学习中要注意乏综合应用专业知识的能力的训练，弥补自己