钢环式无级变速器结构设计【5张图/7200字】【优秀机械毕业设计论文】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：
编号：618363
类型：共享资源
大小：752.67KB
格式：RAR
上传时间：2016-03-07
上传人：木***
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
50
积分
- 关 键 词：
-
钢环式
无级
变速器
结构设计
优秀
优良
机械
毕业设计
论文
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份，27页。7200字。
任务书一份。
图纸共5张，如下所示
A0-装配图.dwg
A1-盖.dwg
A2-轴.dwg
A3-轴套.dwg
A3-锥轮.dwg
目 录
第一章 绪论 1
1.1 无级变速器的介绍 1
1.2 摩擦式无级变速器 1
1.3 摩擦式无级变速器运动原理 1
1.4 钢环分离锥式无级变速器的优点 3
1.5 本次课题设计任务 3
第二章 钢环分离锥式无级变速器设计方案 4
2.1 钢环分离锥式无级变速器简图 4
2.2 传动零件尺寸 4
2.3 钢环分离锥式无级变速器受力分析 5
2.4 强度验算 7
2.4.1 恒功率传动情况时 8
2.4.2 恒扭矩传动情况时 10
2.4.3 钢环强度效验计算 11
第三章 钢环分离锥式无级变速器的计算 13
3.1 计算锥轮的尺寸和参数 13
3.2 钢环的设计 14
3.3 轴系零件设计 14
3.4 调速操纵机构设计 16
3.4.1 确定齿轮的参数 16
3.4.2 确定齿条的参数 17
3.4.3 计算螺杆 16
3.5 设计箱体 18
第四章 强度校核 19
4.1 刚换强度验算 19
4.2 校验轴的强度 20
设计总结 22
致 谢 23
参考文献 24
附 录：英文文献翻译及原文 25
- 内容简介：
-
湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目： 钢环式无级变速器结构设计 学号： 2007964203 姓名： 杨琢 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 聂 松 辉 系主任： 周 友 行 一、主要内容及基本要求 1、设计一种 机械摩擦式无级变速器，要求以钢环作为中间元件 ； 2、输入功率 P=入转速 n=1500速范围 R=9； 3、一张装配图 张，零件图总量 张； 4、设计说明书一份； 5、英文文献一份。 二、重点研究的问题 1、钢环式无级变速器原理及其结构； 2、变速原理的传动结构的实现。 三、进度安排 序号 各阶段完成的内容 完成时间 1 熟悉课题及基础资料 第一周 2 调研及收集资料 第二周 3 方案设计与讨论 第三四周 4 无级变速器布局设计 第五周 5 无级变速器总装配图设计 第六 九周 6 无级变速器零件图设计 第十周 7 撰写说明书 第十一周 8 英文文献翻译，答辩 第十二周 四、应收集的资料及主要参考文献 1 阮忠唐 . 机械无级变速器 M. 机械工业出版社 . 2 阮忠唐 级变速器设计与选用指南 M 3 徐灏 卷 M 4 毛谦德 版 M 5 机械设计手册新版第 2 卷 M 附 录：英文文献翻译及原文 on n of of to by be to 0%s to is on is to a ur is on ) is to of to is to to Be a is is is to if s 00 00 0- 200 ms on be to 00 is to 00 800 of is 2) Is of of (LC to do a of is a to a is is to in If in a to to to if at to or a if to to 3) is is in is a of Be a to be to to in to or in to a is 4) in A of to do is to to to to a of 5) is of is do to to to A on a be Be a to is to No of is is to on to up as as s is a s , in s , in is on of it to In to a to to to Be in is to be up up of Go of of to 1) Be in in to a is is a to 2) is to of on To of is to a We If in a an Be of In of If of at in 3) to of r a to be to if be as a up to as of in of 4) is Be to We to a is to to If to at a if to is of as as is of if at to is If To is a s 5) of In a is is to To is of C on is an he a is to to a a It is is of at To to MP s. 译文 论药品包装机械的概念设计 近年来，由于我国经济形势的持续高涨和国家对制药行业强制性推行 品生产质量规范 )认证制度，药品包装机械取得了长足的进步。新产品日益增多，技术水平有了很大的改进。但与国际水平相比还存在着很大的差距，近 60%的产 品达不到发达国家上世纪 80 年代的水平，先进大型的设备主要依赖进口。我国药品包装机械的低技术水平在很大程度上是由我国企业设计人员低水平设计引起的。 一、我国药品包装机械现状分析 我国药品包装机械与国际先进水平相比尚有较大的差距 1) 机械性能落后，国产药品包装机械大多精度低、速度慢、平稳性差。包装机械运转过程包含大量复杂的间歇式运动，主要由凸轮、连杆来实现。然而许多设计人员不会根据工作循环图和精度要求独立设计计算凸轮连杆机构的运动学和动力学参数，只是简单的把国外样 机的凸轮连杆零件拆卸下来进行逐点测绘，造成执行机构误差很大。国产药品包装机械大多运行速度较低，如铝塑泡罩包装机的冲裁频率一般为 100 300 个 /自动药盒包装机的装盒速度 50 200 盒 /国际上先进的铝塑泡罩包装机的冲裁频率能够达到 600 个 /自动药盒包装机的装盒速度能够达到 600 800 盒 /产药品包装机械不仅运行速度慢，而且还伴有较大的噪音。 2) 控制水平落后。国产药品包装机械大多控制水平低、自动性差、故障率高。国产药品包装机械 (主要指盒装和灌装机械 )大多采用 现场控制，而国外先进的药品包装机械大多由计算机系统实现监控，控制水平相对落后。大多数国产药品包装机械自动性较差。一是普遍采用单机生产模式，全自动生产线少。二是做不到全自动运转，需要人工加料，手动装箱。如一些纸盒包装机中，药板、说明书纸页、纸盒都需要手动加料，且需专人随时注意说明书、药板、纸盒是否已经用完，以免造成机器空转或造成缺说明书、药板、药盒现象的发生。另外，国产药品包装机械故障率较高。控制元器件 (如继电器、电磁阀、接触器、断路器等 )等经常容易损坏，死机故障也时有发生。 3)功能单一、可扩展性差。药品包 装机械是针对特定的包装形式设计的。一般在规定的规格范围内可调。而我国许多药品包装机械在设计时考虑不充分，没有为进一步的改造留出足够的空间，致使设计的机械只能适应于几种简单的模板，不适应包装材料或模板尺寸的变化，即使适应生产的包装成品质量也不佳。 4）综合考虑不足，资源没有充分利用。我国药品包装机械设计存在着混乱现象，许多机械设计人员对电机拖动同步技术、伺服传动技术不了解，可用简单的电器设备解决的问题却用复杂的机械装置来实现，有的虽然采用了同步电机等装置来控制机构运行，但选取不当。这些情况不仅造成了资源的极 大浪费，而且使设计的机械的性能低下。 5)造型死板。我国的药品包装机械设计时很少考虑机械的造型，很多厂家生产的机械造型不美观，甚至没有造型，给人感觉僵硬、死板、没有活力。一些药盒包装机中，螺钉螺母都安装在机器的外面板上，而一些润滑用的油杯和油嘴也随处可见，加油时容易使机器到处沾满油污，给人印象粗糙，不美观。 二、药品包装机械概念设计的内容 人们经过多年的研究，将概念设计定义为：“在确定了任务后，通过抽象化拟定功能结构，寻求适当的作用原理及其组合等，确定出基本求解途径，得出求解方案。这一部分设计工作叫做概念设计”概念设计指明确设计目的和现有条件后，设计者搜索多方面的知识，分析提炼后生成框架式的广泛意义上的解。药品包装机械的概念设计要求根据产品生命周期各个阶段，进行产品功能创造、功能分解以及功能和子功能的结构设计，进行满足功能和结构要求的工作原理求解和进行实现功能结构的工作原理载体方案的构思和系统化设计概念设计的过程是一个求解实现功能的、满足各种技术和经济指标的、可能存在的各种方案并最终确定综合最优方案的过程。 概念设计的作用主要体现在产品设计的早期阶段。总设计师根据产品功能的需求而萌发出来的原始构思和冲动形成产品的主体框架，及它应包括的各主要模块和组件，以完成整体布局和外型初步设计。然后进行评估和优化，确定整体设计方案。再由各部分设计人员把总设计师的设计思想落实到具体设计中去，实现细节设计。实施药品包装机械的概念设计首先要求设计人员加强对药品包装的认识，深化理解药品包装的内涵，引进现代包装理念，积极与国际接轨。现代包装不仅是保障产品的安全，使产品运输方便，而且起着宣传、环保、防伪、美观等多方面的作用。药品包装机械 设计人员应密切关注包装系统的发展 悉包装材料的发展和其对机械产品的要求。只有这样才能设计出满足用户要求的高水平机械产品。药品包装机械的概念设计的内容主要有： 1)明确设计任务，做好可行性分析。设计者在进行设计工作初始阶段时应充分考虑产品的可行性。一方面是市场的考虑，包括产品销售、产品原料、制造费用的考虑；另一方面是产品加工的考虑，包括现有加工能力、加工工艺、加工性能及周边配套行业的考虑。周边配套环境的考虑主要指当地企业加工能力、加工水平、热处理工艺及基础设施的建设等。 2)功能设计。我国 大多数药品包装机械是对国外同类机型的仿制。但由于我国存在的特殊国情，须对产品进行适当的改造，以满足我国的要求。而不是一味的照抄照搬。设计的机械除需要满足盒装、灌装功能外，我们还须考虑包装机械的附加功能，如包装盒中应加入量杯、药勺等工具，以方便用户使用。在机种的开发方面可以设计较为先进的机械，如无菌包装机械、保鲜包装机械等。还可以开发药品包装前处理成套设备和后处理配套设备。 3)功能分解。药品包装机械属于机电一体化产品，设计时应全面考虑各功能。一般而言，药品包装机械功能大致可分为机构运动、监测传感、信息 处理及控制功能 3 大部分。机构运动功能按不同机种又可细分，如铝塑泡罩包装机可分为成型、热封、压痕、冲裁 4 大功能，而纸盒包装机械可分为折纸、下纸、药板推送、纸盒打开、纸盒传输、折舌、插舌、压平和打批号等功能。在设计过程中还要考虑机械润滑、机械安全运行、包装卫生等功能。这要求设计人员充分考虑检测技术，光、机、电一体化技术、计算机技术 流技术之间的交叉联系。 4)机构设计。为实现预定的功能，我们需要使用不同的机构。这一过程中需综合考虑整机的各个部分，使设计的产品在满足使用要求的同时，结构简单、实 用。药品包装机械机构设计时，应选择和组合适当的机构运动原理，充分考虑实现特定运动所需机构，如凸轮机构，连杆机构，凸轮连杆机构。同时还应运用分离传动技术，综合考虑传动轴 (如花键轴和阶梯轴等 )和传动系统的设计问题。设计过程中应尽量减少不确定性因素造成的影响，使机构运行平稳。设计时还应对机械进行动力学分析，以提升机械运行速度和平稳性。另外还应考虑包装机械的多样、可调、容错、可扩展、平稳性以及美观化，追求机械轻巧但稳定。设计过程可参考各类包装机械设计的长处，同时借鉴别的机械 (如塑料机械、印刷机械 )的优点。除进行机构 设计外 真空、电器控制等，以期最优组合该产品。 5)系统控制方案的设计。药品包装机械中一个很重要的部分就是对各机构实时检测补偿，以保证设备运行顺畅。现在很多机械产品选用了大量的光电开关作为检测元件，有的机械上还装备有诸如微机检测泡罩系统之类的系统。这都需要精心设计和整个控制系统连为一体。 三、结语 将概念设计的思想融入药品包装机械的设计可以减少设计失误，缩短设计周期，加快产品的开发，使设计的产品更合理、更具有亲和力、更适合人机工程。同时它也是降低成本和提高企业竞争力的 主要手段。为了改善药品包装机械设计落后、缺乏竞争力的被动局面，以适应“后 代”带来的挑战，设计人员必须重视产品概念设计，深化理解概念设计的重要性。 湘潭大学兴湘学院 毕业设计说明书 题 目： 钢环分离锥式无级变速器 专 业 ： 机械设计及其自动化 学 号 ： 2007964203 姓 名 ： 杨 琢 指导教师 ： 聂松辉 （ 教授 ） 完成日期： 2011 年 5 月 湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目： 钢环式无级变速器结构设计 学号： 2007964203 姓名： 杨琢 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 聂 松 辉 系主任： 周 友 行 一、主要内容及基本要求 1、设 计一种 机械摩擦式无级变速器，要求以钢环作为中间元件 ； 2、输入功率 P=入转速 n=1500速范围 R=9； 3、一张装配图 张，零件图总量 张； 4、设计说明书一份； 5、英文文献一份。 二、重点研究的问题 1、钢环式无级变速器原理及其结构； 2、变速原理的传动结构的实现。 三、进度安排 序号 各阶段完成的内容 完成时间 1 熟悉课题及基础资料 第一周 2 调研及收集资料 第二周 3 方案设计与讨论 第三四周 4 无级变速器布局设计 第五周 5 无级变速器总装配图设计 第六 九周 6 无级变速器零件图设计 第十周 7 撰写说明书 第十一周 8 英文文献翻译，答辩 第十二周 四、应收集的资料及主要参考文献 1 阮忠唐 . 机械无级变速器 M. 机械工业出版社 . 2 阮忠唐 级变速器设计与选用指南 M 3 徐灏 卷 M 4 毛谦德 版 M 5 机械设计手册新版第 2 卷 M 湘 潭 大 学 毕业论文（设计）评阅表 学号 2007964203 姓名 杨 琢 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 钢环式无级变速器结构设计 评价项目 评 价 内 容 选题 现学科、专业特点和教学 计划的基本要求，达到综合训练的目的； 量是否适当； 生产、科研、 社会 等实际 相 结合 。 能力 合归纳资料的能力； 究方法和手段的运用能力； 论文 （设计）质量 述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否 规范； 无观点提炼，综合概括能力如何； 无创新之处。 综 合 评 价 图纸设计合理，达到了基本要求和综合训练目的； 设计、计算、分析处理充分，结构合理，图表图纸完备、正确，引文规范。 评阅人： 2011 年 5 月 30 日 湘 潭 大 学 毕业论文（设计）鉴定意见 学号： 2007964203 姓名： 杨 琢 专业： 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计说明书） 31 页 图 表 5 张 论文（设计）题目： 钢环式无级变速器结构设计 内容提要： 钢环分离锥锥轮无级变速器是机械摩擦式的一种变速器，它以钢环 为中间原件，以改变主、从动锥轮的工作半径来实现无级变速。它能实现对称变速而 且无需再设加压装，结构简单，时常将这种变速器应用在传动系统的高速级。首先查找 变速器相关资料，了解其传动原理及设计要求和计算公式，选择材料。通过已知给定参 数先求出变 速器主要零件钢环和主从锥轮的相关尺寸，再根据已算出的数据和配合关系 选定其主要配合原件轴承型号，然后确定锥轮各段长度和大小。再进行轴的设计，通过 公式选取轴的最少直径，再结合与锥轮配合关系确定轴的各段长度及选取键和轴键等 相关尺寸，根据设计手册选取有关尺寸的配合公差，选取设计调速操作机构，再由已知 的零件尺寸和配合关系，根据设计手册确定箱体和端盖的基本尺寸，其后对轴和钢环进 行强度校核，以确定尺寸是否满足要求。最后由算出的数据用 行绘图。 指导教师评语 该生基础知识与专业 知识较好，具有一定独立工作的能力。计算机操作熟练， 有一定专业英文文献阅读与翻译能力 。劳动纪律性较好，工作较认真。能如期完成毕业设计任务，图面质量较好。 同意其参加答辩 。 指导教师： 2011 年 6 月 3 日 答辩简要情况及评语 答辩过程中讲述条理清晰，回答问题基本正确，设计方案合理，图面质量较好，说明书撰写较认真。 建议成绩评定为“中等”。 答辩小组组长： 2011 年 6 月 7 日 答辩委员会意 见 同意通过答辩； 成绩评定为“中等”。 答辩委员会主任： 2011 年 6 月 8 日 湘 潭 大 学 毕业论文（设计）评阅表 学号 2007964203 姓名 杨 琢 专业 机械设计制造及其自动化 毕业论文（设计）题目： 钢环式无级变速器结构设计 评价项目 评 价 内 容 选题 现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的； 量是否适当； 生产、科研、 社会 等实际 相 结合 。 能力 合归纳资料的能力； 力、研究方法和手段的运用能力； 论文 （设计）质量 述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范； 无观点提炼，综合概括能力如何； 无创新之处。 综 合 评 价 图纸设计合理，达到了基本要求和综合训练目的； 设计、计算、分析处理充分，结构合理，图表图纸完备、正确，引文规范。 评阅人： 2011年 5月 30日 I 目 录 第一章 绪论 . 1 无级变速器的 介绍 . 1 摩擦式无级变速器 . 1 摩擦式无级变速器运动原理 . 1 钢环分离锥式无级变速器的优点 . 3 本次课题设计任务 . 3 第二章 钢环分离锥式无级变速器设计方案 . 4 钢环分离锥式无级变速器简图 . 4 传动零件尺寸 . 4 钢环分离锥式无级变速器受力分析 . 5 强度验算 . 7 恒功率传动情况时 . 8 恒扭矩传动情况时 . 10 钢环强度效验计算 . 11 第三章 钢环分离锥式无级变速器的计算 . 13 计算锥轮的尺寸和参数 . 13 钢环的设计 . 14 轴系零件设计 . 14 调速操纵机构设计 . 16 确定齿轮的参数 . 16 确定齿条的参数 . 17 计算螺杆 . 16 设计箱体 . 18 第四章 强度校核 . 19 刚换强度验算 . 19 校验轴的强度 . 20 设计总 结 . 22 致 谢 . 23 参考文献 . 24 附 录：英文文献翻译及原文 . 25 要 钢环分离锥锥轮无级变速器是机械摩擦式的一种变速器，它以钢环为中间原件，以改变主、从动锥轮的工作半径来实现无级变速。它能实现对称变速而且无需再设加压装，结构简单，时常将这种变速器应用在传动系统的高速级。首先查找变速器相关资料，了解其传动原理及设计要求和计算公式，选择材料。通过已知给定参数先求出变速器主要零件钢环和主从锥轮的相关尺寸，再根据已算出的数据和配合关系选定其 主要配合原件轴承型号，然后确定锥轮各段长度和大小。再进行轴的设计，通过公式选取轴的最少直径，再结合与锥轮配合关系确定轴的各段长度及选取键和轴键等相关尺寸，根据设计手册选取有关尺寸的配合公差，选取设计调速操作机构，再由已知的零件尺寸和配合关系，根据设计手册确定箱体和端盖的基本尺寸，其后对轴和钢环进行强度校核，以确定尺寸是否满足要求。最后由算出的数据用 关键词 ： 钢环，锥轮，无级变速，齿轮，轴 he is s It by s to is is It in so on to by to of of at by of of to on to to of of to to AD 1 第一章 绪论 无级变速器的介绍 目前在汽车上广泛使用的自动变速技术是将液力变矩器和行星齿轮系组合的自动变速器技术 ,在主要汽车制造商生产的轿车中的平均装车率已经达到 70%。但是液力变矩器和行星齿轮系的组合有着明显的缺点 :传动比不连续 ,只能实现分段范围内的无级变速 ;液力传动的效率较低 ,影响了整车的动力性与燃料经济性。增加变速器的档位数来扩大无级变速覆盖范围 ,就必须采用较多的执行元件来控制行星齿轮系的动力传递 ,导致自动变速器零部件数量过多 ,结构复杂 ,保养和维护不便。所以汽车行业早就开始 研究其它新型变速技术 ,无级变速 (术就是其中最有前景的一种。 摩擦式无级变速器 机械摩擦式无级变速器是利用摩擦力来传递运动和动力的，它有三个基本组成部分：加压装置，摩擦变速机构，调速操纵机构。 1. 使传动零件相互压紧，以在接触区内产生所需摩擦力的机构称为加压装置。 2. 靠摩擦力传动、且主动和从动零件之间尺寸比例关系可与改变从而获得变速的机构称为摩擦变速机构。 3. 改变主、从动零件相对位置以调节两者之间尺寸比例关系，从而实现改变传动比，即实现变速的机构称为调速操纵机构。 摩 擦机构总是由若干个相互接触的轮子所组成（扰性中间元件可看成扰性轮），接触部位的形状可以是直线或圆弧曲线，通过改变轮子的相对位置，使接触点沿其中一轮的母线移动或摆动，改变其中某些轮子的工作半径而实现变速。 加压装置是影响无极变速传动性能和承载能力的重要部件。加压装置按加压特性分为两种： 1. 恒压加压装置 工作过程中压紧力始终不变，即压紧力为常量； 2. 自动加压装置 工作过程中压紧力随着负载的变化而作正比变化。 摩擦式无级变速器运动原理 加压装置所提供的压紧力与变速器输出转速的关系称为加 压特性。无级变速器的加压特性取决于摩擦机构的型式及其机械特性。 2 在输入转速 定的情况下，无级变速器输出轴扭矩 功率 转速 用图 1的平面曲线 （ 表征。 无级变速器的机械特性大致可以归纳为三种： 1) 恒功率特性 指输出功率保持不变，如图 1时输 出扭矩和输出转速呈双曲线关系。在低速运转时，载荷变化对转速影响小，工作中又很高的稳定性，能充分利用原动机的全部功率。这种机械特性经济性好，适 用于起重机、金属切削机床等的需要。 2) 恒扭矩特性 指输出扭矩为常量，这时输出功率和输出转速呈正比变化，如图 1果输出扭矩小于负载扭矩，输出转速就立即下降，甚至引起打滑和运转中断，不能充分利用原动机的输入功率。这种机械特性适用于机床进给机构和某些干燥机等设备的学要。 3) 变功率便扭矩特性 输出转速负载扭矩和功率的变化而变化，其规律复杂多样，通常按试验方法确定。 应当指出，在一般无级 比变速器中，可以采用调节压紧力的方式（如用自动加压装置），使在一定的转速范围内获得接近恒功率或恒扭矩的机械特性，以满足工作需要。 恒压加压装置结构简单，便于布置，能纺织过载，但影响效率和寿命。压紧力可以由弹簧、离心力、重力、气压或液压提供，其中最常用的是弹簧加压装置。 3 自动加压装置可减小滑动，利于提高效率和寿命，便于实现恒功率传动以充分利用动力，但不能防止过载，使用时应设置安全联轴器等过载保护装置。自动加压可利用弹性环自动楔紧原理或利用摆动齿轮箱的反作用力矩原理等进行加载。 调速操纵机构可根据工作要求采用手 动或自动控制方式，其基本原理都是将其中某个轮子沿一个（或几个）轮子的母线作运动以进行调速。考虑到轮子的母线通常为直线或圆弧，所以调速操纵机构可以分为两类： 1） 藉移动方式改变轮子的工作半径，适用于母线为直线的轮子。常用机构为：螺旋机构；齿轮 旋 旋 心机构等。 2） 藉摆动方式改变轮子的工作半径，适用于母线为圆弧的轮子。常用机构为：蜗轮轮齿条 心机构等。 钢环分离锥轮无级变速器的优点 钢环分离锥轮无极变速器的特点是： 1）钢 环具有自动加压作用，能随着扭矩的增加而增大。钢环既是传动零件，又是加压元件。因此，无需另设加压装置，结构简单，制造方便。 2）容易产生几何滑动，原因是锥轮顶点与钢环的内锥顶点不相重合所致。为了减小几何滑动和提高传动效率，可不采用线接触而用点接触的结构形式。 3）能实现对称型调速（既最大传动 最小传动比 i=1的调速），i=1/速幅度 0（ 16）。 4) 机械特性与恒功率特性较接近（从动锥轮转速 2大，而 这种无级变速器中的主要零件钢环 和锥轮均用轴承钢 要求淬透性好，可用 热处理后工作表面的硬度不低于 4，磨削后的表面粗糙度廓算术平均偏差）不大于 廓微观不平度十点高度）不大于 m。 本次课题设计任务 题目：设计一钢环分离锥式无级变速器，已知输入功率 机同步转速n=1500r/速范围 R=9（ 31/3），结构设计时应使制造成本尽可能低；安装拆卸要方便；外观要匀称，美观；调速要灵活，调速过程中不能出现卡死现象，能实现 动态无级调速；关键部件满足强度和寿命要求。 要求：装配图一张，零件图若干，说明书一份，英文翻译一篇等。 4 第二章 钢环分离锥式无级变速器设计方案 钢环分离锥轮无级变速器简图 图 2钢环分离锥轮无级变速器 简图 传 动零件尺寸 传动零件之间的尺寸关系为： 锥轮最大工作直径 m a x m R b 中， 锥轮的最小工作直径，强度及结构要求确定。 主、从动锥轮之间的中心距 a=(1.3)轮锥顶角 002 1 2 7 1 3 0 线接触时钢环工作面的接触长度 11( ) m a 1 8 环工作直径 D=(2 )环工作宽度 5 c o sm a x m i D c t g a b a 环宽度 c o b a 环厚度 h=( 接触时钢环工作面的圆弧半径 ( 0 0 0 环内周直径 s i b 环外周直径 200D D 轮小端直径 s i nm i b 轮大端直径 s i nm a b 钢 环分离锥式 无级变速器受力分析 钢环无级变速器中的钢环具有自动加压作用。空载时，钢环圆心 动锥轮轮心 6 图 2受力分析简图 承载后，主动锥轮 1依靠摩擦力 沿着切线方向移至虚线位置，这时钢环与主、从动锥轮楔紧并产生法向压紧力 Q（所传递的载荷 越大，楔得越紧），与此同时，由钢环通过摩擦力驱动一对从动锥轮 2。锥轮与钢环之间的法向压紧力 a。由于轴向压紧力 以钢环作为分离体时的力平衡条件是 4 c o s 4 s i n 0 或 4 c o s 4 c o s s i n 0F Q a 由此得 c o s F K n FQ a tg fN （ 2 式中 传动可靠性系数，对动力传动，可取 f 摩擦系数，对于淬火钢 式时 f=式时 连心线 或 与弦 每个锥轮所传递的有效圆周力（既摩擦力） 221221N 7 每个锥轮 所传递的扭矩 31 19 5 5 0 1 01 2 1PT n ， 1 19 5 5 0 1 02 22PT n ， 中 为传动效率。 所以每个锥轮上的压紧力 33119 5 5 0 1 0 9 5 5 0 1 0121 2K n P K n PQ f n D f n N 每个锥轮上的径向压紧力 a N 每个锥轮上的轴向压紧力 N 强度验算 钢无级变速器的承载能力受到锥轮和钢环的制约。锥轮和钢环的主要失效形式是表面疲劳点蚀，因此设计时应计算其接触疲劳强度。 当钢环与锥轮初始线接触时，最大接触应力 0 . 4 1 8 N/ 2 点接触时 3 220 . 2 4 5 N/ 2 8 图 2 式中 Q 压紧力，对于作恒功率传动的变速器， 按主动锥轮最小工作直径 于作恒扭矩传动的变速器， 情况，即按从动轮最小工作直径 于功率、扭矩均变化的变速器， ； E 弹性模量，对于钢， E= 0 N/ 2 k 接触副在计算位置处的当量曲率， 1/mm k = 锥轮 1 在主平面 1内的曲率 2 co sm ， 1/mm 锥轮 1 在主平面 1内的曲率 钢环 2 在主平面 2内的曲率 2 c o ， 1/mm 钢环 2 在主平面 2内的曲率 （线接触时 ；点接触时 ） b 接触长度， mm c 与接触点各曲率有关的椭圆积分函数，可按曲率系数 表 H 许用接触应力，对于 接触时 H =15001800N/ 2点接触时其 H =22002500 N/ 2 恒功率传动情况时 按 置计算（相当于 得 9 3 19 5 5 0 1 0 m i 接触 取 E= 0 N/ 2 m i nm a ， 1 m 1 m a ， 2a=127，则 2 co sm mm 2 c o 8 5 m i mm k = 0 1 m 人式（ 2得校验计算公式 318916001 . 6 5 0 . 8 91m i Rn bf n D R b N/ 2 设计计算公式 321 . 6 5 0 . 8 9115300m i K P Rn n R b 点接触 同线接触，而 110 . 8 5 1 . 8 5 m i 1/ k = 1 m i nR 1/ 1 1 2 2 1 2 2 1 . 4 1 . 7 6c o 4 0 . 2 4k k k k R b 代入式（ 2得校检计算公式 23 1 . 4 0 . 2 41135850m i n 1 Rn f n R b N/ 2 10 设计计算公式 23 1 . 4 0 . 2 41135850m i Rn f n R b 恒扭矩传动情况时 按 2置计算（相应于 2，由于（ 2 3229 5 5 0 1 0m i n m i K T K f n D N E、 0D 、 b、 r、 2 1）线接触 效验计算公式 318916001 . 6 5 0 . 8 92m i Rn bf n D R b N/ 2 设计计算公式 321 . 6 5 0 . 8 9215300m i K P Rn n R b 2）点接触 校验计算公式 23 1 . 4 0 . 2 42135850m i n 2 Rn f n R b N/ 2 设计计算公式 23 1 . 4 0 . 2 42135850m i Rn f n R b 以上各式均取 0D 、 b、 1 0 m a ， 1m r=D ），推倒而得。若用推荐值的上、下限，即 1 m a 、 1m r=D 或1 m a 、 1 m 、 r=D ，则所得结果与平均值时相差很小（在 时，对于线接触公式，差率 对于点接触公式，差率 ，应此式（ 2（ 211 对于不同的 0D 、 b、 钢环强度校验计算 图 2环在传动中因弹性变形而引起应力，可近似地按曲杆计算。 钢环内周的正应力 2 0 . 1 8 2 2( 1 )00Q R y N/ 2钢环外周的正应力 2 0 . 1 8 2 2( 1 )00Q R hr y N/ 2钢环剖面在接触处的最大应力 20 . 6 3 6m a x 00Q R y R e N/ 2式中： 径向压力， N； 0 钢环内周半径， 0 钢环外周半径， c 钢环剖面重心的回转半径， 002c ， 0y 钢环剖面重心至中性层的距离， 0， 中性层所在处的半径， 0eR i ,12 图 2 13 第三章 钢环分离锥轮无级变速器的计算 计算锥轮的尺寸和参数 根据功率查表取定 40确定 bR 3 40=120锥轮锥顶角 2 的确定 取 2 = 0127 动锥轮之间中心距 a=1.3 120=144锥轮与钢环之间工作长度 b= 6=锥轮小端直径 127e 的确定 20+127 钢环的设计 1）钢环工作直径 Dr=a+（ /2=224）钢环 计算 宽度 （ 105 3）钢环宽度 B= =43）点接触 时 钢环接触区的圆弧半径 , 钢环厚度 R=r=224=144mm h=）钢环的内径 14 ）钢环外径 h= ）钢环剖面积 A=8）钢环 中径 00R4 =128）中性层半径 ln =1270）中性层 至环截面形心 的距离 128轴系零件设计 1）输出轴的功率 2P 、转速 2n 和转矩 2T 若取齿轮传动的效率 1 =承的传动效率 2 =1 12P =因为从动轮转速 2n 低时扭矩 2T 大 ，所以取 i=3 则 2n = 1430/3=476 /于是 2T = 295500002550000 (76)=94582. 2） 初步确定轴的最小 直径 15 图 3 轴 的 简图 先估算轴的最小直径。选取轴的材料为 40质处理。根据 3022m i 0A =100， 则 d 0出轴的最小直径显然是安装移动锥轮的直径又因为要考虑花键的大小，于是取 2为可移动锥轮的存在，锥轮长度为 122移动锥轮要在轴上来回移动，移动的距 离取 15键的尾当为 30角的斜线，可以知道与斜线对应的长度为 1 122+1+15 138虑到还有一锥轮也有部分在 7542=122考虑到要在 以 5取轴承为 6305型号的深沟球轴承，所以 7刀槽为 2 3圈厚度为 2圈在轴上的装配深度为 以 17+4=21，取 4因为考虑到要在 安装油封，取无骨架橡胶油封。考虑到轴承的定位配合，取 9油封宽度为 14虑到与端盖的装配可知 0 4键的尺寸为宽 8 高 7。 调速操纵机构设计 采用齿轮 16 图 3调速环 简图 确定齿轮的参数 因为，齿轮齿条只作为调速用，所以在调速时不会受太大的力，所以齿轮的设计采用最小单位计算。故选取齿轮的齿数为 z=17，模数为 m=*1， *c =d =1， 则分度圆直径 7 5齿宽 b= d 17=17齿高 h=（ 2 *）m=（ 2 1+ 齿根圆直径 *） m=（ 齿顶圆直径 （ z+2 * m=（ 17+2） 齿距 p= m=手轮端的直径选取 d=30D=110齿轮轴的长度根据装配关系和齿宽的大小取长度为 245 确定齿条的参数 可以根据移动的范围和配合及齿轮的直径，可取齿条长度 L 17+15,考虑装配关系，取齿条长度为 65高 h= 17 图 3 调节套 据轴承的大小，可以知道得知： 20 ， 0 2 2, 100据要求可以选择 4据配合知 长度取 36 以 2 62+29=91 053=1322=62的装配可以知道为 29的长度同样可以知道为 20 02mm,0 销孔直径的大小为 18+17=26 计算螺杆 蜗杆如图所示 ： 图 3 18 根据螺杆所受的力可以选择螺杆的直径，因为受力为 取材料为 45性能为 表可得材料的屈服极限 s =240的安全系数 S=4，故螺杆材料的许用应力 = s /4=60 根据式 4 1 d =11 1型角为 60的等边三角形。则螺杆小端为直径 11端直径为 12螺杆的长度根据装配关系选取 250 设计箱体 箱体的壁厚为 = 8，所以箱体的壁厚取为 =20脚螺钉直径 d=2=137+12= d=17台直径可查的为 33底座凸缘厚度为 30角螺钉的数目为 4个。 轴承端盖的螺钉直径为， (.5)d,所以取 0体的总长为 432345340形其他尺寸参照设计手册选取。 19 第四章 强度校核 钢环强度验算 1）钢环内周的正应力 1002 0 . 1 8 2 y R 5
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号