畢業(yè)設(shè)計(jì)-齒輪式無(wú)級(jí)變速器設(shè)計(jì)

摘要本發(fā)明齒輪式無(wú)級(jí)變速器是一種最新型無(wú)級(jí)變速器，它克服現(xiàn)有無(wú)級(jí)變速器普遍存在效率低、制造成本高、操作復(fù)雜、無(wú)法承受較大載荷、變速范圍窄等缺點(diǎn)。無(wú)級(jí)變速器采用兩個(gè)行星系的組合結(jié)構(gòu)，行星架共用，兩個(gè)行星齒輪共同固定在同一個(gè)軸上，行星齒輪分別與兩個(gè)太陽(yáng)輪相嚙合，兩個(gè)行星齒輪都沒(méi)有齒圈，行星架用軸承固定在機(jī)體上。兩個(gè)太陽(yáng)輪在同一個(gè)軸線上，可作為輸入輸出齒輪，行星架通過(guò)齒輪與一個(gè)變量葉片泵相連;本發(fā)明可應(yīng)用在輕重型汽車(chē)、摩托車(chē)、坦克、輪船等所有內(nèi)燃機(jī)上，還有各種需要隨時(shí)變速的機(jī)器上。有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。關(guān)鍵詞：齒輪式無(wú)級(jí)變速器行星系行星齒輪太陽(yáng)輪變量葉片泵Abstract the overall framework of the Fabric density lengthen measuring instrument includes the control display instrument, displacement sensors, weighing sensor, microcontroller, fabric for longer. Show-control connected with SCM through the data-line, displacement sensors and weighing sensors connected with the MCU through the A D converter. Among them, weighing sensor weigh the fabric samples, and issue the data signals into the control display instrument; fabric for longer will lengthen the fabric samples, the numerical value after lengthening is measured by displacement sensors and the data signals will be sent to the control display instrument; control display for receiving displacement sensors, weighing sensor data sent after the detection signal, display, save measurements and compare them with the standard value.if it failed, it will issue warning signals. This machine completely solved the problem that the clothing-hand has big difficulties, and the numerical value is not accurate. This machine has many advantages, such as commissioning the density of goods with accurate, stable quality of the product, scientific technology design and high efficiency and so on.Key words: meter SCM motor clutch sensor screw bearings目錄前言1第一章齒輪式無(wú)級(jí)變速器簡(jiǎn)介21.1齒輪式無(wú)級(jí)變速器的原理概述21.1.1齒輪式無(wú)級(jí)變速器控制原理概述21.1.2齒輪式無(wú)級(jí)變速器的具體工作原理31.2齒輪式無(wú)級(jí)變速器的發(fā)展簡(jiǎn)介及前景展望4第二章齒輪式無(wú)極變速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)62.1電動(dòng)機(jī)的選擇62.2分配傳動(dòng)比62.3軸的傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算62.4齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算92.4軸承的選擇13第三章模擬裝配的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用143.1實(shí)體的生成及模擬裝配143.1.1三維實(shí)體零件圖的繪制153.1.2零件的模擬裝配173.2模擬裝配的應(yīng)用19第四章結(jié)論204.1本次設(shè)計(jì)的總結(jié)204.2本次設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)204.3本次設(shè)計(jì)的延續(xù)20謝辭21參考文獻(xiàn)223前言汽車(chē)行駛的速度是不斷變化的，這就要求汽車(chē)的變速器的變速比要盡量多。 齒輪無(wú)級(jí)變速器能較好地滿足汽車(chē)的使用要求，且具有傳動(dòng)功率大、傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。我設(shè)計(jì)的齒輪無(wú)級(jí)變速器是一種全新的設(shè)計(jì)思想：采用兩個(gè)行星系的組合結(jié)構(gòu)，行星架共用，兩個(gè)行星齒輪共同固定在同一根軸上，行星齒輪分別與兩個(gè)中心輪相嚙合，沒(méi)有內(nèi)齒圈的太陽(yáng)輪。兩個(gè)中心輪分別作為輸入與輸出，行星架通過(guò)齒輪與變頻電機(jī)連接，作為調(diào)速輪。目前風(fēng)力發(fā)電，受到國(guó)家的重視，大力推廣。而對(duì)于中小功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，由于風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速小，且隨風(fēng)的大小而改變，這樣就要求有大的并適合變速的發(fā)電機(jī)與之匹配。增加了發(fā)電機(jī)組的設(shè)備成本。齒輪無(wú)級(jí)變速器能將風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速提高并變成平穩(wěn)的轉(zhuǎn)速后送入發(fā)電機(jī)，減少了發(fā)電機(jī)的機(jī)座號(hào)，降低成本。與現(xiàn)有技術(shù)比較，該齒輪式無(wú)極變速器的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的：具有原理簡(jiǎn)潔、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件少、傳動(dòng)力大、效率高、操作簡(jiǎn)單、變速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的研究?jī)?nèi)容是圍繞齒輪式無(wú)極變速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與模擬裝配展開(kāi)的。本次研究的目標(biāo)是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用Pro/ENGINEER軟件對(duì)設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行模擬裝配，建立產(chǎn)品實(shí)體模型。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段可以應(yīng)用Pro/ENGINEER軟件繪制零件圖進(jìn)行可行性檢驗(yàn)，然后模擬裝配，檢查設(shè)計(jì)的零件結(jié)構(gòu)是否合理，裝配后是否存在干涉。本課題在設(shè)計(jì)、裝配過(guò)程當(dāng)中需要Auto CAD和Pro/ENGINEER軟件的應(yīng)用。Pro/ENGINEER軟件設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的風(fēng)格新穎，采用設(shè)計(jì)者熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是工程人員非常熟悉的一些普通的機(jī)械對(duì)象，并且可以按照預(yù)先的設(shè)置進(jìn)行修改。功能如此強(qiáng)大的軟件也為該軟件的學(xué)習(xí)增加了困難，而且需要在本課程設(shè)計(jì)中熟練的應(yīng)用，以解決在設(shè)計(jì)階段和模擬裝配階段的問(wèn)題。第一章齒輪式無(wú)級(jí)變速器簡(jiǎn)介1.1齒輪式無(wú)級(jí)變速器的原理概述本人發(fā)明的無(wú)級(jí)變速器完全使用齒輪傳動(dòng)、原理簡(jiǎn)潔、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件少、傳動(dòng)力大、效率高、操作簡(jiǎn)單、變速范圍寬、可以從0速度到最大速度、省去了離合器、具有反向輸出功能、省去了倒檔齒輪系是當(dāng)今最先進(jìn)的無(wú)級(jí)變速器。1.1.1齒輪式無(wú)級(jí)變速器控制原理概述我所設(shè)計(jì)的齒輪式無(wú)級(jí)變速器，總體框架包括輸入系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)、行星輪系、調(diào)速系統(tǒng)四部分,如圖1-1所示。無(wú)級(jí)變速器采用兩個(gè)行星系的組合結(jié)構(gòu)，行星架共用，兩個(gè)行星齒輪共同固定在同一個(gè)軸上，行星齒輪分別與兩個(gè)太陽(yáng)輪相齒合，兩個(gè)行星齒輪都沒(méi)有齒圈，行星架用軸承固定在機(jī)體上。兩個(gè)太陽(yáng)輪在同一個(gè)軸線上，可作為輸入輸出齒輪，(行星架也可作為輸入、輸出機(jī)構(gòu))行星齒輪軸線平行于兩個(gè)太陽(yáng)輪軸線，行星架軸線也在太陽(yáng)輪軸線上。行星架通過(guò)齒輪與一個(gè)變量葉片錄相連，通過(guò)調(diào)整變量葉片泵的出口流量來(lái)控制葉片泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步控制行星架的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制輸出太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)速。因?yàn)榱髁康恼{(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)解，則太陽(yáng)輪輸出可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變化。圖1-1齒輪式無(wú)極變速器總體布置示意圖1.1.2齒輪式無(wú)級(jí)變速器的具體工作原理1、2為太陽(yáng)輪。3、4為行星輪。（為了簡(jiǎn)化制造工藝，1、4可以是一樣的齒輪，2、3可以是一樣的齒輪。）5.輸入太陽(yáng)輪軸6.輸入軸軸承7.行星齒輪軸8.行星齒輪軸軸承9.行星架10.行星架軸承11.輸出軸軸承12.輸出太陽(yáng)輪軸13.變速器機(jī)體14.行星架上齒輪15.變量葉片泵軸上齒輪16.變量葉片泵圖2無(wú)級(jí)變速器數(shù)學(xué)函數(shù)坐標(biāo)圖下面通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明(1為輸入齒輪2為輸出齒輪。其他兩種情況不作推導(dǎo))設(shè):太陽(yáng)輪1的齒數(shù)為z1，轉(zhuǎn)速為na太陽(yáng)輪2的齒數(shù)為z2，轉(zhuǎn)速為nb行星齒輪3的齒數(shù)為z3.行星齒輪4的齒數(shù)為z4,行星架的轉(zhuǎn)速為nH輸入齒輪1相對(duì)輸出齒輪2的傳動(dòng)比iab=(na-nH)/ (nb-nH)=(z3 *z2)/(zl *z4) nb=(na/iab)一( l /iab)-1)*nHiab為定值，只與齒輪齒數(shù)有關(guān)，na為輸入齒輪的轉(zhuǎn)速，則輸出齒輪轉(zhuǎn)速nb在(iab不等于1時(shí))只與星架的轉(zhuǎn)速nH成正比例或反比例關(guān)系，因變量葉片泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，則nH的調(diào)節(jié)為無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，則輸出齒輪n6無(wú)級(jí)變速輸出，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速調(diào)節(jié)。iab 等于1時(shí)( a. b齒輪直徑相等時(shí))沒(méi)有變速調(diào)節(jié)功能na= nb等速輸出。iab 不等于1時(shí)有無(wú)級(jí)變速調(diào)節(jié)功能:iab小于1時(shí)nb與nH成反比 nb=(na/iab)-(1 /iab)-1)*nH nH小于na(1- iab)時(shí) nb輸出為正輸出nH等于na(1-iab)時(shí) nb輸出為零轉(zhuǎn)速，空檔。nH大于na(1-iab)時(shí) nb輸出為反向輸出，倒檔。iab大于1時(shí)nb與nH成正比 nb=(na/iab)+(1-(1 /iab)*nH nH大于na(1一iab)時(shí) nb輸出為正向輸出nH等于na(1- iab)時(shí) nb輸出為零轉(zhuǎn)速，空檔。nH小于na <(1-iab)時(shí) nb輸出為反向輸出，倒檔。綜上所述本發(fā)明不僅可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，(iab不等于1時(shí))而且可以實(shí)現(xiàn)空檔和倒檔，大大簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少設(shè)備。具體實(shí)施方式本人發(fā)明齒輪式無(wú)級(jí)變速器完全使用普通的變速器的變速齒輪即可，零件少，制造工藝簡(jiǎn)單，成本低，操作簡(jiǎn)單，只通過(guò)流量控制即可，效率高?？蓱?yīng)用在輕重型汽車(chē)上、摩托車(chē)、坦二克、輪船等所有有燃機(jī)上，還可應(yīng)用在不需要精密調(diào)節(jié)的機(jī)器上等其他需要變速調(diào)節(jié)的地方。投資少，回收快，是當(dāng)今世界上最先進(jìn)的無(wú)級(jí)變速器，有廣闊對(duì)開(kāi)發(fā)前景。1.2齒輪式無(wú)級(jí)變速器的發(fā)展簡(jiǎn)介及前景展望無(wú)級(jí)變速器（CVT）又稱(chēng)為連續(xù)變速式機(jī)械無(wú)級(jí)變速器。這種變速器與一般齒輪式自動(dòng)變速器最大區(qū)別是省去了復(fù)雜而又笨重的齒輪組合變速傳動(dòng)，只用了2組帶輪進(jìn)行變速傳動(dòng)。主要包括主動(dòng)輪組、從動(dòng)輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件。主動(dòng)和被動(dòng)工作輪由固定和可動(dòng)兩部分組成，形成V型槽，與金屬片構(gòu)成的金屬帶嚙合。當(dāng)主、被動(dòng)輪可動(dòng)部分軸向移動(dòng)時(shí)，相應(yīng)改變驅(qū)動(dòng)輪與從動(dòng)輪傳動(dòng)帶的接觸半徑，從而改變傳動(dòng)比?？蓜?dòng)輪的軸向移動(dòng)通過(guò)液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)無(wú)極變速。與有級(jí)式的區(qū)別在于，它的變速比不是間斷的點(diǎn)，而是一系列連續(xù)的值，譬如可以從0.445連續(xù)變化到2.6。CVT結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)變速器簡(jiǎn)單、體積更小，它既沒(méi)有手動(dòng)變速器的眾多齒輪副，也沒(méi)有自動(dòng)變速器復(fù)雜的行星齒輪組，主要靠主、從動(dòng)輪和傳動(dòng)帶來(lái)實(shí)現(xiàn)速比的無(wú)級(jí)變化，傳動(dòng)帶一般用橡膠帶、金屬帶和金屬鏈等。另外，還有一種叫無(wú)限變速式機(jī)械無(wú)級(jí)變速器(IVT)。這種變速器由英國(guó)的Torotrak公司研發(fā)，業(yè)界一直將它視同CVT，2003年3月在美國(guó)底特律舉行的汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)年會(huì)上將它單獨(dú)分類(lèi)。IVT采用的是一種摩擦板式變速原理。早在1905年就出現(xiàn)過(guò)這種無(wú)級(jí)變速器，它由圓盤(pán)和滾輪構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如圖4所示，但由于摩擦本身帶來(lái)的能量損耗大、發(fā)熱量高、傳遞轉(zhuǎn)矩小和材料不耐用等缺點(diǎn)，沒(méi)有進(jìn)行批量生產(chǎn)。這種變速原理便是今天IVT的基礎(chǔ)。CVT傳遞的扭矩容量不大，目前以小排量汽車(chē)為主，其性能和可靠性尚未經(jīng)過(guò)充分的考驗(yàn)和證實(shí)，技術(shù)還不夠成熟；IVT由于摩擦能量損耗大、發(fā)熱量高、傳遞轉(zhuǎn)矩小和材料不耐用等缺點(diǎn)，還沒(méi)有進(jìn)行批量生產(chǎn)；AT生產(chǎn)制造已有70多年歷史，性能和技術(shù)都日趨完善可靠，因此，AT仍是現(xiàn)代汽車(chē)自動(dòng)變速器的主流。目前在AT研究中，控制技術(shù)是其核心技術(shù)。電子控制具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性，其發(fā)展趨勢(shì)有5大方面：車(chē)輛起步部件的改進(jìn)。采用濕式多片離合器是一種新的方式，但目前主要仍采用液力變矩器，并要求改進(jìn)起步時(shí)增多扭矩的特性，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。為了防止變矩器的能量消耗，大部分車(chē)種采用鎖止離合器，并要求進(jìn)一步提高性能。齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的改進(jìn)。為了提高動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性，降低噪聲，傳動(dòng)比范圍開(kāi)始加大，并呈多級(jí)化；同時(shí)為了減少齒輪摩擦阻力，要求齒輪、軸承小型化，低噪聲。油壓控制的改進(jìn)。為了減少變速?zèng)_擊，對(duì)目標(biāo)沖擊值通過(guò)測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或油壓進(jìn)行反饋控制，以形成與離合器扭矩相配合的油壓。此外，為了直接測(cè)定輸出扭矩沖擊方式，應(yīng)用模糊邏輯控制。油泵。油泵占自動(dòng)變速器摩擦損耗的很大部分，所以一部分已應(yīng)用可變?nèi)萘康挠捅?。仍須進(jìn)一步提高油泵的響應(yīng)性和穩(wěn)定性。電子控制。除了進(jìn)一步提高自動(dòng)變速器電子控制精度，還要不斷推廣應(yīng)用與發(fā)動(dòng)機(jī)控制一起的綜合控制系統(tǒng)。自動(dòng)變速器為提高傳動(dòng)效率，改善燃油經(jīng)濟(jì)性，普遍采用了閉鎖式液力變矩器；為改善換檔品質(zhì)，提供換檔智能化程度，出現(xiàn)了一機(jī)多參數(shù)、多規(guī)律控制，并在此基礎(chǔ)上將控制變速器與控制發(fā)動(dòng)機(jī)的計(jì)算機(jī)合并在一起，實(shí)現(xiàn)其綜合控制。為加寬變速范圍，縮小傳動(dòng)比間隔，自動(dòng)變速器正在向多檔化發(fā)展，4檔變速器已普遍成為轎車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，5檔自動(dòng)變速器早已投放市場(chǎng)；為便于使用維修，控制系統(tǒng)的診斷功能不斷增強(qiáng)。此外，無(wú)級(jí)變速器具有速比光滑變化、無(wú)級(jí)傳遞扭矩、加速性好、燃料經(jīng)濟(jì)性高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，被認(rèn)為是最有前景的一種自動(dòng)變速技術(shù)。世界各大汽車(chē)公司對(duì)無(wú)級(jí)變速的研究十分活躍，估計(jì)在不久的將來(lái)電子控制的無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器將會(huì)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代汽車(chē)。第二章齒輪式無(wú)極變速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1電動(dòng)機(jī)的選擇 選擇電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)、類(lèi)型和功率電動(dòng)機(jī)功率選擇是否合適，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。功率過(guò)小不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)因超載而過(guò)早損壞；若功率選的過(guò)大，電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，能力不能充分發(fā)揮，經(jīng)常不在滿載下運(yùn)轉(zhuǎn)，效率和功率因數(shù)都較低，造成浪費(fèi)。負(fù)荷穩(wěn)定、長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械，可按照電動(dòng)機(jī)的額定功率選擇，而不必校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。選擇時(shí)應(yīng)保證 式中 電動(dòng)機(jī)額定功率，kW； 工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率，kW。由于輸入端的功率是60kw，所以選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)大于60 kw。在這里我選擇了Y系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)的Y280S-4電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)特性如下： 同步轉(zhuǎn)速：1500rpm 額定功率：75kw 電流：140A 效率：92.7% 功率因素cos=0.89 凈重：670kg2.2分配傳動(dòng)比 采用iab1，因?yàn)樽冾l電機(jī)不用換向。 iab=（1/2）（2/3）=1/3，nb= 3*na-2*nH nb =0時(shí)，nH=1.5na=1.5*1500=2250 nb=- na/10 時(shí)，nH=1.55na=1.55*1500=2325nH=0 時(shí)，nb=3na nb= na 時(shí)，nH=na na=1500r/min式中 na輸入軸轉(zhuǎn)速； nb輸出軸轉(zhuǎn)速； nH行星架轉(zhuǎn)速； iab總傳動(dòng)比。2.3軸的傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算在選出電動(dòng)機(jī)型號(hào)、分配傳動(dòng)比之后，應(yīng)將傳動(dòng)裝置中各軸的傳遞功率、轉(zhuǎn)速、扭矩計(jì)算出來(lái)，為傳動(dòng)零件和軸設(shè)計(jì)計(jì)算提供依據(jù)。額定輸入轉(zhuǎn)速為1500r/min，額定功率60kw。輸入軸d=*=110*=37.62mm。圓整取40mm。材料：40合金鋼，調(diào)制處理，硬度229269HBS。設(shè)計(jì)輸入軸的尺寸如圖： 校核輸入軸：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算： =Mpa=3040Mpa A0=118107=12560=30.4=3040Mpa安全按彎扭合成強(qiáng)度條件校核： 齒輪上的作用力： 輸入軸轉(zhuǎn)矩T=9550=382000Nmm 齒輪圓周力 Ft=19100N 齒輪徑向力 = Ft*=19100*=6952N圓周力彎矩圖：=11086N =8014NMH=83*RAh=920138N徑向力彎矩圖：=4035N=2917N=334905Nmm合成彎矩圖：M=979191Nmm轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化處理，即=0.6=Mpa，<-1=110Mpa 安全2.4齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 行星輪系的第一對(duì)齒輪：材料：40合金鋼，調(diào)制處理，硬度229269HBS試驗(yàn)齒輪齒面接觸疲勞極限=1450Mpa試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限 太陽(yáng)輪=400Mpa 行星輪=400*0.7Mpa=280Mpa齒形為漸開(kāi)線直齒，最終加工為磨齒，精度為5級(jí)。 齒輪的尺寸設(shè)計(jì)：設(shè)工作平穩(wěn)，每天工作8小時(shí)，每年工作300天，預(yù)期壽命10年。計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N： =60*j*=60*1500*1*(10*300*8)=2.16* =4.32* 查表得：=1 =1 (允許有一定量的點(diǎn)蝕)取=1.0，=1.0，=0.92 接觸疲勞許用應(yīng)力：1=ZWZLVR=368Mpa 2=257.6Mpa按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距： 太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)矩 =9.55*=382000 Nmm 初取=1.1,取=0.4,=188.9,u=i=0.5 =2.5計(jì)算中心距a: a（u+1）=（0.5+1）=180 mm齒數(shù) =96 =u*=48 m=(0.007-0.02)a=(0.007-0.02)*180=1.26-3.6,取m=2.5太陽(yáng)輪:：=96 行星輪：=48 =m=240mm =m=120mm =+2=240+5=245mm =125mm =-2.5*m=240-6.25=233.75mm =113.75mm =*cos=225.53mm = =112.76mm =68mm =0.35*180=63mm 因?yàn)檩斎胼S d=40mm 則中間軸 =110*=29.86mm 取=30mm校驗(yàn)齒輪： 按接觸疲勞強(qiáng)度： 圓周速度 v=18.84 沒(méi)m/s，選擇齒輪精度為5級(jí)。因?yàn)槭请妱?dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，取=1.0 =18.1m/s ， =1.4 =0.28 齒輪在兩軸承之間非對(duì)稱(chēng)布置，軸剛性較小。 =1.03*0.9=0.927 取=1.0 K=1*1.4*0.927*1=1.2978 計(jì)算端面重合度： = = = =96()+48() =1.805 =0.855 =2.5*188.9*0.855=352<368Mpa=1安全按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核：按,得 =2.24 =2.38 =1.78 =1.69 =0.25+=0.25+=0.417重合度: 齒頂壓力角 = = = =1.8=400Mpa =280MpaYN1=1.0 YN2=1.0m=2.5<12mm，YX1=YX2=1.0，取=1.4，Yst=2.01=400*2/1.4*1*1=571Mpa=400Mpa1=40.4Mpa<12=1*=40.4*=40.8Mpa<安全行星輪系中的第二對(duì)齒輪：材料：40合金鋼，調(diào)制處理，硬度229269HBS 中心距a=180mm =i= +=180*2 =216mm =144mm取m=2.5 步驟同上得出：主動(dòng)輪： 從動(dòng)輪： =86 =58 =216mm =144mm =221mm =149mm =209.75mm =137.75mm =202.97mm =135.32mm =68mm =63mm2.4軸承的選擇根據(jù)我所設(shè)計(jì)的無(wú)極變速器的結(jié)構(gòu)要求,我選擇機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)的深溝球軸承。其主要特性如下:軸承型號(hào)：7000120，1000924，6308，6306.校核1000924軸承： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，C=40000NR1=11797.5NR2=8528NP1=fdfmR=1.2*1*11797.5=14157NP2=fdfmR=1.2*1.5*8528=15350N因?yàn)镻2> P1,按P2計(jì)算L10h=41190h>36000h合格第三章模擬裝配的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用3.1實(shí)體的生成及模擬裝配通過(guò)前一階段的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核，已經(jīng)得到本課題的無(wú)級(jí)變速器的所有零件尺寸，本階段的任務(wù)是應(yīng)用Proe軟件繪制無(wú)級(jí)變速器的各部分零件圖，并生成三維實(shí)體零件模型，然后用三維實(shí)體進(jìn)行模擬裝配，檢查零件形狀是否合理及是否有干涉存在。3.1.1三維實(shí)體零件圖的繪制根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段所確定的具體零件尺寸，運(yùn)用Proe軟件繪制草圖，然后生成三維零件圖。部分主要零件圖如下：（1）圖3-1出入軸（2）圖3-2行星軸（3）圖3-3輸出軸（4） 圖3-4調(diào)速軸（5）圖3-5行星架3.1.2零件的模擬裝配根據(jù)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)即裝配關(guān)系，把前一階段所繪制的三維零件圖模擬裝配成產(chǎn)品模型，并檢查裝配圖是否存在干涉，零件的形狀設(shè)計(jì)是否合理，如果存在干涉，則需要修改零件圖，然后再裝配并檢查是否存在干涉。裝配后的整體圖：3.2模擬裝配的應(yīng)用經(jīng)過(guò)模擬裝配所建立的三維實(shí)體模型在實(shí)踐當(dāng)中有很多方面的應(yīng)用，主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：（1）對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)這來(lái)說(shuō)，可以在設(shè)計(jì)階段繪制三維零件圖，并利用其進(jìn)行模擬裝配，檢驗(yàn)零件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸是否合理，避免了以往在試制階段才能發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理，免去了產(chǎn)品的試制。 （2）對(duì)工廠、工人來(lái)說(shuō)，利用產(chǎn)品的裝配模型，不僅可以用于培訓(xùn)新人對(duì)偶合器的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有一個(gè)直觀的了解，還可以為裝配工人演示產(chǎn)品的裝配過(guò)程，指導(dǎo)偶合器如何裝配，提高工人的工作效率，保證裝配質(zhì)量。（3）對(duì)產(chǎn)品的用戶和維修者來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)三維裝配圖了解產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及其裝配關(guān)聯(lián)關(guān)系，使維修者能很直觀的確定故障零件的位置等，為產(chǎn)品的維護(hù)、維修提供了方便。第四章結(jié)論4.1本次設(shè)計(jì)的總結(jié)經(jīng)過(guò)三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我設(shè)計(jì)了一臺(tái)無(wú)極變速器，它的總體框架包括輸入系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)、行星輪系、調(diào)速系統(tǒng)四部分。在本次設(shè)計(jì)當(dāng)中，我首先通過(guò)調(diào)研了解到我所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的重要性以及發(fā)展?fàn)顩r，并對(duì)其控制原理進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)，之后，我對(duì)無(wú)極變速器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，包括各零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)件的選用，電動(dòng)機(jī)的選用以及離合器的選擇，同時(shí)我還用Auto CAD畫(huà)出其結(jié)構(gòu)圖以及各部分零件圖。最后，我用Proe三維軟件對(duì)其進(jìn)行模擬裝配，檢驗(yàn)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否干涉。4.2本次設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)本次設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)就是采用兩個(gè)行星系的組合結(jié)構(gòu)，行星架共用，兩個(gè)行星齒輪共同固定在同一根軸上，行星齒輪分別與兩個(gè)中心輪相嚙合，沒(méi)有內(nèi)齒圈的太陽(yáng)輪。兩個(gè)中心輪分別作為輸入與輸出，行星架通過(guò)齒輪與變頻電機(jī)連接，作為調(diào)速輪。實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速調(diào)節(jié)。本發(fā)明不僅可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，(iab不等于1時(shí))而且可以實(shí)現(xiàn)空檔和倒檔，大大簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，減少設(shè)備。4.3本次設(shè)計(jì)的延續(xù)由于時(shí)間上的倉(cāng)促、個(gè)人能力上的有限，本課題的研究仍存在很多的不足。如果有機(jī)會(huì)使課題的研究能延續(xù)，那么本課題的研究成果會(huì)更加完善。完善的方向主要是更加深入的學(xué)習(xí)Proe軟件，Proe的某個(gè)模塊能實(shí)現(xiàn)裝配的動(dòng)態(tài)仿真，即可以把本課題的裝配實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)演示，能夠更加直觀的表現(xiàn)出本織物密度拉長(zhǎng)測(cè)量?jī)x的裝配過(guò)程。謝辭本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中得到機(jī)設(shè)教研室多位老師的幫助，特別是指導(dǎo)老師邵萬(wàn)珍老師的大力支持。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，當(dāng)我的設(shè)計(jì)遇到困難的時(shí)候，邵老師總是不厭其煩、盡心盡力的幫我解決問(wèn)題。邵老師平時(shí)工作非常忙，還要帶創(chuàng)新設(shè)計(jì)的同學(xué)，指導(dǎo)他們參加比賽。雖然如此，但她總能在每周都擠出兩天時(shí)間給我們輔導(dǎo)。而且她非常負(fù)責(zé)，有時(shí)忙不過(guò)來(lái)了，她就把我們的圖帶回家利用自己僅有的休息時(shí)間給我們改圖。特別在我失落不知所措時(shí)，邵老師總會(huì)給我最大的鼓勵(lì)，使我樂(lè)觀堅(jiān)定地走下去。我非常感動(dòng)。同時(shí)，邵老師平易近人、誨人不倦、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)給我留下了深刻的印象，這對(duì)我今后的學(xué)習(xí)和工作有著深遠(yuǎn)的影響。在此，對(duì)各位幫助過(guò)我的各位老師特別是邵萬(wàn)珍老師致以由衷的感謝！另外，我要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的朋友們，他們不僅給了我很大的靈感，有時(shí)還細(xì)心幫助我解決畫(huà)圖和論文中的問(wèn)題。同時(shí)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)還要特別感謝制圖教研室的朱靜老師，在我們對(duì)AutoCAD很不熟練的情況下，給我們上了一堂制圖培訓(xùn)課，在她的耐心指導(dǎo)下，我們的制圖水平又提升了一層。使我們以前非常模糊的地方更加清晰，在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中少走許多彎路，提高了我們的制圖正確率。在此由衷地感謝朱靜老師。參考文獻(xiàn)1成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M 第三版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社M，19932孫智禮.機(jī)械設(shè)計(jì)M.沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，2000.93喻子建.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)M. 東北大學(xué)出版社，2000.94孫恒.機(jī)械原理M.北京：高等教育出版社，2000.85J.MICHAEL McCARTHY(France).Journal of Mechanical Design.Published monthly by ASME,2007.6Robert M.McMEERING(America).Journal of Applied Mechanics.Published bimonthly by ASME,2007. 7吳宗澤.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.118Homer DEckhardt. 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