鏈?zhǔn)骄砝@無極變速器設(shè)計說明書

鏈?zhǔn)骄砝@無級變速器設(shè)計內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)計說明書PAGE44PAGE43第一章緒論機械無級變速器是由變速傳動機構(gòu)、調(diào)速機構(gòu)以及加壓裝置或輸出機構(gòu)三部分組成的一種傳動裝置。其功能特征主要是:在輸入轉(zhuǎn)速不變的情況下,能實現(xiàn)輸出軸的轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化,以滿足機器或生產(chǎn)系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)過程中各種不同工況的要求。它在配合減速器傳動時可進一步擴大變速范圍與輸出轉(zhuǎn)矩,對提高產(chǎn)品的產(chǎn)量,適應(yīng)產(chǎn)品變換需要,節(jié)、約能源,實現(xiàn)整個系統(tǒng)的機械化、自動化等各方面皆具有顯著的效果。故無級變速器目前已成為一種通用的傳動元件,在各工業(yè)部門已獲得廣泛應(yīng)用。1.1無極變速器的發(fā)展及現(xiàn)狀國外無極變速器的發(fā)展及現(xiàn)狀早在1490年，LeonardodaVinic勾畫了機械無級變速器（無級變速器,ContinuousVariabletransmission）的草圖，并簡要描述了它的潛在優(yōu)勢。但是，機械無級變速器的真正發(fā)展是在19世紀后半葉開始的發(fā)展的，但由于當(dāng)時受材質(zhì)與工藝方面的條件限制,發(fā)展緩慢。直到20世紀70年代以后,一方面隨著先進的冶煉和熱處理技術(shù),精密加工和數(shù)控機床以及牽引傳動理論與油品的出現(xiàn)和發(fā)展,解決了研制和生產(chǎn)無級變速器的限制因素;另一方面,隨著生產(chǎn)工藝流程實現(xiàn)機械化、自動化以及要求改進機械工作性能,需要大量采用無級變速器。因此這種形勢下,機械無級變速器獲得迅速和廣泛的發(fā)展。主要研制和生產(chǎn)的國家有日本、德國、意大利、美國和俄國等。產(chǎn)品有摩擦式、鏈?zhǔn)健郊懊}動式四大類約30多種結(jié)構(gòu)型式。輸入功率一般為N=(0.09-30)kW,個別類型可達到N=(150-175)kW,輸入轉(zhuǎn)速一般為n1=(750、1500、3000)r/min;輸出轉(zhuǎn)速可以正、反轉(zhuǎn),增速或降速,最低轉(zhuǎn)速可降低至零。自20世紀80年代以后,機械無級變速器的主要展趨向是美、日等國進行用于汽車的高速、高效、大轉(zhuǎn)矩機械無級變速器的研制開發(fā)。無級變速器在汽車工業(yè)上的應(yīng)用：在汽車早期發(fā)展的歷史中，人們就已認識到在發(fā)動機與傳動系之間實現(xiàn)無級變速調(diào)節(jié)才能使汽車達到理想的行駛工況。長期以來，人們一直進行著能傳遞大功率、維持高效率、高壽命的機械式無級變速器的研究工作。近年來，由于材料、潤滑油、微機控制及加工技術(shù)的進步，無級變速器有了很大發(fā)展。最早應(yīng)用于汽車的無級變速傳動是V型橡膠帶式無級自動變速傳動，它出現(xiàn)在1886年由德國Daimlar一Benz公司生產(chǎn)的汽油機汽車上。而后，荷蘭DAF公司H.Vandoom。博士于1958年研制成功了雙V型橡膠帶式無級自動變速器，并裝備于DAF公司的小型轎車上。無級變速器取得里程碑式的成績是在本世紀六十年代中期，VDT公司的研究人員在荷蘭研制出能傳遞功率容量大，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊的無級自動變速器無級變速器，使金屬帶式無級變速器取得突破性進展。1987年，VDT公司的金屬帶式無級變速器進人商品化階段，這年，福特汽車公司首次在市場上推出裝用這種金屬帶的無級變速器。日本富士重工也于同年研制成功裝備于Juste車上(排量1~1.ZIJ)電子控制無級變速器。之后，菲亞特，福特日產(chǎn)等汽車公司都在公司生產(chǎn)的一些1.2~1.6IJ排量轎車上裝備這種變速器。九十年代，在總結(jié)八十年代產(chǎn)品開發(fā)和使用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，VDT公司研制成功了傳動轉(zhuǎn)距大，性能更佳的第二代無級變速器傳動器。到1995年，裝有無級變速器的汽車產(chǎn)量已達到100萬多輛。目前主要有以下的無級變速器生產(chǎn)廠商:FHISubaruJusty、Ford、Fiat、Nissan等。其中歐洲Ford公司無級變速器產(chǎn)量為15萬/年，F(xiàn)HI無級變速器產(chǎn)量為20萬/年。特別指出的是:美國福特公司在1997年有了歷史性的突破，生產(chǎn)出可用于大轉(zhuǎn)矩、排放量高達3.81，(轉(zhuǎn)矩為3o5N·m)V6發(fā)動機的無級變速器，并成功安裝于Winstarminivan汽車上。這就結(jié)束了無級變速器只能應(yīng)用于中型汽車上的歷史，為大規(guī)模應(yīng)用無級變速器于汽車上開辟了道路。而且，無級變速器已與當(dāng)今先進的計算機技術(shù)結(jié)合起來，構(gòu)成高性能的無級自動變速器，性能更加完善。世界上的主要汽車生產(chǎn)國都在積極開發(fā)無級變速器系統(tǒng)，已經(jīng)出現(xiàn)了很好的實用化發(fā)展勢頭。國內(nèi)無級變速器的發(fā)展及現(xiàn)狀國內(nèi)機械無級變速器基本上是在20世紀60年代前后起步,到80年代中期以后,隨著國外先進設(shè)備的大量引進,工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化及自動流水線的迅速發(fā)展,對各種類型機械無級變速器的需求大幅度增加,專業(yè)廠開始建立并進行規(guī)?；a(chǎn),一些高等院校也開展了該領(lǐng)域的研究工作。經(jīng)過十幾年發(fā)展,現(xiàn)在,國內(nèi)機械無級變速器行業(yè)從研制、生產(chǎn)、到情報信息各方面已組成一較完整的體系,發(fā)展為機械領(lǐng)域中一個新興行業(yè)。目前,國內(nèi)生產(chǎn)的機械無級變速器大都是在引進國外先進技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,主要系列產(chǎn)品類型有(1)摩擦式無級變速器:1、行星錐盤式(DISCO型);2、行星環(huán)錐式(RX型);3、錐盤環(huán)盤式(干式、濕式);4、多盤式(Beier型)等。(2)齒鏈?zhǔn)綗o級變速器:1、滑片鏈?zhǔn)?2、滾柱鏈?zhǔn)?3、鏈?zhǔn)骄砝@式。(3)帶式無級變速器:1、普通V帶;2、寬V帶;(4)脈動式無級變速器:1、三相并列連桿式(GUSA型)與四相并開連桿式(Zero-Max型)。其中行星錐盤式無級變速器通用性較強,結(jié)構(gòu)和工藝較簡單,工作可靠,綜合性能優(yōu)良,尤其是能適應(yīng)各種生產(chǎn)流水線需要,故應(yīng)用最廣,產(chǎn)量最大,其年產(chǎn)量約占機械無級變速器總產(chǎn)量的50%以上。大部分無級變速器產(chǎn)品的輸入功率為(0.18-7.5)kW,少數(shù)類型可以達到(22~30)kW左右。通過一定時期的實踐,并掌握了現(xiàn)有技術(shù)之后,近年來國內(nèi)機械無級變速器的研制生產(chǎn)出現(xiàn)了新的發(fā)展趨向,主要是：(1)對原有產(chǎn)品創(chuàng)新改進：在原來行星錐盤式無級變速器的基礎(chǔ)上,創(chuàng)新開發(fā)出‘恒功率行星摩擦式無級變速器’及‘無物理心軸行星輪無級變速器’,后者的變速比由原來的5~6增大到20或更大,輸出轉(zhuǎn)矩也提高了一倍以上,而且其他性能指標(biāo)優(yōu)良,目前已有系列產(chǎn)品。(2)研制開發(fā)汽車用無級變速器：汽車用無級變速器屬高新技術(shù)產(chǎn)品,目前國內(nèi)已開出金屬帶式無級變速器,通過試驗,現(xiàn)正準(zhǔn)備進行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn);而其中靠進口的關(guān)鍵零件‘金屬鋼帶’也將自行生產(chǎn)。另外,新型的車用無級變速器及復(fù)合帶也在探討之中。(3)創(chuàng)新研制新型(車用和通用)無級變速器。近年來不斷提出有創(chuàng)新型無級變速器,這些無級變速器的特點主要是①不用摩擦式變速傳動而多半以連桿脈動式無級變速器傳動為主或采取鏈?zhǔn)絺鲃?②要求實現(xiàn)大功率、恒功率或者高速;③力爭結(jié)構(gòu)簡單緊湊,并獲得優(yōu)良的性能。上述情況可以說明,國內(nèi)無級變速器的研制生產(chǎn)已由過去的仿造階段進入到創(chuàng)新階段,由小功率往大功率方向發(fā)展,由一般技術(shù)往高新技術(shù)發(fā)展,故今后有可能出現(xiàn)一些性能優(yōu)良的新一代機械無級變速器。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,自20世紀80年代以來,出現(xiàn)多種通過交流電動機進行調(diào)速的方式。其中作為先進的變速裝置,交流變頻器及其派生的控制器獲得迅速的發(fā)展和推廣應(yīng)用,對機械無級變速器產(chǎn)生了一定的沖擊。其優(yōu)點主要是調(diào)速性能好、范圍大、效率高、自控性好、功率范圍寬等。近年來,又出現(xiàn)一種新型的開關(guān)磁阻調(diào)速電動機(SwitchedReluctanceDrive-SRD),性能有進一步提高;而它們的缺點在于低于電機額定轉(zhuǎn)速時,僅具有恒轉(zhuǎn)矩特性,低速運轉(zhuǎn)時效率較低且不夠穩(wěn)定,起動過載性能較差等。與上述電力調(diào)速方式相比較,機械無級變速器的特點主要是:具有恒功率機械特性,轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,工作可靠,傳動效率較高,結(jié)構(gòu)簡單,維修方便,而且類型多,適用范圍廣。因此,在今后的發(fā)展中,依然有著廣闊的前景。無級變速器在我國汽車工業(yè)上的應(yīng)用：在我國六十年代，“紅旗”770轎車上就使用了具有兩個前進檔的液力自動變速器，之后又研究了有三個前進檔的CA774。1998年，一汽大眾公司生產(chǎn)的“捷達王”，已將自動變速器列為選裝件。神龍汽車公司也在其“富康”1.6IJ的車型上推出了電控式液力自動變速器。至于無級變速器，早在十年前，國內(nèi)就有高校購買過國外樣機進行分析研究。目前，重慶大學(xué)正在對無級變速器的結(jié)構(gòu)、運動機理進行基礎(chǔ)研究;東風(fēng)汽車公司和吉林工業(yè)大學(xué)、東北工業(yè)大學(xué)、湖北汽車工業(yè)學(xué)院合作，承擔(dān)了國家科技部九五重大攻關(guān)項目，對無級變速器技術(shù)進行實用化研究。1.1.3無級變速器的發(fā)展前景

隨著電子技術(shù)、材料及加工技術(shù)的發(fā)展，無級變速器正朝著以下幾個方面發(fā)展:(l)向3升以上排量的汽車上發(fā)展，以實現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用;(2)更加優(yōu)越的控制及快捷的反應(yīng);(3)更低廉的價格。由于采用機械無級變速器可以得到傳動系與發(fā)動機工況的最好匹配，提高整車的燃油經(jīng)濟性和動力性，并可以提高操縱方便性和舒適性，有效地降低了排放污染，且綜合性能優(yōu)于T、AMT系統(tǒng)。一些主要的汽車廠開始液力機械自動變速器過渡到無級變速器系統(tǒng);或者直接發(fā)展無級變速器系統(tǒng);或兩者兼有之。近幾年來，隨著高科技的發(fā)展及市場需要，無級變速器的機一液式控制系統(tǒng)已逐步被電一液式控制系統(tǒng)所取代，從而實現(xiàn)無級變速傳動裝置與發(fā)動機的靈活匹配，以滿足多種控制模式的要求。對各種工況的控制策略也正在作更加深入的研究，以使無級變速器的優(yōu)越性更大限度地發(fā)揮出來。目前，無級變速器的電子控制又進一步向智能化方向發(fā)展，如對濕式離合器的接合采用模糊控制來改善汽車的起動性能等。同時無級變速器的結(jié)構(gòu)也越來越小巧和緊湊，加上對前輪驅(qū)動的無級變速器進行結(jié)構(gòu)上的修改，使其可用于后輪驅(qū)動的汽車上，進一步增強了無級變速器的應(yīng)用范圍。鏈?zhǔn)骄砝@無級變速器的發(fā)展及現(xiàn)狀鏈?zhǔn)骄砝@無級變速器又稱為重錘式張力自動調(diào)整無級變速器，德國稱為U型卷繞裝置。鏈?zhǔn)骄砝@無級變速器是在基本型滾柱鏈變速器的基礎(chǔ)上加接齒輪傳動而構(gòu)成的。國內(nèi)現(xiàn)有的主要產(chǎn)品是PU系列張力自動調(diào)整無級變速器，國內(nèi)主要生產(chǎn)廠家有上海中紡機通用機械有限公司、宜興市滬宜通用機械有限公司。主要產(chǎn)品型號有PUB2、PUX3、PUX3Ⅱ、PUX4、PUX4Ⅱ等。當(dāng)卷繞裝置主被動軸的轉(zhuǎn)速與所連接的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速不一致時，可在主動側(cè)或被東側(cè)加裝理論副。當(dāng)=5不能滿足卷（退）滾筒直徑變化時，可在輸出側(cè)加裝行星齒輪而形成擴大變速范圍型的派生系列，如UG系列產(chǎn)品。目前，國內(nèi)的鏈?zhǔn)綗o級變速器主要應(yīng)用在紡織、造紙、化纖等行業(yè)當(dāng)中，比如PUX3-B在江蘇省無錫市第三面紡織廠生產(chǎn)的GA301型漿紗機上的應(yīng)用。

第二章鏈條的選擇鏈?zhǔn)綗o級變速器是一種利用鏈輪和鋼質(zhì)撓性鏈條作為傳動元件來傳遞運動和動力的機械變速裝置。它屬于開發(fā)較早、應(yīng)用較多的一種通用型變速器。鏈條無級變速器屬于鋼質(zhì)撓性傳動。它采用彈性體撓性元件的帶式無級變速器相比，其功率和抗磨損能力高，因此結(jié)構(gòu)緊湊，壽命長;由于鋼質(zhì)鏈條的彈性遠遠小于V帶，故其滑動率小，調(diào)速準(zhǔn)確。與剛性摩擦變速器相比，由于鏈條有彈性，故可以無損地越過輪面上的微小瑕疵部位，且不容易損傷鏈輪表面；對于過大的峰值載荷也不像剛性摩擦變速器那樣敏感，不致在接觸面上造成局部蝕斑而使運行軌道和零件提前破壞。但是鏈?zhǔn)綗o級變速器的制造成本相對較高；其次鏈條重量較大，高速運行會產(chǎn)生過大的離心力，因而限制了運行速度不能過高；另外鏈傳動的多邊形效應(yīng)會使輸出速度產(chǎn)生微小波動。提高鏈速是增大鏈變速器傳遞功率的有效經(jīng)濟途徑之一，但鏈速不能大于10m/s的滑片鏈顯然不適于傳遞大功率。此外，滑片鏈的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，使節(jié)距的縮小受到限制，不能獲得緊湊的小工作圓，所以在傳遞小功率時，又攝輪廓尺寸過大。為此，放棄“準(zhǔn)形封傳動”轉(zhuǎn)而采用“力封傳動”，使鏈像v帶那樣夾持在光滑面的“錐輪副”夾榴內(nèi)，因而有不入槽成齒和小節(jié)距的“滾校鏈”和“套環(huán)鏈”問世。該設(shè)計鏈?zhǔn)骄砝@屋脊變速器就是采用了滾柱鏈，滾校鏈結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)距較小，又沒有滑片那樣的成齒橫向運動，鏈速可比滑片镕提高一倍，約為20M／s左右；此外又能形成較小的工作圓，故適用于小型變速器。當(dāng)有強力的加壓裝置時又可傳遞大功率，所以傳遞功率范圍在o．16—凹kW。又由于它能靈活變換工作圓，所以適應(yīng)自動變速，例如用作卷繞器的撓性傳動件。滾柱整周都均勻參與接觸，磨損情況良好，能有較長的使用壽命。但若因超載過甚等因素，使圓柱略有不圓，則將影響其靈活滾轉(zhuǎn)，使不圓度加劇而成多邊形，這將導(dǎo)致浚柱鏈破斷。國產(chǎn)滾柱鏈有PSR1、PSR4、PSR5和PSR6四種，其節(jié)距力依次為12、13、14和16.2m，其鏈寬b依次為16、25、3l和31mm，國外的型號為Rb3、Rb4和Rb4三種。參照上海中紡機通用機械生產(chǎn)的PX3型鏈?zhǔn)骄砝@無級變速器，選擇PSR5型鏈條，選擇杭州錢江鏈傳動有限公司生產(chǎn)的PSR5型鏈條，鏈條的形狀如下：具體參數(shù)如下：第三章鏈?zhǔn)骄砝@無級變速器的結(jié)構(gòu)及傳動原理鏈?zhǔn)骄砝@無級變速器的結(jié)構(gòu)鏈?zhǔn)骄砝@無級變速器又稱作重錘式張力自動調(diào)整無級變速器，德國稱為U型卷繞裝置，國產(chǎn)稱作PU型。它用作（帶）材卷筒的卷繞或退繞的傳動裝置，是一種能自動調(diào)節(jié)卷（退）繞張力與速度的專用無級變速器。鏈?zhǔn)骄砝@無級變速器作為一種自動調(diào)節(jié)裝置，主要由傳動和控制兩大部分組成。在圖中，以采用凸輪自動加壓機構(gòu)的滾柱鏈無級變速器作為傳動裝置，并在基本鏈變速裝置上加裝了一級定軸齒輪傳動。其傳動機構(gòu)由傳動軸1，3，15，錐盤7，13，16，18，鏈條17，齒輪2和3，端面凸輪自動加壓裝置a1和a2組成。錐盤7和16可作軸向移動，a1和a2分別與錐盤7及軸3用鍵聯(lián)接。卷繞時軸15與主傳動相連，軸1與卷繞滾筒相聯(lián)，退繞石相反?？刂撇糠钟烧{(diào)節(jié)杠桿14，滾子12，控制凸輪11，重錘G及其杠桿5等組成。控制頭內(nèi)有兩個阻尼器8，其作用是起保護作用，主要是減輕工作時可能出現(xiàn)的振動和沖擊現(xiàn)象。當(dāng)被卷繞（退繞）物的運行速度和卷繞芯層部分的速度不一致時，可用方頭螺釘進行調(diào)節(jié)使其一致，以適應(yīng)于不同初始直徑的滾筒。重錘杠桿上刻有厘米刻度，卷（退）繞是張力與重錘G在杠桿上的初始位置有關(guān)，重錘位于杠桿末端時張力最大。由加壓凸輪a1和a2及鋼球組成的加壓裝置在傳遞轉(zhuǎn)矩的同時，向錐盤7施加一軸向壓緊力。重錘G通過杠桿5，控制凸輪11，平衡滾子12，杠桿14，壓環(huán)19對軸15上的鏈輪16施加一壓緊力。卷繞無級變速器作為一種傳動裝置，只有在滿足二者相等時才能傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。鏈?zhǔn)骄砝@無級變速器的傳動圖如下(a）總裝配圖1．3．15——傳動軸；2——齒輪；4——加壓鋼球；5——重錘杠桿；6——彈簧；7和16——可移錐盤;8——阻尼器；9——控制軸；10——方頭螺釘；11——控制凸輪；12——滾子；13和18——固定錐盤；14——調(diào)節(jié)杠桿；17——雙圓柱片式鏈；19——壓環(huán)鏈?zhǔn)骄砝@無級變速器的傳動原理卷繞無級比變速器的傳動時按照需求自動調(diào)傳動，卷繞變速器進行自動調(diào)節(jié)的先決條件是：被卷（退）繞的卷繞速度由生產(chǎn)機械所決定。卷繞變速器作退繞器用時，在傳動時的連接方式如下圖所示.軸1為定速且恒轉(zhuǎn)矩軸，軸15為變速且變轉(zhuǎn)矩軸，通過減速傳動與退繞滾筒相聯(lián)。軸1通過單向離合器與主運動相接，以防止開車時，力的反向傳遞。卷繞無級變速器作卷繞器用時的連接方式如下頁圖，動力由軸15輸入，軸15是定速且定轉(zhuǎn)矩軸；軸1是變速且變轉(zhuǎn)矩軸；通過減速傳動與卷繞滾筒相聯(lián)。為了減小開車時的沖擊作用，軸15上應(yīng)加裝啟動和過載離合器，卷繞器與卷繞滾筒之間最好不要用帶傳動的。調(diào)節(jié)過程主運動（退繞滾筒）將轉(zhuǎn)矩傳遞給無級變速器的軸15，再經(jīng)由錐盤16，18，鏈條傳給套在軸3上的錐盤7，13，再經(jīng)自動加壓裝置傳給軸3，軸1通過傳動件傳給主運動。設(shè)主運動傳遞給軸15的轉(zhuǎn)矩為T1,若不計機械損失，則傳遞給錐盤7，13及軸3的轉(zhuǎn)矩T2為………(3-1)……………………(3-2)式中——變速部分的傳動比；、——軸15、3上的鏈輪的工作直徑；、——軸15和軸3的轉(zhuǎn)矩。作卷繞器時，系統(tǒng)地阻力矩是卷繞滾筒的張力矩,………………3-3式中F——卷繞張力D——卷筒直徑作退繞器時，系統(tǒng)的阻力矩是制動力矩TZ，在運轉(zhuǎn)狀態(tài)不變時，制動力矩是定值。該不計變速器的啟動調(diào)節(jié)過程可用圖表示。設(shè)開始卷繞是卷筒直徑為D0,重力杠桿處在最低的位置上。軸3上的錐盤在最小直徑處工作，作用在a1上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩而與作用在上的阻力矩平衡，相當(dāng)于圖中A點。加壓裝置僅起傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。當(dāng)滾筒直徑增加時，作用在上的阻力矩也隨之增大，從而造成Ta1不等于，平衡被破壞，加壓凸輪和發(fā)生相對偏轉(zhuǎn)，則增加，推動加壓凸輪及錐盤7向左移動，同時軸15上的錐盤16也向左移動，使增大，減小，因而使及均增加。這種變化一直要進行到產(chǎn)生的增量使又與平衡為止。相當(dāng)于圖中的C點，至此和的相對偏轉(zhuǎn)停止。但是C點的平衡是暫時的，卷筒直徑又會打破這種平衡，上述的自動調(diào)節(jié)過程就是這樣反復(fù)不斷的進行，直至卷繞過程全部結(jié)束。在卷繞開始的A點，加壓凸輪產(chǎn)生的對錐盤7的軸向壓力，與重錘通過控制凸輪加在16上的軸向壓力是平衡的。平衡坡緩以后，與的相對偏轉(zhuǎn)使增加，但由于16的左移使控制凸輪11偏轉(zhuǎn)，重錘杠桿上抬，也會增加。退繞其的自動調(diào)節(jié)過程可用圖(c)表示。退繞開始時，退繞滾筒在大直徑位置，重錘在最低位置，軸3上的錐盤也在最小直徑處工作。作用在加壓凸輪上的驅(qū)動力矩=,與主運動給預(yù)加壓凸輪的阻力矩平衡，圖中表示為A點。當(dāng)退繞滾筒直徑減小時，退繞張力矩出現(xiàn)了一個負的增量;使軸15上的轉(zhuǎn)矩減小，傳遞給軸3上的轉(zhuǎn)矩減小，因而與的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩與阻力矩的平衡關(guān)系被破環(huán)，兩凸輪沿著力矩差的方向相對偏轉(zhuǎn)。同時增加使錐盤7向左推移，錐盤16也隨著向左移動，錐盤的軸向位移使增加，減小，因而使及均增加，這種變化一直要進行到重新與取得平衡時才停止，圖中表示為C點。同樣這種平衡也是暫時的，這種調(diào)節(jié)過程在整個退繞過程中反復(fù)不間斷地自動進行。隨著控制凸輪逐漸地轉(zhuǎn)動，重錘杠桿慢慢上抬，為保證與相對應(yīng)，退繞器的控制凸輪的工作輪廓線應(yīng)不同于卷繞器。 （b）(c)

第四章傳動齒輪設(shè)計概述齒輪傳動機構(gòu)用于傳遞空間任意兩軸間的運動和動力，是機械傳動中應(yīng)用非常廣泛的機構(gòu)。其主要優(yōu)點是：1）適用的圓周速度和功率范圍廣；2)傳動比準(zhǔn)確；3）傳遞的機械效率高；4）工作可靠;6)可實現(xiàn)平行軸，相交軸，交錯軸之間的傳動;7)結(jié)構(gòu)緊湊。但制造及安裝要求較高，且需專門的加工，測量設(shè)備，因而成本較高。齒輪設(shè)計所設(shè)計的齒輪是鏈?zhǔn)骄砝@無級變速器中的齒輪傳動。采用直齒圓柱齒輪傳動。已知小齒輪的傳遞功率為=2.5，小齒輪的轉(zhuǎn)速=1380r/m，傳動比u=4.59，雙向運轉(zhuǎn)。有中等沖擊。工作壽命為15000小時。中批量生產(chǎn)。1小齒輪材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼，硬度為240HBS;二者相差為40DHBS?？梢赃x用。2選小齒輪齒數(shù)Z=17大齒輪齒數(shù)為Z=uZ=174.59=78.03,取Z=79。3按齒面接觸強度設(shè)計由設(shè)計公式(4-1)進行計算，即d……………(4-1)

1)確定公式內(nèi)各計算數(shù)值確定載荷系數(shù)選中等沖擊查得載荷系數(shù)K=1.6小齒輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩T=95.5=95.5=1.74N.mm由表4-2選取尺寬系數(shù)=1由表4-1查得材料的彈性影響系數(shù)=189.8MPa有圖4-1，按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限，大齒輪的接觸疲勞強度極限。計算應(yīng)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NN由圖4-2查出接觸疲勞壽命系數(shù)KK計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)為1，得：2)計算(1)計算小齒輪分度圓直徑的d,代入中數(shù)值=38.7mm(2)計算圓周速度VV=（3）計算齒寬bb=(4)計算齒寬與齒高之比b/hm=齒高h=2.25b/h=38.7/5.121=7.557(5)計算載荷系數(shù)根據(jù)V=2.759m/s由圖4-6選8級精度，再由圖4-4查得動載荷系數(shù)K由于選的是直齒輪，假設(shè)由表10-3查得K由表4-6查得8級精度小齒輪相對支承為非對承布置時:=1.12+0.18(1+0.6=1.12+0.32+0.12=1.452由b/h=7.557,K=1.452,查圖4-8得K=1.35，因此載荷系數(shù)為K=K=1(6)故按實際的校載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，有式（10-10a）得mm計算模數(shù)3）按齒根彎曲強度的設(shè)計公式計算確定公式內(nèi)的各計算值由圖4-8查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲疲勞強度極限由圖4-3查得彎曲疲勞壽命系數(shù)K，計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞系數(shù)S=1.4，得，計算載荷系數(shù)KK==1查取齒形系數(shù)由表4-3查得查取應(yīng)力校正系數(shù)由表4-3可查得計算大小齒輪的并加以比較明顯可以看出大齒輪的比較大把各數(shù)值代入下式得對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲疲勞強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力所與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲強度算得的模數(shù)1.52，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2。因此按接觸強度算得的分度圓直徑d=40.39,算出小齒輪齒數(shù)Z=40.39/220.195取Z=21，Z=uZ=21=94.5取Z=95這樣設(shè)計的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根疲勞強度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。4齒輪尺寸設(shè)計1）計算分度圓直徑d=Zm=21=42mmdmm計算中心距a=3)計算齒輪寬度b=d==42mm圓整后取b=45mm大齒輪的寬度BB驗算F所以適合。5)大齒輪結(jié)構(gòu)圖如下：第五章軸的設(shè)計與軸承的校核概述軸是組成機器的主要零件之一。機器中作回轉(zhuǎn)運動的零件如齒輪、帶輪、鏈輪等都要安裝在軸上才能實現(xiàn)其回轉(zhuǎn)運動。軸的主要功能在于支持傳動零件，使其具有確定的工作位置，并傳遞運動和動力。滾動軸承是應(yīng)用很廣的一種基礎(chǔ)部件，已標(biāo)準(zhǔn)化，并由軸承廠大量生產(chǎn)。它有多種類型規(guī)格以適應(yīng)不同的工況需要。所以，在設(shè)計機器時，只需要根據(jù)具體工作條件，選用適合類型和尺寸的滾動軸承即可。5.2輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計已知條件材料45鋼，經(jīng)調(diào)制處理，轉(zhuǎn)速n=1380~184r/min,所傳遞功率P=2.5KW，所裝的齒輪齒數(shù)為Z=95。模數(shù)m=2mm，寬度B=45mm初選軸徑由表5-1-19公式初步計算軸徑，由于材料是45鋼，由表5-1-20選A=115則得因考慮到軸要延伸與外面連接，故將軸徑增大4%~5%,故取軸直徑為30mm軸上的受力分析所傳遞的轉(zhuǎn)矩齒輪圓周力齒輪徑向力齒輪軸向力軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸上的受力，選取0000型軸承，為了便于裝配，取軸承處的軸徑為d,裝齒輪處的軸徑.寬度b=45mm，初選軸承60000型，深溝球軸承，根據(jù)結(jié)構(gòu)取軸肩的高度為3mm，所以取軸肩的直徑為36mm，寬度為8mm。求軸的支反力（1）對A點受力分析（2）對B點受力分析則得（3）求出扭矩先對B點左面的截面進行分析X=0~50.5mm當(dāng)X=50.5mm時再對B點右面任意取一截面進行分析X=50.5~106.5mm當(dāng)X=106.5mm時（4）繪出彎矩圖和扭矩圖5.軸的強度校核（1）確定危險界面根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及彎矩圖和扭矩圖可知，B處為危險界面，再加上有齒輪配合，有鍵的削弱作用，故B界面為危險界面，現(xiàn)對B界面進行強度校核。（2）按照安全系數(shù)進行校核計算其中名詞解釋S只考慮彎矩作用時的安全系數(shù)S只考慮扭矩作用時的安全系數(shù)S按疲勞強度計算的安全系數(shù)對稱循環(huán)應(yīng)力F材料的彎曲疲勞極限對稱循環(huán)應(yīng)力F材料的扭轉(zhuǎn)疲勞極限、彎曲和扭轉(zhuǎn)時的有效應(yīng)力集中系數(shù)表面質(zhì)量系數(shù)、彎曲和扭轉(zhuǎn)時尺寸影響系數(shù)、材料彎曲和扭轉(zhuǎn)的平均應(yīng)力折算系數(shù)、彎曲應(yīng)力副和平均應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的應(yīng)力副和平均應(yīng)力查表5-1-26取S=1.7查表5－1－30按鍵槽時＝1.81＝1.53圓角查表?。?.88＝1.53配合按由表5-1-31得＝2.6＝1.9查表5－1－36＝0.9查表5－1－34＝0.88、＝0.81查表5－1－25、=0＝＝0查表5－1－32＝0、＝0.21代人公式得：所以所以該截面是安全的，進而這根軸在使用過程中也是安全的。軸的設(shè)計圖如下：4.3軸承的校核軸承的校核（1）已知條件：根據(jù)工作條件選d=30mm的深溝球軸承。軸承承受的徑向載荷=209.8N，軸向載荷=0，轉(zhuǎn)速為n=1380~184r/min，軸承壽命為,試選擇型號及校核。選擇型號選擇軸承代號為61806，d=30mm,,為球徑，由于所以取X=1，Y=0。即計算基本額定動載荷式中C——基本額定動載荷計算值，單位為N；P——當(dāng)量動載荷，單位為N；——壽命系數(shù)，查表5-2-8；——速度系數(shù)，查表5-2-9；——動載荷系數(shù)，力矩較小時取=1.5，力矩較大時取=2；——沖擊載荷系數(shù)，按表5-2-10選?。弧獪囟认禂?shù)，按表5-2-11選??；——軸承尺寸及性能列表中所列軸向基本額定動載荷。查表5-2-8~5-2-11得=3.11，=0.565或0.291，=1.5，=1.6，=1.0代入式中得故選取適合。校核軸承的額定靜載荷所以該軸承能滿足需要。軸承校核(2)(1)已知條件：根據(jù)工作條件選d=30mm的深溝球軸承。軸承承受的徑向載荷=232.7N，軸向載荷=0，轉(zhuǎn)速為n=1380~184r/min，軸承壽命為,試選擇型號及校核。選擇軸承型號試選代號為61809，由于所以取X=1，Y=0。即計算基本額定動載荷查表5-2-8~5-2-11得=3.11，=0.565或0.291，=1.5，=1.6，=1.0，代入式中得：故選取合適。（4）校核軸承的額定靜載荷所以該軸承能滿足需要。第六章箱體的設(shè)計箱體的概述箱體的功能主要有：支承并包容各種傳動部件，如齒輪，軸和軸承，使它們能夠保持正常的運動關(guān)系和運動精度，箱體還可以存儲潤滑劑，實現(xiàn)各種運動零件的潤滑；安全保護和密封作用，使箱體內(nèi)零件不受外界環(huán)境的影響。既保護了機器操作者的安全，并有一定的隔振，隔熱和隔聲作用；使機器個部分分別由獨立的箱體組成，自成單元，便于加工裝配，調(diào)整和修理；改善機器造型，協(xié)調(diào)機器各部分的比例，使整機造型美觀。本設(shè)計采用鑄造箱體，材料為灰鑄鐵。原因，灰鑄鐵鑄成的箱體可以是結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，并且有較好的吸振性，常用于成批量生產(chǎn)的中小型箱體。5.2箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計毛坯的選擇選用鑄造毛坯，材料為HT150.該材料能承受較大的彎曲應(yīng)力，并能保持氣密性的鑄件。鑄造壁厚大于2.5mm，小于10mm。鑄造流動性好，收縮較小，容易獲得形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體。該鑄鐵的阻尼性強，動態(tài)剛性和機加工性能好。鑄造容易鑄出結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體，并且毛坯允許有大平面了和薄壁。鑄造最小壁厚的選擇。可以在表中選擇，表中當(dāng)量尺寸N的計算N其中L為鑄件長度單位為mm,L=574mmB為鑄件寬度，B=320ｍｍH為鑄件高度，H=340mm則N取最小鑄件壁厚為8~10mm內(nèi)壁厚與外壁厚減小的相對值取10~20%。（2）具體結(jié)構(gòu)尺寸如附圖第六章總結(jié)總結(jié)鏈?zhǔn)骄砝@無極變速器是在滾柱鏈?zhǔn)阶兯倨骰A(chǔ)上發(fā)展起來的。本設(shè)計主要完成該機器的工作原理，結(jié)構(gòu)設(shè)計及主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定。并初步完成了加壓裝置和調(diào)速控制裝置的工作原理。未解決的是加壓裝置和調(diào)速控制裝置的結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計。涉及設(shè)計中存在的問題是：學(xué)校內(nèi)可供查閱的資料比較少，國內(nèi)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)還不發(fā)達，缺乏相關(guān)的設(shè)計資料，故對設(shè)計的整體把握上還有欠缺，這都需要下一步解決的問題。

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