《帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)》10000字

帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-2"\h\u13522第一章任務(wù)書(shū) 1292511.1設(shè)計(jì) 1274901.2設(shè)計(jì)意義 2165461.3已知條件 2164391.4內(nèi)容與要求 316362第二章傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 341362.1傳動(dòng)方案組成 344412.2傳動(dòng)方案特點(diǎn) 3225852.3確定傳動(dòng)方案 39492.4傳動(dòng)方案分析論證 48858第三章電動(dòng)機(jī)的選擇 5155643.1選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型 5145283.2選擇電動(dòng)機(jī)的容量 560713.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 611019第四章傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 798134.1總傳動(dòng)比及各級(jí)傳動(dòng)比 77274.2計(jì)算各軸的動(dòng)力和動(dòng)力參數(shù) 730628第五章傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 8230245.1軸類(lèi)零件設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 845785.2鍵連接的選擇和計(jì)算 22109395.3聯(lián)軸器螺栓校核 23180675.4金屬帶的設(shè)計(jì) 2416845.5齒輪的設(shè)計(jì) 3130691第六章潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油牌號(hào)及密封裝置的選擇 3631216.1潤(rùn)滑方式的選擇 36250906.2潤(rùn)滑油的選擇 3715496.3密封裝置的選擇 3720583第七章設(shè)計(jì)總結(jié) 3864297.1設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)及改進(jìn)意見(jiàn) 3897557.2設(shè)計(jì)體會(huì) 3828270第八章參考文獻(xiàn) 39第一章任務(wù)書(shū)1.1設(shè)計(jì)通過(guò)設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)及其傳動(dòng)裝置，學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本過(guò)程、步驟，規(guī)范、學(xué)習(xí)和掌握設(shè)計(jì)方法，以學(xué)習(xí)的各種機(jī)械設(shè)計(jì)，材料，運(yùn)動(dòng)，力學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，以《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)械原理》、《機(jī)械制圖》、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《制造技術(shù)基礎(chǔ)》、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》以及各種國(guó)標(biāo)為依據(jù)，獨(dú)立自主的完成設(shè)計(jì)、計(jì)算、驗(yàn)證的全過(guò)程。1.2設(shè)計(jì)意義1.2.1設(shè)計(jì)背景和目的

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是高等工科院校機(jī)械類(lèi)本科學(xué)生第一次較全面的機(jī)械設(shè)計(jì)訓(xùn)練，也是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，第一次全面的設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，在實(shí)踐學(xué)生總體培養(yǎng)目標(biāo)中占有重要地位。

培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，綜合運(yùn)用本課程及先前專(zhuān)業(yè)必修課程的理論知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)設(shè)計(jì)知識(shí)，訓(xùn)練分析和解決一般工程實(shí)際問(wèn)題的能力，鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)；

通過(guò)擬定傳動(dòng)方案，合理選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和零件類(lèi)型，正確計(jì)算零件的工作能力、確定尺寸、選擇材料，較全面地考慮加工工藝、使用和維護(hù)等要求以及傳動(dòng)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，掌握通用零件、傳動(dòng)裝置或簡(jiǎn)單機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原理和過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生初步設(shè)計(jì)的能力；

進(jìn)一步訓(xùn)練學(xué)生計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、圖表、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范）以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和處理數(shù)據(jù)的能力。1.2.2原始數(shù)據(jù)題號(hào)1234567890運(yùn)輸帶工作拉力F（kN）76.565.55.254.84.54.24運(yùn)輸帶工作速度v（m/s)1.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0滾動(dòng)直徑D（mm)4004004004504005004504004504501.3已知條件運(yùn)輸帶工作拉力F=6kN；運(yùn)輸帶工作速度v=1.3m/s；滾筒直徑D=400mm；滾筒效率（包括滾筒與軸承的效率損失）；工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn);使用折舊期：8年；工作環(huán)境：室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境最高溫度35；動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流，電壓380/220V；檢修間隔期：4年一次大修，2年一次中修，半年一次小修；制造條件與生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。1.4內(nèi)容與要求繪制減速器裝配圖1張；繪制零件工作圖1張；第二章傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案2.1傳動(dòng)方案組成傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。2.2傳動(dòng)方案特點(diǎn)金屬v帶傳動(dòng)傳動(dòng)比較大、摩擦較大，因此對(duì)金屬帶及錐形輪的要求比較高，對(duì)兩固定錐輪（主動(dòng)和從動(dòng)）的軸（即中速軸和低速軸）有一定的剛度要求。2.3確定傳動(dòng)方案經(jīng)分析比較各傳動(dòng)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，并考慮鼓勵(lì)創(chuàng)新獨(dú)特的思想，擬采用如下可實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速的傳動(dòng)方案：2.4傳動(dòng)方案分析論證2.4.1定比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

即具有固定傳動(dòng)比的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。通常采用齒輪、皮帶、鏈、蝸輪蝸桿等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，借此按預(yù)定的要求把動(dòng)力源輸出的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給有關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

本次設(shè)計(jì)采用的是直齒輪一級(jí)減速機(jī)構(gòu)，齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣的一種傳動(dòng)形式。它的傳動(dòng)比準(zhǔn)確，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長(zhǎng)。而圓柱直齒輪用于平行軸傳動(dòng)，可以滿足此定比一級(jí)減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的要求。2.4.2變速機(jī)構(gòu)

常見(jiàn)的變速裝置有齒輪變速機(jī)構(gòu)，機(jī)械無(wú)級(jí)變速機(jī)構(gòu)以及液壓無(wú)級(jí)變速裝置。本次采用的是機(jī)械液壓金屬帶式無(wú)極變速機(jī)構(gòu)。在滿足功能要求和強(qiáng)度要求的前提下，為了體現(xiàn)方案的創(chuàng)新性，本組在查閱資料后分析討論了種種二級(jí)減速裝置，最終確定了用金屬v帶式無(wú)極變速裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)二級(jí)減速，從而讓帶有多種速度輸出，而不局限于給定的速度要求。金屬v帶式無(wú)極減速傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低、清潔（無(wú)需潤(rùn)滑）的特點(diǎn)，并且可以很容易地控制傳動(dòng)比的變化從而達(dá)到所要求的速度。

第三章電動(dòng)機(jī)的選擇3.1選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型按工作要求和條件，選用三機(jī)籠型電動(dòng)機(jī)，封閉式結(jié)構(gòu)，電壓380V，Y型。3.2選擇電動(dòng)機(jī)的容量其中：——為滾筒效率0.96；——為滾動(dòng)軸承效率（由圖可知減速器只有3對(duì)軸承)；——為聯(lián)軸器的效率；——為直齒輪效率0.97；——金屬帶效率0.92。所以表Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率只需要稍大于即可，按上表中Y系列的電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)。選電動(dòng)機(jī)的額定功率11kw。3.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速滾筒轉(zhuǎn)速為根據(jù)二級(jí)減速傳動(dòng)裝置推薦傳動(dòng)比1-25，可得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速取值范圍為62-1550r/min。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M-4。電動(dòng)機(jī)中心高H=160mm,外伸軸段D3E=423*110mm電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kW滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩質(zhì)量/kg額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y160M-41114602.22.3123第四章傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算4.1總傳動(dòng)比及各級(jí)傳動(dòng)比由推薦資料可得，第一級(jí)傳動(dòng)比4.2計(jì)算各軸的動(dòng)力和動(dòng)力參數(shù)（1）計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅲ軸計(jì)算各軸功率軸Ⅲ軸Ⅱ軸Ⅰ電動(dòng)機(jī)計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩軸Ⅲ軸Ⅱ軸Ⅰ名稱(chēng)轉(zhuǎn)速/(r/min)功率/kW轉(zhuǎn)矩/N·m軸Ⅰ629.09958.38軸Ⅱ2928.74280.32軸Ⅲ14607.961200第五章傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1軸類(lèi)零件設(shè)計(jì)計(jì)算及校核5.1.1初算軸徑根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》P.366可知可根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算，公式如下T——軸所受的扭矩，；——軸的抗扭截面系數(shù)，；d——計(jì)算截面處軸的直徑，mm；——許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa。由上式可得軸的直徑軸的材料選用為40Cr，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P.366表15-3可得，取其最小值即35，則將各軸圓整為5.1.2聯(lián)軸器的選取I軸和Ⅲ軸需要與聯(lián)軸器連接，為使該段直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，所以需要同時(shí)選用聯(lián)軸器，又由于本減速器屬于中小型減速器，其輸出軸與工作機(jī)的軸線偏移不大。凸緣聯(lián)軸器剛性好，傳遞轉(zhuǎn)矩大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，維護(hù)簡(jiǎn)便，適用于兩軸對(duì)中精度良好的一般軸系傳動(dòng)。根據(jù)以上對(duì)軸的直徑、轉(zhuǎn)矩、及轉(zhuǎn)速計(jì)算，可選聯(lián)軸器GY6及GY7，參數(shù)如下。型號(hào)公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩/N·m許用轉(zhuǎn)速r/min軸孔直徑mm軸孔長(zhǎng)度/mm轉(zhuǎn)動(dòng)慣量/D/mm質(zhì)量/kgGY690068003882600.0151407.59GY716006000631421070.03116013.15.1.3初選軸承Ⅰ軸選軸承為：6210；Ⅱ軸選軸承為：7408C；Ⅲ軸選軸承為：7214C。所選軸承主要參數(shù)如下：軸承代號(hào)基本尺寸安裝尺寸基本額定動(dòng)載荷基本額定靜載荷dDB6210509020578335.023.27408C401102780.253.37214C70125247911670.260.0軸Ⅰ5.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅱ軸軸Ⅲ軸3軸35.1.5軸的校核軸Ⅰ（高速軸）T=56 對(duì)于小齒輪左右兩軸承對(duì)軸向上的力為，根據(jù)力的平衡計(jì)算據(jù)此來(lái)做軸垂直地面方向上的彎矩圖對(duì)于AC段，對(duì)于BC段由圖知點(diǎn)C處所受垂直地面方向上彎矩最大對(duì)于軸水平方向上的彎矩同理對(duì)于AC段，對(duì)于BC段可知點(diǎn)C處所受水平方向上彎矩最大所以，軸在C點(diǎn)即齒輪所在處受到最大彎矩，并且根據(jù)扭矩圖，這點(diǎn)也受到最大扭矩又T=57N?m根據(jù)第三強(qiáng)度理論所以軸Ⅰ該尺寸下的強(qiáng)度符合強(qiáng)度要求。軸Ⅱ（中速軸）根據(jù)對(duì)軸Ⅱ的受力分析，可簡(jiǎn)化成如圖的軸的受力圖已知對(duì)于帶輪，根據(jù)其傳動(dòng)比以及傳遞的扭矩可得當(dāng)量摩擦系數(shù)又可得對(duì)于水平方向如圖所示，根據(jù)力矩平衡，可得對(duì)于AB段對(duì)于BC段在C點(diǎn)受突變轉(zhuǎn)矩（d為帶輪直徑）所以在CD段據(jù)此畫(huà)出軸的在水平方向上的彎矩圖可知軸在C點(diǎn)處受到最大彎矩對(duì)于垂直地面方向根據(jù)圖，由力的平衡可求得對(duì)于AB段對(duì)于BC段對(duì)于CD段由此畫(huà)出軸在垂直地面方向收到的彎矩圖可知在C點(diǎn)受最大彎矩綜上并畫(huà)出轉(zhuǎn)矩圖，可得C點(diǎn)根據(jù)第三強(qiáng)度理論故軸Ⅱ符合工作強(qiáng)度要求軸Ⅲ（低速軸）對(duì)軸Ⅲ進(jìn)行受力分析，畫(huà)出其受力圖，并據(jù)此進(jìn)行強(qiáng)度校核對(duì)于水平方向根據(jù)力矩平衡可得如圖，選定y軸正方向?yàn)檎龑?duì)于AB段對(duì)于BC段對(duì)于BC段并據(jù)此畫(huà)出軸水平方向彎矩圖可知在B點(diǎn)受到水平方向最大彎矩對(duì)于垂直地面方向由圖并根據(jù)力的平衡可得對(duì)于AB段對(duì)于BC段并由此畫(huà)出軸在垂直地面方向上的彎矩圖可知在B點(diǎn)受到垂直地面方向最大彎矩綜上又根據(jù)軸的扭矩圖可得在B點(diǎn)受最大扭矩B點(diǎn)處軸的彎曲截面系數(shù)根據(jù)第三強(qiáng)度理論可得故軸3滿足工作強(qiáng)度要求。5.1.6軸承的校核及壽命計(jì)算軸Ⅰ軸承6210校核右端受力較大，校核右端軸承。由四年一次大修，兩班倒可知，深溝球軸承，，X=1，Y=0根據(jù)軸Ⅰ的校核查設(shè)計(jì)手冊(cè)得滿足使用要求軸2軸承7408C校核左端受力較大，校核左端軸承。四年一次大修，兩班倒，角接觸球軸承，，X=1，Y=0根據(jù)軸2的校核，查設(shè)計(jì)手冊(cè)得滿足使用要求軸3軸承7214C校核左端受力較大，校核左端軸承。四年一次大修，兩班倒，角接觸球軸承，，X=1，Y=0根據(jù)軸3的校核知，查設(shè)計(jì)手冊(cè)得滿足使用要求5.2鍵連接的選擇和計(jì)算5.2.1軸Ⅰ鍵的校核鍵為單圓頭鍵鍵的材料為鑄鐵由機(jī)械設(shè)計(jì)表6-2得[]=30-45MPa滿足使用要求5.2.2軸Ⅱ鍵的校核鍵為圓頭鍵=鍵的材料為鋼由機(jī)械設(shè)計(jì)表6-2得[]=120-150MPa5.2.3軸Ⅲ鍵的校核鍵為單圓頭鍵鍵的材料為鑄鐵由機(jī)械設(shè)計(jì)表6-2得[]=100-120MPa滿足使用要求5.3聯(lián)軸器螺栓校核5.3.1電動(dòng)機(jī)輸出軸聯(lián)軸器螺栓校核螺栓組螺栓數(shù)目z=6,6個(gè)螺栓分布在直徑mm的圓周上，扭矩。由以上數(shù)據(jù)可求得受力知道的螺栓的工作剪力為由聯(lián)軸器工作形式可假設(shè)軸向工作載荷,則每個(gè)螺栓所受的總拉力確定螺栓直徑選擇螺栓材料為Q235，性能等級(jí)為4.6，由表5-8查得材料屈服極限，由表5-10查得安全系數(shù)S=1.5，故螺栓材料的許用應(yīng)力=，求得螺栓危險(xiǎn)截面的直徑（螺紋小徑）為==1.64mm由聯(lián)軸器b=40mm，按粗牙普通螺紋標(biāo)準(zhǔn)（GB/T196-2003),選用螺紋公稱(chēng)直徑d=5mm,所以選用GB/T5783M550。5.3.2滾筒聯(lián)軸器螺栓校核（1）螺栓組螺栓數(shù)目z=6,6個(gè)螺栓分布在直徑mm的圓周上，扭矩。由以上數(shù)據(jù)可求得受力知道的螺栓的工作剪力為由聯(lián)軸器工作形式可假設(shè)軸向工作載荷,則每個(gè)螺栓所受的總拉力3076.92N。確定螺栓直徑選擇螺栓材料為Q235，性能等級(jí)為6.8，由表5-8查得材料屈服極限，由表5-10查得安全系數(shù)S=1.5，故螺栓材料的許用應(yīng)力=，求得螺栓危險(xiǎn)截面的直徑（螺紋小徑）為==4.89mm由聯(lián)軸器b=40mm，按粗牙普通螺紋標(biāo)準(zhǔn)（GB/T196-2003),選用螺紋公稱(chēng)直徑d=6mm,所以選用GB/T5783M650。5.4金屬帶的設(shè)計(jì)5.4.1傳動(dòng)原理及受力分析主動(dòng)帶輪和從動(dòng)帶輪分別由一個(gè)可軸向移動(dòng)的活動(dòng)錐輪和一個(gè)固定錐輪構(gòu)成，二者之間形成V形槽，金屬帶置于其間，在槽內(nèi)與帶輪相嚙合，連接兩組帶輪。由于主、從動(dòng)帶輪的中心距是固定的，而且活動(dòng)錐輪的軸向移動(dòng)是連續(xù)的，通過(guò)控制活動(dòng)錐輪軸向位置來(lái)調(diào)節(jié)金屬帶在兩個(gè)帶輪上的工作半徑，從而實(shí)現(xiàn)速比的連續(xù)。置于固定和移動(dòng)兩錐盤(pán)構(gòu)成的V形槽內(nèi)的金屬帶，是一個(gè)組合元件，它由數(shù)百片厚約2.2mm的V形金屬塊和嵌在金屬片鞍座面內(nèi)的兩束金屬鋼帶環(huán)組組成。每束鋼帶環(huán)組由若干層厚度為0.15-0.18mm的鋼帶環(huán)套合而成，鋼帶環(huán)寬度和層數(shù)可根據(jù)傳遞轉(zhuǎn)矩的不同而增減。鋼帶環(huán)的作用一是引導(dǎo)金屬片的運(yùn)動(dòng)方向，二是承擔(dān)金屬帶中的張力。金屬塊的作用是傳遞轉(zhuǎn)矩。在金屬帶式無(wú)級(jí)變速器的工作過(guò)程中，主、從動(dòng)帶輪的中心距是固定的，根據(jù)傳動(dòng)比的要求，主、從動(dòng)軸上的移動(dòng)錐盤(pán)作軸向移動(dòng)，改變帶輪的工作半徑，從而改變傳動(dòng)比。由于帶輪的工作半徑可以連續(xù)變化，所以可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。帶輪之間會(huì)產(chǎn)生擠壓力和摩擦力。金屬帶式無(wú)級(jí)變速器其實(shí)是一種機(jī)械摩擦式無(wú)級(jí)變速器,電動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力傳到主動(dòng)帶輪上,主動(dòng)帶輪通過(guò)與金屬帶的V形金屬塊側(cè)邊接觸產(chǎn)生摩擦力,推動(dòng)金屬塊向前運(yùn)動(dòng),并推壓前一個(gè)金屬塊,在二者之間產(chǎn)生推壓力。該推壓力在接觸弧上形成后,隨著金屬塊由接觸弧的入口向出口運(yùn)動(dòng)逐漸增大,經(jīng)金屬帶傳到從動(dòng)帶輪上,在從動(dòng)帶輪靠金屬塊與從動(dòng)帶輪的接觸產(chǎn)生摩擦力,帶動(dòng)從動(dòng)帶輪轉(zhuǎn)動(dòng),將動(dòng)力傳到了從動(dòng)軸上。隨著傳遞轉(zhuǎn)矩的增加,主動(dòng)帶輪上擠在一起的金屬塊逐漸增多。所有與從動(dòng)帶輪接觸的金屬塊的相鄰塊之間無(wú)間隙,相互之間存在著推壓力作用。隨著金屬塊由接觸弧的入口向出口運(yùn)動(dòng),金屬塊間的推壓力逐漸減小,最后消失。依靠金屬塊間的推壓作用傳遞動(dòng)力是金屬帶傳動(dòng)的一個(gè)重要特征,金屬帶傳動(dòng)為推式傳動(dòng)。主、從動(dòng)帶輪的可動(dòng)部分在控制系統(tǒng)的作用下可以沿軸向連續(xù)運(yùn)動(dòng),來(lái)改變金屬帶的運(yùn)動(dòng)半徑,從而改變了金屬帶在主、從動(dòng)輪上作用半徑,實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。金屬帶式無(wú)級(jí)變速器關(guān)鍵部件金屬帶式無(wú)級(jí)變速器之所以能快速的發(fā)展與創(chuàng)新,歸功于其核心部件的迅速發(fā)展。其中核心部件由金屬片、金屬鋼帶環(huán)和錐盤(pán)帶輪組成。金屬帶是一套非常精密的組件,金屬片和金屬鋼環(huán)組,在材料、形位公差、尺寸公差、配合和制造技術(shù)等方面要求較高,所以綜合成本相對(duì)較高。金屬塊金屬塊的研究經(jīng)歷了很長(zhǎng)時(shí)間，本書(shū)所提及的是荷蘭VDT公司所生產(chǎn)的。（礙于能力有限，相關(guān)參數(shù)無(wú)從考證，只能借來(lái)一用。）所用材料是T8Mn工具鋼。（性能和用途與T8和T8A相似，淬透性較好，可用于制造斷面較大的工具。）金屬鋼環(huán)組金屬鋼環(huán)組的功能一是起到導(dǎo)向的作用,引導(dǎo)V型的金屬片運(yùn)動(dòng);二是承擔(dān)金屬-帶中的張力。鋼帶環(huán)承擔(dān)自己載荷的60%是彎曲變形產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。當(dāng)金屬帶工作于較小半徑上時(shí),會(huì)產(chǎn)生較大的彎曲應(yīng)力,這會(huì)極大的降低金屬帶的壽命,因此金屬環(huán)要有較高的韌性,須能抗1-1.5億次彎曲循環(huán)次數(shù),一般鋼環(huán)采用多層薄鋼帶組成以減小彎曲應(yīng)力。為了便于組裝,鋼環(huán)被分成兩組嵌入V型金屬片的兩側(cè)面鞍面上。金屬鋼環(huán)由若干層厚度為0.15~0.18mm的金屬環(huán)套合而成。鋼環(huán)的各層鋼帶還必須均載,即上層鋼帶的內(nèi)徑和下層鋼帶的外徑公差應(yīng)小于0.02mm,且兩個(gè)連續(xù)鋼帶之間的應(yīng)力差小于60MPa,最里層與最外層金屬環(huán)之間的應(yīng)力差為30-60MPa,否則鋼帶極易損壞,這也會(huì)嚴(yán)重縮短CVT的壽命。如果各層帶環(huán)組裝時(shí),有一定的過(guò)盈量,即相鄰層的帶環(huán)采用過(guò)盈配合,能使鋼環(huán)組各層帶環(huán)上的張應(yīng)力得到均勻分配,降低各層帶環(huán)承載不均程度,延長(zhǎng)鋼環(huán)組的使用壽命。金屬鋼環(huán)的材料是高強(qiáng)度馬氏體時(shí)效鋼,屬于很低純度的低碳鋼,含18%的Ni及Co、Mo等。其橫向具有非常高的剛性,縱向具有良好的燒曲性和靭性。采用0.4mm厚的鋼帶經(jīng)退火后冷札到0.15-0.18mm,強(qiáng)度達(dá)到2000MPa。在帶的研究中，需注意以下幾點(diǎn)：(1)由于金屬塊的厚度(為2.2mm)與帶輪包角上金屬帶的總長(zhǎng)相比很小,可認(rèn)為金屬塊間相互作用的擠壓力Q是連續(xù)的。(2)忽略金屬塊彎曲變形的影響。(3)金屬帶中的疊層金屬環(huán)近似看成一條鋼帶,它所受的周向張力沿帶輪包角上的分布滿足歐拉公式。(4)假設(shè)帶輪包角圓弧的中心與帶輪中心重合。(5)不考慮金屬帶的偏移。(6)視摩擦系數(shù)為常量。(7)帶輪為剛體,忽略帶輪變形的影響；金屬帶為鋼帶，沒(méi)有彈性變形。（因此不考慮其中心距變動(dòng)范圍）(8)金屬帶傳動(dòng)模型建立在準(zhǔn)靜態(tài)基礎(chǔ)上,忽略其他的慣性力的影響。金屬塊的受力分析：由于金屬鋼帶傳動(dòng)具有不同于普通橡膠V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)理,具有兩個(gè)傳遞轉(zhuǎn)矩的通道,視傳遞轉(zhuǎn)矩比的大小和傳遞速比的不同,鋼環(huán)張力差和金屬塊間的擠壓力對(duì)轉(zhuǎn)矩傳遞分別起著積極或消極作用。因此,在對(duì)金屬塊進(jìn)行受力分析時(shí)也要考慮受力分析圖會(huì)有所變化。查閱T8Mn工具鋼與馬氏體時(shí)效鋼這兩種材料的接觸摩擦系數(shù)資料以及對(duì)v帶當(dāng)量摩擦系數(shù)的研究可知，金屬塊與鋼帶環(huán)的當(dāng)量摩擦系數(shù)大約為1.307查閱金屬帶效率相關(guān)資料分析可得，本金屬帶的傳動(dòng)效率大概為0.925.4.2金屬帶的參數(shù)設(shè)計(jì)按傳動(dòng)比i=4.7來(lái)計(jì)算主動(dòng)錐輪（小帶輪）工作直徑d=70mm從動(dòng)錐輪（大帶輪）工作直徑D=330mm中心距a=0.75×（D+d）=0.75×（330+70）=300mm【由資料《機(jī)械設(shè)計(jì)》p.154式（8-20）】包角：【由資料《機(jī)械設(shè)計(jì)》p.148式（8-6）】楔形角ψ=22°、帶長(zhǎng)【由資料《機(jī)械設(shè)計(jì)》p.157式（8-22）】如下圖所示，可計(jì)算出主動(dòng)輪可動(dòng)錐輪的移動(dòng)范圍是10.75mm根據(jù)下圖總帶長(zhǎng)列出如下方程，可解出主動(dòng)錐輪的工作直徑最大為125.3mm時(shí)從動(dòng)錐輪的直徑，進(jìn)而算出最小的傳動(dòng)比。其中根據(jù)MATLAB(matlab)可解出上述方程，解得5.4.3控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)一圖中所示為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和絲杠，錐輪固定架通過(guò)絲杠與電動(dòng)機(jī)連接，通過(guò)控制輸入電動(dòng)機(jī)的脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，通過(guò)絲杠將角度轉(zhuǎn)換為直線位移從而控制錐輪的左右移動(dòng)，與液壓泵同時(shí)進(jìn)行控制從而達(dá)到控制傳動(dòng)比?？刂葡到y(tǒng)二從從動(dòng)輪的可動(dòng)錐輪伸出一根軸（此軸伸出箱體）與液壓缸的活塞桿相連，通過(guò)活塞桿的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)錐輪的移動(dòng)，如圖所示。在單向閥A的上部油管設(shè)置一個(gè)流量表，顯然，液壓缸中油液的流量與錐輪的位移量有一定的關(guān)系，通過(guò)控制流入液壓缸的流量多少來(lái)實(shí)現(xiàn)錐輪要移動(dòng)的位移。接下來(lái)便是通過(guò)雙向液壓鎖緊回路來(lái)讓錐輪鎖緊即可。當(dāng)有壓力油進(jìn)入時(shí)，回油路的單向閥被打開(kāi)，壓力油進(jìn)入工作液壓缸。但當(dāng)三位四通電磁換向閥（Y型）處于中位或液壓泵停止供油時(shí)，由于沒(méi)有控制油的作用，兩個(gè)液控單向閥把工作液壓缸內(nèi)的油液密封在里面，使液壓缸停止在該位置上被鎖住。（如果工作液壓缸和液控單向閥都具有良好的密封性能，即使在外力作用下，回路也能使執(zhí)行元件保持長(zhǎng)期鎖緊狀態(tài)）。5.5齒輪的設(shè)計(jì)5.5.1計(jì)算小齒輪分度圓直徑確定公式中的各參數(shù)值試選。計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7選取齒寬系數(shù)。由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20查得區(qū)域系數(shù)。由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5查得材料的彈性影響系數(shù)。由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（10-9）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)。計(jì)算接觸疲勞需用應(yīng)力。由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-25d查得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為、。由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（10-15）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-23查取接觸疲勞壽命系數(shù)、。取失效概率為1%、安全系數(shù)S=1，由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（10-14)得取和中的較小者作為該齒輪副的接觸疲勞許用應(yīng)力，即=試計(jì)算小齒輪分度圓直徑5.5.2調(diào)整小齒輪分度圓直徑計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。圓周速度。齒寬。計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)。由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2查得使用系數(shù)。根據(jù)、7級(jí)精度，由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)。齒輪的圓周力。查教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-3的齒間載荷分配系數(shù)。由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，得齒向載荷分布系數(shù)。由此，得到實(shí)際載荷系數(shù)由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（10-12），可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的分度圓直徑及相應(yīng)的齒輪模數(shù)53.954/20=2.698mm5.5.3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（10-7）試算模數(shù)，即確定公式中的各參數(shù)值試選。由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（10-5）計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度用重合度系數(shù)。計(jì)算。由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-17查得齒形系數(shù)、。由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18查得應(yīng)力修正系數(shù)、。由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-24c查得小齒輪和大齒輪的齒根彎曲疲勞極限分別為、。由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-22查得彎曲疲勞壽命系數(shù),。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（10-14）得因?yàn)榇簖X輪的大于小齒輪，所以取試算模數(shù)調(diào)整齒輪模數(shù)1）計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)前的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。圓周速度。31.38mm齒寬。寬高比b/h。計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)。根據(jù)，7級(jí)精度，由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)。，查教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-3得齒間載荷分配系數(shù)。由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4用插值法查得，結(jié)合查教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13，得。則載荷系數(shù)為由教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》式(10-13),可得按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒間接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)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(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，課取由彎曲疲勞強(qiáng)度算的模數(shù)2.8mm，按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑56mm，算出小齒輪齒數(shù)20，則大齒輪齒數(shù)，這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。第六章潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑油牌號(hào)及密封裝置的選擇6.1潤(rùn)滑方式的選擇減速器傳動(dòng)零件和軸承都需要良好的潤(rùn)滑，其目的是為了減少摩擦、磨損，提高效率，防銹、冷卻和散熱。傳動(dòng)零件的潤(rùn)滑絕大多數(shù)減速器傳動(dòng)零件都采用油潤(rùn)滑，其潤(rùn)滑方式多采用浸油潤(rùn)滑，對(duì)于高速傳動(dòng)則采用壓力噴油潤(rùn)滑。由于高速級(jí)齒輪圓周速度v=πd1n1/60×1000=π×56×1460/60×1000=4.28(m/s)≤12（m/s）所以本減速器采用浸油潤(rùn)滑。滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑減速器中的滾動(dòng)軸承常用減速29內(nèi)用于潤(rùn)滑齒輪的油來(lái)潤(rùn)滑，其常用的潤(rùn)滑方式有：飛濺潤(rùn)滑：減速器中只要有一個(gè)浸油齒輪的圓周速度v≥1.5～2m／s，即可采用飛濺潤(rùn)滑。當(dāng)v>3m／s時(shí)，飛濺的油可形成油霧并能直接濺入軸承室。有時(shí)由于圓周速度尚不夠大或油的粘度較大，不易形成油霧，此時(shí)為使?jié)櫥煽?，常在箱座接合面上制出輸油溝，讓濺到箱蓋內(nèi)壁上的油匯集在油溝內(nèi)，而后流入軸承室進(jìn)行潤(rùn)滑．在箱蓋內(nèi)壁與其接合面相接觸處制出倒棱，以便于油液流入油溝。在難以設(shè)置輸油溝匯集油霧進(jìn)入軸承室時(shí)，亦有采用引油道潤(rùn)滑或?qū)в筒蹪?rùn)滑。潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑：減速器中當(dāng)浸油齒輪的圓周速度太低難以飛醋形成油霧，或難以導(dǎo)入軸承，或難以使軸承浸油潤(rùn)滑時(shí)，可采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。潤(rùn)滑脂通常在裝配時(shí)填入軸承室，其裝填量一般不超過(guò)軸承室空間的1／3～1／2，以后每年添加1～2次。采用脂潤(rùn)滑時(shí)，一般應(yīng)在軸承室內(nèi)側(cè)設(shè)置封油環(huán)或其他內(nèi)部密封裝置，以免油池中的油進(jìn)入軸承室稀釋潤(rùn)滑脂。脂潤(rùn)滑軸承在低速、工作溫度70°C以下時(shí)可選鈣基脂，較高溫度時(shí)選鈉基脂或鈣鈉基脂,dn值(d為軸頸直徑，mm；n為工作轉(zhuǎn)速，r／rain)高(>40000mm·r／min)或負(fù)荷工況復(fù)雜時(shí)可選用二硫化鉬鋰基脂，潮濕環(huán)境可采用鋁基脂或鋇基脂而不宜選用遇水分解的鈉基脂。如果減速器采用滑動(dòng)軸承，由于傳動(dòng)用油的粘度太高不能旋蓋式油杯在其中使用，而需采用獨(dú)自的潤(rùn)滑系統(tǒng)．這時(shí)應(yīng)根據(jù)滑動(dòng)軸承的受載情況、滑動(dòng)速度等工作條件選擇合適的潤(rùn)滑方法和油液。當(dāng)浸油齒輪的圓周速度v＜2m/s時(shí)，齒輪不能有效地把油飛濺到箱壁上，因此滾動(dòng)軸承通常采用脂潤(rùn)滑，當(dāng)浸油齒輪的圓周速度v＞2m/s時(shí)，齒輪能將較多的油飛濺到箱壁上，此時(shí)滾動(dòng)軸承通常采用油潤(rùn)滑，也可以采用脂潤(rùn)滑。綜合上述軸承潤(rùn)滑方式，并考慮減速器實(shí)際工作情況，軸承選用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。6.2潤(rùn)滑油的選擇該種金屬帶所要求的潤(rùn)滑油應(yīng)有的特性為氧化和摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性、好的低溫特性、可補(bǔ)償?shù)拿芊獾木o密性查閱資料可知，金屬帶傳動(dòng)所需的潤(rùn)滑油為CVT專(zhuān)用油，零件編號(hào)為FS12601001，并且CVT油可滿足減速器箱體中其他零部件的使用。因此，潤(rùn)滑油選為CVT無(wú)級(jí)變速專(zhuān)用油。6.3密封裝置的選擇密封件是減速器中應(yīng)用最廣的零部件之一，為防止減速器內(nèi)的潤(rùn)滑劑泄出，防止灰塵、切削微粒及其他雜物和水分侵入，減速器中的軸承等其他傳動(dòng)部件、減速器箱體等都必須進(jìn)行必要的密封，以保持良好的潤(rùn)滑條件和工作環(huán)境，使減速器達(dá)到預(yù)期的壽命。減速器需要密封的部位一般有軸伸出處、軸承室內(nèi)側(cè)、箱體接合面和軸承蓋、檢查孔和排油孔接合面等處。軸伸出處的密封氈圈式密封利用矩形截面的毛氈圈嵌入梯形槽中所產(chǎn)生的對(duì)軸的壓緊作用，獲得防止?jié)櫥吐┏龊屯饨珉s質(zhì)、灰塵等侵入軸承室的密封效果。用壓板壓在毛氈圈上，便于調(diào)整徑向密封力和更換氈圈。氈圈式密封簡(jiǎn)單、價(jià)廉，但對(duì)軸頸接觸面的摩擦較嚴(yán)重，主要用于脂潤(rùn)滑以及密封處軸頸圓周速度較低(一般不超過(guò)4～5m／s)的油潤(rùn)滑。本減速器采用氈圈式密封。箱蓋與箱座接合面的密封箱蓋與箱座的密封常用在箱蓋與箱座的接合面上涂上密封膠和水玻璃的方法實(shí)現(xiàn)，為了提高接合面的密封性，可在箱座接合面上開(kāi)油溝，使?jié)B入接合面之間的潤(rùn)滑油重新流回箱體內(nèi)部。為了保證箱體座孔與軸承的配合，接合面上嚴(yán)禁加墊片密封。軸承靠近箱體內(nèi)外側(cè)的密封軸承靠近箱體內(nèi)外側(cè)的密封作用可分為封油環(huán)和擋油環(huán)兩種。擋油環(huán)用于脂潤(rùn)滑軸承的密封，作用是使軸承室與箱