無(wú)級(jí)調(diào)速提升絞車(chē)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)[帶圖紙]

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　1傳動(dòng)方案的擬定和選擇</p><p>　　1．1 擬定方案2</p><p>　　1．1．1具體方案的擬定和比較2</p><p>　　1.2 方案的確

2、定6</p><p><b>　　2 電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　2. 1 主電動(dòng)機(jī)的選擇7</p><p>　　2．1．1 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式選擇7</p><p>　　2．1. 2選擇電動(dòng)機(jī)容量7</p><p>　　2. 2 無(wú)級(jí)變速電動(dòng)機(jī)的選擇8</p&g

3、t;<p>　　2．2．1分析絞車(chē)的工作過(guò)程：8</p><p>　　2．2．2 分析電動(dòng)機(jī)的具體工作情況8</p><p>　　2．2．3 電動(dòng)機(jī)容量的計(jì)算10</p><p>　　2．2．4 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型的選擇11</p><p>　　3 交流變頻調(diào)速系統(tǒng)</p><p>　　3.1 調(diào)速系統(tǒng)

4、介紹11</p><p>　　3.2 不同交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)12</p><p>　　3．3 變頻控制方式的選擇14</p><p>　　3．4 確定變頻器15</p><p>　　3．5 JPS變頻器的功能、原理、技術(shù)參數(shù)等15</p><p>　　3.5.1概述15</p><

5、;p>　　3.5.2型號(hào)意義16</p><p>　　3.5.3 技術(shù)參數(shù)及性能17</p><p>　　3.5.4 外形及安裝尺寸18</p><p>　　3.5.5 使用維護(hù)注意事項(xiàng)18</p><p>　　4 行星齒輪的計(jì)算</p><p>　　4.1 行星齒輪基本參數(shù)的計(jì)算19</p&g

6、t;<p>　　4.1.1 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配19</p><p>　　4.1.2 行星齒輪傳動(dòng)的配比計(jì)算20</p><p>　　4.1.3 輪齒數(shù)的選擇22</p><p>　　4.2 行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算22</p><p>　　4.3 選擇材料、齒輪、傳動(dòng)比23</p><p>

7、;　　4.4 無(wú)級(jí)變速電動(dòng)機(jī)輸入齒輪傳動(dòng)計(jì)算33</p><p>　　5 傳動(dòng)系統(tǒng)的其他設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1均載機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)37</p><p>　　5.2 行星架的設(shè)計(jì)37</p><p>　　5.3 箱體的基本參數(shù)38</p><p>　　5.4 變速軸的設(shè)計(jì)38</p><p

8、><b>　　總 結(jié)40</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)41</b></p><p><b>　　致 謝42</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　該系統(tǒng)主要是以行星齒輪傳動(dòng)和變頻交流調(diào)

9、速電動(dòng)機(jī)調(diào)速為核心，由主電動(dòng)機(jī)、變頻交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)和行星齒輪傳動(dòng)三大部分組成。絞車(chē)的工作情況由以下三種情況：一是啟動(dòng)，即啟動(dòng)加速階段；二是正常運(yùn)轉(zhuǎn)，即絞車(chē)勻速提升或下降階段；三是停車(chē)，即絞車(chē)減速停止階段。絞車(chē)起動(dòng)和停止是無(wú)級(jí)變速的，由交流變頻器和三相力矩異步電動(dòng)機(jī)組成無(wú)級(jí)變速裝置，通過(guò)差動(dòng)輪系實(shí)現(xiàn)輸出軸的無(wú)級(jí)變速；絞車(chē)的提升階段，調(diào)速電動(dòng)機(jī)處于堵轉(zhuǎn)階段，只有主電動(dòng)機(jī)和2K-H行星輪處于工作狀態(tài)。</p><p>

10、　　本次設(shè)計(jì)主要任務(wù)是進(jìn)行傳動(dòng)方案的選擇與確定，傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力的計(jì)算和傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。提升絞車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中的主要機(jī)械部分是差動(dòng)式行星齒輪減速器，為了提高傳動(dòng)效率，減小機(jī)構(gòu)的尺寸和重量，采用的是2K-H單排行星齒輪機(jī)構(gòu)和調(diào)速齒輪組成的差動(dòng)輪系。在該輪系中2K-H行星齒輪傳動(dòng)是絞車(chē)勻速運(yùn)行的核心，因此也就成為本次設(shè)計(jì)的主題了，在設(shè)計(jì)中主要是進(jìn)行以下幾方面的工作：1、傳動(dòng)比計(jì)算；2、齒數(shù)選擇；3、傳動(dòng)的幾何計(jì)算；4、傳動(dòng)的受力分析；5

11、、強(qiáng)度計(jì)算；還有行星架結(jié)構(gòu)的選擇、均載機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、減速箱體結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)等等。 絞車(chē)的無(wú)級(jí)調(diào)速是由變頻交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)來(lái)完成的，其主要完成絞車(chē)的啟動(dòng)、停止。電氣部件主要是變頻器，調(diào)速系統(tǒng)采用正弦脈沖寬度調(diào)置（SPWM）型變頻器和YLJ系列三相異步力矩電動(dòng)機(jī)組成。對(duì)電氣部分的設(shè)計(jì)主要是進(jìn)行變頻器的類(lèi)型、參數(shù)選擇，還有電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和容量選擇</p><p>　　該系統(tǒng)采用電氣和機(jī)械組合，集結(jié)了機(jī)電兩大方面的優(yōu)點(diǎn)于一身，

12、使得該系統(tǒng)的總體性能得到很大的提高，從而使得該產(chǎn)品有著更廣闊的前景。</p><p>　　關(guān)鍵詞：差速器、無(wú)級(jí)調(diào)速、絞車(chē)</p><p>　　Abstract：Spherical gearing and changing speed by the motor of variant frequency and periodic juice is the core of this system

13、, which is made up of central motor, the motor of variant frequency and periodic juice and spherical gearing. There are three procedures. Now it is described as follows. The first one is to switch on the machine, which m

14、eans to start the case of acceleration. The second one is well-regulated operation. In this case, the machine can uprear and drop in an equable speed. The </p><p>　　The most important task in this design is

15、to choose and confirm the gearing schema, the operation of the driving device, the calculation of power and driving part. The mainly mechanical segment of this driving system is the different spherical gear creeper gear

16、. In order to improve the efficiency, lessen the weight and shorten the measure of the mechanic, series of different spherical gear, which is composed of 2K-H single-row spherical gear machine and the regulative gears, i

17、s used. In the gea</p><p>　　The system adopts the assemblage between electricity and mechanic. It combines the virtues of them, which improves the overall capacity of the instrument and makes this product ha

18、ve a more prospective perspective.</p><p>　　Keywords: Differential stepless gearshift Winch</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，許多設(shè)備都要求變工礦運(yùn)行，例如，交通工具、機(jī)械加工設(shè)備提升設(shè)備等

19、等這些設(shè)備一般都具有調(diào)速功能，而且隨著對(duì)生產(chǎn)、勞動(dòng)條件等要求的提高和改善，要求它們具有無(wú)級(jí)調(diào)速功能。無(wú)機(jī)調(diào)速種類(lèi)繁多，按調(diào)速性能分，調(diào)速設(shè)備可分為普通型和高性能調(diào)速型；按大類(lèi)分可分為機(jī)械調(diào)速和電力調(diào)速（其中電力調(diào)速又分為直流調(diào)速和交流調(diào)速），但不同類(lèi)型的設(shè)備都有自己適用的條件，所以選用設(shè)備時(shí)，需要根據(jù)生產(chǎn)要求、環(huán)境等條件來(lái)選擇最適用、最合理的無(wú)級(jí)變速設(shè)備。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的課題是無(wú)級(jí)變速提升絞車(chē)的設(shè)

20、計(jì)，考慮到工作環(huán)境、工作要求、經(jīng)濟(jì)等因素，決定采用機(jī)械和電氣混合來(lái)完成無(wú)級(jí)調(diào)速。機(jī)械調(diào)速部分是采用行星齒輪變速器，因?yàn)樾行驱X輪傳動(dòng)是一種行型、高效的傳動(dòng)型式，它具有體積小、重量輕、傳動(dòng)比范圍大、承載能力高、壽命長(zhǎng)、適用面廣等優(yōu)點(diǎn)，可滿(mǎn)足不同的工作條件，特別是隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種類(lèi)型的行星齒輪傳動(dòng)裝置在國(guó)防、冶金、礦山、煤炭、工程、起重運(yùn)輸、化工、輕工、儀表等工業(yè)部門(mén)得到日益廣泛的應(yīng)用。因此，各種高效的小型行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)懲出

21、不窮。本次采用的是差動(dòng)式NEW型行星齒輪。該輪系具有傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、維修方便等。差動(dòng)調(diào)速是采用無(wú)級(jí)變速電動(dòng)機(jī)。因?yàn)榻涣麟妱?dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。且目前其調(diào)速裝置已處于成熟階段，以顯示出極強(qiáng)的生命力，所以其應(yīng)用范圍愈來(lái)愈廣，而且其性?xún)r(jià)比小。本課題采用了電氣和機(jī)械組合成無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，因此其結(jié)合了兩方面的優(yōu)點(diǎn)，使得該裝置無(wú)論在性能，還是在效率方面都由著其它調(diào)速系統(tǒng)不可比比擬的優(yōu)點(diǎn)。</p><p&g

22、t;　　本次設(shè)計(jì)由于時(shí)間緊張，加之本人水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有限，設(shè)計(jì)中難免會(huì)有錯(cuò)誤，望各位老師批評(píng)指正！</p><p>　　無(wú)級(jí)變速提升絞車(chē)設(shè)計(jì)</p><p>　　1 傳動(dòng)方案的擬定和選擇</p><p><b>　　1．1 擬定方案</b></p><p>　　1．1．1具體方案的擬定和比較</p>&l

23、t;p>　　隨著世界工業(yè)的迅速發(fā)展，無(wú)論是在機(jī)械生產(chǎn)方面，還是在車(chē)輛運(yùn)輸、拖動(dòng)方面，對(duì)調(diào)速方面的要求已越來(lái)越高，以前的恒速運(yùn)轉(zhuǎn)或有級(jí)調(diào)速在許多場(chǎng)合下已經(jīng)不再適應(yīng)了，因此，對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的要求也就提高到無(wú)級(jí)變速方面了，而且，對(duì)無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)的調(diào)速性能和調(diào)速穩(wěn)定性的要求也越來(lái)越高，以適應(yīng)不同要求的需要。</p><p>　　在無(wú)機(jī)變速傳動(dòng)系統(tǒng)中，就目前來(lái)講已經(jīng)是處于較成熟階段了，主要分為機(jī)械調(diào)速、電氣調(diào)速、電氣機(jī)械組

24、合調(diào)速和液壓機(jī)械組合調(diào)速，各種調(diào)速系統(tǒng)各有千秋，每種系統(tǒng)都有各自適用的場(chǎng)合。</p><p>　　以下是本次設(shè)計(jì)所列出的幾種方案：</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　Ⅰ-輸入軸；Ⅱ-調(diào)速軸；Ⅲ-輸出軸</p><p>　　b-內(nèi)齒圈；g-行星輪；a-太陽(yáng)輪</p><p

25、>　　圖1-1 變頻交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)式無(wú)級(jí)變速器</p><p>　　該方案是用2K-H行星齒輪的差動(dòng)式無(wú)級(jí)變速器，其無(wú)級(jí)變速原理圖如圖（1-1）所示，運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力由Ⅰ軸和Ⅱ軸輸入，軸Ⅰ轉(zhuǎn)速的輸入是固定不變的，即太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)速是固定不變的。其調(diào)速是通過(guò)與軸Ⅱ聯(lián)接的無(wú)級(jí)變速電動(dòng)機(jī)來(lái)調(diào)速的，該電動(dòng)機(jī)是YLJ系列三相力矩異步電動(dòng)機(jī)，其無(wú)級(jí)變速是通過(guò)用JPS交流變頻調(diào)速裝置來(lái)控制實(shí)現(xiàn)的（JPS交流變頻系統(tǒng)的輸出頻率為2

26、-50Hz），通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)輸入頻率的控制以達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)的輸出速度，因?yàn)镴PS的變頻式連續(xù)的，所以，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也就是連續(xù)了，電動(dòng)機(jī)通過(guò)與Ⅱ軸的聯(lián)接，從而來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速輪的無(wú)級(jí)變速，由于太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)速式固定不變的，而內(nèi)齒圈是和調(diào)速輪相配合的，調(diào)速輪無(wú)級(jí)變速轉(zhuǎn)化為內(nèi)齒圈b的無(wú)級(jí)變速，從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)齒圈和太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速的連續(xù)差動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)輸出軸的無(wú)級(jí)變速。</p><p>　　這種無(wú)級(jí)變速器主要有以下優(yōu)點(diǎn)：1、調(diào)速方便，其調(diào)速是通

27、過(guò)對(duì)JPS面板的按鈕來(lái)控制的，所以方便快捷；2、調(diào)速精確，JPS變頻調(diào)速裝置的頻率精度為1%；3、能根據(jù)系統(tǒng)控制量組成閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)控制；4、過(guò)載保護(hù)；5、故障自診斷顯示。</p><p>　　但是該無(wú)級(jí)變頻系統(tǒng)存在以下幾方面的缺點(diǎn)：1、體積和重量較大，該系統(tǒng)為了能達(dá)到調(diào)速穩(wěn)定，提高調(diào)速性能，而采用了兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，跟軸Ⅱ聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)是恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，跟軸Ⅰ聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)是變頻無(wú)級(jí)調(diào)速電動(dòng)機(jī)，這樣就使得系

28、統(tǒng)的體積和重量變得較大；2、價(jià)格較高，由于使用了兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，因此價(jià)格方面也就較高了。然而，隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，價(jià)格也隨之而降，所以該系統(tǒng)作為一種簡(jiǎn)單的無(wú)級(jí)調(diào)速裝置的也就具有了實(shí)用性了。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　?、?輸入軸；Ⅱ-輸出軸</p><p>　　1a、1b-主動(dòng)錐形輪；2a、2b-從動(dòng)錐形輪

29、；3-三角帶；4-螺桿；5-撥叉；6-彈簧</p><p>　　圖1-2 帶式無(wú)級(jí)變速器</p><p>　　該方案是撓性摩擦式無(wú)級(jí)變速器，又稱(chēng)為帶式無(wú)級(jí)變速器，撓性件為寬型三角帶，其變速原理如圖（1-2）所示。運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力由Ⅰ軸輸入，通過(guò)兩對(duì)能互相開(kāi)合的左、右錐形帶輪1a、1b及2a、2b和三角帶3驅(qū)動(dòng)Ⅱ軸轉(zhuǎn)動(dòng)。主動(dòng)左帶輪1a用平鍵固定在Ⅰ軸上，主動(dòng)右?guī)л?b用花鍵固定在Ⅰ軸相聯(lián)接，而且在

30、螺桿4和撥叉5的作用下可沿Ⅰ軸滑移。從動(dòng)左輪2a用花鍵固定在Ⅱ軸上，從動(dòng)右輪2b用導(dǎo)鍵與Ⅱ軸相聯(lián)接，而且在帶輪2a與2b之間裝有壓緊彈簧。當(dāng)用螺桿4和撥叉5操縱帶輪1b向帶輪1a合攏或分開(kāi)時(shí)，迫使皮帶在兩輪的錐面間向外或向里移動(dòng)。由于皮帶的長(zhǎng)度是一定的，當(dāng)皮帶在主動(dòng)、從動(dòng)輪的工作半徑，使從動(dòng)軸實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速.</p><p>　　這種無(wú)級(jí)變速器的變范圍為:</p><p>　　式中 ——

31、帶輪的最大工作半徑，==；</p><p>　　——帶輪的最小工作半徑，==。</p><p>　　這種帶式無(wú)級(jí)變速器的緩沖吸振性能較好，傳遞功率可達(dá)到7KW，變速范圍≤8；缺點(diǎn)是皮帶和帶輪的工作表面磨損較嚴(yán)重，皮帶壽命較短，特別是帶輪與軸的花鍵或?qū)фI聯(lián)接處容易生銹，甚至引起振動(dòng)或聯(lián)接失效。</p><p><b>　　方案三： </b><

32、;/p><p>　　Ⅰ-輸入軸；Ⅱ-中間軸；Ⅲ-輸出軸</p><p>　　主動(dòng)摩擦輪；2-從動(dòng)摩擦輪；3、4、5-齒輪；6-彈簧；7-擺動(dòng)支架</p><p>　　圖1-3 多盤(pán)摩擦式無(wú)級(jí)變速器（a）</p><p>　　多盤(pán)摩檫式無(wú)級(jí)變速器的變速原理如圖（1-3a）所示。運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力由Ⅰ軸輸入，經(jīng)中間軸Ⅱ從Ⅲ軸輸出。在主動(dòng)軸Ⅰ和中間軸Ⅱ上分別

33、裝有多片摩擦盤(pán)1和2，兩軸上的摩擦盤(pán)相間安裝，并用彈簧6壓緊。中間軸Ⅱ支撐在擺動(dòng)支架7上，而支架7可通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)擺動(dòng)一定角度，使中間軸上的從動(dòng)摩擦盤(pán)2靠近或遠(yuǎn)離主動(dòng)摩擦盤(pán)1，借以改變主動(dòng)摩擦盤(pán)在接觸處的摩擦半徑。由于從動(dòng)盤(pán)的摩擦半徑是不變的（見(jiàn)圖1-3b），而主動(dòng)盤(pán)的摩擦半徑在和之間變化，當(dāng)Ⅰ軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，Ⅱ軸便在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，并經(jīng)過(guò)定軸齒輪3、4、5驅(qū)動(dòng)輸出軸Ⅲ轉(zhuǎn)動(dòng)。這種無(wú)級(jí)變速器通常裝有三組從動(dòng)摩擦盤(pán)，分布在主動(dòng)摩擦盤(pán)周?chē)コ?/p>

34、，并用同一個(gè)操縱機(jī)構(gòu)操縱。 </p><p>　　這種無(wú)級(jí)變速器的變速范圍為：</p><p>　　該系統(tǒng)（多摩擦盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器）主要有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)</p><p>　　緊湊、使用方便；2、傳遞功率較大，可達(dá)100KW。該變速器的變速范圍，只作減速傳動(dòng)。</p><p>　　由于該變速器是靠盤(pán)片的磨擦來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)

35、級(jí)變速的，因此存在的缺點(diǎn)是：1、效率低；2、發(fā)熱較嚴(yán)重；3、須較常更換摩擦盤(pán)片。因此，目前多盤(pán)摩擦式無(wú)級(jí)變速器雖然還有應(yīng)用在化工及輕工機(jī)械上，但是大部分已經(jīng)被新型的高效率的變速器替換了。</p><p><b>　　方案四</b></p><p>　　Ⅰ-輸入軸；Ⅱ-調(diào)速軸；Ⅲ-輸出軸</p><p>　　b-內(nèi)齒圈；g-行星輪；a-太陽(yáng)輪&l

36、t;/p><p>　　圖1-4 液壓式無(wú)級(jí)變速器</p><p>　　該方案為液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。行星傳動(dòng)原理同方案一如圖（1-4）所示，不同之處是該方案把方案一的無(wú)級(jí)變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)去掉，換成了變量泵-定量馬達(dá)無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)。泵的輸入由齒輪副從軸Ⅱ分流出一部分功率作為液壓泵的輸入功率。在這個(gè)調(diào)速系統(tǒng)中，在將功率分為液壓和機(jī)械兩路時(shí)，液壓馬達(dá)在正向和反向的最大速度之間來(lái)會(huì)無(wú)級(jí)變速，其每一個(gè)行程可以

37、與行星齒輪機(jī)械的一種工況相配合，最后兩路匯合成若干無(wú)級(jí)段落相銜接并逐段升高的無(wú)級(jí)變化輸出速度。此外，液壓元件可顯著減小，只負(fù)擔(dān)最大功率的幾分之一，其它部分都由機(jī)械線路傳遞，相當(dāng)于無(wú)級(jí)變速功率擴(kuò)大幾倍，從而傳動(dòng)總效率顯著提高。</p><p>　　但該方案存在以下幾方面的缺點(diǎn)：1、成本較高，液壓元件（如液壓泵、液壓馬達(dá)等）的制造精度要求高，因而導(dǎo)致該系統(tǒng)成本較高；2、環(huán)境污染，因液壓系統(tǒng)的密封性問(wèn)題，總會(huì)產(chǎn)生漏油現(xiàn)

38、象。還有更換下來(lái)的液壓油，都會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染；3、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，安裝較麻煩；4、進(jìn)行維護(hù)、檢修復(fù)雜麻煩。</p><p><b>　　1.2 方案的確定</b></p><p>　　根據(jù)對(duì)各具體方案的介紹和比較可知：</p><p>　　方案一和方案四的機(jī)械部分相同，只是在調(diào)速部分不同而已，從性能、經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)、使用和維護(hù)的方便等方面優(yōu)缺點(diǎn)總體評(píng)價(jià)

39、一下。方案一具有調(diào)速范圍寬、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用和維護(hù)方便等的優(yōu)點(diǎn)；方案四具有調(diào)速范圍寬、效率高等優(yōu)點(diǎn)，但是該方案結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，維護(hù)麻煩和調(diào)速精確性不高等，所以方案一的可行性是較高的。</p><p>　　方案二和方案三結(jié)構(gòu)也差不多，方案二是帶式無(wú)級(jí)變速器，其緩沖吸振性能較好，傳遞功率可達(dá)到7KW，變速范圍≤8；缺點(diǎn)是皮帶和帶輪的工作表面磨損較嚴(yán)重，皮帶壽命較短，特別是帶輪與軸的花鍵或?qū)фI聯(lián)接處容易生銹，甚至引起振動(dòng)或聯(lián)

40、接失效。方案三是多摩擦盤(pán)式無(wú)級(jí)變速器，其結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便，而且傳遞功率較大，可達(dá)100KW，變速范圍，只作減速傳動(dòng)，缺點(diǎn)是效率低、發(fā)熱較嚴(yán)重。從兩個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)衡量一下，選擇方案二還是較可行的。</p><p>　　最后，再把兩個(gè)較可行的方案再比較一下，從中選出一個(gè)最好的方案來(lái)。比較一下方案一和方案二，總體權(quán)衡一下，再結(jié)合一下本次的課題的要求和現(xiàn)在的發(fā)展方向來(lái)看，選擇方案一是最可行的。</p>&

41、lt;p>　　所以本次設(shè)計(jì)就把方案一定為這次設(shè)計(jì)的基本設(shè)計(jì)思想，下面就是開(kāi)始該方案的設(shè)計(jì)和論證了。</p><p><b>　　2 電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　2. 1 主電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　　2．1．1 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式選擇</p><p>　　工業(yè)上一般用三相交流電源，由于本次設(shè)

42、計(jì)中使用的電動(dòng)機(jī)無(wú)特殊要求，所以選擇三相交流異步電動(dòng)機(jī)。從電動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性比較來(lái)看，選用Y系列籠型三相異步電動(dòng)機(jī)（YZ）。</p><p>　　2．1. 2選擇電動(dòng)機(jī)容量</p><p>　　工作機(jī)所需功率 P=5（KW）</p><p>　　輸出轉(zhuǎn)距 T（N.m）</p><p>　　輸出轉(zhuǎn)距 =0~100（r/min）</

43、p><p><b>　　（N.m）</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)的輸出功率 </p><p>　　2K-H行星齒輪的傳動(dòng)功率約為： </p><p>　　=0.970--0.990</p><p>　　二級(jí)減速器的傳動(dòng)效率約為：</p><p><b>　　=

44、0.9</b></p><p><b>　　所以：（KW）</b></p><p>　　再綜合一下其它一些因數(shù)的影響或損失，決定選（KW）</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　1500（r/min）</p><p><b>　　

45、型號(hào)</b></p><p>　　根據(jù)課程設(shè)計(jì)（P196表20-1）進(jìn)行選擇可得:</p><p>　　電機(jī)型號(hào)：Y132M-4</p><p><b>　　功率：7.5 KW</b></p><p>　　轉(zhuǎn)速：1440 r/min</p><p>　　額定轉(zhuǎn)距：2.2 KN.m &l

46、t;/p><p>　　同步轉(zhuǎn)速：1500 r/min</p><p>　　2. 2 無(wú)級(jí)變速電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　　2．2．1分析絞車(chē)的工作過(guò)程：</p><p>　　啟動(dòng)階段：滾筒轉(zhuǎn)速由r/min，屬增速過(guò)程。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速由高到低，屬減速過(guò)程。</p><p>　

47、　工作階段：滾筒轉(zhuǎn)速恒定為100r/min。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速也恒定，為0r/min。</p><p>　　停車(chē)階段：滾筒轉(zhuǎn)速由r/min，屬減速過(guò)程。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速由低到高，屬增速過(guò)程。</p><p>　　以上工作過(guò)程的速度變化曲線可用圖（2-1）表示：</p><p>　

48、　2．2．2 分析電動(dòng)機(jī)的具體工作情況</p><p>　　由圖（2-1）的速度變化曲線可以得出，電動(dòng)機(jī)緊在啟動(dòng)和停車(chē)階段運(yùn)轉(zhuǎn)，其在兩過(guò)程中的速度變化是一致的，但方向相反。而在主電動(dòng)機(jī)恒速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)是不工作的。</p><p>　　變速系統(tǒng)各齒輪在某一時(shí)刻的速度方向如圖（2-2）所示，根據(jù)參考文獻(xiàn)3，P17 第一節(jié)中的式（2-1）、（2-2）、（2-3）計(jì)算行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比有如下關(guān)

49、系：</p><p>　　計(jì)算行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比</p><p>　　圖2-2 輪系速度方向</p><p>　　- - - - - - - - - - - - - -（2-1）</p><p>　　再由文獻(xiàn)3，第一節(jié)的公式（2-2）可得：</p><p>　　由以上三個(gè)公式可推出：</p><p

50、>　　- - - - - - - - - - - （2-2）</p><p>　　式中：--太陽(yáng)輪a的齒數(shù)；</p><p>　　--內(nèi)齒圈b的齒數(shù)。</p><p>　　在圖（2-2）所示的電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)圖中，a-b-H-調(diào)速輪組成2K-H差動(dòng)輪系。由式（2-2）可以得出當(dāng)與反向時(shí)[如圖(2-2)所示]，下降，從而達(dá)到調(diào)速目的。</p>

51、<p>　　當(dāng)要求輸出為零，即起動(dòng)前和停車(chē)后滾筒不轉(zhuǎn)的狀態(tài)時(shí)，有：</p><p><b>　　=0</b></p><p><b>　　由式（2-2）得：</b></p><p>　　- - - - - - - - - -- （2-3）</p><p>　　=-360(r/min)<

52、;/p><p>　　式中負(fù)號(hào)表示與速度方向相反。</p><p>　　的工況速度變化范圍為0-360 r/min，變化時(shí)序圖見(jiàn)圖（2-3），假設(shè)圖（2-3）中輪3余內(nèi)齒圈b的傳動(dòng)比為，則可的馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速范圍為：</p><p><b>　?。?-360）</b></p><p>　　其中為的值在后面計(jì)算時(shí)確定。</p&

53、gt;<p>　　2．2．3 電動(dòng)機(jī)容量的計(jì)算</p><p>　　設(shè)絞車(chē)在工作時(shí)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)提升速度為，在過(guò)渡階段需要調(diào)速至最小速度為。主電動(dòng)機(jī)到滾筒的總傳動(dòng)比為，二級(jí)減速器的傳動(dòng)比為，對(duì)于周轉(zhuǎn)輪系可列一下傳動(dòng)比公式：</p><p>　　或 - - - - - （2-4）</p><p>　　在轉(zhuǎn)化輪系中，齒輪a的功率，為輪a受到的轉(zhuǎn)矩，齒輪b

54、的功率，為輪b受到的轉(zhuǎn)矩，行星架H功率為零，若不計(jì)摩擦，且構(gòu)件的勻速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，有，從而有：</p><p>　　- - - - - - - - - - - - - - (2-5)</p><p>　　因電機(jī)的功率，將式（2-4）、（2-5）代入此式，得：</p><p>　　- - - - - - - - - - - （2-6）</p><p>

55、;　　當(dāng)輸出軸的轉(zhuǎn)速為零時(shí)，即=0時(shí)，電動(dòng)機(jī)需要的功率最大，這時(shí)式（2-6）轉(zhuǎn)化為：</p><p><b>　　=5kw</b></p><p>　　2．2．4 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型的選擇</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的無(wú)級(jí)變速部分是由兩部分組成：一、瑞安電氣控制設(shè)備廠生產(chǎn)的JPS交流調(diào)速裝置；二、三相異步電動(dòng)機(jī)。</p><p&g

56、t;　　由于JPS交流調(diào)速裝置對(duì)電動(dòng)機(jī)無(wú)特殊要求（JPS交流調(diào)速裝置主要用于工頻電壓為380V、功率2.2KW至75KW的三相異步電動(dòng)機(jī)），但是由圖（2-1）可知電動(dòng)機(jī)需要有一段時(shí)間工作在靜止?fàn)顟B(tài)，因此選擇YLJ交流力矩電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　根據(jù)容量和類(lèi)型確定電動(dòng)機(jī)為：型號(hào)：YLJ132-16/6</p><p>　　堵轉(zhuǎn)力矩：16(N.m)</p><p>

57、;<b>　　極數(shù):6</b></p><p>　　堵轉(zhuǎn)時(shí)間:30(min)</p><p><b>　　最大電流:6(A)</b></p><p>　　3 交流變頻調(diào)速系統(tǒng)</p><p>　　3.1 調(diào)速系統(tǒng)介紹</p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)是在19世

58、紀(jì)中期先后誕生的。交流電動(dòng)機(jī)比起直流電動(dòng)機(jī)來(lái)，省去了換向器，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、結(jié)實(shí)、緊湊，維修工作量小，運(yùn)行效率高，轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，可以做到高電壓、大容量、高速化。以往由于缺少響應(yīng)的控制手段，控制調(diào)速比較困難。但隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，新的控制系統(tǒng)不斷推出，從而使交流調(diào)速得到迅速發(fā)展。</p><p>　　在交流異步電動(dòng)機(jī)中，從定子傳入轉(zhuǎn)子的電磁功率可以分為兩部分：一部分是拖動(dòng)負(fù)載的有效功率；另一部分是轉(zhuǎn)差功率

59、，與轉(zhuǎn)差率s成正比，它的去向是調(diào)速系統(tǒng)效率高低的標(biāo)志。就轉(zhuǎn)差功率的去向而言，異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)可以分成三大類(lèi)。</p><p><b>　　轉(zhuǎn)差功率消耗型</b></p><p>　　這種調(diào)速系統(tǒng)全部轉(zhuǎn)差功率都被消耗掉，用增加轉(zhuǎn)差功率的消耗來(lái)?yè)Q取轉(zhuǎn)速的降低，因而效率也隨之降低。降低電壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器及繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速這三種方法都屬于這一類(lèi)。<

60、;/p><p>　　2．轉(zhuǎn)差功率回饋型調(diào)速系統(tǒng)</p><p>　　這種調(diào)速系統(tǒng)的大部分轉(zhuǎn)差功率通過(guò)交流裝置回饋給電網(wǎng)或者加以利用，轉(zhuǎn)速越低回饋的功率越多，但是，增設(shè)的裝置也要多消耗一部分功率。繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串級(jí)調(diào)速即屬于這一類(lèi)。</p><p>　　3．轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)</p><p>　　這種調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)差功率仍舊消耗在轉(zhuǎn)子里

61、，但無(wú)論轉(zhuǎn)速高低，轉(zhuǎn)差功率基本不變。如變極對(duì)數(shù)調(diào)速、變頻調(diào)速兩種調(diào)速方法即屬于這一類(lèi)。</p><p>　　3.2 不同交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p><b>　　1.調(diào)壓調(diào)速</b></p><p>　　當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)定子與轉(zhuǎn)子回路的參數(shù)為恒定時(shí)，在一定的轉(zhuǎn)差率下，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與加在其定子繞組上電壓U的平方成正比，因此，改變電動(dòng)

62、機(jī)的定子繞組就可以改變其機(jī)械特性的函數(shù)關(guān)系，從而改變電動(dòng)機(jī)在一定輸出轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速。圖（3-1）表示異步電動(dòng)機(jī)在調(diào)速調(diào)壓時(shí)的機(jī)械特性。</p><p>　　2．電磁轉(zhuǎn)差離合調(diào)速系統(tǒng)</p><p>　　電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)，是由鼠籠異步電動(dòng)機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器以及控制裝置組合成。鼠籠電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)以恒速帶動(dòng)電磁離合器的</p><p>　　電樞轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)對(duì)電磁力合器

63、勵(lì)磁電流的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)其刺激的調(diào)速調(diào)節(jié)。</p><p>　　在不加反饋控制時(shí)調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性就是電磁轉(zhuǎn)差離合器的機(jī)械特性。</p><p>　　由于電磁轉(zhuǎn)差離合器的工作原理與異步電動(dòng)機(jī)相似。而改變電磁轉(zhuǎn)差離合</p><p>　　器的勵(lì)磁電流相當(dāng)于異步電動(dòng)機(jī)在改變定子供電電壓時(shí)的工作，所以它們兩者的調(diào)速特性也相似，電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性如圖3-2所示。

64、 </p><p>　　3．繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串級(jí)調(diào)速 </p><p>　　對(duì)于交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)可以在通過(guò)在轉(zhuǎn)子回路串電阻來(lái)進(jìn)行調(diào)</p><p>　　3-3 轉(zhuǎn)子串Rf調(diào)速系統(tǒng)（a>調(diào)速原理

65、圖 b>機(jī)械特性）</p><p>　　速，它的原理圖和機(jī)械特性如圖（3-3）所示，由圖[3-3（b）]可見(jiàn)，假定不變，當(dāng)動(dòng)作在自然特性上時(shí)，則有轉(zhuǎn)速；當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻增大為，則轉(zhuǎn)速降到，依此類(lèi)推。由圖（3-3）可見(jiàn)，這種調(diào)速方法比較簡(jiǎn)單、方便，但存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：

66、 </p><p>　　調(diào)速是有機(jī)地，不平滑.</p><p>　　串入較大的電阻后，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性很軟，低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)負(fù)載稍有變化，轉(zhuǎn)速波動(dòng)較大。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)，效率甚低，電能損耗很大。</p><p><b&

67、gt;　　4． 變極對(duì)數(shù)調(diào)速</b></p><p>　　交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的一般表達(dá)式為：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　式中：——極對(duì)數(shù)；</b></p><p><b>　　——頻率；</b></p>&

68、lt;p><b>　　——轉(zhuǎn)差率。</b></p><p>　　由式（3-1）可見(jiàn)若改變交流電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)，即可改變交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，這種控制方式比較簡(jiǎn)單，只要求電動(dòng)機(jī)定有多個(gè)抽頭，然后通過(guò)觸點(diǎn)的通斷來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)。采用這種控制方式，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是有級(jí)的，不是連續(xù)的，一般只有三擋，最多也就只有五擋。圖（3-4）是變極對(duì)數(shù)調(diào)速的機(jī)械特性。</p><p>&

69、lt;b>　　5．變頻調(diào)速</b></p><p>　　變頻調(diào)速是最有發(fā)展前途的一種交流調(diào)速方式。變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)是變頻器。目前常用的變頻器有交-直-交變頻器、交-交變頻器以及PWM型變頻器。其中脈寬調(diào)制（PWM）型、多重化電流型及交-交變頻器與上升的趨勢(shì)。變頻器所用的電力半導(dǎo)體器件正向著模塊化、快速化、光控化、高耐壓大電流化自關(guān)斷化和高可靠性化方向發(fā)展；變頻調(diào)速正向著高性能、高精度、大容

70、量、微型化、數(shù)字化和理想化的方向發(fā)展。</p><p>　　目前，交流調(diào)速控制技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，新的控制方式不斷問(wèn)世。以下是近來(lái)交流調(diào)速控制技術(shù)發(fā)展的幾個(gè)方面：1、相位控制；2、VVVF控制；3、轉(zhuǎn)差頻率控制；4、脈寬調(diào)制（PWM）控制；5、矢量變換控制；6、磁場(chǎng)控制；7、微計(jì)算機(jī)控制等等。</p><p>　　3．3 變頻控制方式的選擇</p><p>　　比

71、較以上幾種變頻控制方式，以性?xún)r(jià)比高、使用方便的控制方式作為本次設(shè)計(jì)的方案。所以，本次設(shè)計(jì)采用的控制方式是脈寬調(diào)制（PWM）控制中的正弦脈沖寬度調(diào)劑(SPWM)方式。</p><p><b>　　3．4 確定變頻器</b></p><p>　　根據(jù)變頻控制方式是正弦脈寬調(diào)制（SPWM）控制，查閱相關(guān)資料（ 王忠茂編的《常用調(diào)速設(shè)備技術(shù)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社），變頻調(diào)速的

72、變頻器有很多種類(lèi)，如PI89系列、JPS系列、JBT系列、TP系列等等，S確定JPS變頻器，以下是本次設(shè)計(jì)中無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的功能、原理、技術(shù)參數(shù)及性能、使用和維護(hù)要求以及一些相關(guān)的注意事項(xiàng)。</p><p>　　3．5 JPS變頻器的功能、原理、技術(shù)參數(shù)等</p><p><b>　　3.5.1概述</b></p><p>　　JPS交流變頻調(diào)速

73、裝置采用正玄脈沖寬度調(diào)劑（SPWN）方式，有大功率晶體管（JPS）組成電壓型逆變器，具有調(diào)速范圍寬、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、保護(hù)功能完善、能夠自診斷故障、安裝和使用方便、體積小、重量輕等特點(diǎn)。</p><p>　　JPS在額定頻率以下輸出特性為恒轉(zhuǎn)矩特性，在額定頻率以上輸出特性為恒功率特性。</p><p>　　JPS 交流變頻調(diào)速裝置主要用于工頻電壓380V、功率2.2~75KW的三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)

74、調(diào)速拖動(dòng)，并能根據(jù)系統(tǒng)的控制（如風(fēng)量、流量、溫度等）組成閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制或計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)控制。</p><p>　　下面簡(jiǎn)述其工作原理：</p><p>　　1) 電路：如圖（3-5）所示，50/60HZ、380V三相交流電源經(jīng)R、S、T三端輸入 ，由整流器整流成直流電源，經(jīng)電容器濾波后給逆變器供電，在</p><p>　　圖3-5 JPS變頻器調(diào)速裝置主電路圖&

75、lt;/p><p>　　控制回路下把直流電變換成三相可變電壓、可變頻率的交流電，由U、V、W三端輸出供給電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　2)控制電路：控制電路的結(jié)構(gòu)有兩部分組成，一部分是產(chǎn)生PWN脈沖的專(zhuān)用IC機(jī)器外圍電路；另一部分為系統(tǒng)的故障診斷及保護(hù)電路，如圖(3-6)所示。</p><p>　　3)基級(jí)驅(qū)動(dòng)電路（見(jiàn)圖3）</p><p>&l

76、t;b>　　3.5.2型號(hào)意義</b></p><p><b>　　圖3-8型號(hào)意義 </b></p><p>　　3.5.3 技術(shù)參數(shù)及性能</p><p>　　經(jīng)計(jì)算得本次設(shè)計(jì)所需的JPS的型號(hào)為：JPS—8。下面使該型號(hào)的技術(shù)參數(shù)及性能：</p><p>　　表3-1 本次設(shè)計(jì)使用的JPS變頻調(diào)

77、速裝置技術(shù)參數(shù)及性能：</p><p>　　3.5.4 外形及安裝尺寸</p><p>　　JPS-6型外形和安裝尺寸（見(jiàn)圖3-9表3-2）</p><p>　　表3-2 JPS變頻器調(diào)速裝置技術(shù)參數(shù)圖</p><p>　　3.5.5 使用維護(hù)注意事項(xiàng)</p><p>　　裝之宜安裝在清潔、干燥、通風(fēng)良好、避免日光直射

78、、無(wú)高溫和高濕、無(wú)灰塵及腐蝕性可燃性氣體的場(chǎng)合。</p><p>　　因變頻器本身在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定熱量，所以安裝時(shí)周?chē)粲幸欢臻g，以利散熱（四周均應(yīng)留200mm以上）。</p><p>　　環(huán)境溫度不得高于40℃，環(huán)境溫度過(guò)高，將影響變頻器的壽命，環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)為離機(jī)體50mm處</p><p>　　應(yīng)安裝在無(wú)強(qiáng)烈振動(dòng)的場(chǎng)所。</p><p

79、>　　應(yīng)安裝在距離大功率電磁設(shè)備稍遠(yuǎn)的地方。</p><p>　　變頻器按高度方向豎立，無(wú)外罩的安裝而靠墻（或?qū)Ｓ弥Ъ埽?，面板朝操作者，文字方向豎立，用螺釘固緊，使用帶有內(nèi)附操作面板的變頻器要安裝在便于操作的地方。</p><p>　　配線時(shí)使用的電線，電器規(guī)格見(jiàn)表3-3</p><p><b>　　表3-3</b></p>

80、<p>　　注：1.絕對(duì)禁止將工頻電源接到輸出端子上。</p><p>　　2.接地端必須用4以上的電線接地。</p><p>　　4 行星齒輪的計(jì)算</p><p>　　4.1 行星齒輪基本參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　4.1.1 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配</p><p><b>　　計(jì)算總

81、傳動(dòng)比</b></p><p><b>　　=14.4</b></p><p><b>　　2．分配各級(jí)傳動(dòng)比</b></p><p><b>　　1〉確定 </b></p><p>　　2K-H行星齒輪機(jī)構(gòu)如圖所示：</p><p>　　允

82、許值為2.8-13，</p><p><b>　　推薦值是：3-9。</b></p><p>　　效率≈0.97-0.99</p><p>　　根據(jù)推薦值，再結(jié)合經(jīng)驗(yàn)得： </p><p><b>　　取傳動(dòng)比=5</b></p><p>　　圖(3-11)2K

83、-H行星齒輪機(jī)構(gòu)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的機(jī)械傳動(dòng)部分是由差動(dòng)式行星齒輪變速器和二級(jí)減速器組成，圖3-1是本次設(shè)計(jì)的傳動(dòng)路線方框圖，如下：</p><p>　　圖3-12 傳動(dòng)路線圖</p><p>　　由于總傳動(dòng)比=14.4，一級(jí)傳動(dòng)比、=5，所以二級(jí)傳動(dòng)比為：</p><p><b>　　=2.88</b>&

84、lt;/p><p>　　所以各級(jí)傳動(dòng)比為：一級(jí)傳動(dòng)比=5；二級(jí)傳動(dòng)比=2.88</p><p>　　4.1.2 行星齒輪傳動(dòng)的配比計(jì)算</p><p><b>　　傳動(dòng)比條件</b></p><p>　　如圖(4-14)所示2K-H行星（型）傳動(dòng)，中心輪a輸入時(shí),給定傳動(dòng)比為 </p><p>　　

85、根據(jù)式（2-3）有：</p><p><b>　　即：</b></p><p>　　圖(3-14)2K-H行星齒輪機(jī)構(gòu)</p><p><b>　　2.同軸條件：</b></p><p>　　對(duì)于行星齒輪傳動(dòng)，由于兩中心輪軸線與主軸重合，為保證行星輪g同時(shí)與兩中心輪a、b實(shí)現(xiàn)正確嚙合，對(duì)于圓柱齒輪行

86、星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，要求外嚙合副的中心距與嚙合副得相等，即</p><p><b>　　3.變位的選擇</b></p><p>　　在標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)中，外嚙合齒輪副的接觸強(qiáng)度遠(yuǎn)低于內(nèi)嚙合齒輪副的接觸強(qiáng)度，而采用角度變位傳動(dòng)可適當(dāng)調(diào)整內(nèi)、外嚙合的接觸強(qiáng)度。為此，外嚙合齒輪副通常采用大的嚙合角的正傳動(dòng)，；內(nèi)嚙合齒輪副一般采用小嚙合角的正傳動(dòng)或負(fù)傳動(dòng)，。這時(shí)，整個(gè)行星傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度也可提

87、高30%。因此，本次設(shè)計(jì)采用角度變位齒輪的行星傳動(dòng)。</p><p>　　4.變位后的同軸條件</p><p><b>　　5.裝配條件</b></p><p>　　在多行星輪的結(jié)構(gòu)時(shí)，為保證個(gè)行星輪均勻分布在中心輪的周?chē)?，而且能?zhǔn)確的裝入兩個(gè)中心輪的齒間實(shí)現(xiàn)正確嚙合。必須確定各行星輪與中心輪之間的裝配條件，為此以下是具有三個(gè)行星輪的裝配過(guò)程，

88、本課題中行星輪的數(shù)目=3，相鄰兩行星輪的中心對(duì)中心輪所夾的中心角為=1200。設(shè)想先將中心輪b的位置固定，并在圖5-1所示A-A線位置上裝上第一個(gè)行星輪，當(dāng)行星輪的齒數(shù)為偶數(shù)時(shí)，若兩個(gè)中心輪a、b的輪齒齒軸同時(shí)位于A-A線上，第一個(gè)行星輪可正確的裝入嚙合位置，然后把行星架H由位置Ⅰ轉(zhuǎn)到Ⅱ,其轉(zhuǎn)角為：</p><p><b>　　===120</b></p><p>　

89、　這時(shí)中心輪a轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的角度，如果齒輪a的某一輪齒齒軸正好找到A-A線上，仍與固定的中心輪b的輪齒相對(duì)應(yīng)，則第二個(gè)行星輪A-A線上同樣能正確的裝入嚙合位置，為此必須等于中心輪a轉(zhuǎn)過(guò)整數(shù)倍齒距所對(duì)應(yīng)的中心角。設(shè)中心輪a轉(zhuǎn)過(guò)的整齒數(shù)應(yīng)有：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中：為太陽(yáng)輪a轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒（齒距）所對(duì)的中心角。</p>&

90、lt;p>　　4.1.3 輪齒數(shù)的選擇</p><p>　　行星輪的設(shè)計(jì)除了滿(mǎn)足上述四個(gè)條件，還須滿(mǎn)足其它一些附加條件。比如，高速重載的行星傳動(dòng)，應(yīng)有良好的工作平穩(wěn)性，為此，行星輪和內(nèi)齒圈各嚙合副的齒數(shù)最好沒(méi)有公因數(shù)。當(dāng)用插齒刀或剃齒刀加工太陽(yáng)輪時(shí)，太陽(yáng)輪的齒數(shù)和插齒刀或剃齒刀齒數(shù)不應(yīng)該成倍數(shù)。</p><p>　　此外齒數(shù)大于100的質(zhì)數(shù)齒輪（如101、103、107 ……），因加

91、工時(shí)切齒機(jī)床調(diào)整較困難，應(yīng)盡量少用。</p><p>　　因此，在選擇齒數(shù)應(yīng)綜合考慮個(gè)因素的相互影響。齒數(shù)的選擇一般有以下幾種方法：</p><p>　　1）比例法； 2）查線圖法； 3）查表法。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)用的是角度變位行星齒輪傳動(dòng)，因此采用的是查表法，表中的是考慮了強(qiáng)度、嚙合性能等條件的角度變位行星齒輪的齒數(shù)選擇和組合，適用于重載和外形尺

92、寸受到限制的傳動(dòng)裝置。表中的所列的齒數(shù)均滿(mǎn)足同軸、裝配和鄰接條件，且按Δ==-2，-1，0，1，2進(jìn)行配齒的。</p><p>　　傳動(dòng)中a-g嚙合副的齒數(shù)是符合接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度以及膠合強(qiáng)度條件確定的，而對(duì)于b輪（內(nèi)齒圈）主要是改善它的耐磨性。</p><p>　　根據(jù)計(jì)算所得的數(shù)據(jù)，用查表法查得：=15 =22 =60</p><p>　　4

93、.2 行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　基本行星齒輪傳動(dòng)的計(jì)算包括配齒計(jì)算、變位計(jì)算、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算等。若負(fù)載變化較大或載荷不穩(wěn)定，則還要進(jìn)行短期峰值的靜強(qiáng)度核算。具體的計(jì)算項(xiàng)目視情況而定。下面是本次設(shè)計(jì)中行星齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算（表4-1）。</p><p>　　原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求：</p><p>　　輸出軸（滾筒）功率：5KW

94、；</p><p>　　滾筒轉(zhuǎn)速：0-100r/min；</p><p><b>　　要求無(wú)極變速</b></p><p>　　工作情況：二班制，載荷有輕微沖擊；</p><p><b>　　使用年限：8年。</b></p><p><b>　　表4-1</b

95、></p><p>　　4.3 選擇材料、齒輪、傳動(dòng)比</p><p>　　4.4 無(wú)級(jí)變速電動(dòng)機(jī)輸入齒輪傳動(dòng)計(jì)算</p><p>　　如圖(4-15)，設(shè)計(jì)齒輪1和齒圈b的外齒，由于內(nèi)齒圈作為一個(gè)輸入自由度，故將其設(shè)計(jì)為組合式，即由齒輪圈和支撐架構(gòu)成，支撐架和齒圈的聯(lián)接用螺釘聯(lián)接固定，所以在設(shè)計(jì)齒圈b的外齒時(shí)，將齒圈雙邊徑向距離設(shè)為120/2=60mm，即取

96、齒圈外齒齒數(shù)為88，同時(shí)，考慮到加工制造方便，將齒輪模數(shù)取為m=4，而輪1與齒圈b的傳動(dòng)比為=4，所以輪1的齒數(shù)為22，</p><p>　　以下就是齒輪1和齒圈b的外嚙合齒的設(shè)計(jì)和計(jì)算。</p><p>　　表4-2：齒輪1和齒圈b外嚙合齒的設(shè)計(jì)和計(jì)算</p><p>　　5 傳動(dòng)系統(tǒng)的其他設(shè)計(jì)</p><p><b>　　5.1

97、均載機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于內(nèi)齒圈、行星輪和中心輪的制造、裝配存在誤差等一系列問(wèn)題，使得行星齒輪機(jī)構(gòu)輸入的力矩不可能均勻的的分配到各行星輪上，因此就造成了行星輪之間的載荷不均勻和載荷沿齒寬分布不均勻，為了解決該問(wèn)題，在設(shè)計(jì)行星齒輪機(jī)構(gòu)時(shí)，必須合理的選擇均在機(jī)構(gòu)（使得行星齒連載荷分配均勻的機(jī)構(gòu)叫均在機(jī)構(gòu)或均在裝置）。在行星齒輪中為了保證行星齒輪間載荷分配均勻，一般采用齒輪聯(lián)軸器和聯(lián)軸器

98、連接套作為均載機(jī)構(gòu)。但這兩種機(jī)構(gòu)都較復(fù)雜，因此為了簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)所采用如圖（4-1）所示的均載機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)是將連軸器和軸作為一個(gè)整體，變成齒輪軸。這樣就使得制造和安裝方便多了，而且機(jī)構(gòu)的尺寸也就減小了。</p><p>　　圖5-1 均載機(jī)構(gòu)</p><p>　　5.2 行星架的設(shè)計(jì)</p><p>　　1、行星架是行星齒輪的主要構(gòu)件之一。一般有如下幾種機(jī)構(gòu)：

99、</p><p>　　構(gòu)式行星架。這種行星架剛度大、變形小，適用于中、重型減速器。其缺點(diǎn)是：加工切削量過(guò)大、金屬耗材多。</p><p>　　2、焊接結(jié)構(gòu)式行星架。這種型行星架加工切削量小，特別適用于大型減速器和單件生產(chǎn)的減速器。</p><p>　　3、側(cè)板可拆式行星架。這種型架制造簡(jiǎn)單，裝配容易，特別是對(duì)于中心輪直徑較大時(shí)，使用該機(jī)構(gòu)能減小機(jī)構(gòu)尺寸。</p

100、><p>　　4、單側(cè)板懸臂心軸式行星架。這種行星架的剛性比以上3種都要小，因此只能用于小功率減速器。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)是2K-H型減速器，由于中心輪較大，因此就采用側(cè)板可拆式行星架，以減小減速其的機(jī)構(gòu)尺寸。</p><p>　　5.3 箱體的基本參數(shù)</p><p>　　箱體在整個(gè)系統(tǒng)中起著支承軸系、保證傳動(dòng)件和軸系正常運(yùn)行的

101、作用。下面是本次設(shè)計(jì)中箱體的部分基本參數(shù)：</p><p>　　5.4 變速軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　對(duì)于變速軸按扭矩強(qiáng)度條件計(jì)算：參考文獻(xiàn)6，P169、式（9-1）、（9-2）。</p><p>　　軸受扭矩的強(qiáng)度條件為：</p><p><b>　　≤（Mpa）</b></p><p>　

102、　或 - - - - - - - - - - -（5-1）</p><p>　　式中：、—軸的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力、材料的許用扭矩應(yīng)力；</p><p>　　T ------------軸傳遞的扭矩；</p><p>　　----------軸的抗扭截面系數(shù)，對(duì)于實(shí)心軸=0.2；</p><p>　　d ------------軸的截面直徑；&l

103、t;/p><p>　　Pn -----------軸的傳遞功率、轉(zhuǎn)速。</p><p>　　由于整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)輸入軸徑最小，故由此進(jìn)行校核設(shè)計(jì)：</p><p>　　P=7.5(KW) n=1440(r/min)</p><p>　　值查文獻(xiàn)6，P170表9-2得：=35(Mpa)</p><p>　　代入

104、式4-1得：=19.23(mm)</p><p>　　從上式得出的結(jié)果可知，設(shè)計(jì)的軸徑均大于該值，所以在強(qiáng)度等方面均滿(mǎn)足要求。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)近四個(gè)月的艱苦的奮斗，雖然經(jīng)歷了種種困難，但在我的指導(dǎo)老師的幫助、指導(dǎo)下，終于完成了。本次設(shè)計(jì)的題目是無(wú)級(jí)變速提升絞車(chē)，主要是進(jìn)行絞車(chē)傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)，

105、這次設(shè)計(jì)所采用的是行星齒輪差動(dòng)輪系和無(wú)級(jí)調(diào)速力矩電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)絞車(chē)的無(wú)級(jí)變速部分，即采用電氣和機(jī)械組合，集結(jié)了機(jī)電兩大方面的優(yōu)點(diǎn)于一身，使得該系統(tǒng)的總體性能得到很大的提高，從而使得該系統(tǒng)的適用范圍更廣，因此該產(chǎn)品有著更廣闊的市場(chǎng)前景。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1. 機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)（上、下分冊(cè)）江耕華、胡來(lái)瑢、陳啟松等編 煤炭

106、工業(yè)出版社 1992 </p><p>　　2. 機(jī)械設(shè)計(jì) 濮良貴 紀(jì)名剛等編著 高等教育出版社 2005</p><p>　　3. 行星齒輪傳動(dòng)與設(shè)計(jì)及計(jì)算 胡來(lái)瑢主編 何金國(guó)、林經(jīng)德副主編 煤炭工業(yè)出版社 1996</p><p>　　4．車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)分析 劉修驥 編著 </p><p>　　國(guó)防工業(yè)出版社 1998&

107、lt;/p><p>　　5．機(jī)械原理 孫恒等編著 </p><p>　　高等教育出版社 2006</p><p>　　6. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) 王昆等主編 高等教育出版社，2004</p><p>　　7. 常用調(diào)速設(shè)備技術(shù)手冊(cè) 王忠茂 編著 </p><p>　　機(jī)械工業(yè)出版社 1994&l

108、t;/p><p>　　最新實(shí)用交流調(diào)速系統(tǒng) 吳順安 等編著 </p><p>　　機(jī)械工業(yè)出版社 1998</p><p>　　9．互換型與技術(shù)測(cè)量 廖念釗 古瑩 莫雨松 李碩根 楊興駿 編 中國(guó)計(jì)量出版社 1998</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>

109、　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)到目前總算告一段落了。在本次設(shè)計(jì)從方案選擇、確定,到課題的設(shè)計(jì)分析和計(jì)算以及論文撰寫(xiě)都是在我的指導(dǎo)老師朱保利老師的悉心指導(dǎo)下才得以順利完成的。幾個(gè)月來(lái),朱老師的耐心講解,認(rèn)真查看設(shè)計(jì)圖紙。他那嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度、富有遠(yuǎn)見(jiàn)的見(jiàn)解和寶貴的經(jīng)驗(yàn)都值得我學(xué)習(xí)，對(duì)我產(chǎn)生了很大影響,并激勵(lì)將我在以后的學(xué)習(xí)和工作中不怕困難，銳意進(jìn)取。值此成文之際，特此向我的指導(dǎo)老師表示深深的敬意和衷心的感謝！ </p