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畢業(yè)設計（論文）開題報告 題目 無級調(diào)速提升絞車設計 專 業(yè) 名 稱 機械設計制造及其自動化 班 級 學 號 0 8 8 1 0 5 4 0 5 學 生 姓 名 程 曉 軍 指 導 教 師 朱 保 利 填表日期：2 0 1 2 年 2 月 21 日 無級調(diào)速提升絞車設計 一． 選題的依據(jù)及課題的意義 隨著工業(yè)生產(chǎn)的高速發(fā)展，許多生產(chǎn)場合的設備都要求處于變工況運行，還有為了適應某些專業(yè)機械的最佳工作狀態(tài)，現(xiàn)代技術(shù)要求動力機與工作機之間在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速。目前，無級調(diào)速裝置廣泛采用各種型式的屋級變速器和液力變矩器，而動力擠壓用采用非調(diào)速的。利用無級調(diào)速裝置組成各種高性能的自動控制系統(tǒng)。目前，還有兩大發(fā)展趨勢：一是交流電動機無級調(diào)速；二是液壓無級調(diào)速。這幾種無級調(diào)速裝置都各有優(yōu)缺點以及適應不同的場合， 在眾多的無級變速裝置中，大部分還是組合式的，即機械電氣、機械電氣液壓等的組合。其中，機械部分的傳動很大一部分是用行星齒輪傳動來完成的，因為行星輪傳動是一種新型、高效的傳動型式，具有體積小、重量輕、傳動的范圍大、承載能力高、壽命長、適用面廣等特點，可滿足多種不同工作條件的需要，且隨著現(xiàn)代生產(chǎn)和科學技術(shù)的發(fā)展，行星齒輪傳動的設計水平和制造技術(shù)日趨成熟，這使其更具生命力。 現(xiàn)在，各種類型的行星輪傳動裝置在國防、冶金、礦山、工程、起重運輸、化工、輕工、儀表等工業(yè)部門得到日益廣泛的應用。 二． 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢 由于行星齒輪的優(yōu)點十分突出，使用場合廣，無論是在國防，還是在工業(yè)生產(chǎn)等方面都占很重要的位子，所以在近幾十年來，我國在行星齒輪傳動的設計水平和制造技術(shù)與發(fā)到國家的差距正在縮小，不僅在理論研究和設計能力有所增長，而且制造技術(shù)和測試手段也逐步提高特別是在計算機技術(shù)高度發(fā)展的今天，以計算機為工具、數(shù)學規(guī)劃論為方法發(fā)展起來的優(yōu)化設計方法，使行星齒輪的設計與計算獲得迅速發(fā)展，特別是隨著當今制造技術(shù)的高度發(fā)展，各種高精密、高效的行星齒輪機構(gòu)也就隨之問世了。目前世界各國對行星齒輪傳動的研究都非常重視，特別是發(fā)達國家，在這方面一直處于領先地位。 三． 研究內(nèi)容及實驗方案 本次設計主要是進行方案選擇和對研究方案中行星齒輪傳動部分及無級變速的機械部分的設計和計算。因此本次課題設計的重點，主要是進行行星齒輪類型選擇、運動和動力的計算及主要零件的設計計算。 以下是本次設計所列出的幾種方案： 方案一： 該方案是用2K-H行星齒輪的差動式無級變速器，，運動和動力由Ⅰ軸和Ⅱ軸輸入，軸Ⅰ轉(zhuǎn)速的輸入是固定不變的，即太陽輪的轉(zhuǎn)速是固定不變的。 方案二： 該方案是撓性摩擦式無級變速器，又稱為帶式無級變速器，撓性件為寬型三角帶。 方案三： 這種無級變速器通常裝有三組從動摩擦盤，分布在主動摩擦盤周圍互成，并用同一個操縱機構(gòu)操縱。 方案四： 該方案為液壓機械傳動系統(tǒng)。行星傳動原理同方案一如圖（1-4）所示，不同之處是該方案把方案一的無級變頻調(diào)速電動機去掉，換成了變量泵-定量馬達無級調(diào)速系統(tǒng)。 根據(jù)對各具體方案的介紹和比較可知： 方案一和方案四的機械部分相同，只是在調(diào)速部分不同而已，從性能、經(jīng)濟、結(jié)構(gòu)、使用和維護的方便等方面優(yōu)缺點總體評價一下。方案一具有調(diào)速范圍寬、結(jié)構(gòu)簡單、使用和維護方便等的優(yōu)點；方案四具有調(diào)速范圍寬、效率高等優(yōu)點，但是該方案結(jié)構(gòu)較復雜，維護麻煩和調(diào)速精確性不高等，所以方案一的可行性是較高的。 方案二和方案三結(jié)構(gòu)也差不多，方案二是帶式無級變速器，其緩沖吸振性能較好，傳遞功率可達到7KW，變速范圍≤8；缺點是皮帶和帶輪的工作表面磨損較嚴重，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，甚至引起振動或聯(lián)接失效。方案三是多摩擦盤式無級變速器，其結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便，而且傳遞功率較大，可達100KW，變速范圍，只作減速傳動，缺點是效率低、發(fā)熱較嚴重。從兩個方案的優(yōu)缺點衡量一下，選擇方案二還是較可行的。 最后，再把兩個較可行的方案再比較一下，從中選出一個最好的方案來。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)展方向來看，選擇方案一是最可行的。 四． 目標、主要特色及工作進度 目標及主要特色： 隨著世界工業(yè)的迅速發(fā)展，無論是在機械生產(chǎn)方面，還是在車輛運輸、拖動方面，對調(diào)速方面的要求已越來越高，以前的恒速運轉(zhuǎn)或有級調(diào)速在許多場合下已經(jīng)不再適應了，因此，對調(diào)速系統(tǒng)的要求也就提高到無級變速方面了，而且，對無級變速系統(tǒng)的調(diào)速性能和調(diào)速穩(wěn)定性的要求也越來越高，以適應不同要求的需要。 本次設計的課題是無級變速提升絞車的設計，考慮到工作環(huán)境、工作要求、經(jīng)濟等因素，決定采用機械和電氣混合來完成無級調(diào)速。機械調(diào)速部分是采用行星齒輪變速器，因為行星齒輪傳動是一種行型、高效的傳動型式，它具有體積小、重量輕、傳動比范圍大、承載能力高、壽命長、適用面廣等優(yōu)點，可滿足不同的工作條件，特別是隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)和科學技術(shù)的發(fā)展，各種類型的行星齒輪傳動裝置在國防、冶金、礦山、煤炭、工程、起重運輸、化工、輕工、儀表等工業(yè)部門得到日益廣泛的應用。因此，各種高效的小型行星傳動機構(gòu)懲出不窮。本次采用的是差動式NEW型行星齒輪。該輪系具有傳動效率高、結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、維修方便等。差動調(diào)速是采用無級變速電動機。因為交流電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、維護方便等優(yōu)點。且目前其調(diào)速裝置已處于成熟階段，以顯示出極強的生命力，所以其應用范圍愈來愈廣，而且其性價比小。本課題采用了電氣和機械組合成無級調(diào)速系統(tǒng)，因此其結(jié)合了兩方面的優(yōu)點，使得該裝置無論在性能，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。 工作進度： 1. 收集資料、開題報告 2周 2. 無級調(diào)速原理方案設計 3周 3. 傳動系統(tǒng)的運動和動力計算 6周 4. 裝配圖及零部件圖設計 3周 5. 外文翻譯 1周 6. 畢業(yè)設計論文 2周 五． 參考文獻 1. 機械傳動設計手冊（上、下分冊）江耕華、胡來瑢、陳啟松等編 煤炭工業(yè)出版社 1992 2. 機械設計 濮良貴 紀名剛等編著 高等教育出版社 2005 3. 行星齒輪傳動與設計及計算 胡來瑢主編 何金國、林經(jīng)德副主編 煤炭工業(yè)出版社 1996 4．車輛傳動系統(tǒng)分析 劉修驥 編著 國防工業(yè)出版社 1998 5．機械原理 孫恒等編著 高等教育出版社 2006 6. 機械設計課程設計手冊 王昆等主編 高等教育出版社，2004 7. 常用調(diào)速設備技術(shù)手冊 王忠茂 編著 機械工業(yè)出版社 1994 8. 最新實用交流調(diào)速系統(tǒng) 吳順安 等編著 機械工業(yè)出版社 1998 9．互換型與技術(shù)測量 廖念釗 古瑩 莫雨松 李碩根 楊興駿 編 中國計量出版社 1998