本科毕业论文-10吨卧式绕线机的设计.doc

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1、毕毕 业业 设设 计计 题题 目目 10 吨卧式绕线机的设计 学学 院院 机械工程学院 专专 业业 工业工程 班班 级级 工程 0702 班 学学 生生 学学 号号 指导教师指导教师 二一 一年 五 月 三十 日 济南大学毕业设计 - I - 摘 要 卧式绕线机主要是用于电动机、电器绕组的制造，是电压器制造企业的关键生 产设备之一。它可以解决绕组在绕制过程中对绕制速度、启动特性、线圈恒张力控 制，实现排线架的运动速度与主轴的转速按照一定的函数关系变化，实现同步控制。 通过进行文献检索、企业的产品收集，对卧式绕线机的基本整体结构、功能需要进 行总结分析，对国内外的卧式绕线机的发展现状进行了深入的

2、了解。本文对卧式绕 线机的主要机械结构进行了深入详细的设计并进行了强度的校核，其中对主轴、蜗 杆-蜗轮减速器以及带传动、链传动进行详细的设计。同时，除了机械传动的设计外， 还另外对卧式绕线机的电气控制系统硬件组成也进行了设计及 PLC 梯形图的设计。 通过对绕线机整机机械结构的设计以及电气控制系统的设计，基本能够达到预 期的设计要求，符合机械结构的强度需要，实现了卧式绕线机的恒张力、自动排线、 自动调速、排线的制动以及主轴制动的功能。 关键词：卧式绕线机；张力控制；同步控制；电气控制 济南大学毕业设计 - II - ABSTRACT Horizontal coiling machine is

3、mainly used to manufacture electric motors and electrical appliances coiling. It is one of the key production equipments for the voltage device manufacturing enterprises. It can realize many characteristics around the winding ,such as the control of the coiling speed, startup behavior and the contro

4、l of coil constant tension, so as to realize the change of the movement speed of the creelstand and spindle speed according to certain function relation, achieving the ynchronous control. Through the literature retrieval and enterprise product collection, I make some analysis to the basic structure

5、and function requires of the horizontal coiling machines. In this paper ,I make a further detailed design to the horizontal coiling machines main mechanical structure and check the intensity, among of all,such as the detailed design of the spindle, worm - worm gear reducer, belt transmission and cha

6、in. At the same time, in addition to the mechanical transmission design outside, also, I have maked the detailed design for the electrical control systems hardware of the horizontal coiling machine and PLC ladder diagram. Based on the mechanical structures design of the winding machine and electrica

7、l control systems design, I basicly can achieve the desired design requirements, according with mechanical structural strength need, realizing the functions of the control of the constant tension, automatic coiling , automatic speed,the baking of the creelstand and the spindle in this horizontal coi

8、ling machine. Key words： horizontal coiling machine；tension control；synchronous control；electrical control 济南大学毕业设计 - III - 目 录 摘要. .I ABSTRACT.II 1 前 言.1 1.1 绕线机的简介. .1 1.1.1 自动绕线机.1 1.1.2 立式绕线机.1 1.1.3 卧式绕线机.1 1.2 国内绕线机的现状.2 1.3 卧式绕线机的设计内容.2 1.3.1 卧式绕线机的基本结构.2 1.3.2 卧式绕线机的设计方案.3 1.4 卧式绕线机的技术参数.4 2

9、 前箱体的设计.5 2.1 确定主电机功率5 2.1.1 空线圈启动状态下.5 2.2.1 线圈在满圈状态下.6 2.2 制动器的选择.8 2.3 蜗杆-蜗轮减速器.9 2.3.1 蜗杆-蜗轮减速器的设计方 案.9 2.3.2 蜗杆-蜗轮减速器的设计计 算.9 2.3.3 蜗杆-蜗轮减速器的结构尺寸.11 2.3.4 蜗轮齿根弯曲疲劳强度校核.11 2.4 带传动的设计.13 2.4.1 带传动的结构尺寸.13 2.4.2 带的选择.14 2.4.3 带的受力分析.15 2.4.4 带轮的结构设计.15 2.5 链传动的设计.16 2.5.1 链的尺寸设计.16 2.5.2 链的校核设计.17

10、 济南大学毕业设计 - IV - 2.5.3 链轮的结构设计.18 2.6 主轴的设计.20 2.6.1 主轴的结构设计.20 2.6.2 主轴的载荷分析.22 2.7 链轮主动轴.24 2.7.1 链轮主动轴的安装结构.24 2.7.2 链轮主动轴的尺寸设计.25 2.8 蜗杆轴.25 2.8.1 蜗杆轴的安装结构.25 2.8.2 蜗杆轴的尺寸设计.26 2.9 主动带轮轴-电机轴.26 2.9.1 主动带轮轴的结构.26 2.9.2 主动带轮轴的尺寸设计.26 3 后箱体、排线架的设计.28 3.1 后箱体主轴的设计28 3.1.1 后箱体主轴的结构.28 2.2.1 后箱体主轴的尺寸设

11、计.28 3.2 后箱体微调轴.28 3.2.1 后箱体微调轴的结构.28 3.2.2 后箱体微调轴的尺寸设计.29 3.3 后箱体粗调.29 3.3.1 蜗杆-蜗轮传动.29 3.3.2 蜗杆轴的设计.30 3.4 排线架.30 3.4.1 滚珠丝杠.30 3.4.2 排线机构.31 4 电气控制系统及 PLC 的设计. .33 4.1 绕线机的电气控制原理33 4.1.1 绕线机的控制系统硬件选择.33 4.1.2 PLC 控制系统的设计.34 4.2 PLC 程序编程35 5 结论.37 参考文献.38 济南大学毕业设计 - V - 致谢.39 附录 . . . .40 济南大学毕业设计

12、 - 1 - 1 前言 1.1 绕线机的简介 变压器绕线机主要是用于绕制变压器线圈的专用设备，在变压器的线圈生产过 程中，按照变压器的线圈的电压容量对绕线机设备进行分类，有绕制大型电力变压 器线圈的立式绕线机和卧式绕线机；也有绕制配电变压器高、低压线圈的箔式线圈 绕线机和自动排线绕线机。 目前绕线机已经发展成为多种类的适应多种线圈的绕线机，其中比较典型的有 自动排线绕线机、箔式线圈绕制机、立式绕线机、卧式绕线机。 1.1.1 自动绕线机 自动排线绕线机是绕制配电变压器高压线圈的专用设备。采用这种设备绕制出 的线圈，结构紧凑、体积小、强度高。为进一步提高生产效率，新型的绕线机主机 转速由 300

13、 rad/min 提高到 500 rad/min。同时配有端绝缘开卷机构、导线张紧机构， 计算机可予置多种参数，可使线圈绕制一次完成，自动化程度大大提高，减轻了工 人的劳动强度，但是成本相应地提高了。 1.1.2 立式绕线机 变压器的线圈要求在线圈绕制过程中轴向要压紧，径向要卷紧，采用立式绕线 机正好可以利用线圈的自重，轴向可以实现自然压紧，径向使用张紧装置进行控制 张力大小。所以现在大型变压器中高压线圈的绕制普遍采用了立式绕线机，即使是 低压螺旋式线圈也采用了立式绕线机生产。现在的立式绕线机也开始进一步向大型 化发展。原有的立式绕线机载重只有 20 t，现在已提高到 40 t，线圈直径最大使

14、用到 3500 mm，最大高度达到到 4000 mm。使用了气囊板式张紧装置，而且可以数字显 示张力大小，张力控制更加准确、稳定可靠。为了提高所绕线圈的尺寸精度，控制 立式绕线机径向跳动，增加了绕线模轴头固定装置；为了控制轴向跳动，使用了高 精度双排辊式大型轴承。因此，使变压器进一步降低损耗、减轻重量、降低成本有 了可能。 1.1.3 卧式绕线机 从变压器的线圈绕组结构设计来看，并不是所有线圈都能使用立式绕线机生产。 如层式结构、多螺旋结构式线圈。如果这种线圈使用普通卧式绕线机绕制好后，轴 向不加任何压力绕制，线段间隙就会很大，像一个压簧。线圈经压紧后直径变大， 线圈和纸筒间将会产生间隙，会造

15、成线圈轴向失稳，遇有轴向电动力，线圈可能造 成损坏。因此，带有轴向、径向压紧式卧式绕线机，在大型变压器线圈生产中，得 济南大学毕业设计 - 2 - 到了广泛使用。随着变压器性能要求越来越高，一般中小型变压器的生产，也逐渐 开始使用压紧式卧式绕线机。原来的压紧机构使用力矩电机或气缸产生压力，现已 通过伺服电机取代。为了控制绕制线圈尺寸公差，绕线机增加了光栅尺，实时地检 测线圈尺寸。多轴式放线车上的各线盘放线张力可以实现独立控制，根据绕制线圈 的长度，放线车随动跟踪，避免导线的扭曲变形产生新的应力，从而降低绕组的蜗 流损耗。 1.2 国内绕线机的现状 国产的绕线机总体来说较国际技术来讲，无论是技术

16、还是质量或是性能上还与 发达国家有一定的差距的。国产的绕线机自动化水平低、控制手段落后是普遍存在 的问题。只能应用于绕线要求相对不太高的场合，绕线机的高端设备都有日本、瑞 士、德国等进口设备占领市场，而国产设备只能在很小的市场份额里以低价来争得 客户，我国绕线机市场目前处于高速发展的时期。目前国内的绕线机也向多种类的 适应多种线圈的绕线机方向发展，其中包括自动排线绕线机、箔式线圈绕制机、立 式绕线机、卧式绕线机。 近年来，国外开发研制了全自动绕线机，可以实现自动排线、自动张紧，提高 了绕线线圈的质量。箔式绕线机以前主要用于绕制干式变压器高压线圈，今后会更 多应用于绕制油浸式变压器线圈。它具有效

17、率高、绕制线圈的质量好，特别是它具 有降低整台变压器的线圈消耗，提高线圈承受短路的应力特点。 1.3 卧式绕线机的设计内容 卧式绕线机主要用于大容量干式变压器线圈的生产制造，绕线模由主轴花盘与 尾座花盘水平支撑，绕线模由主轴驱动旋转，线圈在一定张力作用下有规律地在绕 线模上绕线。绕线机采用三相交流异步电动机驱动，经带传动传递动力、无自锁的 蜗轮-蜗杆减速器减速（因电机需要正反转）后，采用链传动的方式将动力传递给主 轴，由主轴带动绕线机构绕制线圈。由于在绕制过程中，随着线圈半径越来越大， 主轴的转速也应随之变化，所以三相电机应配有变频器，实现电动机的无级变速。 在从动带轮轴之后安装有磁粉制动器，

18、其原理是采用导磁的磁粉为媒介，制动部件 与运动部件间隙中充填磁粉，借助于磁粉间的电磁吸引力形成的磁粉链同工作面间 的摩擦力产生制动的功能。 1.3.1 卧式绕线机的基本结构 卧式绕线机的组成包括主机、变频调速系统、伺服控制系统、操作面板等。主 机包括床头箱、排线架、放线架、尾座和底座等四部分组成。床头箱里包含三相电 动机、蜗杆-蜗轮传动装置、带轮传动、链传动、磁粉制动装置、变频器、箱体等； 外面包含花盘、转速表、变速装置、开关等。尾座有花盘、顶尖、顶尖调整装置、 济南大学毕业设计 - 3 - 交流伺服电动机、尾座调节手柄、蜗杆-蜗轮机构、齿轮齿条机构、箱体等。排线架 包含滚筒、滚珠丝杠机构、线

19、圈张紧装置等。 卧式绕线机结构简图如图 1-1： 图 1-1 卧式绕线机结构简图 1-转速表 2-花盘 3-托轮 4-顶尖 5-锁杆 6-顶尖调节手柄 7-尾座 8-底座 9-脚开关 10-开关 11-床头箱 12-变速手柄 1.3.2 卧式绕线机的设计方案 在做设计准备的过程中，查阅了相关书籍、期刊、中外文献等材料，主要通过 在图书馆查阅相关书籍、期刊、中外文献等，结合已有的关于绕线机的材料，对绕 线机的结构进行设计。结合国内外关于卧式绕线机的材料，对卧式绕线机的结构进 行设计，对控制系统进行优化。设计初步采用三相交流电机带动链轮传动主轴旋转， 实现绕线功能；由交流伺服电机、滚珠丝杠带动绕线

20、机构，对绕线过程实现控制。 绕线机的组成包括主机、变频调速系统、伺服控制系统、操作面板等。主机包 括床头箱、尾座和底座三部分组成。床头箱里包含电动机、齿轮传动装置；外面花 盘、转速表、变速装置、开关等。尾座由顶尖、顶尖调整装置等。床头除与床尾共 同支撑线圈外，主要用来提供扭矩及不同的转速。 卧式绕线机的结构应该能满足的功能及要求为：平稳启动和匀速转动；在 不同的转速下（必要的间歇转动）能够提供足够的转矩；准确地计数；可适应 不同线槽的夹具安装；有效即使制动；能够排线、张紧；装卸方便，便于操 作。 在考虑结构设计的时候还应该注意到可靠性、人机关系、安全、检修、美观、 经济价值等问题。 设计过程中

21、主要参数的确定包括主电机功率、制动器的选择、带传动的设计、 济南大学毕业设计 - 4 - 链传动的设计、主电动机上蜗杆-蜗轮减速机构设计、尾座用的蜗轮蜗杆减速机构、 电动机轴的结构参数、主轴的结构参数、排线用的交流伺服电动机、尾座套筒的移 动副、变频器、链条的设计、齿轮齿条的选择、滚动直线导轨、滚珠丝杆的设计、 主轴上的轴承、主轴上的光电编码器、PLC 编程等。 （1）绕线系统采用三相异步电机驱动，经无自锁的蜗杆-蜗轮减速器减速（因 电机需要正反转）后，采用链传动的方式等速传递给主轴，由主轴带动绕线机构绕 线。由于在绕制过程中，随着线圈半径越来越大，主轴的转速也应随之变化，所以 三相电机应配有

22、变频器，实现电动机的无级变速。在从动带轮之后安有磁粉制动器， 其原理是采用导磁的磁粉为媒介，制动部件与运动部件间隙中充填磁粉，借助于磁 粉间的电磁吸引力形成的磁粉链同工作面间的摩擦力产生制动功能。用磁粉制动器 可对电机进行有效的制动。 （2）尾箱由蜗轮、蜗杆减速机构带动齿轮齿条沿轴向移动，手动实现其控制。 后轴的轴向进给也是通过手动控制，通过螺纹传动实现轴套的伸缩，对绕线架的距 离进行微调，最大的微调距离可达 150 mm。 （3）对主轴、轴承，蜗轮、蜗杆等进行必要的机构尺寸确定以及强度校合，使 其满足工作要求。 （4）控制系统由 PLC 实现。PLC 主要用来控制主轴的正反转、主轴的转速、

23、旋转的圈数，还有交流伺服电机带动的排线机构的进给速度。主轴的转速由其末端 的光电编码器检测，信号传给 PLC，由 PLC 控制变频器的电流大小，根据实际的绕 线速度以及线圈的直径来调节主轴的转速，使他们的速度相匹配。因 PLC 含有计数 功能，所以可由 PLC 控制主轴旋转的圈数；PLC 控制的伺服电机及排线架要与交流 电机的转速相适应，以达到稳速紧密绕线的目的。交流电机由磁粉制动器制动，也 由 PLC 在绕线完成后控制运行来制动电动机。 主机速度控制的 PLC 设计，应用 PLC 控制绕线机实现主轴的各种运动，可以 简化控制线路，节省成本，提高工作效率。具体的 PLC 设计过程：确定 PLC

24、 所 需 I/O 点个数；用互程序存储器容量的选择；PLC 型号的选择；PLC 的程序 设计。 1.4 卧式绕线机的技术参数 中心高：1600 mm； 花盘直径：1200 mm, 开四等分 T 形槽； 床头总盘与尾座顶尖距离：1.8 m-3.2 m； 最大转速：10 吨； 主轴转速：024 rpm . 满圈时 1012 rpm； 电机功率 11 kw ( 由张力机的张紧力确定出 )； 起动、制动时间：三分之一圈； 济南大学毕业设计 - 5 - 张紧力：1000 N。 2 前箱体设计计算 2.1 确定主电机功率 2.1.1 空线圈启动状态下 电动机在启动到额定转速的过程中，主轴所受的力矩为， L

25、 M （2- LaF MMM 1） （2-2 a dw MJ dt ） 式中，加速度产生的力矩； a M 张紧力产生的力矩； F M 绕线模转动惯量。J 在=24(rpm)时，启动时间按照三分之一圈计算，角加速度为， max n （2- max 1 1 2240 0 60 3 11 24 603 dw rad s dtt : 3） 绕线模的转动惯量为， L J （2-4 232 11 2 100.4160 22 L Jm r 2 ()kg m ） 济南大学毕业设计 - 6 - 角加速度力矩为， a M =1603=480 （2- a MJN m 5） 张紧力矩为， F M （2-6） 3 80

26、0 100010400 22 FL D MF N m 式中，线圈的张紧力，为恒定力 1000N； L F D空绕线模的直径，为 800mm。 主轴负载力矩为， L M 480400880 LaF MMMN m 负载功率为， （2-7 1 2880 2242.16 60 tL PMn:kW ） 式中，负载功率，单位为 Kw； t P n绕线模转速，单位为 r/min。 由于由电机到主轴之间蜗轮蜗杆减速器（非自锁） ，则=0.75；链传动 1 =0.95；带传动及其他机构=0.98。 2 3 电动机轴负载功率为, （2- 0 123 2.16 3.16 0.75 0.95 0.98 t P P :

27、 : kW11 kW 8） 济南大学毕业设计 - 7 - 2.1.2 线圈在满圈状态下 在绕线模满圈时，若由于某种原因，绕线机停机，现在需要重新启动，在此过 程中重新启动绕线。 主轴所受的力矩为 （2-9 LaF MMM ） （2-10 a dw MJ dt ） 式中，加速度产生的力矩； a M 张紧力产生的力矩。 F M 由于绕线过程中，随着绕线模的线圈的绕制，转速需要随之降低，此时 n 取 11rpm，启动时间按照三分之一圈计算，角加速度为， （2-11） max 1 1 2120 0 60 0.69 11 12 603 dw dtt : (/ )rads 线圈及绕线模转动惯量为， （2-

28、12 22322 11 10 100.60.42600 22 L Jm Rr 2 kg m: ） （2-13） 26000.691794 a MJN m 线圈对绕线模的张紧力矩为， （2-14） 3 1200 100010600 22 FL D MF :N m: 式中，满载时，线圈对主轴的力矩，单位 Nm； F M 济南大学毕业设计 - 8 - 满载时，线圈的直径，为 1200mm。 D 主轴负载力矩为 17946002394 LaF MMMN m: 主轴负载功率为 t P （2-15） 1 223942123.26 60 tL PMn:kW 式中，满圈时，线对绕线模的力矩； L M 满圈时，

29、绕线模的转速。 n 考虑到由电机到主轴之间蜗轮蜗杆减速器（非自锁） ，则=0.75；链传动 1 =0.95；带传动及其他机构=0.98。 2 3 电机轴负载功率为， 11 （2-16） 0 120 3.26 4.67 0.750.950.98 t P P : : kWkW 选择电机 11kW 可以满足要求。 查手册选用电机，额定功率 11(kW)，转速 1460(rpm)。1604YM 电机启动后，主轴转速为 24(rpm)，稳定运行后主轴为 12(rpm)。 由带传动 =1，链传动 =1，取蜗杆-蜗轮传动=41 1 i 3 i 2 i 则主轴 及蜗轮轴的转速， t n 2 n 2 12()

30、t nnrpm 蜗杆轴转速为 1 480n ()rpm 2.2 制动器的选择 在制动的过程中，存在张力力矩、减速力矩、制动力矩 F M a M z M （2-17） 17946001194 zaF MMMN m 济南大学毕业设计 - 9 - 式中，制动过程中，减速度产生的力矩 a M 折算到蜗杆轴上 （2-18） 12 1194 40.8 400.750.95 z zm M M i N m 式中，主轴的制动力矩折合到蜗杆轴上的力矩； zm M 蜗杆轴和主轴之间的总传动比。i 选用磁粉制动器，为自然冷却式磁粉制动器空心轴型 ZX-2.5YA 2.3 蜗杆-涡轮减速器 2.3.1 蜗杆-蜗轮减速器

31、的设计方案 由于随着线圈的不断绕制，线圈的质量不断增大，电动机的转速也应该不断减 小，故选用 4 级调速。 线圈满圈时，质量 m=10(吨)，电机转速为 480(rpm)，线圈为 12(rpm)。 蜗杆-蜗轮两轴交错角，采用 ZI 渐近线蜗杆。90 考虑到传动功率不大，速度只是中等，蜗杆用 45 钢；因希望效率高些，耐磨性 好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为。蜗轮用铸锡磷青铜45HRC55HRC: ZCuSn10P1,金属模制造。仅齿圈用青铜制造，轮芯用灰铸铁 HT100 制造。 2.3.2 蜗杆-蜗轮减速器的设计计算 按齿面接触疲劳强度，传动中心距为 （2-19） 2 3 2 E H Z

32、Z aKT 式中，a蜗杆-蜗轮中心距； K载荷系数； 接触系数Z 弹性影响系数。 E Z 济南大学毕业设计 - 10 - 计算蜗杆功率 1 P 确定齿轮齿数 =1， =40，=0.75 1 z 2 z 1 由 =3.26，链传动 =0.95，则蜗轮轴功率为 t PkW 2 （2-20） 2 2 3.26 3.43 0.95 t P P kW （2- 2 2 2 3.43 955095502733 12 P T N m 21） 式中， 主轴负载功率； t P 蜗杆轴力矩。 2 T 由经蜗杆-蜗轮传动=0.75，则蜗杆功率为 2 P 2 2 1 1 3.43 4.57 0.75 P P kW 计算

33、蜗杆载荷系数K 因工作载荷较稳定时，故取载荷分布不均系数 =1；由表 11-5 选=1；由K A K 转速不高，冲击不大，取 =1.05 v K （2-22）1 1 1.051.05 Av KK K K 材料弹性影响系数 E Z 因选用铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆，160 E Z 1 2 MPa 计算应力极限 H 先假设蜗杆分度圆直径 和传动中心距 a 的比值 =0.36，从图 11-18 可查得， 1 d a 接触系数为=2.85。Z 济南大学毕业设计 - 11 - 根据蜗轮材料为铸锡磷青铜 ZCuSn10P1，金属模制造，蜗杆螺旋齿面硬度为 45HRC，从表 11-7 查得蜗轮的许用应力 =26

34、8 ，=12000(h) H MPa h L 应力循环次数为 （2-23） 7 2 600.86 1 12 120000.86 10 h Njn L 寿命系数为 7 8 7 10 1.02 0.86 10 HN K 应力极限为 （2-24） 1.02268273.1 HHNH KMPa 计算中心距 （2-25） 2 2 33 2 1602.85 1.052733000200 273.1 E H Z Z aKT mm 取 a=200(mm)，因 ，取 ，q=10，40i 8()mmm 1 80dmm 则，查教材图 11-18， 1 80 0.4 200 d a 2.742.9Z 以上满足条件 2

35、.3.3 蜗杆-蜗轮的结构尺寸 蜗杆结构尺寸 查表得， 1 80d 8m 2 41z 蜗杆轴向齿距 825.13 a Pmmm 直径系数 q=10，齿顶圆， 11 2802 896 a ddm mm 齿根圆直径 11 2.4802.4 860.8 f ddmmm 分度圆导程角，蜗杆轴向齿厚 11 1836 11 812.57 22 a Smmm 蜗轮结构尺寸 =41，=-0.5 2 z 2 xmm 济南大学毕业设计 - 12 - 验算传动比=41，传动比误差为，在误差允许范围。 2 1 z i z 4140 2.5% 40 分度圆直径 22 8 41328dmz mm 齿顶圆直径 222 23

36、282 8342 aa ddh mm 齿根圆直径 222 23282 8308.8 fa ddhmm 2.3.4 蜗轮齿根弯曲疲劳强度校核 齿根圆弯曲疲劳强度条件 （2-26） 2 2 12 1.53 a FFF KT YY d d m 式中，蜗轮齿根弯曲应力，MPa； F 蜗轮齿形系数，由蜗轮的当量齿数及蜗轮变形系数 x2 查教材图 11- 2Fa Y 19； 许用弯曲应力，单位 MPa; F 弯曲疲劳强度的重合度系数，取=0.667。.YY 当量齿数为， （2-27） 2 2 3 3 41 43.48 coscos111836 v z z 式中，分度圆导程角； 由，查图 11-19，得 2

37、 0.5x 2 43.48 v z 2 2.87 Fa Y （2-10.9192 140 Y 28） 应力极限为， （2- FFFN K 29） 济南大学毕业设计 - 13 - （2-30 12 80.0680.06 41883.68Bzmmm ） 从教材表 11-8 查得铸锡磷青铜 ZCuSn10P1 蜗轮的许用弯曲应力为， 56() F MPa 寿命系数为， 6 9 7 10 0.787 0.86 10 FN K 0.7875644.09 FFFN KMPa 1.53 1.052733000 2.870.919254() 80328 8 FF MPa 应力满足条件 从 GB/T10089-

38、1988 圆柱蜗杆-蜗轮传动机构减速器精度选 8 级。 2.4 带传动的设计 2.4.1 带传动的结构尺寸 计算功率为 Ca P （2- caA PK P 31） 式中，工作情况系数； A K P所需传递的额定功率，单位 kW。 查教材表 8-7，工作情况系数 1.1 A K 又由已经条件得 ， 0 4.67PPkW 0 492n rpm 1.1 4.675.14 CA PkW 带型的选择及转速 济南大学毕业设计 - 14 - 查图 8-11，普通 V 型带选型图，应该选 B 型带，取，取 1 125140 d dmm 1 132 d dmm （2-32） 1 3 1 132492103.43

39、0 60 d vd nm sm s 由传动比 i=1，则 2 132 d dmm 初定中心距 0 a 由得， （2- 1212 0 0.72 dddd ddadd 33） 0 184.8528mmamm 取 0 300a mm 计算带长 0 d L （2-36） 012 0 223005001388 22 ddd Ladd mm 查表 8-2，取1400 d L mm 实际中心距 （2-37） 0 0 1400 1385 300307.5 22 dd LL aa mm 最小中心距为， （2-38） min 0.015307.50.015 1400286.5 d aaLmm 最大中心距为， （2

40、-39） max 0.03307.50.03 1400349.5 d aaLmm 济南大学毕业设计 - 15 - 2.4.2 带的选择 小带轮包角为 （2-40） 21 1 57.3 180180 dd dd a 带的根数为 （2-41） 00 caA rL PK P z PPP K K : 式中，包角修正系数；K 带长修正系数。 L K 查教材表 8-4a，得 ； 0 1.02P kW 查教材表 8-4b，得 ； 0 0P : 查教材表 8-5，得 ；1K 查表 8-2，得 0.90 L K 1.02 0.900.918 r P kW 4.67 4.8 0.918 z 取5z 2.4.3 带

41、的受力分析 单根 V 带初拉力 F 最小初拉力为 0min ()F （2-42） 2 0min 2.5 ()500 Ca v KP Fqv K z 查表 8-3，得 ，0.18qkg m4.98v m s4.67 Ca PkW1K5z 济南大学毕业设计 - 16 - 最小初拉力为 2 0min 2.515.14 ()5000.18 3.4229() 5 3.4 FN 带传动作用在轴上的压轴力为 P F （2-43） 0 180 2sin25297.5 sin2975() 22 P z FzFN 2.4.4 带轮的结构设计 由带轮的基本尺寸，带轮结构采用孔板式。 由手册查电机主轴尺寸为42d mm 1 1.81.8 4276ddmm 查表 8-10，得,取，取，14 d b mm14 a h mm12 f h mm3419e ，。mm12f mm 齿顶圆直径，213224140 ada ddhmm132 d d mm 齿根圆直径21322 12108 f