【正文】 01()aabZAnZ Z i? ?，2()babZB Z Z i? ? ，則 2Hn A Bn?? （ 3–14b） 由上式可知，系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)速是蝸桿轉(zhuǎn)速的函數(shù)，使蝸桿轉(zhuǎn)速按照一定的規(guī)律變化就可相應(yīng)得 到按一定規(guī)律變化的滿足系統(tǒng)要求的輸出轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)速是可控的， A 、 B 均為與 2n 無(wú)關(guān)的常數(shù)。 當(dāng)變速裝置在額定轉(zhuǎn)速下正常運(yùn)行時(shí)，蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)反向自鎖， 2 0n? ，且輸出端轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速。 式（ 3–9）中 Hn 、 1n 和 2n 都是時(shí)間的函數(shù)，求導(dǎo)得： 碩士學(xué)位論文 20 1 2 2 112()abHabZ i Z iZ Z i i??? ?? ? （ 3–10） 式中 H? ——轉(zhuǎn)臂角加速度， 2/rad s ； 1? ——輸入端角加速度， 2/rad s ； 2? ——蝸桿角加速度， 2/rad s 。 式（ 3–4a）、（ 3–4b）即為行星傳動(dòng)中基本構(gòu)件之間的轉(zhuǎn)矩關(guān)系。 碩士學(xué)位論文 18 行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 （ 1）行星傳動(dòng)基本構(gòu)件間的轉(zhuǎn)矩關(guān)系 圖 3 1 所示的 2KH 型行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括太陽(yáng)輪 行星輪 內(nèi)齒輪 以及轉(zhuǎn)臂 H，其中 H 為基本構(gòu)件。 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 圖 3 1 為帶式輸送機(jī)可控變速裝置的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。 總之，帶式輸送機(jī)可控變速裝置充分運(yùn)用了機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)與現(xiàn)代電氣控制技術(shù)，是典型的機(jī)、電、液一體化系統(tǒng)。 ⑥ 溫度保護(hù) 齒輪、軸承等傳動(dòng)件溫度過(guò)高會(huì)顯著降低使用壽命?；竟ぷ髟砼c多機(jī)或多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的功率平衡類似，在裝置中同樣 設(shè)有輸出軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)與控制系統(tǒng)。多機(jī)或多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的功率平衡功能本質(zhì)上都是通過(guò) 調(diào)速實(shí)現(xiàn)的。 ② 輸送機(jī)軟制動(dòng) 軟制動(dòng)本質(zhì)上是軟啟動(dòng)的逆過(guò)程。根據(jù)輸入和輸出的轉(zhuǎn)速不同又可分為下述幾種情況： ① 輸送機(jī)軟啟動(dòng) 輸送機(jī)啟動(dòng)時(shí)先使液壓馬達(dá)帶動(dòng)內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)至轉(zhuǎn)速達(dá)到一定的數(shù)值，根據(jù)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理可知，輸出軸 Ⅴ 和輸入軸 Ⅱ 都有可能轉(zhuǎn)動(dòng)，但 是由于輸出軸 Ⅴ 與滾筒聯(lián)接，阻力矩很大，而輸入軸 Ⅱ 通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)與主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子聯(lián)接，阻力矩較小，則主電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)而輸出軸 Ⅴ 不轉(zhuǎn)動(dòng)。 液壓系統(tǒng)是根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的具體要求進(jìn)行工作的。 碩士學(xué)位論文 14 帶式輸送機(jī)可控變速裝置的工作原理 根據(jù)功能要求和工作狀態(tài)的不同，帶式輸送機(jī)可控變速裝置的工作原理可分為額定運(yùn)行狀態(tài)下的工作原理和調(diào)速運(yùn)行狀態(tài)下的工作原理兩種情況。通過(guò)電氣控制系統(tǒng)對(duì)液壓系統(tǒng)不同工作狀態(tài)下的壓力設(shè)定使其始終工作在最優(yōu)狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)高效率、低油溫的設(shè)計(jì)目標(biāo)。液壓馬達(dá)為蝸桿機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，通過(guò)電液比例調(diào)速閥 6 調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)的流量而使其轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變化。在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上把 2KH行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)放在齒輪減速機(jī)構(gòu)之后既充分利用了 2KH行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)承載能力大的優(yōu)良特性，又可避免過(guò)載時(shí)對(duì) 齒輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力沖擊，有利于延長(zhǎng)齒輪和相關(guān)傳動(dòng)件的壽命。電氣控制系統(tǒng)以先進(jìn)的 PLC（可編程控制器）及其配套功能模塊構(gòu)成，功能完善，制造成本低。 表 11 幾種常用軟啟動(dòng)裝置性能比較 Some monly used softstart device performance parison 調(diào)速型液力耦合器 BOSS CST 電軟啟動(dòng) 軟啟動(dòng)特性 較好 好 好 較差 控制系統(tǒng) 簡(jiǎn)單 較復(fù)雜 復(fù)雜 簡(jiǎn)單 功率平衡 較好 好 好 一般 低速運(yùn)行 較穩(wěn)定 穩(wěn)定 穩(wěn)定 一般 傳動(dòng)效率 較高 高 高 低 可靠性 可靠 可靠 可靠 一般 互換性 好 差 差 好 體積 大 小 大 小 運(yùn)行成本 低 高 高 低 價(jià)格 低 高 高 低 驗(yàn)帶 可以 可以 可以 不可以 本文所研究的 帶式輸送機(jī)可控變速 裝置充分運(yùn)用了機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)與現(xiàn)代電氣控制技術(shù)，是典型的機(jī)電液一體化系統(tǒng)。調(diào)速型液力耦合器工作效率低，維護(hù)工作量大，調(diào)節(jié)控制反應(yīng)慢、精度低，難以達(dá)到理想的功率平衡。 電軟啟動(dòng)：電軟啟動(dòng)控制器以反并聯(lián)的晶閘管組為開關(guān)，以 軟啟動(dòng)交流調(diào)壓方式限制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流，以使該電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)帶式輸送機(jī)平穩(wěn)地過(guò)渡到額定轉(zhuǎn)速，完成軟啟動(dòng)。 變頻調(diào)速裝置：主要由 IGBT 絕緣柵極可控晶體管、控制器、與電抗器組成。如變頻調(diào)速、可控硅控制開關(guān)磁 阻啟動(dòng)等；（ 4）機(jī)械式軟啟動(dòng)裝置，如 BEST、德國(guó)力士樂(lè)公司的輔助液壓馬達(dá)周轉(zhuǎn)齒輪系統(tǒng)（原理與 BEST相同）等。這就是 Dodge最佳 起 動(dòng)曲線。這是由于帶式輸送機(jī)在 起 動(dòng)之前，輸送帶處于松弛狀態(tài)，為避免輸送帶的沖擊，將輸送帶拉緊啟動(dòng)，可進(jìn)一步改善啟動(dòng)峰值張力作用。 圖 22中， t=0時(shí) 啟 動(dòng)加速度為零，此后速度逐漸增大； t=T/2時(shí)加速度線性增大到最大值，然后逐漸對(duì)稱地減小，而速度繼續(xù)增大； t=T帶速達(dá)到輸送機(jī)設(shè)計(jì)帶速v0時(shí)，加速度減小到 0。 Harrison推薦的 起 動(dòng)過(guò)程可表示如下： 0( ) (1 co s )2vv t tT??? (0 )tT?? （ 2–1） 0 sin2vatTT? ?? (0 )tT?? 式中 0v ——膠帶穩(wěn)定運(yùn)行速度， /ms； T ——輸送機(jī) 啟 動(dòng)時(shí)間， s 。軟啟動(dòng)系統(tǒng)則是對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)和機(jī)械負(fù)載應(yīng)保證在 啟 動(dòng)和停車的過(guò)程 中 作用在機(jī)械電器設(shè)備上的沖擊能量最小，使設(shè)備運(yùn)行更平穩(wěn)，從而起到保護(hù)設(shè)備的作用，同時(shí)還能解決多電機(jī)的順序 啟 動(dòng)和過(guò)載自動(dòng)保護(hù)及多級(jí)驅(qū)動(dòng)的功率平衡問(wèn)題。 第 2 章 帶式輸送機(jī)可控變速裝置的特點(diǎn) 7 2 帶式輸送機(jī)可控變速裝置 的特點(diǎn) 概述 軟啟動(dòng) 軟啟動(dòng)技術(shù)是大型帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，已成為帶式輸送機(jī)技術(shù)先進(jìn)性的標(biāo)志之一。 本文在介紹帶式輸送機(jī)新型軟啟動(dòng)裝置 —— 可控變速裝置結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上，主要做了以下 三個(gè)方面的 研究工作： （ 1） 對(duì) 帶式輸送機(jī)可控變速裝置 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng) 學(xué)、傳動(dòng)效率分析 以及蝸桿傳動(dòng)特性分析，揭示可控變速裝置在不同工作狀態(tài)下 各 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及受力特性 。 陜西科技大學(xué)的曹巨江等在 VisualC++環(huán)境下開發(fā)了行星輪減速器的可視化CAD 設(shè)計(jì)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了行星輪減速器設(shè)計(jì)過(guò)程的程序化，建立了便于修改和維護(hù)的行星輪減速器設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果自動(dòng)生成行星輪減速器中典型零件的三維圖 [32]。以蝸桿傳動(dòng)的各個(gè)零件為研究對(duì)象 ,利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和圖形單元建模技術(shù)建立了蝸桿傳動(dòng)的特征模型 ,實(shí)現(xiàn)了 CAD/CAE/CAPP 之間的數(shù)據(jù)傳輸和信息共享。提出了對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理 ,將圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中 需要的參數(shù)及計(jì)算后產(chǎn)生的參數(shù)用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一管理 ,為后續(xù)的造型設(shè)計(jì)提供驅(qū)動(dòng)參數(shù)。 此外，國(guó)外從事該方面研發(fā)工作的還有德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)（ Technical Achen, Ger.）的 WernKueir 加拿大紐芬蘭紀(jì)念大學(xué)（ Memorial Uni. of Newfoundland） 的 Hans J.， Pratt Regli [2325]。運(yùn)用 AutoLisp 開發(fā)出了齒輪圖形庫(kù)，既方便了圖形的管理 ,又減少了重復(fù)性勞動(dòng) ,實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計(jì)與特征參數(shù)化造型的結(jié)合。以減小體積和提高效率為目標(biāo)建立了模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用最優(yōu)水平截集法和常規(guī)優(yōu)化方法對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化求解，并運(yùn)用 SolidWorks 對(duì)該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是否干涉進(jìn)行了模擬 [18]。實(shí)踐證明，在機(jī)械設(shè)計(jì)中采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，不僅可以減輕機(jī)械設(shè)備自重，降低材料消耗與制造成本，而且可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量與工作性能。參數(shù)化以其基于特征、全參數(shù)全相關(guān)、全尺寸約束和尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改等優(yōu)勢(shì)，受到人們的廣泛青睞。因?yàn)闄C(jī)械產(chǎn)品是具有顏色、材料、形狀、尺寸、位置以及運(yùn)動(dòng)關(guān)系等概念的三維實(shí)體，制造對(duì)象也是三維實(shí)體，而利用二維視圖描述、傳遞產(chǎn)品信息由于存在著繪圖、讀圖與理解等過(guò)程，易造成信息表達(dá)不完整、理解不一致的問(wèn)題。 CAD/CAM技術(shù)是隨著信息技術(shù)的發(fā)展而形成的一門新技術(shù)，它的應(yīng)用引起了社會(huì)和生產(chǎn)的巨大變革，因 此 CAD/CAM 技術(shù)被視為 20 世紀(jì)最杰出的工程成就之一 [8]。它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)軟 啟動(dòng)、軟停車、過(guò)載保護(hù)、溫度保護(hù)、檢帶運(yùn)行、多機(jī)驅(qū)動(dòng)功率平衡等功能，而且具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎、制造成本低、備件購(gòu)置方便、維護(hù)和日常運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，因而它是一種比較理想的軟啟動(dòng)裝置。實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)和軟停車是解決大型帶式輸送機(jī)上述問(wèn)題的有效措施。 由此可見(jiàn)，啟動(dòng)問(wèn)題對(duì)帶式輸送機(jī)尤其是大型帶式輸送機(jī)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)，它不僅對(duì)啟動(dòng)性能產(chǎn)生直接影響，而且還可以降低輸送機(jī)的成本，因此必須對(duì)啟動(dòng)加以控制。為了保證輸送帶運(yùn)行可靠，必須提高輸送帶的強(qiáng)度等級(jí)，相應(yīng)加大了輸送帶的初期投資。為了消除打滑現(xiàn)象保證有效啟動(dòng)，增大輸送帶與滾筒間的摩擦力，必須提高張緊裝置的初張力，由此相關(guān)連接部件的受力加大，對(duì)強(qiáng)度和剛度要求增加，提高了整機(jī)的初期投資。 帶式輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸送量大、輸送物料范圍廣泛、運(yùn)距長(zhǎng)、裝卸料方便、可靠性高、運(yùn)費(fèi)低廉、自動(dòng)化程度高等特 點(diǎn) [1]， 它的優(yōu)越性已十 分明顯，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。 Controlled Speed Drive。采用改進(jìn)枚舉法進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，獲得了比較合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)值。帶式輸送機(jī)是當(dāng)前最重要的散狀物料輸送設(shè)備之一， 驅(qū)動(dòng)裝置 是它的關(guān)鍵部件，先進(jìn)的帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置不僅對(duì)整機(jī)運(yùn)行性能影響顯著，而且對(duì)帶式輸送機(jī)的制造和使用維護(hù)成本具有決定性作用。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。 論文題目： 可控變速裝置參數(shù)優(yōu)化與三維建模 方法研究 論文編號(hào)： 摘要 i 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明 本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）授權(quán)使用說(shuō)明 本論文（設(shè)計(jì)）作者完全了解 **學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文（設(shè)計(jì)）并向相關(guān)部門送交論文（設(shè)計(jì)）的電子版和紙質(zhì)版。 作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 日期： 學(xué)碩士學(xué)位論文 ii 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬(wàn)字（不包括圖紙 、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬(wàn)字。但是，將優(yōu)化設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制圖相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)參數(shù)優(yōu)化與自動(dòng)自動(dòng)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用軟件還不多見(jiàn)。 （ 2） 結(jié)合可控變速裝置機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)主要組成零件大都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，以傳動(dòng)系統(tǒng)總體積為目標(biāo)函數(shù)，以取離散值或整型值的參 數(shù)為設(shè)計(jì)變量，并從幾何約束和性能約束兩方面給出了約束條件，建立了可控變速裝置離散優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。 Secondly, Considering the features that most parts of mechanical transmission device of the Controlled Speed Drive have been standardized, discrete mathematical model is established, taking the total volume of drive system as the objective function, discrete values or integer values of parameters as design variables ,geometric constraint performance constraint as constraint condition. Using enumeration method, Optimization solver is programmed in Visual Basic. Finally, integrating the object oriented, visual oriented character of Visual and perfect dr