【文章內(nèi)容簡介】 與磁極轉(zhuǎn)差也越大，轉(zhuǎn)矩才能增大。由理論可以知道其機械特性軟。必須 配置閉環(huán)系統(tǒng)才能滿足調(diào)速要求。且勵磁電流太低會造成失控。 電磁離合器調(diào)速的優(yōu)點： 1) 設備簡單，控制方便。 2) 調(diào)速平滑性好。 電磁離合器調(diào)速的缺點： 1) 效率低，能耗大，尤其在低速旋轉(zhuǎn)時，能耗更大。 2) 對電網(wǎng)影響大，只適合低速運轉(zhuǎn)時間短的場合。 印刷機由于變速運行必不可少，采用變頻器可以提高操作性能，可以選用標準電動機，容易入手，利于機器小型化。根據(jù)膠印機使用情況來看，在小型膠印機上使用變頻器是可行的，且效果很好，因此本膠印機選用變頻器來調(diào)速。 電動機功率的選擇 在設計時印刷機如何選擇主電機的功率是很重要的，選 擇主電機功率小了，電機帶不動而發(fā)熱，最后導致電機燒毀，如果電機功率選擇大了，電機功率不能得到充分的利用，使能源長期浪費，因此必須認真對待，一般來講，印刷機在剛制造完成出廠時功率消耗最大，一般經(jīng)過一段時間的使用后，機器功率消耗就變小了，一般在新機器使用一年后，功率約減小只三分之一左右，因此選擇主電機功率，只要能把新機器帶動即可。 主電機功率用理論上的計算方法是可以計算的，但比較難確定一般是利用類比法萊確定，新設計的印刷機與同類型的進行比較，初步選定電機功率的大小，一般偏大些，待樣機試制出來后通過實際運轉(zhuǎn)，測定 整機消耗的功率，再最后加以修正，確定選用的電機的大小。 參考國內(nèi)生產(chǎn)類似結(jié)構(gòu)印刷機的廠家生產(chǎn)的成品，取主電動機功率為 。 采用變頻調(diào)速后電動機可選用標準電動機，為結(jié)構(gòu)緊湊，選用 Y160M— 6 型一般三相異步電動機為本機的主電動機，滿載轉(zhuǎn)速為 970r/min。 傳動的總布局 根據(jù)印刷機的工作原理和所要其工作方式，確定本次印刷機設計的傳動路線： 電動機經(jīng)電動機輸出動力經(jīng)聯(lián)軸器傳給帶輪 一級帶傳動把動力傳給輸紙滾筒軸 輸紙滾筒軸帶動齒輪 齒輪把動力傳 給印刷滾筒上的齒輪 自動調(diào)相印刷機傳動系統(tǒng)設計 16 印刷滾筒上的齒輪把動力傳給壓印滾筒上的齒輪和上墨滾筒上的齒輪 動力經(jīng)齒輪傳給切槽滾筒和模切輥?，F(xiàn)將傳動系統(tǒng)展開如圖 31。 圖 31 傳動系統(tǒng)展開圖 主傳動系統(tǒng)示意簡圖如圖 32 所示：其中 1 為輸紙輥位置； 2 為印版滾筒位置； 3為壓印輥位置； 4 為上墨輥位置； 5 為切槽滾筒位置； 6 為模切滾筒位置。 圖 32 傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 蚌埠學院本科畢業(yè)設計（論文） 17 4 傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)零件設計 由專題部分設計可知，本次設計的印刷機傳動主要是帶傳動將動力由電機傳到動力齒輪，動力齒輪經(jīng)過圖 32 所示的裝 置，經(jīng)過齒輪系的嚙合實現(xiàn)各滾桶的回轉(zhuǎn)。因此，零件的設計主要包括帶傳動的設計、齒輪系的齒輪的設計等。 帶傳動設計 總傳動比 ： i= mwnn =400970 = （ 1） 確定計算功率 Pca 查表 87[1]得工況系數(shù) KA=，則計算功率 Pca=KAP=?=9kW （ 2） 選擇 V帶的帶型 根據(jù) n=970r/min,pca=9kW,由圖 810[1]選 B型 V 帶 。 （ 3） 確定帶輪的基準直徑 d 并驗算帶速 v 1）初選小帶輪的 基準直徑 d 。由表 86[1]和表 88[1]，取小帶輪的基準直徑 1d =150mm 2）驗算帶速 v 按式（ 813） [1]驗算帶的速度 smsmndv d /?? ????? ?? 因為 5m/s＜ v＜ 30m/s，故帶速合適。 3）計算大帶輪的基準直徑 根據(jù)式（ 815a） [1]，計算大帶輪的基準直徑 2d mmmmidd dd 3 6 01 5 ???? 根據(jù)表 88[1]，圓整為 2d =355mm。 自動調(diào)相印刷機傳動系統(tǒng)設計 18 （ 4）確定 V 帶的中心距 a 和基準長度 dL 1）根據(jù)式 )(2)( 2121 dddd ddadd ???? 初定中心距 mma 4000 ? 2）由式（ 822） [1]計算帶所需的基準長度 mmmmaddddaL ddddd1619]4004)150355()355150(24002[4)()(22202122100???????????????? 由表 82[1]選帶的基準長度 mmLd 16000 ? 3）計算實際中心距 a mmmmLLaa dd 410)2 160 0161 9400(2 00 ??????? 中心距的變化范圍為 390~420mm （ 5）驗算小帶輪上的包角 1? 410 )150355()(180 121 ?????????? add dd? ???? 90151 （ 6）計算帶的根數(shù) z 1）計算單根 v 帶的額定功率 rP 由 mmdd 1501 ? 和 min/970rn ? 查表 84a[1]得 kWP ? 根據(jù) min/970rn ? ， i= 和 B 型帶 查表 84b[1]得 kWP ?? 查表 85[1]得 ??K ，表 82[1]得 ?LK 于是 蚌埠學院本科畢業(yè)設計（論文） 19 kWKKPPP Lr )()( 00 ?????????? ? 2）計算 v 帶的根數(shù) z 9 ??? rcaPPz 取 4 根 （ 7）計算單根 v 帶的初拉力的最小值（ 0F ） min 由表 83[1]得 B 型帶的單位長度質(zhì)量 q=，所以 2m in0 )(500)( qvzvK PKF ca ????? NN 9)(500 2 ??????? ??????? 應使帶的實際初拉力 F0（ F0） min （ 8）計算壓軸力 FP 壓軸力的最小值為 NNFzF P 216 12151s i n279422s i n)(2)( 1m i n0m i n ??????? ? 齒輪系的設計及其校核 如圖 41所示為齒輪系的傳動路線圖，該裝置由 27 個齒輪經(jīng)過相互的嚙合，其傳動路線圖可由下圖表達 自動調(diào)相印刷機傳動系統(tǒng)設計 20 圖 41 齒輪系 傳動路線圖 現(xiàn)選擇其中主要的一個對齒輪 Z Z2 系統(tǒng)進行設計。 ⑴ 選定齒輪的類型、精度等級、材料和齒數(shù) ① 按圖所示的傳動的方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。 ② 運動機構(gòu)為一般的工作機器，速度不高，故選用 7 級精度（ GB 10095— 88）。 ③ 材料的選擇。由表 41 選擇小齒輪 Z2的材料為 40Cr（調(diào)制）硬度為 280HBS，大齒輪的材料為 45 鋼（調(diào)制），硬度為 240HBS，二者的材料硬度差為 40HBS。 ④ 選小齒輪 Z2的齒數(shù) Z2=28，大齒輪齒數(shù) Z1=33。 蚌埠學院本科畢業(yè)設計（論文） 21 表 41 常用齒輪材料及其力學性質(zhì) 材料牌號 熱處理方法 強度極限σ B/Mpa 屈服極限σ S/Mpa 硬度 齒芯部 齒面 HT250 250 170241 HT300 300 187255 HT350 350 197269 QT5005 ?；? 500 147241 QT6002 600 229302 ZG310570 500 320 156217 ZG340640 650 350 169229 45 580 290 162217 ZG340640 調(diào)質(zhì) 700 380 241269 45 650 360 217255 30CrMnSi 1100 900 310360 35MnSi 780 450 217269 38SiMnMo 700 550 217270 40Cr 700 500 241286 45 調(diào)質(zhì)后表面淬火 217255 4050HBC 40Cr 241286 4855HBC 20Cr 滲炭后淬火 650 400 300 5862HBC 20CrMnTi 1100 850 12Cr2Ni4 1100 850 320 20Cr2Ni4 1200 1100 350 35CrAlA 調(diào)質(zhì)后氮化（氮化層厚度φ≥、 950 750 255321 850HV 38CrMoAlA 1000 850 夾布塑膠 100 2535 注： 40Cr鋼可用 40MnB或 40MnVB鋼代替； 20Cr、 20CrMnTi鋼可用 20Mn2B鋼或 20MnVB鋼代替 ⑵ 按齒面接觸疲勞強度設計 有設計計算公式進行試算，即 ① 確定公式內(nèi)的計算數(shù)值 A 試 選載荷系數(shù) Kt=1。 B 計算齒輪 Z2的傳動的轉(zhuǎn)矩。 mmNn PT ???????? 551 151 自動調(diào)相印刷機傳動系統(tǒng)設計 22 C 由表 32選取齒寬系數(shù) ??d 表 42 圓柱齒輪的齒寬系數(shù) 裝置 狀況 兩支座相對于 小齒輪做對稱分布置 兩支座相對于 小齒輪做不對稱分布置 小齒輪做 懸臂布置 Φ d ～ （ ～ ） ～ （ ～ ） ～ 注： ⑴、大小齒輪皆為硬齒面時， Φ d應取表中偏下限制；若皆為軟齒面或較大的齒輪為軟齒面時，Φ d可取表中偏 上限的極值。 ⑵、括號內(nèi)的數(shù)值用于人字形的齒輪，此時 b為人字齒輪的總寬度。 ⑶、金屬切削機床的齒輪傳動，若傳動的功率不大時， Φ d可小到 。 ⑷、非金屬齒輪可取 Φ d=～ D 由表 43查得材料的彈性影響系數(shù) Z f=錯誤 !未找到引用源。 表 43彈性影響系數(shù) Zf 彈性模量 E∕ MPa 齒輪材料 配對齒輪材料 灰鑄鐵 球墨鑄鐵 鑄鋼 鍛鋼 夾布塑料 104 104 104 104 104 鍛鋼 162 鑄鋼 188 球墨鑄鐵 灰鑄鐵 注：表中所列的夾布塑料的泊松比μ為 E 由圖 42按齒面硬度查的小齒輪 Z2的接觸疲勞強度極限 錯誤 !未找到引用源。=600MPa；大齒輪的接觸疲勞強度極限 錯誤 !未找到引用源。 =550MPa F 由公式計算應力循環(huán)次數(shù)： 911 ?????????? hjLnN 992 ????N G 由圖 43取接觸疲 勞壽命系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 蚌埠學院本科畢業(yè)設計（論文） 23 圖 42 調(diào)質(zhì)處理鋼的 錯誤 !未找到引用源。 H 計算接觸疲勞許用應力 取失效的概率為 1%，安全系數(shù) S=1，由計算公式的得到 ② 計算 A 試算小齒輪 Z2的分度圓直徑 d2t， 代入 ? ?H? 中較小的計算 ? ? mmZuuKTd Hfdt2532131 ???????????????????????? ? ? 自動調(diào)相印刷機傳動系統(tǒng)設計 24 1—— 允許一定點蝕的結(jié)構(gòu)鋼；調(diào)質(zhì)鋼；球墨鑄鐵（珠光體、貝氏體）；珠光體可緞鑄鐵；滲炭淬火的滲碳鋼 2—— 結(jié)構(gòu)鋼；調(diào)質(zhì) 鋼；滲碳淬火鋼；火焰或感應淬火的鋼，；球墨鑄鐵；球墨鑄鐵（珠光體、貝氏體）；珠光體可鍛鑄鐵 3—— 灰鑄鐵；球墨鑄鐵（鐵素體）；滲氮的滲氮鋼；調(diào)質(zhì)鋼，滲碳鋼 4—— 氮炭供滲的調(diào)質(zhì)鋼，滲碳鋼 圖 43 接觸疲勞壽命系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 （當 N＞ Nc時可根據(jù)經(jīng)驗在網(wǎng)紋區(qū)內(nèi)取 錯誤 !未找到引用源。 值） B 計算圓周速度 V0 smsmndV t /?? ????? ? C 計算齒寬 b mmmmdb td ?????? D 計算齒寬與齒高之比 錯誤 !未找到引用源。 模數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 mmzdm ttt ??? 齒高 錯誤 !未找到引用源。 mmh ??? ??hb 蚌埠學院本科畢業(yè)設計（論文） 25 圖 44動載系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 值 E 計算載荷系數(shù) 根據(jù) V=∕ s， 7級的精度，由圖 44 查得動載系數(shù) KV= 直齒輪 錯誤 !未找到引用源。 由表 44查得使用系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 由表 45查得 7級的精度，小 齒輪相對于支撐非對稱布置時， 錯誤 !未找到引用源。??HK 由 ??hb ， ??HK 錯誤 !未找到引用源。 ，由圖 45得到 錯誤 !未找到引用源。 ??FK ，故載荷系數(shù) ?????? ?? HHVA KKKKK F 按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由公式得到 mmKKddtt 3311 ???? 自動調(diào)相印刷機傳動系統(tǒng)設計 26 G 計算模數(shù) m mmmmzdm ??? 表 44 使用系數(shù) 錯誤 !未找到引用源。 載載荷狀態(tài) 工作機器 原動機 電動機均勻