倍捻機傳動系統(tǒng)設(shè)計【畢業(yè)論文+cad圖紙全套】

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　新型捻線機是采用高倍加捻原理對各種纖維的紗線進行高效加捻的紗線加工設(shè)備。加捻的目的是通過改善紗線中纖維的受力狀況使紗線的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，獲得一定的物理機械性能，從而提高紗線的品質(zhì)。加捻的質(zhì)量對紗線的后加工及面料的品質(zhì)有著十分重要的影響。我國加捻用的傳統(tǒng)捻線機設(shè)備己經(jīng)不能滿足上述需求。</p><p>　

2、　本次畢業(yè)設(shè)計通過機械學、紡織工藝學等基本理論對紗線加捻、卷繞運動等進行分析，針對單一電機的倍捻機的缺點，利用機電一體化技術(shù)設(shè)計倍捻機多電機傳動系統(tǒng)。該系統(tǒng)使得機械結(jié)構(gòu)大大簡化，工藝參數(shù)設(shè)置、調(diào)整十分方便。大幅提升了機器的技術(shù)水平。新型捻線機傳動系統(tǒng)的突出優(yōu)點是：機械結(jié)構(gòu)簡單，有利于維護與保養(yǎng)傳動路線縮短，功耗減少，故障率低，控制方便，適合小批量、多品種生產(chǎn),軟件系統(tǒng)維護簡單。</p><p>　　關(guān)鍵詞：倍捻機

3、； 多電機； 傳動系統(tǒng)； 紗線卷繞</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The new twisting machine is uses the high power twisting principle to carry on the highly effective twisting to each kind of texti

4、le fiber yarn the yarn processing equipment. The twisting goal is the textile fiber stress condition causes the yarn through the improvement yarn in the structure to have the change, obtains the certain physical mechanic

5、al property, thus enhances the yarn the quality. The twisting quality has the very important influence to the yarn postprocessing and the lining quali</p><p>　　This graduation project using mechanics, the te

6、xtile technology and so on elementary theory to the yarn twisting, the coiling movement and so on carries on the analysis.In view of sole electrical machinery's two-for-one twisting machine's shortcoming.Uses the

7、 integration of machinery technical design two-for-one twisting machine multi-electrical machinery transmission system.This system causes the mechanism big simplification.The technological parameter establishment, the ad

8、justment are very con</p><p>　　Keywords：two-for-one twisting machine; multi-motor; Transmission system; yarn winding</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</

9、b></p><p>　　1.1　課題研究的意義5</p><p>　　1.2　課題研究的目的5</p><p>　　1.3　所屬領(lǐng)域的研究狀況及發(fā)展趨勢6</p><p>　　1.4　本論文研究的內(nèi)容9</p><p>　　2　倍捻機的工作原理11</p><p>　　2.1

10、倍捻機捻線的工藝過程11</p><p>　　2.2 紗線的加捻運動與卷繞運動11</p><p>　　2.2.1 紗線的加捻運動11</p><p>　　2.2.2 紗線的卷繞運動11</p><p>　　2.3 本章小結(jié)12</p><p>　　3 倍捻機多電機傳動系統(tǒng)原理13</p>&

11、lt;p>　　3.1 傳統(tǒng)單電機機械式傳動系統(tǒng)13</p><p>　　3.2 倍捻機多電機傳動系統(tǒng)的組成14</p><p>　　3.3 倍捻機多電機傳動系統(tǒng)的工作原理14</p><p>　　3.3.1 工藝作用的實現(xiàn)14</p><p>　　3.3.2 主要運動部件的傳動15</p><p>　　

12、3.4 本章小結(jié)15</p><p>　　4 倍捻機多電機傳動系統(tǒng)設(shè)計16</p><p>　　4.1 擬定傳動方案16</p><p>　　4.2 電機的選擇17</p><p>　　4.3 鏈傳動設(shè)計18</p><p>　　4.3.1 鏈傳動的特點及應(yīng)用18</p><p>　

13、　4.3.2 滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料19</p><p>　　4.3.3 滾子鏈鏈輪的設(shè)計計算19</p><p>　　4.4 帶傳動的設(shè)計21</p><p>　　4.4.1 同步帶傳動的特點和應(yīng)用21</p><p>　　4.4.2 同步帶傳動的設(shè)計計算22</p><p>　　4.5 齒輪傳動設(shè)計23

14、</p><p>　　4.5.1 齒輪設(shè)計分析23</p><p>　　4.5.2 齒輪的材料及其選擇原則23</p><p>　　4.5.3 齒輪設(shè)計計算24</p><p>　　4.6 軸的設(shè)計26</p><p>　　4.6.1 軸設(shè)計的主要內(nèi)容26</p><p>　　4.6.

15、2 軸的材料選擇27</p><p>　　4.6.3 軸的設(shè)計計算28</p><p>　　4.7 本章小結(jié)30</p><p><b>　　5 設(shè)計小結(jié)31</b></p><p><b>　　參考文獻32</b></p><p><b>　　外文資料

16、34</b></p><p><b>　　中文翻譯47</b></p><p><b>　　致 謝56</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1　課題研究的意義</p><p>　　倍捻機是倍捻捻

17、線機的簡稱，因其錠子一轉(zhuǎn)可以在紗線上施加兩個捻而得名，它是由單捻自轉(zhuǎn)與倍捻公轉(zhuǎn)跌加而成的。從理論上講還有多倍捻機，單捻及倍捻是多捻的基礎(chǔ)，多倍捻是倍捻的迭加和組合。例如，雙倍捻是由2個倍捻迭加，形成回捻（2個加捻盤）以及六捻、八捻等偶數(shù)多捻，此外還有三捻機[1]等。</p><p>　　按機器結(jié)構(gòu)分，倍捻機有豎式，臥式和斜式三種，豎式最常見，又有單層和雙層之分，后者雖然能夠節(jié)約占地面積，但操作非常不便。</

18、p><p>　　按加工紗線種類分，又有短纖紗倍捻機和長絲倍捻機之分。短纖紗倍捻機適用短纖維的加捻，長絲倍捻機適用于長纖維的加捻。這里主要研究比較短纖紗倍捻機</p><p>　　錠子傳動、超喂機構(gòu)、超喂卷取、橫動導絲、分別由一臺馬達控制。錠子傳動同伏克曼（volk-man）、日本村田、津田駒、法國的ACBF、意大利的拉蒂等長絲倍捻機一樣采用龍頭傳動。其結(jié)構(gòu)簡單，制造成本較低，能滿足長絲倍捻錠子

19、傳動的要求。但是，更換皮帶輪只能變換3種龍帶速度，難以滿足需要。而且更換皮帶輪操作比較麻煩，必須停機，故不但影響生產(chǎn)，而且若更換不當還會影響龍帶的張力以及錠子與錠子之間的轉(zhuǎn)速差異，進而造成錠子之間的捻不勻。改造前錠子傳動和卷繞傳動靠齒輪箱聯(lián)系, 采用變換齒輪進行調(diào)速 ,操作比較麻煩，停機影響生產(chǎn)。錠子傳動由普通電機改為變頻電機.有利于工廠適應(yīng)當今市場對品種規(guī)格多樣化的需求。該技術(shù)改造耗資不多,即既解決了無備件問題 ,又降低了能耗。<

20、;/p><p>　　1.2　課題研究的目的</p><p>　　傳統(tǒng)的捻線機采用一個電機通過復雜的機械傳動系統(tǒng)來傳動多個運動，但是隨著近年來工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人們生活水平的提高，這種方式己不能滿足生產(chǎn)高度自動化和人們對紗線生產(chǎn)的小批量、多品種、高質(zhì)量的需求。同時，隨著微機應(yīng)用的迅速發(fā)展，微機的性能越來越高，價格越來越便宜。此外，電力電子技術(shù)的發(fā)展，使得大功率電子器件的性能迅速提高.因此就有可能比

21、較普遍地應(yīng)用微機來控制各類電機，完成各種新穎的、高性能的控制策略實現(xiàn)復雜的運動，使電機的各種潛在的能力得到充分的發(fā)揮。</p><p>　　1.3　所屬領(lǐng)域的研究狀況及發(fā)展趨勢</p><p>　　捻線機是對紗線進行后加工處理的一種重要的紡織機械設(shè)備。通過對紗條的纖維加捻，使紗條中纖維由原來的幾何結(jié)構(gòu)作螺旋狀態(tài)的相對位移，在纖維上產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)力對紗軸的橫向分力使纖維相互壓緊而使紗條具有一定

22、的強力、耐磨性、緊密度等性質(zhì)。紗線加捻后，紗線的強力、光澤等得到很大改善，從而使面料的手感光滑，品質(zhì)提高。</p><p>　　從目前已有的許多近代紡紗方法中，我們可以得出一個重要的概念，即在近代紡紗技術(shù)的發(fā)展中，加捻及紡紗方法的革新把紡織科學技術(shù)推向一個又一個的新階段。加捻方法的革新是近代紡紗方法的核心。傳統(tǒng)的加捻方法是單捻，目前國內(nèi)常見的環(huán)錠捻線機就屬于這種。新型加捻方法在理論上的探索大約開始于二十世紀三十年

23、代，倍捻機的研究最早始于國外。早在1959年，德國的Volkmann公司在米蘭向世界市場推出了第一臺倍捻機，從此就跨入了倍捻機技術(shù)的前列。該公司一直致力于捻線機的自動化研究，為新一代產(chǎn)品的開發(fā)打下了堅實的基礎(chǔ)。在捻線機加捻技術(shù)研究方面，近些年來發(fā)展很快，繼二倍捻技術(shù)后國際上又推出了高倍捻技術(shù)即三倍、四倍加捻技術(shù)。瑞士的Hamel公司最先實現(xiàn)三倍捻技術(shù)。我國對于倍捻機的研究起步較晚，尤其是高倍捻的研究。我國最早于二十世紀八十年代初才從國外

24、引進倍捻設(shè)備，從仿制開始慢慢步入自主研發(fā)階段。國內(nèi)目前對倍捻和高倍捻研究較多的是我校梅順齊教授，他擁有多項三捻機、四捻機的高倍捻線專利技術(shù)。</p><p>　　捻線機根據(jù)加捻方法的不同可分為單捻機、倍捻機和高倍捻機。單捻一般</p><p>　　采用環(huán)錠加捻，環(huán)錠捻線機錠子每回轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)(實際上應(yīng)該是鋼絲圈繞鋼領(lǐng)轉(zhuǎn)一圈)紗線得到一個捻回;而在倍捻機和高倍捻機上加捻，則錠子每回轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)紗線得到兩

25、、三或四個捻回。由于錠子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)紗線上得到兩個或兩個以上捻回，因此提高了加捻效率和產(chǎn)量。目前國內(nèi)普遍使用的捻線機是環(huán)錠捻線機、倍捻機，但倍捻機尤其是高倍捻線機由于其顯著優(yōu)點，己成為今后捻線機發(fā)展的重點。</p><p>　　本課題研究的倍捻機是基于目前先進的高倍加捻原理，結(jié)合先進的控</p><p>　　制技術(shù)研制而成，與目前普遍使用的環(huán)錠捻線機相比，具有以下顯著的優(yōu)點：</p>

26、;<p>　　(1)錠子每回轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)使紗線獲得兩個或兩個以上捻回，因而效率高；</p><p>　　(2)可直接做成大卷裝的筒子，省去一道絡(luò)簡工序；</p><p>　　(3)由于不使用鋼領(lǐng)、鋼絲圈，因此錠速不受鋼絲圈速度的限制，還可減</p><p><b>　　少紗線的油污；</b></p><p>　　

27、(4)因工序少，產(chǎn)量高，卷裝大，提高了勞動生產(chǎn)率。</p><p>　　在1995年的米蘭國際紡織機械展覽會上，Volkmann公司推出了新型的第六</p><p>　　代倍捻機。新型第六代Volkmann倍捻機的結(jié)構(gòu)極其緊湊，可選擇不同的操作高</p><p>　　度，為操作人員創(chuàng)造了最舒適的操作環(huán)境;與同類機器相比，新型第六代Volkmann倍捻機具有下列優(yōu)點：

28、</p><p>　　(1)系列范圍內(nèi)的產(chǎn)品均為模塊化結(jié)構(gòu)，制造過程得到全面優(yōu)化；</p><p>　　(2)卷繞筒子自動抬起裝置；</p><p>　　(3)可配雙電動機驅(qū)動；</p><p>　　(4)可加工各種類型的短纖紗。</p><p>　　除加捻理論和加捻方法不斷突破外，捻線機整機的自動化水平?jīng)Q定了整機的品

29、質(zhì)。隨著電力、電子技術(shù)、計算機技術(shù)、機電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，捻線機的傳動與控制技術(shù)也隨著不斷地發(fā)展。可分為以下幾個階段：</p><p>　　80年代以前，國內(nèi)外捻線設(shè)備大多數(shù)是純機械式的傳動和手動控制，這時的捻線機采用一個電機通過復雜的機械傳動系統(tǒng)來傳動多個運動：通過改變電機轉(zhuǎn)向得到S捻和Z捻;通過更換捻度變換齒輪得到不同的捻度;通過齒輪、凸輪傳動實現(xiàn)卷繞運動和往復導紗運動，從而實現(xiàn)整機的錠子轉(zhuǎn)動、筒子卷繞和

30、導紗器往復運動。防疊、防硬邊采用的是機械式防疊機構(gòu)如差動齒輪偏心滑塊機構(gòu)來傳動凸輪，使凸輪的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，從而達到紗線防疊的目的。</p><p>　　80年代以后，機電一體化已成為紡織機械發(fā)展的必然趨勢。隨著計算機技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)和伺服控制技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，用計算機控制各類電機，完成新穎的、高性能的控制策略實現(xiàn)復雜的運動成為可能。用多電機傳動系統(tǒng)取代復雜的機械式傳動系統(tǒng)己成為捻線機發(fā)展的趨勢，是提高捻線機機電

31、一體化水平的重要途徑。</p><p>　　目前，國外捻線機工藝設(shè)計比較合理，驅(qū)動和機械系統(tǒng)完善，機電一體化水平高，自動化程度較高，加捻質(zhì)量高。代表當前捻線機制造先進水平的制造商主要有瑞士的蘇拉集團、意大利的薩維奧公司、日本的村田機械公司和德國的巴馬格公司。蘇拉、村田以及巴馬格集團等都開發(fā)有采用單錠電動機傳動、多電機卷繞成形、微機設(shè)置各工藝參數(shù)的短纖型或長絲型數(shù)控捻線機意大利薩維奧公司推出的型號為GEMINIS新

32、一代倍捻機是一臺將電子技術(shù)和先進機械工藝相結(jié)合的高技術(shù)倍捻機，可用單側(cè)或雙側(cè)分離獨立馬達實現(xiàn)運動傳遞;并可根據(jù)用戶需要選擇傳動方式，具有節(jié)能的優(yōu)點；通過全自動加捻變速器，實現(xiàn)捻線張力的精確調(diào)整;錠子轉(zhuǎn)速由無級變速器控制，轉(zhuǎn)速逆變器控制無級變速裝置，因此可以確保錠子轉(zhuǎn)速恒定不變，從而確保捻線質(zhì)量；裝有多功能微電腦，可以采集和貯存加捻過程中的各種數(shù)據(jù)，并貯存各類加捻紗線的原始數(shù)據(jù)和工藝參數(shù);該機還裝有防噪裝置，從而改善了工作環(huán)境。</

33、p><p>　　對于我國來說，使用倍捻機的歷史還不是很長。大約在1980年才開始進口</p><p>　　短纖維和長絲的倍捻機,90年代以后市場需求升溫，國內(nèi)有些紡機企業(yè)開始嘗試生產(chǎn)長、短纖維倍捻機。但是，應(yīng)該看到，一些企業(yè)對倍捻機、倍捻技術(shù)的應(yīng)用還處于“霧里看花”的狀態(tài)。1990年以后，我國出現(xiàn)了采購長絲倍捻機的熱潮，先后從日本、意大利、法國、南韓等國家進口了很多長絲倍捻機。同時，國內(nèi)有十幾

34、家紡機廠加緊研究和生產(chǎn)長絲倍捻機，再加上蘇拉集團幾年前在蘇州工業(yè)園建立了獨資短纖維倍捻機的組裝廠，隨后意大利薩維奧短纖維倍捻機也在山東成立了組裝廠。倍捻機的機電一體化的進展遠遠落后于其他紡織機械，因其自身的特性，現(xiàn)在它的機電一體化程度還只是處在起步階段。我國對倍捻機的研制起步較晚，經(jīng)歷了仿造和自主設(shè)計階段，對其控制技術(shù)的研制相對更晚，與國外捻線設(shè)備比較還存在一定差距，但各種的技術(shù)在捻線設(shè)備已有應(yīng)用。首先是傳動系統(tǒng)有了很大的進步，多電機傳

35、動系統(tǒng)由于其眾多優(yōu)點己有取代傳統(tǒng)的單電機傳動系統(tǒng)的趨勢。各種先進控制技術(shù)在捻線機控制系統(tǒng)上的應(yīng)用主要有以下幾種:</p><p>　　(1)PLC+變頻器的應(yīng)用</p><p>　　由于我國傳統(tǒng)的捻線機數(shù)量很多，用先進技術(shù)對傳統(tǒng)捻線機進行改進，也是</p><p>　　符合我國國情的技術(shù)革新。如宜昌紡機廠YFI701型短纖維倍捻機是在原機型基礎(chǔ)上改進設(shè)計的新產(chǎn)品，其

36、特點有：</p><p>　　第一，將原單錠錠帶傳動改為四錠一組錠帶傳動；第二，摩擦滾筒軸和往復導紗桿各自山獨立電動機驅(qū)動，PLC控制變頻調(diào)速，工藝參數(shù)設(shè)置可直接在顯示屏上進行。</p><p>　?。?）單片機+交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用</p><p>　　隨著單片機技術(shù)的發(fā)展，單片機控制電機的技術(shù)應(yīng)用廣泛，捻線機上應(yīng)用單片機+交流伺服系統(tǒng)是為了提高設(shè)備的性能，滿足高精

37、度控制的要求。 </p><p>　?。?）PC機+(步進電機+交流伺服傳動系統(tǒng))</p><p>　　由于單片機編程麻煩，程序的可移植性較差，為了進一步提高捻線設(shè)備的自</p><p>　　動化水平，以PC機為核心的捻線機應(yīng)用十分廣泛。步進電機由于控制簡單，精度高，作為控制電機應(yīng)用也十分廣泛。目前較先進的捻線機的傳動系統(tǒng)多為多電機傳動系統(tǒng)，往復導紗系統(tǒng)采用單

38、片機控制步進電機而原來用得較多的一是純機械式的，二是電子控制的機械式導紗，整個系統(tǒng)通過PC機協(xié)調(diào)控制，通過程序參數(shù)設(shè)置來避免捻線疵點的產(chǎn)生。</p><p>　　（4）總線技術(shù)的應(yīng)用</p><p>　　現(xiàn)場總線技術(shù)在紡織機械上的應(yīng)用才剛剛起步，國外也僅少數(shù)設(shè)備應(yīng)用這項</p><p>　　技術(shù)，主要應(yīng)用于織布設(shè)備;國內(nèi)現(xiàn)場總線在其它紡織機械上的應(yīng)用也有研究。本課題

39、將應(yīng)用PCI局部總線技術(shù)實現(xiàn)倍捻機控制系統(tǒng)的設(shè)計。</p><p>　　我國捻線機的研究，經(jīng)歷了仿造和自主設(shè)計階段，隨著各種新技術(shù)的廣泛應(yīng)</p><p>　　用，特別是嵌入式技術(shù)的應(yīng)用，捻線機設(shè)備的自動化水平不斷提高，各種高效、節(jié)能的產(chǎn)品不斷問世，國產(chǎn)捻線機的各項技術(shù)性能指標目前已能達到國外先進機型水平。如浙江省科學技術(shù)計劃重點項目“一步法電腦數(shù)控復合捻線機”，自2004年由杭州長翼紡織

40、機械有限公司研發(fā)問世，該設(shè)備不僅整機設(shè)計結(jié)構(gòu)科學合理，與現(xiàn)有其他捻線機比較，存在著質(zhì)的飛躍，該設(shè)備采用計算機控制實現(xiàn)制線工藝;對初捻復捻實施自動調(diào)節(jié)和動態(tài)恒定控制，提高紗線品質(zhì)；升降鋼令卷繞任意設(shè)定，增加成形種數(shù)，滿足各種紗線工藝要求；采用雙列弧形龍帶傳動結(jié)構(gòu)及改善鋼令結(jié)構(gòu)性能，提高錠速50%，節(jié)約能耗，并且增加卷裝容量50%,提升紗線科技含金量，增強國內(nèi)外市場競爭力。</p><p>　　1.4　本論文研究的內(nèi)

41、容</p><p>　　這種新型的捻線機錠子的加捻運動由主電機通過龍帶切向傳動，卷繞回轉(zhuǎn)運動由卷繞電動機驅(qū)動摩擦滾筒實現(xiàn)，這兩個電機都采用交流異步電動機變頻器調(diào)速；往復導紗運動由步進電機拖動滾珠絲杠、導紗桿，為了不讓導紗桿由于運動慣性沖過兩頭，同時也為了安全起見，在導紗桿往復運動極限位置安裝了兩個光電傳感器，由程序控制實現(xiàn)。</p><p><b>　　具體研究內(nèi)容為：</

42、b></p><p>　?。?）三大運動部分的機械零部件設(shè)計?！?lt;/p><p>　　（2）傳動方案的選定?！?lt;/p><p>　?。?）裝配圖的繪制使之能夠替代傳統(tǒng)的捻線機卷繞系統(tǒng)。</p><p><b>　　主要參數(shù)：</b></p><p>　　最高卷繞速度：80m/min；<

43、/p><p>　　錠速范圍：5000～13000r/min；</p><p>　　捻度范圍：200～2000捻/m；</p><p><b>　　捻向：Z或S向；</b></p><p>　　錠子傳動方式：龍帶切向傳動 ；</p><p>　　卷取筒管角：0o，3o30′，4o20′，5o57′；&l

44、t;/p><p>　　卷繞電機功率：2.2kw</p><p>　　2　倍捻機的工作原理</p><p>　　2.1 倍捻機捻線的工藝過程</p><p>　　倍捻機捻線的工藝過程與普遍使用的環(huán)錠捻線機工藝過程相比有很大的不同。環(huán)錠捻線機的工藝過程是自上而下地加捻，倍捻機的工藝過程是自下而上地加捻，紗線經(jīng)倍捻錠子加捻后，通過超喂羅拉、橫動導紗器，

45、按規(guī)定的形狀卷繞到筒子上。</p><p>　　待加捻的筒子放在固定的錠罐中，錠罐借助磁力保持在錠盤3的空心軸上，從筒管上退繞的紗線通過退紗器、張力裝置進入旋轉(zhuǎn)的空心錠子的中心孔，經(jīng)轉(zhuǎn)角后進入錠盤。由錠子出口處經(jīng)儲紗區(qū)，到達導紗鉤并形成氣圈。紗線通過導紗鉤后，經(jīng)探紗桿、導紗羅拉組到達超喂羅拉，再經(jīng)繞尾裝置、橫向?qū)Ъ喥?、卷統(tǒng)羅拉,交叉卷繞在筒管上。</p><p>　　捻線機的基本任務(wù)是使紗

46、線加上適當?shù)哪矶?，卷繞成合適的形狀，便于搬運、貯存和后加工。</p><p>　　2.2 紗線的加捻運動與卷繞運動</p><p>　　倍捻機的運動主要有兩個，一是錠子的加捻運動，一是紗線的卷繞成形運動。</p><p>　　2.2.1 紗線的加捻運動</p><p>　　加捻的目的是使纖維、單紗在紗線中獲得一定的結(jié)構(gòu)形態(tài)，使制品具有一定的物

47、理機械性能和外觀結(jié)構(gòu)。加捻的實質(zhì)是紗線各截面間產(chǎn)生相對回轉(zhuǎn)角位移。捻度是單位長度紗線在截面上相對回轉(zhuǎn)的角位移大小，產(chǎn)生的角位移越大，捻度越大，反之，捻度越小。捻向則是角位移的旋轉(zhuǎn)方向。</p><p>　　由捻度的定義： 公式（2-1） </p><p>　　其中：為角位移；z為紗線長度；w為紗線回轉(zhuǎn)速度；V為紗線沿自身方向運動的速

48、度。</p><p>　　2.2.2 紗線的卷繞運動</p><p>　　紗線的卷繞主要是便于制品(包括半制品)的存儲和運輸，便于喂給下道工序進行加工處理，因此必須把制品按一定規(guī)律繞成具有一定緊密度的卷裝形式。如果卷裝本身要進行后處理，例如水洗、染色、烘干等，則必須做到卷繞結(jié)構(gòu)均勻，無重疊或凸邊等現(xiàn)象。如染色的卷裝最好是均勻小網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)，使后處理時的工作介質(zhì)能夠順利而均勻地滲透到卷裝整體，保

49、證后處理迅速和高效，處理質(zhì)量均勻而無疵點。</p><p>　　紗線卷繞運動的作用是將紡好的紗線以螺旋線的形式有規(guī)律地卷繞于筒管表面。紗線卷繞成規(guī)定形狀的紗筒(即卷裝)，以便儲存、搬運或供給后道工序使用。卷裝形式主要有圓柱形卷裝、圓錐形卷裝、兩端圓錐形卷裝等多種形式，不同卷繞方式的本質(zhì)差別在于卷繞過程中卷繞轉(zhuǎn)速、導紗速度、導紗距離和位置之間的不同關(guān)系。但從運動學角度來說，它們卷繞運動的原理是一致的，都是由往復導紗

50、運動和卷繞回轉(zhuǎn)運動合成。卷裝成形的質(zhì)量取決于紗線卷繞密度分布及卷裝的形狀。密度分布視卷繞方式和卷裝邊緣形狀而定，卷裝的幾何形狀由紗管類型及卷裝的表面形狀而定。</p><p>　　卷繞張力是一個重要的工藝參數(shù)，過小的卷繞張力會降低卷繞密度，產(chǎn)生松軟的卷裝，成形不良，在運輸和存儲中易松散變形，斷頭時紗頭易陷入內(nèi)層而發(fā)生斷頭或無法退繞，或在軸向退繞時會牽動松弛的紗層，引起塌邊、脫圈、糾纏等現(xiàn)象。因此，一定的卷繞張力是

51、十分必要的，以便使卷裝緊密堅固。但如張力太大時，卻會使成紗產(chǎn)生永久性伸長變形，降低成紗的彈性伸長率，影響其機械物理性能不利于以后的織造過程，所以，必須根據(jù)實際情況合理調(diào)節(jié)張力大小，還必須注意減小張力的波動幅度。</p><p>　　在卷繞過程中，有時會持續(xù)產(chǎn)生內(nèi)外層紗圈相互重疊的現(xiàn)象，使卷裝局部表面凸出起箍，形成明顯的條帶狀結(jié)構(gòu)，造成退繞困難，加劇退繞時的摩擦阻力，增加退繞張力，增加亂紗和斷頭率，斷頭后不易找頭。

52、對于需要后處理的卷裝，更不能有不均勻的條帶結(jié)構(gòu)，故必須采取防疊措施。目前筒子的防疊方法主要有兩種方法:(1)周期性改變摩擦滾筒的轉(zhuǎn)速；(2)周期性改變導紗速度。</p><p>　　倍捻機紗線的卷繞運動也是由往復導紗運動和卷繞回轉(zhuǎn)運動合成。卷裝由摩擦滾筒驅(qū)動，實現(xiàn)卷繞回轉(zhuǎn)運動。導紗桿由導紗機構(gòu)驅(qū)動，實現(xiàn)往復導紗運動。</p><p><b>　　2.3 本章小結(jié)</b>

53、;</p><p>　　本章先介紹了倍捻機捻線的工藝過程，然后又簡單描述了倍捻機的兩個主要運動，即加捻運動和卷繞運動。最后簡述了在卷繞過程中產(chǎn)生的硬邊和重疊現(xiàn)象，及其相應(yīng)的解決方法。</p><p>　　3 倍捻機多電機傳動系統(tǒng)原理</p><p>　　3.1 傳統(tǒng)單電機機械式傳動系統(tǒng)</p><p>　　為了對比分析，下面簡要介紹傳統(tǒng)單電機

54、機械式傳動系統(tǒng)。圖3-1為R362/S倍捻機上具有代表性的機械傳動系統(tǒng)簡圖。 </p><p>　　圖3-1 單電機機械式傳動系統(tǒng)</p><p>　　如圖3-1所示，該傳動系統(tǒng)由電動機通過龍帶傳動錠子和主軸皮帶輪，</p><p>　　再由一對圓錐齒輪(或)、帶動捻度變換齒輪和過橋齒輪傳動摩擦滾筒1，然后將來自錠子的紗線通過導紗桿

55、卷繞在筒子上，變換的齒數(shù)可獲得不同捻度的紗線。</p><p>　　摩擦滾筒2軸的轉(zhuǎn)動通過卷繞變換齒輪、,差微齒輪、、、等帶動成形凸輪轉(zhuǎn)動，成形凸輪的轉(zhuǎn)動使三角形構(gòu)件23上的滑塊點的滑塊24沿導桿滑動;構(gòu)件23上的另一點在扇形蝸輪的槽中滑動;它的點通過小連桿25帶動導紗桿往復移動，實現(xiàn)導紗。、齒輪的變換可改變加捻后送出紗速與導紗桿往復移動速度之比，因而改變筒子的卷繞角，差微齒輪、、、等的作用是使成形凸輪轉(zhuǎn)速作周期

56、形的微小變化起到防疊作用。摩擦滾筒1的運動又通過蝸桿12,蝸輪13,齒輪14傳動大齒輪15，大齒輪巧上加工有多個離軸線距離不等的小孔，其中某一孔中鉸接有G桿，G、H二桿鉸接，H桿的另一端與棘輪1b同軸線且空套在軸上，其上裝有棘爪，當齒輪巧連續(xù)轉(zhuǎn)動時，通過G帶動H桿往復擺動從而使棘輪16作單向轉(zhuǎn)動，與棘輪同軸的齒輪17通過齒輪18, 19，蝸桿20使扇形蝸輪傾斜，實現(xiàn)導紗動程的變化。</p><p>　　由圖3-1

57、可知，傳統(tǒng)機械式傳動系統(tǒng)采用一臺電動機驅(qū)動導紗成型凸輪機構(gòu)、捻度變換齒輪機構(gòu)、防疊、防凸邊機構(gòu)及錠子，實現(xiàn)對紗線的加捻卷繞，其主要的缺陷有:機器結(jié)構(gòu)復雜，傳動路線長，調(diào)整、維護不方便。</p><p>　　3.2 倍捻機多電機傳動系統(tǒng)的組成</p><p>　　在本文研究的倍捻機多電機傳動系統(tǒng)中，錠子的加捻運動由主電機通過龍帶驅(qū)動，該電機采用交流異步電動機；卷繞回轉(zhuǎn)運動由卷繞電動機驅(qū)動摩擦

58、滾筒實現(xiàn)，該電機采用交流異步電動機，并由一變頻器控制；往復導紗運動由步進電動機拖動絲杠、導紗桿由程序控制實現(xiàn)。三電機的運動由微機協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)對紗線加捻、卷繞的工藝目標，使加工的紗線的捻度、卷繞角、卷裝成形符合工藝要求。系統(tǒng)原理示意圖如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 倍捻機多電機傳動示意圖</p><p>　　3.3 倍捻機多電機傳動系統(tǒng)的工作原理</p>&l

59、t;p>　　3.3.1 工藝作用的實現(xiàn)</p><p><b>　　1）加捻</b></p><p>　　加捻主要由錠子高速回轉(zhuǎn)完成，使紗線得到所需的捻度.由加捻基本理論知，紗線捻度T(捻/m)為(以倍捻機為例):</p><p>　　公式（3-1） </p><p>　　式中，分別為錠子轉(zhuǎn)速、卷繞軸轉(zhuǎn)

60、速(rpm)；為紗線卷繞速度(m/min)；為摩擦滾筒直徑(m)。</p><p>　　可見，捻度大小與錠子轉(zhuǎn)速、卷繞轉(zhuǎn)速有關(guān)。換言之，在錠子速度選定后，捻度的變換可通過改變卷繞電機速度方便地實現(xiàn)，無需變換齒輪機構(gòu)。</p><p><b>　　2)卷繞成形</b></p><p>　　依據(jù)卷繞運動規(guī)律編制程序控制步進電動機按所需規(guī)律運動，如要

61、改變卷繞角、卷裝成型只需改變程序中相應(yīng)參數(shù)即可。</p><p>　　3.3.2 主要運動部件的傳動</p><p><b>　　(1)錠子</b></p><p>　　采用一臺獨立的交流異步電動機，由變頻器控制，經(jīng)龍帶切向傳動左右兩側(cè)錠子，依靠張緊輪和壓輪保持龍帶對錠盤有一定的壓力。</p><p><b>

62、　　(2)橫動導紗部件</b></p><p>　　導紗橫動部分采用步進電動機，驅(qū)動絲桿導紗桿系統(tǒng)往復運動，通過帶動導紗嘴，以完成往復導紗動作，其傳動精確，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動沖擊小.橫動次數(shù)可無級調(diào)節(jié)，最高可達60次/min，橫動導程也可根據(jù)需求任意設(shè)置。在紗速一定的情況下，不同交叉角就決定了橫動次數(shù)，這些參數(shù)都是通過微電腦來控制的，調(diào)節(jié)十分方便。</p><p><b>

63、;　　(3)卷繞軸</b></p><p>　　卷繞摩擦滾筒軸由一臺單獨電動機通過同步帶傳動，由變頻器控制，可根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)出紗線速度。在錠速一定時，捻度的變換可通過改變卷繞速度方便實現(xiàn)，不需要更換齒輪。</p><p><b>　　3.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章先介紹了傳統(tǒng)的單電機機械式傳動系統(tǒng)倍捻機，總結(jié)出

64、該系統(tǒng)的不足之處。然后又介紹了多電機傳動系統(tǒng)倍捻機的組成和工作原理。</p><p>　　4 倍捻機多電機傳動系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　4.1 擬定傳動方案</p><p>　　合理的傳動方案，首先應(yīng)滿足工作機的功能要求，其次還應(yīng)滿足工作可靠、傳動效率高、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、重量輕、成本低廉、工藝性好、使用和維護方便等要求。本設(shè)計中，細紗機多電機傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜

65、，需要采用不同的傳動機構(gòu)，不同的組合和布局，從而滿足整體設(shè)計要求[4]?，F(xiàn)列出各種傳動機構(gòu)的特點如下：</p><p>　　(1)齒輪傳動具有承載能力大、效率高、允許速度高、尺寸緊湊、壽命長等優(yōu)點，因此在傳動裝置中一般應(yīng)首先采用齒輪傳動。由于斜齒圓柱齒輪傳動的承載能力和平穩(wěn)性比直齒圓柱齒輪傳動好，故在高速級或要求傳動平穩(wěn)的場合，常采用斜齒輪傳動。</p><p>　　(2)帶傳動具有傳動平

66、穩(wěn)、吸振等特點，且能起過載保護作用，但由于它是靠摩擦力來工作的，在傳遞同樣功率的條件下，當帶速較低時，傳動結(jié)構(gòu)尺寸較大。為了減小帶傳動的結(jié)構(gòu)尺寸，應(yīng)將其布置在高速級。</p><p>　　(3)錐齒輪傳動，當其尺寸太大時，加工困難，因此應(yīng)將其布置在高速級，并限制其傳動比，以控制其結(jié)構(gòu)尺寸。</p><p>　　(4)蝸桿傳動具有傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)等優(yōu)點，但其傳動效率低，尤其在低速

67、時，其效率更低，且蝸輪尺寸大、成本高。因此，它常用于中小功率、間歇工作或要求自鎖的場合。為了提高傳動效率、減小蝸輪結(jié)構(gòu)尺寸，通常將其布置在高速級。</p><p>　　(5)鏈傳動，由于工作時鏈速和瞬時傳動比呈周期性變化、運動不均勻、沖擊振動大，為了減小振動與沖擊，故應(yīng)將其布置在低速級。</p><p>　　(6)開式齒輪傳動，由于潤滑條件差和工作環(huán)境惡劣，磨損快，壽命短，故應(yīng)將其布置在低

68、速級。</p><p>　　根據(jù)各種傳動機構(gòu)的特點和上述選用原則及對傳動方案的要求，結(jié)合本設(shè)計的工作條件，初步擬定倍捻機的傳動方案如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1 倍捻機多電機傳動系統(tǒng)</p><p><b>　　4.2 電機的選擇</b></p><p>　　電機的選擇應(yīng)遵循以下要點：</p>

69、<p>　　(1)根據(jù)機械負載特性、生產(chǎn)工藝、電網(wǎng)要求、建設(shè)費用、運行費用等綜合指標拍，合理選擇電動機類型；</p><p>　　(2)根據(jù)機械負載所要求的負載能力、啟動轉(zhuǎn)矩、工作制及工況條件，合理選擇電動機的功率，使功率匹配合理，并且有適當?shù)膫溆霉β?，力求運行安全，可靠而經(jīng)濟；</p><p>　　(3)根據(jù)使用場所的環(huán)境，選擇電動機的防護等級和結(jié)構(gòu)形式；</p>

70、;<p>　　(4)根據(jù)生產(chǎn)機械的最高機械轉(zhuǎn)速和傳動調(diào)速系統(tǒng)的要求，選擇電動機的轉(zhuǎn)速；</p><p>　　(5)根據(jù)使用環(huán)境溫度，檢修維護方便、安全可靠等要求，選擇電動機的絕緣等級和安裝方式；</p><p>　　(6)根據(jù)電網(wǎng)電壓、頻率，選擇電動機的額定電壓和頻率。</p><p>　　總結(jié)：在選用電動機時，要努力執(zhí)行國家技術(shù)經(jīng)濟政策，積極采用節(jié)能

71、產(chǎn)品和新產(chǎn)品，提高綜合經(jīng)濟效益。</p><p>　　綜上所述，選擇電動機如下：</p><p>　　用于帶動錠子轉(zhuǎn)動的三相異步交流電機一臺，型號為：Y系列（IP44）132S，同步轉(zhuǎn)速 3000r/min，功率 7.5kW，極數(shù) 2。</p><p>　　用于帶動卷繞滾筒轉(zhuǎn)動的三相異步交流電機一臺，型號為：Y系列（IP44）112M，同步轉(zhuǎn)速 1000r/min，

72、功率 2.2kW，極數(shù) 6。</p><p>　　用于帶動導紗桿往復運動的步進電機一臺：三洋 103H8222-5241 DC 6A 1.8DEG</p><p><b>　　4.3 鏈傳動設(shè)計</b></p><p>　　4.3.1 鏈傳動的特點及應(yīng)用</p><p>　　鏈傳動是應(yīng)用較廣的一種機械傳動。它是由鏈條和主

73、、從動鏈輪所組成(圖4-2)。鏈輪上制有特殊齒形的齒，依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力。</p><p>　　圖 4-2 鏈傳動</p><p>　　鏈傳動是屬于帶有中間撓性件的嚙合傳動。與屬于摩擦傳動的帶傳動相比，鏈傳動無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，因而能保持準確的平均傳動比，傳動效率較高；又因鏈條不需要像帶那樣張得很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較小；在同樣使用條件下．鏈傳動結(jié)構(gòu)較為緊

74、湊。同時鏈傳動能在高溫及速度較低的情況下工作。與齒輪傳動相比，鏈傳動的制造與安裝精度要求較低，成本低廉：在遠距離傳動(中心距最大可達十多米)時，其結(jié)構(gòu)比齒輪傳動輕便得多。</p><p>　　鏈傳動的主要缺點是：在兩根平行軸間只能用于同向回轉(zhuǎn)的傳動；運轉(zhuǎn)時不能保持恒定的瞬時傳動比；磨損后易發(fā)生跳齒；工作時有噪聲；不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動中應(yīng)用。</p><p>　　鏈傳動主要用在

75、要求工作可靠，且兩軸相距較遠，以及其它不需采用齒輪傳動的場合。在本設(shè)計中兩軸相距較遠，而且載荷變化不大，也沒有急速反向，所以可以選擇鏈傳動。</p><p>　　4.3.2 滾子鏈鏈輪的結(jié)構(gòu)和材料</p><p>　　鏈輪是鏈傳動的主要零件，鏈輪齒形已經(jīng)標準化。鏈輪設(shè)計主要是確定其結(jié)構(gòu)及尺寸，選擇材料和熱處理方法。</p><p><b>　　(1) 鏈輪

76、的結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　小直徑的鏈輪可制成整體式(圖4-3a)；中等尺寸的鏈輪可制成孔板式(圖4-3b)；大直徑的鏈輪，常采用可更換的齒圈用螺栓聯(lián)接在輪芯上(圖4-3c)：</p><p>　　圖 4-3 鏈輪的結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　(2) 鏈輪的材料</b></p><p>　　鏈輪

77、的材料應(yīng)能保證輪齒具有足夠的耐磨性和強度。出于小鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)比大鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)多，所受沖擊也較嚴重，故小鏈輪應(yīng)采用較好的材料制造。</p><p>　　4.3.3 滾子鏈鏈輪的設(shè)計計算</p><p><b>　　(1)鏈輪齒數(shù)</b></p><p>　　小鏈輪齒數(shù)Z1=21 大鏈輪齒數(shù)Z2=40</p>&l

78、t;p>　　(2)實際傳動比 i=Z2/Z1=1.90</p><p><b>　　(3)計算功率</b></p><p>　　PC=KAP/KZ=0.18KW/0.66=0.27KW</p><p>　　KA-工況系數(shù)，查機械設(shè)計手冊取為1</p><p>　　KZ-齒數(shù)系數(shù)，=0.66

79、 公式（4-1）</p><p><b>　　(4)鏈條節(jié)距</b></p><p>　　由計算功率和n1查設(shè)計手冊得鏈條節(jié)距P=9.525mm （No08A）</p><p><b>　　(5)初定中心距</b></p><p>　　按要求取=490mm，，在30-5

80、0之間，合適。</p><p><b>　　(6)鏈條節(jié)數(shù)</b></p><p>　　取 公式（4-2）</p><p><b>　　(7)鏈條長度</b></p><p><b>　　公式（4-3）</b></p><p><b>　　

81、(8)理論中心距</b></p><p>　　=498mm KL由手冊查得為0.24552 公式（4-4）</p><p><b>　　(9)實際中心距</b></p><p>　　a1= a-Δa=498-0.004498 =495mm 公式（4-5）</p>

82、<p><b>　　(10)鏈速</b></p><p>　　m/s 公式（4-6）</p><p><b>　　(11)潤滑方式</b></p><p>　　根據(jù)P及v查手冊應(yīng)采用滴油潤滑。</p><p><b&g

83、t;　　(12)鏈條的標記</b></p><p>　　根據(jù)計算結(jié)果，應(yīng)選用單排08A滾子鏈，節(jié)距為12.7mm，節(jié)數(shù)92。標記為08A-192 GB1243.1-83</p><p>　　(13)鏈輪主要尺寸</p><p><b>　　分度圓直徑：</b></p><p><b>　　公式（4

84、-7）</b></p><p><b>　　齒頂圓直徑：</b></p><p><b>　　公式（4-8）</b></p><p><b>　　齒根圓直徑：</b></p><p><b>　　公式（4-9）</b></p>&

85、lt;p>　　4.4 帶傳動的設(shè)計</p><p>　　4.4.1 同步帶傳動的特點和應(yīng)用</p><p>　　同步帶傳動具有以下特點：</p><p>　?。?）傳動準確，工作時無滑動，具有恒定的傳動比； （2）傳動平穩(wěn)，具有緩沖、減振能力，噪聲低； （3）傳動效率高，可達0.98，節(jié)能效果明顯； （4）維護保養(yǎng)方便，不需潤滑，維護費用低；

86、（5）速比范圍大，一般可達10，線速度可達50m/s，具有較大的功率傳遞范 圍，可達幾瓦到幾百千瓦； （6）可用于長距離傳動，中心距可達10m以上。</p><p>　　同步帶傳動具有帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動的優(yōu)點。同步帶傳動由于帶與帶輪是靠嚙合傳遞運動和動力，故帶與帶輪間無相對滑動，能保證準確的傳動比。同步帶通常以鋼絲繩或玻璃纖維繩為抗拉體，氯丁橡膠或聚氨酯為基體,這種帶薄而且輕，故可用于較高速

87、度。傳動時的線速度可達50m/s，傳動比可達10，效率可達98％。傳動噪音比帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動小，耐磨性好，不需油潤滑，壽命比摩擦帶長。其主要缺點是制造和安裝精度要求較高，中心距要求較嚴格。所以同步帶廣泛應(yīng)用于要求傳動比準確的中、小功率傳動中，如家用電器、計算機、儀器及機床、化工、石油等機械。</p><p>　　同步帶有單面有齒和雙面有齒兩種，簡稱單面帶和雙面帶。雙面帶又有對稱齒型（DI）和交錯齒型（DI

88、I）之分。同步帶齒有梯形齒和弧形齒兩類。同步帶型號分為最輕型MXL、超輕型XXL、特輕型XL、輕型L、重型H、特重型XH、超重型XXH七種。</p><p>　　在規(guī)定張緊力下，相鄰兩齒中心線的直線距離稱為節(jié)距，以p表示。節(jié)距是同步帶傳動最基本的參數(shù)。當同步帶垂直其底邊彎曲時，在帶中保持原長度不變的周線，稱為節(jié)線，節(jié)線長以LP表示。同步帶帶輪的齒形推薦采用漸開線齒形，可用范成法加工而成。也可以使用直邊齒形。<

89、;/p><p>　　4.4.2 同步帶傳動的設(shè)計計算</p><p><b>　　(1)計算功率</b></p><p><b>　　公式（4-10）</b></p><p>　　P-傳遞的功率；-工況系數(shù)為1.9</p><p>　　(2)選擇帶型（節(jié)距）</p>

90、<p>　　根據(jù)和查機械設(shè)計手冊選取，為小帶輪的轉(zhuǎn)速，應(yīng)選用L型 （輕型）</p><p>　　(3)選取小帶輪齒數(shù)</p><p><b>　　>,查手冊得，取</b></p><p><b>　　(4)小帶輪節(jié)徑</b></p><p><b>　　公式（4-

91、11）</b></p><p><b>　　(5)大帶輪齒數(shù)</b></p><p><b>　　公式（4-12）</b></p><p><b>　　(6)大帶輪節(jié)徑</b></p><p>　　mm 公式（4-13）</p

92、><p><b>　　(7)求帶速</b></p><p><b>　　公式（4-14）</b></p><p><b>　　(8)初定中心距</b></p><p><b>　　取</b></p><p>　　(9)選用帶長及齒數(shù)&l

93、t;/p><p><b>　　公式（4-15）</b></p><p><b>　　查表選用</b></p><p>　　(10)求理論中心距</p><p>　　采用中心距可調(diào) 公式（4-16）</p><p>　　(11)求基本額定功率</p><

94、;p><b>　　公式（4-17）</b></p><p><b>　　查手冊得</b></p><p><b>　　(12)帶寬</b></p><p><b>　　公式（4-18）</b></p><p><b>　　查手冊選取標準帶寬

95、</b></p><p>　　4.5 齒輪傳動設(shè)計</p><p>　　4.5.1 齒輪設(shè)計分析</p><p>　　齒輪傳動是機械傳動中最重要的傳動之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞的功率可達數(shù)十萬千瓦，圓周速度可達200m/s，齒輪傳動的主要特點有：</p><p>　?。?）效率高 在常用的機械傳動中，以齒輪傳動的效率為最高。

96、</p><p>　　（2）結(jié)構(gòu)緊湊 在同樣的使用條件下，齒輪傳動所需的空間尺寸一般較小。</p><p>　?。?）工作可靠、壽命長 設(shè)計制造正確合理、使用維護良好的齒輪傳動，工作十分可靠，壽命可達一、二十年，這也是其他機械傳動所不能比擬的。</p><p>　?。?）傳動比穩(wěn)定，傳動比穩(wěn)定往往是對傳動性能的基本要求。齒輪傳動獲得廣泛應(yīng)用，也就是由于具有這一

97、特點。</p><p>　　4.5.2 齒輪的材料及其選擇原則</p><p><b>　　1）常用的齒輪材料</b></p><p><b>　?。?）鋼</b></p><p>　　鋼材的韌性好，耐沖擊，還可通過熱處理或化學熱處理改善其力學性能及提高齒面的硬度，故最適于用來制造齒輪。鋼又分為鍛鋼

98、和鑄鋼。</p><p><b>　?。?）鑄鐵</b></p><p>　　灰鑄鐵性質(zhì)較脆，抗沖擊及耐磨性都較差，但抗膠合及抗點蝕的能力較好?；诣T鐵齒輪常用于工作平穩(wěn)，速度較低，功率不大的場合。</p><p><b>　　（3）非金屬材料</b></p><p>　　對高速、輕載及精度不高的齒輪

99、傳動，為了降低噪聲，常用非金屬材料做小齒輪，大齒輪仍用鋼或鑄鐵制造。為使大齒輪具有足夠的抗磨損及抗點蝕的能力，齒面的硬度應(yīng)為250-350HBS。</p><p>　　2）齒輪材料的選擇原則</p><p>　?。?）齒輪材料必須滿足工作條件的要求。</p><p>　　（2）應(yīng)考慮齒輪尺寸的大小、毛坯成形方法及熱處理和制造工藝。</p><p&

100、gt;　?。?）正火碳鋼，不論毛坯的制作方法如何，只能用于制作在載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下工作的齒輪，不能承受大的沖擊載荷；調(diào)質(zhì)碳鋼可用于制作在中等沖擊載荷下工作的齒輪。</p><p>　?。?）合金鋼常用于制作高速、重載并在沖擊載荷下工作的齒輪。</p><p>　?。?）飛行器中的齒輪傳動，要求齒輪尺寸盡可能小，應(yīng)采用表面硬化處理的高強度合金鋼。</p><p>　

101、　（6）金屬制的軟齒面齒輪，配對兩齒輪齒面的硬度差應(yīng)保持為30-50HBS或更多。</p><p>　　4.5.3 齒輪設(shè)計計算</p><p><b>　　（1）齒輪設(shè)計準則</b></p><p>　　設(shè)計一般使用的齒輪傳動時，通常只按保證齒根彎曲疲勞強度及保證齒面接觸疲勞強度兩準則進行計算。對于高速大功率的齒輪傳動，還要保證齒面抗膠合能力

102、的準則進行計算。</p><p>　　齒輪1與齒輪2相互嚙合，初定其模數(shù)，齒數(shù)分別為</p><p><b>　　，則有：</b></p><p><b>　　公式（4-19）</b></p><p>　　mm 公式（4-20）<

103、;/p><p>　　mm 公式（4-21）</p><p><b>　　公式（4-22）</b></p><p>　?。?）齒面接觸疲勞強度的校核：</p><p><b>　　強度條件：</b></p><p>　　計算

104、應(yīng)力N/mm²： 公式（4-23）</p><p>　　-接觸強度計算的重合度與螺旋角系數(shù)，查手冊為0.85</p><p>　　KA-使用系數(shù)，查手冊為1.25； KV-動載系數(shù)，查手冊為1.08</p><p>　　KHβ-齒向載荷分布系數(shù)，查手冊為1.6 b-齒寬，為25mm</p><p>　　KHα-齒間載荷

105、分配系數(shù)，查手冊為1.1 d1=138.10mm</p><p>　　=1015.6N/mm²</p><p>　　許用應(yīng)力：=ZHZLVRZWZX/SHmin 公式（4-24）</p><p>　　-試驗齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力，查手冊為600N/mm²</p><p>　　ZH-

106、節(jié)點區(qū)域系數(shù)，為1.9 ； ZLVR-潤滑油膜影響系數(shù)，為0.95</p><p>　　ZW-工作硬化系數(shù)，為1.125 ； ZX-接觸強度計算的尺寸系數(shù)，查得1.0</p><p>　　SHmin-接觸強度最小安全系數(shù)，查得為1</p><p>　　則=1218.4N/mm² 滿足接觸疲勞強度要求</p><p

107、>　?。?）齒根彎曲疲勞強度的校核</p><p><b>　　強度條件：</b></p><p>　　計算應(yīng)力： 公式（4-25）</p><p>　　KA-使用系數(shù)，查手冊為1.25； KV-動載系數(shù)，查手冊為1.08 </p><p>　　KFβ-齒向載荷分布系

108、數(shù)，查得1.6 KFα-齒間載荷分配系數(shù)，為1.1 YFS-復合齒形系數(shù)，查得為4.0 -彎曲強度計算的重合度與螺 則 σF= 596.56N/mm² 旋角系數(shù)，查得為0.7 </p><p>　　許用應(yīng)力： 公式（4-26）</p><p>　　σFE-齒輪材料的彎曲疲勞強度基本值400N/m

109、m²</p><p>　　YN-彎曲強度計算的壽命系數(shù)2.5 </p><p>　　-相對齒根圓角敏感性系數(shù)，查手冊為0.95</p><p>　　-相對表面狀況系數(shù)，查手冊為0.9 </p><p>　　YX-彎曲強度計算的尺寸系數(shù)，查手冊為1.0</p><p>　　SＦmin－彎曲強度最小安全系數(shù)，

110、查手冊為1.4</p><p>　　則σFP=610.71N/mm² 滿足齒根彎曲疲勞強度要求</p><p><b>　　4.6 軸的設(shè)計</b></p><p>　　4.6.1 軸設(shè)計的主要內(nèi)容</p><p>　　軸的設(shè)計也和其它零件的設(shè)計相似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計利工作能力計算兩方面的內(nèi)容。

111、</p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，會影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等：因此，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是軸設(shè)計中的重要內(nèi)容。</p><p>　　軸的工作能力計算指的是軸的強度、剛度和振動穩(wěn)定性等方向的計算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強度

112、。這時只需對軸進行強度計算，以防止斷裂或塑性變形。而對剛度要求高的軸(如車床主軸)和受力大的細長軸，還應(yīng)進行剛度計算，以防止工作時產(chǎn)生過大的彈性變形。對高速運轉(zhuǎn)的軸．還應(yīng)進行振動穩(wěn)定性計算，以防止發(fā)生共振而破壞。</p><p>　　4.6.2 軸的材料選擇</p><p>　　軸的材料主要是碳鋼和合金鋼．鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。</p><p

113、>　　由于碳鋼比合合鋼價廉，對應(yīng)力集中的敏感件較低，同時也可以用熱處理或化學熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常用的是45鋼。</p><p>　　合金鋼比碳鋼具有更高的力學性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。</p><p>　　必須指出：在一般工作溫度

114、下(低于200℃)，各種碳鋼和合金鋼的彈性模量均相差不多，因此在選擇鋼的種類和決定鋼的熱處理方法時，所根據(jù)的是強度與耐磨性，而不是軸的彎曲或扭轉(zhuǎn)剛度。但也應(yīng)當注意，在既定條件下．有時也可選擇強度較低的鋼材，而用適當增大軸的截面面積的辦法來提高軸的剛度。</p><p>　　各種熱處理(如高頻淬火、滲碳、氮化、氰化等)以及表面強化處理(如噴九、滾壓等)對提高軸的抗疲勞強度都有著顯著的效果。</p>&

115、lt;p>　　高強度鑄鐵和球墨鑄鐵容易作成復雜的形狀．且具有價廉、良好的吸振性和耐磨性，以及對應(yīng)力集中的敏感性較低等優(yōu)點，可用于制造外形復雜的軸。</p><p>　　下表中列出了軸的常用材料及其主要力學性能</p><p>　　表 4-1 軸常用材料及其主要力學性能</p><p>　　4.6.3 軸的設(shè)計計算</p><p>　　如

116、下圖所示，以鏈輪軸的設(shè)計為例。</p><p>　?。?）軸的強度校核計算</p><p>　　進行軸的強度校核計算時，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計算方法，并恰當?shù)倪x取其許用應(yīng)力。對于僅僅（或主要）承受扭矩的軸，應(yīng)按照扭轉(zhuǎn)強度條件進行計算。此鏈輪軸主要承受扭矩作用，所以可以按照扭轉(zhuǎn)強度條件進行計算。</p><p>　　軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為