15148四、傳動鏈設(shè)計 2932166第六節(jié)傳動部件校核 3312451一、傳動部件主要零件強(qiáng)度校核 3329280二、減速器的設(shè)計 3531688三、超越離合器的設(shè)計 404197四、部件具體安裝應(yīng)該注意事項 426368五、浴槽部件設(shè)計 4215786六、卷染機(jī)未來發(fā)展形勢 448466結(jié)束語 457219參考文獻(xiàn) 4610927外文資料 4828625中文譯文 5515898致謝 60MA209B-120卷染機(jī)設(shè)計摘要大型卷染機(jī)關(guān)系到一個國家的發(fā)展，而國內(nèi)卻一直缺乏一款適合我國的大型卷染機(jī)。于是MA209B大型卷染機(jī)便應(yīng)用而生。一個完整的卷染機(jī)系統(tǒng)包括：機(jī)械傳動部分、鏈條機(jī)構(gòu)、減速器、磁粉離合器、超越離合器、微機(jī)控制器、檢測機(jī)構(gòu)等。其中的檢測機(jī)構(gòu)和磁粉離合器、超越離合器構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)能夠保證織物在規(guī)定的張力下運(yùn)行，保證織物能夠以一定的速度運(yùn)行，保證織物染色的均勻，以及發(fā)揮機(jī)器最大的效率，提高其使用壽命等等。本設(shè)計通過參考國內(nèi)外優(yōu)秀卷染機(jī)，以國內(nèi)的MA209A為藍(lán)本，通過查閱大量文獻(xiàn)以及分析用戶反饋?zhàn)鞒鱿鄳?yīng)改進(jìn)。設(shè)計主要包括主機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計、全機(jī)簡圖設(shè)計、機(jī)械傳動部件設(shè)計（包括電動機(jī)功率確定、離合器安裝方式、減速器齒輪及軸的校核等）。關(guān)鍵詞：卷染機(jī)；機(jī)械傳動部分；磁粉離合器；減速器；微機(jī)控制器。THE

DESIGN

OF

DYEJIGGERABSTRACTThelargejiggerrelationtoacountry’sdevelopment,howeverchinahasbeenthelackofSuitablelargejigger.soMA209Blargejiggerwillapplyborn.afulljiggersystemcomprising:mechanicaltransmissionparts;chaininstitutions,reducer,magneticclutch,computercontroller,andothertestingorganizations.Whereinadetectionmechanismandmagneticclutch,clutchciosed-loopsystemconsistingoffabrictoensurethatrununderapredeterminedtension,andtoensurethatthefabriccanberunatacertainspeed,toensureuniformdyeing,machineandplaymaximumefficiency,increaseitsservicelifeandsoon.ThisdesignbyreferencetothedomesticandforeignoutstandingjiggertodomesticMA204Bmodeledbythelargenumberofdocumentsandanalysisofuserfeedbacktomakeimprovementsaccordingly.designincludesahostofstructuraldesign,thewholeschematicdesign,designofmechanicaltransmissionparts(includingmotorpowerisdetermined,checkingtheclutchinstallation,speedreducerandearshafts,etc.)KEYWORDS:dyejigger；mechancialtransmissionpart；magneticclutch；reducer；computercontro緒論卷染機(jī)又稱染缸，是應(yīng)用較早的一種棉麻類織物的染色機(jī)械。除了用于染色之外，染色機(jī)還可以用于織物的退漿、煮練、漂白、洗滌等處理。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)水平的提高，染布的工藝和染布質(zhì)量越來越得到了較大的提高。人們消費(fèi)觀念的不斷增強(qiáng)，也需要我們采用新的技術(shù)、新的設(shè)備、新的生產(chǎn)方法以滿足人們的需求，適應(yīng)社會的發(fā)展適應(yīng)歷史的潮流。卷染機(jī)在染布過程中的作用是勿容置疑的，從古到今，一直有不斷的新技術(shù)引用在上面。由于它結(jié)構(gòu)簡單，操作靈活，檢修方便，投資費(fèi)用少和用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于多品種，小批量的加工和生產(chǎn)。與連續(xù)染色相比，卷染機(jī)染色至今仍認(rèn)為是質(zhì)量最好的染色方法。現(xiàn)在的染槽用不銹鋼制造，傳動由聯(lián)動改為單獨(dú)驅(qū)動并實現(xiàn)坯布的恒線速度卷繞。最吸引人的是帶有微機(jī)的大型卷染機(jī)的出現(xiàn)，這些新的發(fā)展，不僅增加了布卷的尺寸，而且全過程由微機(jī)程序控制，染色質(zhì)量非常穩(wěn)定。卷染機(jī)的工作原理是兩個幾何尺寸相同的卷輥，其中包括卷布輥和放布輥，帶動織物在染液槽中往復(fù)染色，直至達(dá)到工藝要求。隨著卷染的進(jìn)行，卷布輥直徑逐漸增大，放布輥直徑逐漸減小，要實現(xiàn)織物的恒線速度卷染，卷布輥的轉(zhuǎn)速要求逐漸降低，對卷布輥要求進(jìn)行無級調(diào)速。現(xiàn)代多功能恒線速，恒張力卷染機(jī)，能適應(yīng)一般的織物，針織物及絲綢的煮煉，皂洗和水洗等工藝，并可對植物進(jìn)行縮減，絲光工藝處理，特別適用于多品種，小批量的織物處理。隨著時代變遷，卷染機(jī)的染液槽從木制發(fā)展到鑄鐵，不銹鋼，減少了對織物的磨損，傳動則由單機(jī)聯(lián)動到單獨(dú)傳動，工作幅度從窄幅到寬幅，工作溫度從常溫常壓發(fā)展到高溫高壓，由緊式發(fā)展到松式。目前，卷染機(jī)正朝著不銹鋼、闊幅、松式、高溫等多種結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方向發(fā)展。其中，最為顯著的特點(diǎn)是其機(jī)電一體化程度越來越高，機(jī)電一體化是目前新型卷染機(jī)發(fā)展的必然趨勢和目標(biāo)。卷染機(jī)適合于小批量，多品種織物染色，其基本工作過程是將一定長度和寬度的織物反復(fù)通過一定濃度和溫度的染液，并根據(jù)工藝要求完成一定的往復(fù)次數(shù)，以使染料在布面上著色。因此，卷染產(chǎn)品的工藝簡單。卷染機(jī)的工作原理是兩個幾何尺寸相同的卷輥，其中包括卷布輥和放布輥，帶動織物在染液槽中往復(fù)染色，直至達(dá)到工藝要求。隨著卷染的進(jìn)行，卷布輥直徑逐漸增大，放布輥直徑逐漸減小，要實現(xiàn)織物的恒線速度卷染，卷布輥的轉(zhuǎn)速要求逐漸降低，對卷布輥要求進(jìn)行無級調(diào)速。織物的恒線速調(diào)整，經(jīng)歷了純機(jī)械的差動機(jī)構(gòu)式，液壓馬達(dá)調(diào)速，繞線電機(jī)和直流電機(jī)幾種調(diào)速形式。直流電機(jī)雖然有起動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，但是在卷染高溫，高濕環(huán)境下容易燒壞繞組。并且滑環(huán)和電刷也需經(jīng)常維修，直流調(diào)速系統(tǒng)和計算機(jī)接口比較麻煩，實現(xiàn)自動控制也比較困難。本課題使用變頻調(diào)速器帶動普通三相異步電機(jī)，通過單片機(jī)和測速系統(tǒng)實現(xiàn)織物的恒線速卷染，并實現(xiàn)卷染過程的自動控制，減少了勞動力的使用。根據(jù)卷染工藝要求，織物的卷染張力F=常數(shù)，為此，卷染機(jī)的工作特點(diǎn)是兩個完圖1.1卷染機(jī)工作原理圖全相同的電機(jī)C,D,如圖1.1，通過兩個完全相同的齒輪箱，驅(qū)動A,B兩個本身直徑完全相同的卷輥。織物由B卷輥通過導(dǎo)布輥C,H在染缸內(nèi)浸染后卷到A卷輥上。此時，電機(jī)C處于電動狀態(tài)，而電機(jī)D處于被拖動狀態(tài)，而且保證在卷染過程中，使織物保持一定的張力F。正向運(yùn)行到即將全部將織物卷染到A卷輥上，通過電氣自動控制系統(tǒng)是電機(jī)制動，停止，反轉(zhuǎn)，織物再由A卷輥通過染缸浸染后卷到B卷輥上，如此循環(huán)往復(fù)，直到達(dá)到要求為止，電氣自動控制系統(tǒng)設(shè)計就是依據(jù)此工藝要求來進(jìn)行的。現(xiàn)代多功能恒線速，恒張力卷染機(jī)，能適應(yīng)一般的織物，針織物及絲綢的煮煉，皂洗和水洗等工藝，并可對植物進(jìn)行縮減，絲光工藝處理，特別適用于多品種，小批量的織物處理。隨著時代變遷，卷染機(jī)的染液槽從木制發(fā)展到鑄鐵，不銹鋼，減少了對織物的磨損，傳動則由單機(jī)聯(lián)動到單獨(dú)傳動，工作幅度從窄幅到寬幅，工作溫度從常溫常壓發(fā)展到高溫高壓，由緊式發(fā)展到松式。目前，卷染機(jī)正朝著不銹鋼、闊幅、松式、高溫等多種結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方向發(fā)展。其中，最為顯著的特點(diǎn)是其機(jī)電一體化程度越來越高，機(jī)電一體化是目前新型卷染機(jī)發(fā)展的必然趨勢和目標(biāo)。機(jī)電一體化是將傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)同新型的微電子技術(shù)及信息技術(shù)相結(jié)合，可以說機(jī)電一體化是現(xiàn)代機(jī)械的標(biāo)志。在1996年的世界紡織機(jī)械展覽會上，葡萄牙的NORFIL、意大利的MEZZERAINTELMCH及丹麥的HENRIKSE都選送機(jī)型參加展覽。目前，在國內(nèi)外，包括卷染機(jī)械在內(nèi)的紡織機(jī)械設(shè)備的機(jī)電一體化設(shè)計具有以下幾個方面的特點(diǎn)：1.自動控制技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用不斷深入。由于計算機(jī)硬件的大批量生產(chǎn)，成本的下降，使其在自動設(shè)計，自動控制，自動管理方面的應(yīng)用越來越廣泛。2.采用新的控制方法。意大利美塞拉公司的VGSO型卷染機(jī)的恒線速度，恒張力控制系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)既不是直流電機(jī)，也不是交流電機(jī)，而采用了液壓馬達(dá)，它與交流電機(jī)，直流電機(jī)控制相比，其電氣控制較為簡單，但價格較為昂貴。3.多種方式控制技術(shù)相結(jié)合。當(dāng)一臺機(jī)器需要控制多個參數(shù)時，一般不用一種控制方式，而采用多種方式結(jié)合來加以控制。4.控制系統(tǒng)的數(shù)字化，計算機(jī)化。20世紀(jì)八九十年代，西方發(fā)達(dá)國家已經(jīng)將現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用到卷染機(jī)的設(shè)計當(dāng)中，研制出了所謂的“大卷裝卷染機(jī)”。這種卷染機(jī)具有卷裝容量大，最大卷布直徑能夠達(dá)到1400mm，然而當(dāng)時我國國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的大型卷染機(jī)最大卷染直徑僅僅為550mm，卷染機(jī)已經(jīng)成為限制國民發(fā)展一個短板了。應(yīng)用大型卷染機(jī)既可以提高生產(chǎn)效率，同時可以達(dá)到降低成本的目的，也有利于減少染色之間的色差。大型卷染機(jī)另一個重要特征是采用微機(jī)技術(shù)，大大提高了機(jī)械的自動化程度，即實現(xiàn)了織物的速度和張力的控制、染液溫度自動控制、以及機(jī)器轉(zhuǎn)向的自動轉(zhuǎn)向、自動停機(jī)等。隨著數(shù)字化技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為了使控制更為精確，運(yùn)行更為可靠，制造廠家普遍采用了數(shù)字化技術(shù)，并且，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)控制系統(tǒng)較為復(fù)雜時，采用微處理機(jī)作為主要控制裝置，向控制的計算機(jī)化方向發(fā)展。從以上可以發(fā)現(xiàn)，利用變頻器和單片機(jī)進(jìn)行卷染的恒線速控制不僅適合機(jī)電一體化的發(fā)展方向，而且，目前這種控制方式在國內(nèi)外較為少見，是一種新型的控制方式。其中恒線速度控制保證了卷染過程穩(wěn)定可靠，染布質(zhì)量高。應(yīng)用大型卷染機(jī)既可以提高生產(chǎn)效率，同時可以達(dá)到降低成本的目的，也有利于減少染色之間的色差。大型卷染機(jī)另一個重要特征是采用微機(jī)技術(shù)，大大提高了機(jī)械的自動化程度，即實現(xiàn)了織物的速度和張力的控制、染液溫度自動控制、以及機(jī)器轉(zhuǎn)向的自動轉(zhuǎn)向、自動停機(jī)等。為了滿足國內(nèi)市場的國內(nèi)與1986年將大型卷染機(jī)作為“七五”科技規(guī)劃，并且列為重點(diǎn)攻關(guān)對象。于是MA209A型應(yīng)運(yùn)而生，并與1988年通過國家技術(shù)部鑒定。但是當(dāng)MA209A投入市場后發(fā)現(xiàn)，存在磁粉離合器故障率高，浴槽內(nèi)軸承容易損壞等問題。于是設(shè)計者與1995年進(jìn)行升級改進(jìn)，并且根據(jù)市場的需求狀況，將布卷的最大直徑由1400mm調(diào)整到1200mm。其中該參數(shù)是確定機(jī)器設(shè)計的參數(shù)，因為該參數(shù)設(shè)計變換故實際上相當(dāng)于重新設(shè)計一種新型機(jī)器，設(shè)改進(jìn)后的型號為MA209B,下面對MA209B型大型卷染機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的介紹。卷染機(jī)的恒線速控制系統(tǒng)的發(fā)展卷染機(jī)在整個工作過程中，考慮其卷染工藝的要求，必須保證不了在染液中不存在時間差，亦即保證不了線速度的恒定。在卷染機(jī)的發(fā)展史上，布料的調(diào)速先后經(jīng)歷了純機(jī)械差動式、液壓馬達(dá)式、繞線電機(jī)、直流電機(jī)、交流電機(jī)調(diào)速等多種調(diào)速方式。1.機(jī)械差動式為了實現(xiàn)卷染織物的恒線速度控制，機(jī)械差動式使用圓錐齒輪差動式或圓柱齒輪差動式兩種。工作時，差動輪系帶動卷布輥旋轉(zhuǎn)，同時，通過布料帶動放布輥旋轉(zhuǎn)，隨著卷布層數(shù)的增加，線速度加快，通過差動輪系中行星輪的自傳使卷布輥降速。自動調(diào)頭裝置是計數(shù)器，到達(dá)預(yù)定層數(shù)時，使電機(jī)停轉(zhuǎn)后又反向運(yùn)轉(zhuǎn)，起到往復(fù)卷染的目的。這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，織物線速度在兩卷輥層數(shù)接近時為最高，一般為換向時的兩倍，因而調(diào)速范圍差，且速度不宜改變，差動機(jī)構(gòu)速度波動達(dá)到40%，純機(jī)械式實現(xiàn)全過程自動化比較困難，零部件磨損較快，這些缺點(diǎn)阻礙了它的進(jìn)一步推廣和發(fā)展。2.繞線使電機(jī)調(diào)速繞線式電機(jī)調(diào)速是利用轉(zhuǎn)子附加電阻的改變來到到調(diào)速的目的，但這種電機(jī)制造困難，而且啟動較為復(fù)雜，難以與計算機(jī)接口，不易于進(jìn)行自動控制。3.直流電機(jī)調(diào)速直流電機(jī)與交流電機(jī)相比，其主要優(yōu)點(diǎn)是速度調(diào)節(jié)范圍廣，而且平滑，其次是它的起動轉(zhuǎn)矩較大。但是直流電機(jī)調(diào)速也存在著種種弊端：(a)制造工藝復(fù)雜，消耗有色金屬較多，生產(chǎn)成本較高。(b)直流電機(jī)在運(yùn)行時由于電刷與換向器之間易產(chǎn)生火花，使用環(huán)境受限，特別是在易燃易爆場合難于應(yīng)用。因而，可靠度較差，維修困難。(c)由于直流電機(jī)結(jié)構(gòu)因素，使電機(jī)轉(zhuǎn)速受到限制，單位功率重量指標(biāo)較高，直流電機(jī)的單位功率重量指標(biāo)一般在3kg/kw以上，而鼠籠式異步電機(jī)僅在（1.5-4）kg/kw之間。(d)直流電機(jī)的電樞電壓和電流都受到換向器的限制，因而電機(jī)功率較低。(e)直流電機(jī)不易實現(xiàn)與計算機(jī)接口，實現(xiàn)自動控制較為困難。正是由于以上原因，限制了其進(jìn)一步發(fā)展。4.交流電機(jī)調(diào)速交流電機(jī)于直流電機(jī)相比，具有一些固有的優(yōu)點(diǎn)：(a)交流電機(jī)不存在換向器圓周速度的限制，也不存在電樞元件中抗電勢數(shù)值的限制，其轉(zhuǎn)速設(shè)計可以比相同功率的直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速更高，因而單機(jī)功率比直流電機(jī)的單機(jī)功率更大，單機(jī)功率重量指標(biāo)較低。(b)交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，因而制造成本較低。(c)交流電機(jī)在高速時，仍可發(fā)揮較大功率，甚至能以額定功率作恒功率運(yùn)行，而且交流電機(jī)無換向器之類需要經(jīng)常保養(yǎng)維修部件。經(jīng)過長約30年的發(fā)展，交流傳動控制技術(shù)在電力電子器件（包括半控型和全控型器件）的制造技術(shù)。基于電力電子電路的電力變換技術(shù)，交流電機(jī)的矢量變換控制技術(shù)，PWM技術(shù)以及以微型計算機(jī)和大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)的全數(shù)字化控制技術(shù)等理論方面取得了突破性進(jìn)展。目前交流變頻調(diào)速傳動，指采用電子式電力變換器對交流電動機(jī)的變頻調(diào)速傳動，已上升為電氣調(diào)速傳動的主流，其性能已經(jīng)可以和直流調(diào)速系統(tǒng)相匹敵，甚至可以超過直流系統(tǒng)。從以上論述可以發(fā)現(xiàn)，早期的卷染機(jī)是純機(jī)械式的，速度波動大，后期又出現(xiàn)了雙直流電機(jī)調(diào)速，由于卷染工作環(huán)境比較惡劣，直流電機(jī)難以適應(yīng)。因而，在國際上并沒有流行開來，現(xiàn)在國際上流行的是液壓馬達(dá)。它使用使電子控制可適應(yīng)卷染機(jī)的工作環(huán)境，但要配備相應(yīng)的液壓系統(tǒng)，使卷染機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，而且成本高，維護(hù)保養(yǎng)兩大。液壓傳動操作復(fù)雜，需要特殊的消防措施。設(shè)計前的準(zhǔn)備工作對用戶進(jìn)行技術(shù)調(diào)研易發(fā)故障為:1.磁粉離合器故障率較高。卷繞機(jī)構(gòu)適用于磁粉離合器，但對于印染廠的潮濕、高溫、空氣中的微量的腐蝕性氣體等條件并不完全適應(yīng)，經(jīng)常發(fā)生如下故障:冷卻水密封失效，使密封腔進(jìn)水；主軸密封失效，使磁粉進(jìn)入滾動軸承；勵磁線圈密封圈失效，使線圈受潮短路。2.下導(dǎo)布輥軸承應(yīng)在染液中運(yùn)轉(zhuǎn)，無法潤滑，磨損嚴(yán)重，使用壽命短，是染色機(jī)通病。3.檢測輥軸承易損，壽命不到一個月。4.微機(jī)控制在染色廠的高溫、潮濕、空氣具有微弱的腐蝕氣體的環(huán)境不帶適應(yīng)，電子元件容易毀壞。在調(diào)研中，除了了解到209A常見故障外，通過了解設(shè)計確定1400mm偏大，不太適合國內(nèi)市場需求。由于布卷過大，布的容量大，當(dāng)處理薄織物時，由于織物過長，而致使加工時間很長，往往在一個作業(yè)上無法完成一卷織物的所有工序。為了避免這一問題，用戶往往要減小卷不量布卷的最大直徑不超過1200mm。一、對國外大型卷染機(jī)參數(shù)的參考表1-1國外主要大卷裝機(jī)卷繞直徑國家廠商機(jī)器型號布卷最大直徑/mm瑞士BENNINGERMODELCLA1000英國TENSIONMASTERTENSIONMASTER1000，1200丹麥HenriksenVH-SUPER800，1000，1200德國KustersC要從他日常268.111000意大利MCSHT-Combyjig1100意大利MEZZERAVGM,VGJ1050，1400西班牙TEPAJHT-831250西班牙ASISAJIGGER600,1450有表上可知，盡管卷染直徑往往有很多規(guī)格，但是已1200mm以下居多，所以我國選擇以1200mm為最大直徑。二、設(shè)計指導(dǎo)思想1.根據(jù)國內(nèi)外市場，確定卷徑1200mm的卷染機(jī)產(chǎn)品的研制應(yīng)以市場需求為導(dǎo)向。既然國內(nèi)市場需要卷徑為1200mm的卷染機(jī)，則設(shè)計應(yīng)以此為依據(jù)。2.針對MA209A卷染機(jī)缺陷，改進(jìn)設(shè)計MA209A基本設(shè)計是成功的，特別是采用磁粉離合器傳動，使織物的速度和張力實現(xiàn)閉環(huán)控制，這在卷染機(jī)的設(shè)計上是一項創(chuàng)新。其缺陷是故障率較高。設(shè)計主要技術(shù)參數(shù)Ma209B型卷染機(jī)的主要參數(shù)見表1-2表1-2MA209B型大卷染機(jī)主要技術(shù)參數(shù)布卷最大直徑/mm1200公稱寬度?/cm120140160180200220240260280320360卷布輥直徑/mm300350400織物最大容量?/mL=1060/δ（織物厚度，mm）L=1035/δL=1005/δ織物運(yùn)行速度30~140織物張力?/N100~600150~800200~1000浴槽最大容積/L6407358309251016111012041298139215801767織物浸沒長度/mm153015301530最高工作溫度/℃100主傳動電動機(jī)功率/5.5KW7.5KW11KW全機(jī)電動機(jī)總功率/7.125KW9.125KW12.625KW磁粉離合器額定力矩/（N.M）500?卷染機(jī)的公稱寬度為卷布輥寬度。?系指卷布輥所能卷染的織物的最大長度。?織物在運(yùn)行時所承受的經(jīng)向拉力。機(jī)器總體設(shè)計一、機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計方案在卷染機(jī)的設(shè)計中，最重要的一項技術(shù)條件是：在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中，隨布卷直徑的不斷變化，織物的運(yùn)行速度和張力保持恒定。這是保證染色質(zhì)量的重要條件。為了實現(xiàn)這一技術(shù)條件，各廠家的設(shè)計各有不同。目前國內(nèi)卷染機(jī)的傳動系統(tǒng)，主要有以下幾種方式：1.機(jī)械傳動在齒輪傳動鏈中采用螺旋彈簧控制摩擦滾與摩擦盤的摩擦力，使速度張力達(dá)到恒定。但產(chǎn)品設(shè)計復(fù)雜，維修困難。2.液壓傳動采用液壓泵-電磁閥-液壓馬達(dá)無極調(diào)速系統(tǒng)，控制速度和張力。采用這種控制方式主要缺點(diǎn)是動力消耗較大，電動機(jī)功率較大而同樣規(guī)格的MA209B其主機(jī)功率僅為5.5kw3.直流電動機(jī)傳動采用硅整流-直流電動機(jī)-減速器傳動系統(tǒng)4.交流電動機(jī)-變頻調(diào)速傳動交流電動機(jī)傳動和交流變頻調(diào)速傳動是近年來新興產(chǎn)品。傳動系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是控制精度不高。與上面四中傳動方式不同的是，MA209B采用了交流電動機(jī)-磁粉離合器-微機(jī)控制的產(chǎn)品。在該設(shè)計中，不僅具有消耗功率低、控制精度高特點(diǎn)，而且具有售后維修簡單的特點(diǎn)。二、MA209B采用JC-90-1型號微機(jī)控制器JC-90-1微機(jī)控制系統(tǒng)。可以實現(xiàn)對織物進(jìn)行速度和張力兩參數(shù)進(jìn)行精確控制，特別是對織物啟動過程和制動過程的緩沖控制得以滿足染色要求，而且可以對染色全過程實現(xiàn)控制。同時其還有一定的提升空間。1.采用SW型號溫度顯示調(diào)節(jié)儀進(jìn)行染液溫度的自動控制2.設(shè)有染色循環(huán)系統(tǒng)，以保證浴槽內(nèi)染液成分和溫度的一致性3.設(shè)有上下噴淋管，從而提高洗滌效率4.改變齊邊機(jī)構(gòu)設(shè)計原理，使之由卷布輥軸向移動齊邊改為后擴(kuò)幅架齊邊5.改進(jìn)檢測輥軸承座設(shè)計，提高軸承的使用壽命6.改變下導(dǎo)布輥軸承材料及選擇耐磨耐腐蝕、自潤滑、不損壞軸的材料做軸承7.密封門采用四連桿機(jī)構(gòu)支撐，開關(guān)門用手動推動，推力≤（5±1）kgf主機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計一、確定兩卷布輥中心距卷染機(jī)作業(yè)時，織物總是在兩個卷布輥上卷來卷去。當(dāng)一個卷布輥的直徑達(dá)到最大值時，另一個卷布輥的直徑為最小值。兩卷布輥中心距沒有明文規(guī)定，設(shè)計時應(yīng)保證在卷繞的過程中兩卷布輥外徑始終留有適當(dāng)?shù)拈g隙。但此間隙不能太大，否則即將使卷染機(jī)外形尺寸增大。經(jīng)驗和計算證實，當(dāng)兩個布卷的直徑相等時其間隙最小，故當(dāng)計算在卷布的容量為最大值，而且兩卷布輥的直徑相等時的布卷直徑。下面求其計算公式，計算簡圖如圖1-1所示。圖1-1等卷徑計算圖顯然，在卷繞的全過程中織物的總長度是不變的，所以兩布卷（包括兩卷布輥）的橫截面積之和是個常數(shù)。由此得出下列等式：

式中D———卷繞中兩布卷直徑相等時的直徑；QUOTE———布卷最大直徑，QUOTE=1200mmQUOTE———布卷最小直徑，QUOTE=300mm由上式可得QUOTE將QUOTE值和QUOTE值帶入式中的QUOTE由上列D可以得知得兩卷布輥中心距按下式計算：H=Dn式中n是安全因數(shù)，n=1.064(經(jīng)驗數(shù)據(jù))。帶入公式得經(jīng)圓整，取兩卷布輥中心距H=930mm。卷繞中兩布卷的最小距離為：δ=930mm-874.6mm=55.4mm二、確定浴槽容積浴槽的容積可以按照浴容比確定，普通卷染浴容比一般是1:(3~4).但是由于大型卷染機(jī)由于卷裝容量大，浴比量小得多。而如今大多數(shù)國家按照每米工作幅度的浴槽容積來替代浴容比。這個概念實質(zhì)就是說被加工的織物的體積與浴槽容積的比。整理了大多數(shù)的生產(chǎn)廠家的參數(shù)得出：QUOTEMA209B卷染機(jī)的卷染比取值為1/0.5下面對于公稱寬度為1200mm的進(jìn)行浴槽容積的計算：織物的最大體積QUOTE)L式中QUOTE———布卷最大直徑，QUOTE=1200mm；QUOTE———布卷最小直徑，QUOTE=300mm；L———織物最大幅寬度，此數(shù)值一般小于公稱寬度，但是兩者的具體差值沒有具體規(guī)定，一般以公稱寬度代用，則L=1200mmQUOTE=1271.7L則有浴槽最大容積: 三、浴槽外形尺寸的設(shè)計當(dāng)兩卷布輥的中心距確定后，相應(yīng)的浴槽的截面形狀及相應(yīng)尺寸就可以確定。而今浴槽多采用不銹鋼材料制造，不僅強(qiáng)度高而且還耐腐蝕，通常為了便于加工，多把機(jī)器很截面積制作為多邊形。為了防止冷凝水滴落到卷布上，常把頂部設(shè)計為人字形。同時設(shè)計時應(yīng)保證各邊與最大卷布外徑保持一定的距離。而加強(qiáng)肋板設(shè)置在浴槽外表面，便于后期內(nèi)表面的除垢以及色漬的清楚。MA209B型卷染機(jī)浴槽設(shè)計及相應(yīng)尺寸如圖1-2所示。圖1-2浴槽外形圖浴槽角度是140度，從而使冷凝水沿斜面下滑。而浴槽其他部分的尺寸則要按照浴槽的容積確定。溢流口的高度是最高液高度。當(dāng)確定卷布輥的中心高，要保證布卷最大卷徑的下緣與最高液面保有適當(dāng)?shù)拈g隙為40mm。而浴槽的長度可以按照公稱寬度加上一個常數(shù)來確定，達(dá)到浴槽縱向與槽內(nèi)各滾筒的軸向抱有一定的間隙。其具體浴槽長度可以按下式計算：A=L+160mm式中A———浴槽長度（mm）L———公稱寬度（mm），L=1200mm。代入則有A=1200+160=1360mm當(dāng)公稱寬度為1200mm時，校核浴槽的容積是否與1.5.2一節(jié)計算數(shù)據(jù)吻合。式中QUOTE———浴槽最大容積（L）a———浴槽的理論底邊（dm），a=9.8dm見圖1-2H———浴槽溢流口高度（dm），H=3.8dm；QUOTE———浴槽傾角所形成的三角形面積（dm2），QUOTE≈QUOTEX9.8X0.1dm2=0.49dm2；A———浴槽長度（dm），A=13.6dm；QUOTE———液面下導(dǎo)布輥體積（dm3）；QUOTE×12dm3=18.8dm3QUOTE———液面下的水汽管路的體積（dm3），QUOTE×13.6=11.5dm3代入上式得QUOTE=（9.8×3.8+3.82×QUOTE0.49）×13.6－(18.8+11.5)=634.2L此數(shù)據(jù)低于1.5.2所計算數(shù)據(jù)，大約相差2L,所以應(yīng)將溢流口的高度再提高10mm，即H=390mm。溢流口提高后，最大布卷外徑的下邊緣與液面的間隙縮小到30mm，設(shè)計可行。四、主機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計傳動機(jī)構(gòu)的性能及對比分析傳動裝置是指能夠把電動機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)的裝置。驅(qū)動機(jī)中的傳動機(jī)構(gòu)和鏈傳動機(jī)構(gòu)，共同構(gòu)成了卷染機(jī)的傳動裝置。卷染機(jī)的傳動裝置的主要部分是驅(qū)動機(jī)的減速器部分。我們將驅(qū)動機(jī)的傳動裝置稱為主傳動機(jī)構(gòu)。傳動形式一般有機(jī)械傳動，電傳動，液壓傳動三種類型。其中機(jī)械傳動是三種傳動中最好的選擇。機(jī)械傳動也有很多種形式，主要有齒輪傳動，帶傳動，鏈傳動，摩擦輪傳動等。帶傳動傳動具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如可以實現(xiàn)大中心距的傳動，并且具有工作比較平穩(wěn)，具有緩沖擊、吸震、噪音低的特點(diǎn)，還具有過載保護(hù)能力，且結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、成本低，但是同樣有缺點(diǎn)，即傳動比不恒定，滑動率較大，傳動范圍小、軸承受徑向力較大、壽命短、體積載荷小等。不適合在驅(qū)動機(jī)上應(yīng)用。應(yīng)特別指出，齒形帶繼承了鏈傳動及帶傳動的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了其不足，是具有廣大市場的傳動機(jī)構(gòu)。由于多邊形效應(yīng)，鏈傳動在傳動中會產(chǎn)生周期性加速度，將引起振動和噪聲，而且軸的徑向力較大，磨損后比較容易產(chǎn)生振動和脫鏈，所以只能用于低速傳動，不適合用于驅(qū)動機(jī)的主傳動機(jī)構(gòu)。而在摩擦輪傳動的過程中，速度不恒定，滑動率較大的缺點(diǎn)，以及需要設(shè)有加壓裝置，故承受的徑向力大，另外它的體積載荷較小，傳動比范圍小，使用壽命短等特點(diǎn)，也不適合用作驅(qū)動機(jī)的主傳動機(jī)構(gòu)。在機(jī)械傳動中，齒輪傳動是用途最廣的傳動形式，它具有其他傳動機(jī)械形式不具有的許多優(yōu)點(diǎn)，比如傳動效率高，傳動比范圍大，速度范圍廣，具有傳動比恒定，壽命長，體積載荷大的特點(diǎn)，而且工作安全可靠，種類很多。在目前的科技條件下，本設(shè)計通過以上機(jī)械傳動類型特性諸多簡單比較，決定齒輪傳動作驅(qū)動機(jī)的主傳動機(jī)構(gòu)要優(yōu)于其他傳動形式。是“最優(yōu)”方案。齒輪傳動也有很多種類，根據(jù)其嚙合特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)特性、應(yīng)用范圍、設(shè)計技術(shù)等不同特點(diǎn)，在用于主傳動機(jī)構(gòu)時，也必須認(rèn)真分析和研究，關(guān)鍵是要結(jié)合工藝和設(shè)備條件去加以選擇。在國內(nèi)外，被選用的主傳動機(jī)構(gòu)差異較大，國內(nèi)主要是以蝸桿副為主，而國外正向齒輪副以及行星齒輪系的方向發(fā)展。盡管各種類型品牌的型號不同，但是主機(jī)機(jī)構(gòu)都包括導(dǎo)布輥、卷布輥擴(kuò)幅架、水汽管路及其浴槽等組成，所以所設(shè)計卷染機(jī)也應(yīng)是如此，不同的是該機(jī)構(gòu)具有檢測輥，已達(dá)到實現(xiàn)對織物速度和張力的反饋，并給微機(jī)控制系統(tǒng)達(dá)到反饋，實現(xiàn)了速度和張力的閉環(huán)控制。如何合理安排機(jī)構(gòu)內(nèi)部空間，保證各機(jī)構(gòu)能夠順利完成相應(yīng)工作，同時保證浴槽所耗損鋼鐵最小。經(jīng)過驗證即通過確定兩卷布輥中心距以及確定溢流口的最高液面進(jìn)而確定檢測輥離地面距離，然后將檢測輥和另兩個導(dǎo)布輥構(gòu)成正三角形。確定好內(nèi)部機(jī)構(gòu)的相應(yīng)的位置后，通過保證織物在最大半徑時和浴槽留有一定距離，便可以保證卷染機(jī)內(nèi)部機(jī)構(gòu)合理安置。檢測輥的安裝位置較為講究，其最佳位置應(yīng)該位于浴槽的垂直中心線上并且位于最高液面以上，并與卷布輥?zhàn)畲笾睆奖Ａ糇畲箝g隙，與擴(kuò)幅架保持間隙。最后確定具體位置是：在卷布輥中心線下方540mm處（見圖1-3）圖1-3主機(jī)結(jié)構(gòu)圖機(jī)器部件代號即相應(yīng)名稱如下：1.0100———機(jī)械傳動部件2.0200———浴槽部件3.0300———密封門部件4.0400———卷布輥部件5.0500———前擴(kuò)幅架部分6.0600———后擴(kuò)幅架部分7.0700———擴(kuò)幅架氣動牽引部分8.0800———檢測輥部件9.0900———下導(dǎo)布輥部件10.1000———外擴(kuò)幅架部件11.1100———機(jī)架部件12.1200———水汽管路部件13.1300———染料桶部件14.D100———水汽控制部件（強(qiáng)電）15.D200———微機(jī)控制系統(tǒng)（弱點(diǎn)）下導(dǎo)布輥的安裝位置有下述要求;1.下導(dǎo)布輥為兩個，使其安裝后與檢測輥形成一個等腰三角形。同時要盡量擴(kuò)大三個輥的中心距，方便增大織物浸沒在染液的浸沒長度，以達(dá)到提高染色效率。2.當(dāng)織物穿行后，他的穿行路線分別在檢測輥兩側(cè)，正好構(gòu)成60o夾角，從而使得兩側(cè)織物經(jīng)過張力的分解、傳遞及合力，當(dāng)作用在檢測力輥的傳感器時，恰好等于織物的張力。3.同時注意保證滾筒下面的水汽管路與下導(dǎo)布輥的適當(dāng)間隙，從而方便織物的穿入。全機(jī)簡圖設(shè)計全機(jī)簡圖包括卷染機(jī)的外形尺寸及相應(yīng)輪廓，同時也反映出機(jī)器內(nèi)部部件組成和各部件的形狀、主要尺寸、相應(yīng)裝配關(guān)系、安裝位置，從而為部件設(shè)計提供了依據(jù)。機(jī)器部件設(shè)計一、機(jī)械傳動部件的設(shè)計卷染機(jī)設(shè)計最大區(qū)別是傳動系統(tǒng)的區(qū)別，而MA209B型號卷染機(jī)不同之處就是采用了磁粉離合器的控制單元，實現(xiàn)了對織物的運(yùn)行速度和張力的自動控制。二、傳動系統(tǒng)的技術(shù)條件1.傳動鏈必須符合前面速度和拉力要求即運(yùn)行速度為30~140m/min范圍內(nèi)，同時在該范圍內(nèi)可以無極調(diào)速。2.必須符合織物張力的控制范圍內(nèi)即公稱寬度1200mm時為100~600N，而且在該張力范圍內(nèi)保證無極調(diào)速。三、公稱寬度為1200mm傳動鏈設(shè)計1.主傳動電動機(jī)的選型主傳動電動機(jī)的選型采用四級交流異步電動機(jī)。相比同功率的六級、八級電動機(jī)，四級異步交流電動機(jī)具有體積小，價格便宜、重量輕的特點(diǎn)。電動機(jī)選型時進(jìn)行功率驗算。2.機(jī)器能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)時機(jī)器電功率計算。計算式如下：式中QUOTE———卷布輥收券時，驅(qū)動電動機(jī)的最大驅(qū)動功率（KW）;QUOTE———傳動系統(tǒng)的輸出功率（KW）;QUOTE———傳動系統(tǒng)的總效率，設(shè)QUOTE為0.8；QUOTE———計算不準(zhǔn)確的因數(shù)，QUOTE=1~1.6，取QUOTE=1.3；n———卷布輥的最高轉(zhuǎn)速（r/min），QUOTE=QUOTEQUOTE———當(dāng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時各項阻力矩的和，QUOTE。下面分別介紹各項阻力的含義及其計算公式：1.QUOTE———織物最大張力矩（kg.f），張力范圍：100~600N.QUOTE=QUOTE式中QUOTE———布卷最大卷繞半徑（m），QUOTE=0.6m；QUOTE———織物的最大張力（N），QUOTE=600N;代入上式得：QUOTE=0.6m×600N=360Nm=36.7kgfm2.主動卷布輥軸承所承受的最大摩擦力矩QUOTE（kg.f）：QUOTE式中f———實測滾動軸襯摩擦因數(shù)，f=0.0275；QUOTE———卷布輥預(yù)估計重量（kgf），QUOTE=130kgf；QUOTE———布卷最大時的重量（含水）（kgf），QUOTE=1212kgfQUOTE值得計算方法：設(shè)待加工的織物為滌棉卡其，其單位質(zhì)量為g=260g/m2，厚度τ=0.35mm，含水傾軋厚度QUOTE=0.5mm，干基含水率（指織物含水的重量與絕對干燥織物的重量之比）QUOTE=100％，則有QUOTE的計算式如下：式中L———織物的最大長度（m），L==2120m;B———織物最大寬度（m）,B=1.1m.代入上式得QUOTE=0.26×2120×1.1×2kgf=1212kgf；R———軸承回轉(zhuǎn)半徑（m），R=0.0475m；代入公式是：=0.0275×（130+1212）×0.0475kgf.m=1.75kgf.m3.檢測輥摩擦力矩QUOTE（kgf.m）；QUOTE=f（G+P）R式中f———實測滾動軸襯摩擦因數(shù)，f=0.0275P———最大織物張力作用在軸承上的力（kgf），計算簡圖如下1-4，圖1-4織物張力對軸承作用力QUOTE=QUOTE由QUOTE得QUOTE已知AD=53.05mm，BE=50mm帶入有QUOTE解得此方程有AC=235.668mm。由此可得QUOTE綜上有QUOTE則有P=2×600×QUOTEN=1385.6N=106.1kgf；G———檢測輥的估計重量（kgf）G=28kg；R———軸承回轉(zhuǎn)半徑（m），R=0.01925m代入上式得:=0.0275×(28+106.1)×0.01925kgf.m=0.07kgf.m4.下導(dǎo)布輥軸承摩擦力矩QUOTE（kgf.m）QUOTE=nfPR式中n———下導(dǎo)布輥數(shù)量，n=2；f———下導(dǎo)布輥軸承摩擦因數(shù)，f=0.12；P———下導(dǎo)布輥的重力和織物最大張力的合力（kgf），計算簡圖如圖1-5所示，其計算過程如下：圖1-5導(dǎo)布輥所受合力圖中F為輥筒承受最大織物張力的合力。當(dāng)織物從輥筒上穿行時，其內(nèi)邊的位置是固定的，外邊的位置卻是隨著布卷直徑的變化而有變化，盡管織物的張力雖然恒定，但是導(dǎo)布輥承載的的織物的合力卻是變化的。其中當(dāng)織物的內(nèi)外邊平行時，此合力為最大值，其傾角α=60o（見圖1-5）。最大張力的合力QUOTE按照下式計算：=2×600N=1200N=122.4kgf圖中G為為輥筒重力，G=27kgf；通過做力的平行四邊形ABCD，AB邊為QUOTE，AD邊為G，對角線AC是二力的合力。由C點(diǎn)做CE⊥AB，則BE=27×QUOTEkgf=23.38kgf則AE=122.4－23.38=99.02kgf，CE=27×QUOTE=13.5kgf其中AC=QUOTE=99.94kgf筒軸承所承受的徑向的合力P=99.94kgf。R———軸承的內(nèi)圓半徑（m），R=0.0125m代入上式得：QUOTE=2×0.12×99.94×0.0125kgf.m=0.3kgf.m5.擴(kuò)幅架卷布輥軸承所受摩擦力矩QUOTE(kgfm)QUOTE=nfPR式中n———壓布輥數(shù)量，n=2；f———壓布輥軸承摩擦因數(shù)，軸承材料為稀土含油鑄型號尼龍，f=0.12；P———軸承所受各項力合力（kgf）各分力如下；得p=84kgfG———壓布輥所受重力，G=13kgf；F———織物所受張力，QUOTE=QUOTE=61.2kgf；Q———由于氣動牽引機(jī)構(gòu)牽引力形成的布卷的反作用力，Q=20kgf；上式中具體合力P的具體計算過程如下，計算簡圖如圖1-6所示。圖1-6導(dǎo)布輥所受合力制圖法計算得：由壓布輥中心點(diǎn)O點(diǎn)做OA線使得其與張力QUOTE平行，且使得·OA=QUOTE=81.6kgf。由A點(diǎn)引張力QUOTE平行AB使得AB=QUOTE=81.6kgf。過B點(diǎn)作布卷的反作用力BC，使得BC=Q=？？kgf。由c點(diǎn)做輥筒重力G平行線CD，使得CD=G=16.3kgf。鏈接OD線，該力為作用在壓布輥的合力。通過作圖法(CAD)標(biāo)注出OD的長度，大約得出該合力的值≈84kgf。6.被動卷布輥承受的摩擦力矩———M6該力矩與磁粉離合器的制動力矩想加后，所形成的織物張力，已經(jīng)在QUOTE中計算過，故不再計算；則有阻力矩之和有：QUOTE=(36.7+1.75+0.07+0.3+0.229)kgf.m=39.05kgf.m則有機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時電動機(jī)最大功率：=2.414kw機(jī)器啟動過程中電動機(jī)功率計算。當(dāng)卷染機(jī)工作時，織物總是在兩個輥筒上卷來卷去，而當(dāng)每次改變轉(zhuǎn)向時，需要經(jīng)過一次制動以及啟動過程，因而卷染機(jī)常常處于頻繁的啟動過程中，所以需要計算其啟動功率。在啟動過程中除了要克服織物的張力以及摩擦阻外，還要克服機(jī)器的慣性力矩。此慣性力矩可以按下式計算;QUOTE式中QUOTE———構(gòu)件的轉(zhuǎn)動慣量；QUOTE———構(gòu)件的角加速度。在卷染機(jī)在啟動過程中，所構(gòu)成慣性力矩的構(gòu)件分別有：布卷、卷布輥（2件）、下導(dǎo)布輥（兩件）、檢測輥1件、擴(kuò)幅架壓布輥（2件）。設(shè)定啟動參數(shù)：啟動時間：假設(shè)啟動時間為10秒。保證卷染機(jī)的啟動時間限制在10s內(nèi)，而之所以要設(shè)定該兩個因數(shù)是因為；1）因為卷布輥的轉(zhuǎn)動慣量比較大，2）為了避免了在啟動過程中產(chǎn)生的沖擊。初速度：QUOTE=0m/min末速度：QUOTE=QUOTEm/min式中QUOTE———織物運(yùn)行最高速度，QUOTE=140m/min；QUOTE———初末速度差值因數(shù)，一般QUOTE=0.975~0.995，取QUOTE=0.99.代入上式得：QUOTE=140QUOTE0.99m/min=138.6m/min=2.3m/s第五節(jié)各構(gòu)件慣性力矩下面分別各構(gòu)件慣性力矩：1.計算布卷慣性力矩（N.m）：，設(shè)當(dāng)啟動時織物全部在被卷卷布輥上，布卷外徑為1200mm，內(nèi)徑為300mm，布卷的寬度為1800mm，布卷重1984kg。則按下式計算：QUOTE式中QUOTE———布卷轉(zhuǎn)動慣量（kgm2）QUOTE（布卷質(zhì)量）=1984kg帶入得：QUOTE；———布卷的角加速度（rad/s2），QUOTE。QUOTE=QUOTE=QUOTEQUOTE，所以有QUOTE。綜上有QUOTE2.計算被動卷布輥轉(zhuǎn)動慣量QUOTE（N.m）QUOTE式中QUOTE———輥筒轉(zhuǎn)動慣量（kg.m2），QUOTE（QUOTE）,,式中各值有：QUOTE是輥筒質(zhì)量（kg），QUOTE=130kg；QUOTE是輥筒外圓直徑（m），QUOTE=0.15m；QUOTE=0.1425m；則QUOTE=QUOTE———輥筒角加速度（rad/s2），有QUOTE=QUOTE=0.385rad/s2。帶入公式得：3.計算主動卷布輥的慣性力矩QUOTE（N.m）：QUOTE式中QUOTE———輥筒轉(zhuǎn)動慣量（kg.m2），其中與被動卷布輥筒相等，及QUOTE=QUOTE=2.782kg.m2；QUOTE—主動卷布輥的角加速度（rad/s2），QUOTE=1.54rad/s2代入公式得：QUOTE=-2.782QUOTE1.54=N.m=-4.2843N.m4.計算檢測輥慣性力矩QUOTE（N.m）：計算如下：QUOTE式中QUOTE———檢測輥轉(zhuǎn)動慣量（kg.m2），其中QUOTE（QUOTE），QUOTE為檢測輥質(zhì)量（kg），QUOTE=28kg，QUOTE為輥筒外徑（m），QUOTE=0.053m；QUOTE為輥筒內(nèi)徑（m），QUOTE=0.048m；則QUOTE=QUOTEQUOTE———檢測輥角加速度（rad/s2），QUOTE=4.36rad/s2代入公式得：QUOTE=-0.0716QUOTE4.36=N.m=-0.3122N.m5.計算下導(dǎo)布輥慣性力矩QUOTE（N.m）

式中n———下導(dǎo)布輥數(shù)量，n=2；QUOTE———輥筒轉(zhuǎn)動慣量（kg.m2），有QUOTE（QUOTE，其中為下導(dǎo)布輥質(zhì)量（kg），QUOTE=27kg；QUOTE為輥筒外圓直徑（m），QUOTE=0.05m；QUOTE為滾筒內(nèi)圓直徑（m），QUOTE=0.045m；

則：———下導(dǎo)布輥角加速度（rad/s2）；QUOTE=rad/s2=4.62rad/s2。代入公式得：QUOTE6.計算擴(kuò)幅架壓布輥慣性力矩QUOTE（N.m）：QUOTE式中有：n———壓布輥數(shù)量，n=2；QUOTE———壓布輥轉(zhuǎn)動慣量（kg.m2），QUOTE（QUOTE，其中QUOTE為壓布輥質(zhì)量（kg），QUOTE=13kg；QUOTE為輥筒外圓直徑（m），QUOTE=0.03m；QUOTE=為壓布輥內(nèi)圓直徑（m），QUOTE=0.026m；則———壓布輥角加速度（rad/s2），QUOTErad/s2=7.7rad/s2QUOTE。代入公式的：QUOTE各構(gòu)件慣性力矩和：QUOTE=QUOTE（146.08+1.0711+4.2843+0.3122+0.5646+0.1571）=QUOTE152.47N.m一、電動機(jī)功率的確定主電動機(jī)功率計算及其機(jī)型選擇。電動機(jī)功率：QUOTE式中——計算的不準(zhǔn)確因數(shù)，取=1.3，，，n——主動卷布輥的最高轉(zhuǎn)速，n=37.1r/min，——傳動系統(tǒng)的總效率，=0.8代入公式得查的電動機(jī)型號，其中功率大于3.44kw的最小四級電動機(jī)型號：Y112M—4，功率：4kw，轉(zhuǎn)速：1440r/min。二、磁粉離合器參數(shù)確定及其校核磁粉離合器參數(shù)校核及其選擇MA209B型卷染機(jī)在工作時都是通過兩臺磁粉離合器實現(xiàn)相應(yīng)的張力及速度、反轉(zhuǎn)的控制。當(dāng)機(jī)器啟動時，主卷動卷布輥卷繞直徑由0.35m到1.2m，而織物運(yùn)行的線速度卻應(yīng)該保持恒定；被動卷布輥直徑由1.2m到0.35m，但是織物張力保持恒定。因而兩離合器都是處于連續(xù)滑差運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。處于連續(xù)滑差狀態(tài)下，有如下三個參數(shù)來選擇：滑差功率、轉(zhuǎn)速范圍、轉(zhuǎn)矩范圍。磁粉離合器運(yùn)轉(zhuǎn)范圍計算。磁粉離合器轉(zhuǎn)速范圍很寬，一般為0~1500r/min，而如此高的轉(zhuǎn)速當(dāng)應(yīng)用范圍偏高時，滑差功率將偏大，發(fā)熱磨損便會偏大。所以當(dāng)在存在滑差的磁粉離合器應(yīng)該盡量降低其轉(zhuǎn)速，而最低轉(zhuǎn)速應(yīng)不低于15~20r/min，否則會導(dǎo)致控制不穩(wěn)定。算卷布輥轉(zhuǎn)速范圍;卷布輥?zhàn)钚≈睆?.3m，最大直徑1.2m，織物運(yùn)行速度最大為140m/min，最小為30m/min。由以上得：卷布輥?zhàn)畹娃D(zhuǎn)速：卷布輥?zhàn)罡咚俣龋赫{(diào)速比：QUOTE此磁粉離合器調(diào)速比在在調(diào)速比范圍內(nèi)，故采用磁粉離合器調(diào)速可行。磁粉離合器轉(zhuǎn)速范圍：為了使磁粉離合器在低速運(yùn)轉(zhuǎn)，并且符合轉(zhuǎn)速最低不低于15~20m/min，設(shè)輸出軸最低轉(zhuǎn)速為QUOTE=15r/min，則輸出軸的最高轉(zhuǎn)速為為了穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，磁粉離合器的滑差轉(zhuǎn)速最小應(yīng)為15r/min，故磁粉離合器輸入轉(zhuǎn)速應(yīng)為磁粉離合器扭矩范圍的計算及確定。在確定其轉(zhuǎn)矩時，要留有余量。此余量可按下式估算：=前文已計算，卷染機(jī)起動時各構(gòu)件的阻抗力矩和慣性力矩之和為=40.06+15.54kgf。據(jù)此，可按下式計算磁粉離合器的額定轉(zhuǎn)矩：式中——卷布輥的最高轉(zhuǎn)速，=148.5r/min；——磁粉離合器輸出的最高轉(zhuǎn)速，=280r/min。代入上式得考慮到磁粉離合器的轉(zhuǎn)矩留有余量，其轉(zhuǎn)矩應(yīng)大于或等于。根據(jù)磁粉離合器的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，確定其額定轉(zhuǎn)矩為500，型號為CF50B。三、機(jī)器最小張力校核機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的最小張力值校核。在卷染機(jī)處理的織物中，有些薄織物要求在小張力的條件下加工，所以卷染機(jī)的最小張力值也必須得到保證。此參數(shù)由磁粉離合器的轉(zhuǎn)矩下限——空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩及卷布輥等各構(gòu)件的最小摩擦力矩等因素決定。下面進(jìn)行各有關(guān)參數(shù)的計算1.磁粉離合器空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩以及對張力的影響計算：磁粉離合器空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩（即剩余轉(zhuǎn)矩），指勵磁電流為零時電動機(jī)轉(zhuǎn)矩，大約為額定轉(zhuǎn)矩百分之一以下，故磁粉離合器的空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩為：實際測得空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩為2N.m。則此轉(zhuǎn)矩作用在卷布輥的阻力矩為QUOTE，及其對張力的影響：QUOTE=2N.mQUOTE此阻力矩所形成的織物張力為QUOTE卷布輥等各構(gòu)件的最小摩擦力矩，系指排除織物張力的影響，由構(gòu)件重量形成的摩擦力矩。下面分別計算各構(gòu)件的摩擦力矩及其所形成的織物張力。2.被動卷布輥和布卷質(zhì)量所形成的摩擦力矩，以及該力矩對織物張力的影響；已知卷布輥質(zhì)量QUOTE=130kgf。布卷的最大重量=1984kgf，前已計算此兩者的摩擦力矩為=2.76kgf·m。由此形成的織物張力的最大值為：當(dāng)布卷最小時，此兩者的重量和為130kgf，其摩擦力矩為由此形成的織物張力的最小值為：3.檢測輥的重量所形成的摩擦力矩，及其對織物張力的影響：由此形成的織物張力為4.下導(dǎo)布輥的重量所形成的摩擦力矩，及其對張力的影響：由此形成的織物張力5.擴(kuò)幅架壓布輥的重量所形成的摩擦力矩，及其對張力的影響：由此形成的織物張力為由上列各項計算可知，織物的最小張力值隨布卷直徑的變化而在下述范圍內(nèi)變動：公稱寬度為1200mm的機(jī)型，其最小張力為100N，即及其的最小變動范圍68.64~83N，符合技術(shù)條件的規(guī)定，故設(shè)計可行。6.磁粉離合器的滑差功率計算。滑差功率是磁粉離合器的重要技術(shù)參數(shù)之一。它是使磁粉離合器產(chǎn)生溫升的重要熱源之一，所以在磁粉離合器選型時，要對此參數(shù)進(jìn)行計算和校核。特別是用在卷染機(jī)這種連續(xù)滑差運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下。被動卷布輥滑差功率計算：磁粉離合器以傳動鏈與被動卷布輥相連，控制放卷時的恒張力運(yùn)行。其滑差功率按下式計算：P式中——織物運(yùn)行的最高速度，=140m/min;——織物運(yùn)行的最大張力，=600N=61.2kgf代入上式得P7.主動卷布輥滑差功率計算：這種傳動與前者不同，其滑差功率不是恒定的，而是隨卷徑的增大而增大。最大滑差功率按下式計算：P=1.03Mn式中M——磁粉離合器的最大滑差轉(zhuǎn)矩，M=。其中，為織物最大張力，=61.2kgf;為布卷最大卷徑，=1.2m；i為磁粉離合器至卷布輥的傳動比，i=。代入上式。n——磁粉離合器最大滑差轉(zhuǎn)速，n=。其中，為磁粉離合器的輸入轉(zhuǎn)速，=295r/min；為磁粉離合器輸出的最低轉(zhuǎn)速，=15r/min。代入上式得：P=1.03×19.46×280=5612W=5.6KW前節(jié)已選定的CF50B型磁粉離合器，其最大滑差功率為8kw，可滿足機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。四、傳動鏈設(shè)計傳動鏈設(shè)計通過前兩節(jié)計算有以下參數(shù)；1.電動機(jī)型號為Y112M-4型，功率：P=4kw，電動機(jī)轉(zhuǎn)速：1440r/min2.磁粉離合器型號：CF50B，輸入轉(zhuǎn)速為295r/min;，輸出轉(zhuǎn)速范圍為n=15~280r/min。3.卷布輥轉(zhuǎn)速范圍：n=7.95~148.5r/min。4.設(shè)計電動機(jī)到磁粉離合器傳動鏈。設(shè)傳動鏈?zhǔn)侨墏鲃樱瑐鲃颖葹?/p>

=1440QUOTE297.5r/min式中QUOTE———磁粉離合器的輸入轉(zhuǎn)速；———電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速；~QUOTE———減速器齒輪傳動；、QUOTE———鏈傳動。分為兩條傳動鏈，該鏈條用來驅(qū)動兩臺磁粉離合器。5.設(shè)計磁粉離合器到卷布輥間的傳動鏈。傳動鏈?zhǔn)且患墏鲃樱譃樽笥覂蓷l，并由兩超越離合器分別傳動到兩卷布輥。有傳動比為QUOTE=（15~280）QUOTEr/min=7.97~148.75r/min式中QUOTE———卷布輥轉(zhuǎn)速；QUOTE———鏈傳動；———磁粉離合器輸出轉(zhuǎn)速；由計算可得，卷布輥的計算轉(zhuǎn)速與設(shè)定值幾乎相同，所以傳動鏈設(shè)計可行。傳動系統(tǒng)圖設(shè)計圖中各代號對應(yīng)相應(yīng)的元件、零件名稱、規(guī)格、型號、材料、數(shù)量等見表1-3圖1-7MA209B-120卷染機(jī)傳動系統(tǒng)表1-3MA209B-2400傳動系統(tǒng)元件零件表代號名稱型號、規(guī)格材料數(shù)量1三相異步電動機(jī)Y132S-4;5.5kw，1440r/min12減速器自制13短節(jié)距精密滾子鏈p=19.05mm14短節(jié)距精密滾子鏈p=19.05mm15超越離合器15′超越離合器16超越離合器16′超越離合器17磁粉離合器CF50B,500N.m17′磁粉離合器CF50B,500N.m18短節(jié)距精密滾子鏈p=19.05mm18′短節(jié)距精密滾子鏈p=19.05mm19主動卷布輥D=350mm1cr18Ni9Ti19′被動卷布輥D=350mm1cr18Ni9Ti110織物z1齒輪m=3mm,z=2545號剛1z2齒輪m=3mm,z=5545號剛1z3齒輪m=3mm,z=2545號剛1z4齒輪m=3mm,z=5545號剛1z5鏈輪P=19.05mm,z=2545號剛1z5′鏈輪P=19.05mm,z=2545號剛1z6~z6′鏈輪P=19.05mm,z=2545號剛1z7~z7′鏈輪P=19.05mm,z=1545號剛1z8~z8′鏈輪P=19.05mm,z=3345號剛1由圖可知，該設(shè)計主要由一臺電動機(jī)及一臺減速器，然后經(jīng)由兩臺反向安裝的磁粉離合器分別去驅(qū)動主動和被動卷布輥。從而減少了一臺電動機(jī)和一臺減速器，達(dá)到了較低成本的目的。其中重要的地方在于，減速器輸出軸上安裝的兩鏈輪并非直接傳動，而是通過兩個超越離合器。兩超越離合器裝在輸出軸上分別與兩輸出鏈輪相連，但安裝方向卻是相反的，故所傳遞的力矩以及轉(zhuǎn)向也是相反的。當(dāng)電動機(jī)順時針轉(zhuǎn)動時（規(guī)定從電動機(jī)軸頭觀察順時針），減速器輸出軸也是順時針轉(zhuǎn)動，此時超越離合器5鎖緊，使得鏈輪QUOTE順時針轉(zhuǎn)動，并經(jīng)過鏈條3到鏈輪QUOTE使磁粉離合器7輸入軸也是順時針轉(zhuǎn)動，其輸入轉(zhuǎn)速是297.5r/min，而此時離合器6處于滑脫狀態(tài)，當(dāng)磁粉離合器7勵磁線圈通電時后，對應(yīng)其的輸出軸也會順時針轉(zhuǎn)動，然后通過鏈輪QUOTE和QUOTE來驅(qū)動主動卷布輥9轉(zhuǎn)動，促使織物10在輥筒外徑上卷繞，稱之為“收卷”。隨著勵磁電流的調(diào)節(jié)，可以保證磁粉離合器的輸出軸轉(zhuǎn)速在15~280r/min范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。卷布輥速度范圍在8~149r/min內(nèi)，使得織物運(yùn)行速度在30~140m/min內(nèi)運(yùn)動。隨著織物的運(yùn)行，被動卷布輥9′也會隨之順時針轉(zhuǎn)動，而此時主動卷布輥布卷半徑隨之減少，稱為“放卷”。被動卷布輥9′帶動軸端鏈輪QUOTE′轉(zhuǎn)動，并通過鏈條8′，逆?zhèn)鲃拥芥溳哘UOTE′，從而帶動磁粉離合器7′的輸出軸也是順時針轉(zhuǎn)動。但是由于磁粉離合器輸入軸安裝超越離合器6′，而此時的超越離合器在順時針旋轉(zhuǎn)時處于制動狀態(tài)，故其輸入軸不可以順時針轉(zhuǎn)動，故當(dāng)磁粉離合器的勵磁線圈通電后，此時磁粉離合器7′的轉(zhuǎn)矩就成了制動轉(zhuǎn)矩，通過該裝置達(dá)到控制織物的張力，保證織物張力保證在100~600N.當(dāng)電動機(jī)逆時針轉(zhuǎn)動時，對應(yīng)減速器輸出軸也處于逆時針，此時超越離合器5′處于抱緊狀態(tài)帶動鏈輪QUOTE′逆時針轉(zhuǎn)動，并通過鏈輪QUOTE′驅(qū)動磁粉離合器7′的輸入軸也是逆時針轉(zhuǎn)動，而此時位于其齒端的超越離合器6′，在逆時針狀態(tài)下處于滑脫狀態(tài)下，有其輸入轉(zhuǎn)速為297.5r/min。而當(dāng)磁粉離合器通電后，有其輸出軸也是隨之逆時針轉(zhuǎn)動，再通過鏈輪QUOTE′和鏈條QUOTE′傳動到卷布輥9′并使其逆時針轉(zhuǎn)動，從而使得織物10反方向轉(zhuǎn)動，當(dāng)把織物卷繞在被動卷布輥上時。而主動卷布輥9被織物拉動，也隨之逆時針轉(zhuǎn)動，同時驅(qū)動磁粉離合器7的輸出軸也是同向轉(zhuǎn)動。然而此時其輸入軸的超越離合器6處于制動狀態(tài)，因而磁粉離合器7控制的轉(zhuǎn)矩便成為制動轉(zhuǎn)矩，從而達(dá)到用來控制織物張力的作用。以此重復(fù)，隨這電動機(jī)規(guī)律不斷地正反方向轉(zhuǎn)動，使得織物不斷在兩個輥筒卷軸上卷來卷去。使得織物在上訴重復(fù)過程中，在浴槽液面下來回穿行，進(jìn)而達(dá)到染色的處理。第六節(jié)傳動部件校核一、傳動部件主要零件強(qiáng)度校核1.齒輪QUOTE強(qiáng)度校核，其中QUOTE的具體參數(shù)如下;模數(shù)m=3mm，齒數(shù)z=25，齒寬b=30mm，材料為45號剛，熱處理、調(diào)質(zhì)、齒部高頻淬火，40~45HRC.齒輪彎曲強(qiáng)度校核：QUOTE[QUOTE]式中QUOTE———齒輪所傳動轉(zhuǎn)矩（kgf.mm），QUOTEQUOTE———電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩有QUOTE=975QUOTE==2.7kgf·m；i為傳動比有i=QUOTE；N為電動機(jī)功率（kw），N=4kw；n為電動機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）n=1440r/min。代入有QUOTE=5940kgf·mmb———齒寬（mm），b=30mm；QUOTE———齒輪分度圓直徑（mm），QUOTE=75mm；m———齒輪模數(shù)，m=3.5；Y———齒形因數(shù)，查圖得Y=0.277;［QUOTE］———許用彎曲應(yīng)力（kgf/mm2），有［QUOTE］=1930kgf/mm2=19.3kgf.mm2代入上式得QUOTE=QUOTE<19.3kgf/m即彎曲疲勞強(qiáng)度符合強(qiáng)度條件。2.齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核：式中QUOTE———轉(zhuǎn)矩（kgf.cm），QUOTE=594kgf.cmQUOTE———齒面接觸應(yīng)力（kgf.cm2）；A———嚙合齒輪中心距（cm），A=12cm。i———傳動比，i=QUOTE；K———載荷因數(shù)，K=1.4;QUOTE———齒輪許用接觸應(yīng)力(kgf.cm2)，QUOTE=7600kgf.cm2；代入上式得<7600通過上述兩項校核可知，都符合條件，故設(shè)計可行。3.鏈條強(qiáng)度校核已知在傳動過程中，鏈條的起動轉(zhuǎn)矩為55.6kgf.m。設(shè)鏈輪的參數(shù)為：齒數(shù)：z=32，分度圓直徑d=194.35mm節(jié)距：p=19.05mm。按下式計算鏈條的靜強(qiáng)度安全因數(shù)：≧{n}式中Q——鏈條極限拉伸載荷（N），p=19.05mm時，Q=31100N；——有效圓周力（N），；{n}——許用安全因數(shù)，{n}=3~6。代入公式得n=即符合強(qiáng)度條件，故設(shè)計可行。二、減速器的設(shè)計現(xiàn)列舉幾種主要的齒輪傳動類型1.圓柱蝸桿及圓柱斜齒輪的混合應(yīng)用。圓柱蝸桿副在大傳動比時，傳動效率相對較低。為了提高傳動效率并使驅(qū)動機(jī)機(jī)構(gòu)更緊湊，便于交錯軸傳遞轉(zhuǎn)矩，所以將漸開線斜齒圓柱齒輪副和圓柱蝸桿副的混合應(yīng)用作為主傳動機(jī)構(gòu)，也是目前比較理想的設(shè)計方案。齒輪傳動中的圓柱蝸桿副具有傳動比范圍大，體積載荷大，速度恒定，機(jī)構(gòu)緊湊，結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，成本低，噪聲低的優(yōu)點(diǎn)。各種蝸桿傳動的嚙合特性等綜合因素的分析，采用圓柱蝸桿副為主傳動機(jī)構(gòu)也較為合適。通過蝸桿類型及幾何參數(shù)、嚙合參數(shù)的選擇，可以克服傳動效率低缺點(diǎn)。2.圓錐齒輪副。曲線齒圓錐齒輪副也可以作為驅(qū)動機(jī)的主傳動機(jī)構(gòu)。它不但具有承載能力大、傳動平穩(wěn)的特點(diǎn)，而且它的振動較小、噪音較低、傳動效率高、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。在本設(shè)計中，驅(qū)動機(jī)所用的傳動比大約在25~55之間，所以用單級圓錐齒輪副是不能實現(xiàn)的要求的3.行星齒輪傳動。作為主傳動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動機(jī)，它具有體積載荷大，機(jī)構(gòu)緊湊，噪音低、振動小和傳動效率高的工作特點(diǎn)。4.帶傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動相混合的機(jī)構(gòu)。齒形帶具有吸振、緩振的特點(diǎn)，可把齒形帶設(shè)置放在第一級，之后帶動同軸式齒輪傳動機(jī)構(gòu)或一級蝸桿傳動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動機(jī)，這也將是一種比較合理的設(shè)計方案。5.漸開線圓柱齒輪副。斜齒圓柱齒輪副具有承載能力大、重合度大、瞬時接觸線長、噪音較低、工作平穩(wěn)等特點(diǎn)，在很大程度上，滿足了驅(qū)動機(jī)所要求的技術(shù)要求，因此得到了廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，國內(nèi)外多使用同軸式二級斜齒圓柱齒輪傳動作為主傳動機(jī)構(gòu)，這樣不僅會使驅(qū)動機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊同時還有體積小、重量輕、體積載荷大等的特點(diǎn)在使用時較為合理。而采用展開式的二級斜齒圓柱傳動作為驅(qū)動機(jī)的主傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計方法，主要是作為一般的設(shè)計方法，因為卷染機(jī)結(jié)構(gòu)對減速器要求不高且要能夠承受一定的傳速比，經(jīng)濟(jì)適用，易于維修等特點(diǎn)故采用如此減速器機(jī)構(gòu)。根據(jù)前面對于參數(shù)的計算，可知減速器的傳動比均為：i=QUOTE，但是齒輪的·模數(shù)卻有差別。對于120cm，為了方便生產(chǎn)，其減速器齒輪模數(shù)m=3.5mm。1.減速器裝配圖設(shè)計根據(jù)已經(jīng)確定的齒輪參數(shù)包括傳動比和模數(shù)，設(shè)計減速器裝配圖。減速箱內(nèi)部的齒輪和軸承均采用飛濺潤滑，其中齒輪QUOTE和齒輪QUOTE的齒輪深入到油面以下，通過運(yùn)轉(zhuǎn)時濺起的油花，達(dá)到潤滑部件的目的油位通過油標(biāo)顯示和顯示。為了防止漏油，減速器箱蓋以及各軸承蓋與箱體的結(jié)合面應(yīng)該通過安裝石棉墊。二軸的外伸軸頭應(yīng)該有毛氈來密封。若取沒級齒輪傳遞效率（包括軸承傳遞效率）有QUOTE=0.97，則QUOTE=PQUOTE根據(jù)上式確定軸最小軸徑QUOTE，選取材料為45剛，根據(jù)參考書取QUOTE=112代入公式于是得：QUOTEQUOTE=112QUOTE=22mm2.I軸強(qiáng)度校核I軸由于安裝的是雙聯(lián)齒輪，所以不傳遞轉(zhuǎn)矩，故其只承受齒輪所形成的軸端剪切應(yīng)力。計算簡圖如圖1-8所示。圖中QUOTE———齒輪QUOTE見圖（1-8）所示所承受的圓周力（kgf）,圖1-8I軸受力簡圖有QUOTE=QUOTE=116.1kgf；QUOTE———齒輪QUOTE傳遞圓周力（kgf），有QUOTE=QUOTE=QUOTEI軸抗剪強(qiáng)度條件：QUOTE式中QUOTE———危險截面剪切應(yīng)力（kgf/cm2）；Q———危險截面所能承受的剪切力（kgf），在危險截面為兩處分別為，Q=QUOTEA———每一處所受剪切面積（cm2），初定軸徑d=30mm，則有A=QUOTEQUOTE———許用剪切應(yīng)力（kgf/cm2），有QUOTE=（0.6~0.8）［QUOTE］。取QUOTE=0.7［QUOTE］，材料為45號剛，［QUOTE］=2000kgf/cm2，則QUOTE=0.7QUOTE2000kgf/cm2=1400kgf/cm2。代入上式得：QUOTE雖然符合要求但是考慮到減速器軸承孔和齒輪內(nèi)孔加工尺寸的方便，確定其軸徑為d=30mm。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1.已知I軸的直徑30mm中左端采用軸肩定位，有軸肩高度為h=（2~3）R故查表得h=6mm，則有軸環(huán)處的直徑為30+12=42mm，軸環(huán)寬度dQUOTE，帶入有d=10mm。因為I軸是雙聯(lián)齒輪且QUOTE與QUOTE固連，兩齒輪長度L=30+10+30=70mm，對應(yīng)齒輪處的軸因為此處有單鍵故軸徑增加5％故其軸徑為32mm。為了使套筒端面很好的壓緊齒輪端面，此軸段應(yīng)該小于齒輪轂寬度即取l=64mm。I軸右側(cè)通過套筒定位套筒長度10mm。2.初步選擇滾動軸承。因為軸承僅僅承受經(jīng)向力故采用深溝球軸承，參考I軸徑d=30mm，選擇標(biāo)準(zhǔn)精6006，其尺寸為dQUOTEDQUOTEB=30QUOTE55QUOTE13，故左右兩端軸承寬度均為13mm。3.鍵的選擇。齒輪處有軸徑d=32mm查表得平鍵截面QUOTE=8QUOTEmm鍵槽使用鍵槽銑刀加工，長為l=63mm，同時為了保證鍵和齒輪有較好的對中性要求齒輪輪轂與軸的配合為QUOTE。4.鍵的校核。由已知有此處齒輪和軸的材料均為剛查表得有鍵連接許用擠壓應(yīng)力，在有輕微沖擊條件下有［QUOTE］=110MPa，由已知有T=8.184kgf.m=80.2N.m由QUOTE其中k=0.5QUOTEh=0.5QUOTE8=4將其代入得QUOTE［QUOTE］故鍵安全合格。5.II軸強(qiáng)度校核。其中a-a其截面為II軸的危險截面（見圖1-14）所示，其中該界面不但承受扭矩同時還要承受彎矩，所以該軸徑的強(qiáng)度校核應(yīng)給按照彎扭合成強(qiáng)度來計算是否符合強(qiáng)度條件。公式具體如下，初定軸徑為d=40mm。d=21.68QUOTE式中d———軸的直徑（mm）；M———軸的計算截面所受彎矩（N.m），M=QUOTE，其中l(wèi)為（彎矩作用截面到a-a截面距離）=40mm=0.04m，T為（II軸所傳遞的扭矩）=241N.m，r為（鏈輪QUOTE的半徑）=76mm=0.076m，M=0.04mQUOTE；QUOTE———矯正因數(shù)，QUOTE=1；T———軸在所受截面的扭矩（N.m），有T=5.08kgf.mQUOTE9.81QUOTEQUOTEQUOTEQUOTE=241N.m；QUOTE———許用彎曲應(yīng)力（N/mm2），材料為45號剛有QUOTE=60N/mm2。代入公式得d=21.68QUOTEmm=35.9mm由于軸端存在單鍵槽，軸徑得增大5％，故有d=35.9QUOTE1.05=37.7mm而此時軸徑d=40mm大于計算值37.7mm故符合強(qiáng)度條件，所以設(shè)計可行。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1.由上已知在齒輪QUOTE處有平鍵相連，且使用螺母固連故有齒輪處軸的直徑為48m，其中II軸左端采用軸肩定位，，軸肩高度h=（2~3）R,查表得R=1.6代入得h=4mm，軸環(huán)高度為56mm，軸肩寬度b=10mm。其中II軸齒輪采用螺絲固連在軸上2.軸承選定。因為軸承同時承受徑向和軸向的作用力，故采用圓錐滾子軸承根據(jù)II軸軸徑有選擇標(biāo)準(zhǔn)精度級單列圓錐滾子軸承30208，有其具體參數(shù)如下dQUOTE=40QUOTE×68×15,所以有左右兩軸承內(nèi)徑為40mm，右端軸承采用軸肩定位，其中根據(jù)手冊查的30208軸承確定其軸肩定位高度為5mm。3.鍵的選擇。II軸上的鍵槽通過專用鍵槽銑刀銑制，因為根據(jù)軸徑得出鍵標(biāo)準(zhǔn)hQUOTE，鍵長為36mm。4.鍵的校核。同樣因為齒輪和軸都是剛，所以根據(jù)查表有有鍵連接許用擠壓應(yīng)力，在有輕微沖擊條件下有［QUOTE］=120MPa，其中傳遞扭矩QUOTE=QUOTE=80.2QUOTEQUOTEN.m=176.44N.m代入上式得QUOTE=29MPa，有QUOTE故鍵符合強(qiáng)度設(shè)計合理。三、超越離合器的設(shè)計1.減速器離合器為星輪滾柱式結(jié)構(gòu)如圖1-9所示。圖1-9超越離合器結(jié)構(gòu)圖圖中鏈輪———也是超越離合器外環(huán)，材料為20Cr，處理為滲碳淬火，58~62HRC，齒部有p=19.05mm，z=25。星輪———材料為20Cr，處理為滲碳淬火，58~62HRC。滾柱———材料為GCrI5，處理為淬火，58~64HRC。頂銷———材料是40Cr，處理為淬火，回火，45~50HRC。彈簧———碳素