（终稿）无级调速提升绞车设计（全套完整有CAD）

效率根据推荐值，再结合经验得取传动比图行星齿轮机构本次设计的机械传动部分是由差动式行星齿轮变速器和二级减速器组成，图是本次设计的传动路线方框图，如下图传动路线图由于总传动比.，级传动比，所以二级传动比为.所以各级传动比为级传动比二级传动比.行星齿轮传动的配比计算．传动比条件如图所示行星型传动，中心轮输入时，给定传动比为根据式有即图行星齿轮机构.同轴条件对于行星齿轮传动，由于两中心轮轴线与主轴重合，为保证行星轮同时与两中心轮实现正确啮合，对于圆柱齿轮行星传动机构，要求外啮合副的中心距与啮合副得相等，即.变位的选择在标准传动中，外啮合齿轮副的接触强度远低于内啮合齿轮副的接触强度，而采用角度变位传动可适当调整内外啮合的接触强度。

为此，外啮合齿轮副通常采用大的啮合角的正传动，内啮合齿轮副般采用小啮合角的正传动或负传动，。

这时，整个行星传动的接触强度也可提高。

因此，本次设计采用角度变位齿轮的行星传动。

.变位后的同轴条件.装配条件在多行星轮的结构时，为保证个行星轮均匀分布在中心轮的周围，而且能准确的装入两个中心轮的齿间实现正确啮合。

必须确定各行星轮与中心轮之间的装配条件，为此以下是具有三个行星轮的装配过程，本课题中行星轮的数目，相邻两行星轮的中心对中心轮所夹的中心角为。

设想先将中心轮的位置固定，并在图所示线位置上装上第个行星轮，当行星轮的齿数为偶数时，若两个中心轮的轮齿齿轴同时位于线上，第个行星轮可正确的装入啮合位置，然后把行星架由位置Ⅰ转到Ⅱ，其转角为这时中心轮转过相应的角度，如果齿轮的轮齿齿轴正好找到线上，仍与固定的中心轮的轮齿相对应，则第二个行星轮线上同样能正确的装入啮合位置，为此必须等于中心轮转过整数倍齿距所对应的中心角。

设中心轮转过的整齿数应有式中为太阳轮转过个齿齿距所对的中心角。

轮齿数的选择行星轮的设计除了满足上述四个条件，还须满足其它些附加条件。

比如，高速重载的行星传动，应有良好的工作平稳性，为此，行星轮和内齿圈各啮合副的齿数最好没有公因数。

当用插齿刀或剃齿刀加工太阳轮时，太阳轮的齿数和插齿刀或剃齿刀齿数不应该成倍数。

采用这种控制方式，电动机的转速是有级的，不是连续的，般只有三挡，最多也就只有五挡。

图是变极对数调速的机械特性。

．变频调速变频调速是最有发展前途的种交流调速方式。

变频调速系统的核心环节是变频器。

目前常用的变频器有交直交变频器交交变频器以及型变频器。

其中脉宽调制型多重化电流型及交交变频器与上升的趋势。

变频器所用的电力半导体器件正向着模块化快速化光控化高耐压大电流化自关断化和高可靠性化方向发展变频调速正向着高性能高精度大容量微型化数字化和理想化的方向发展。

目前，交流调速控制技术得到了迅速的发展，新的控制方式不断问世。

以下是近来交流调速控制技术发展的几个方面相位控制控制转差频率控制脉宽调制控制矢量变换控制磁场控制微计算机控制等等。

．变频控制方式的选择比较以上几种变频控制方式，以性价比高使用方便的控制方式作为本次设计的方案。

所以，本次设计采用的控制方式是脉宽调制控制中的正弦脉冲宽度调剂方式。

．确定变频器根据变频控制方式是正弦脉宽调制控制，查阅相关资料王忠茂编的常用调速设备技术手册机械工业出版社，变频调速的变频器有很多种类，如系列系列系列系列等等，确定变频器，以下是本次设计中无级调速系统的功能原理技术参数及性能使用和维护要求以及些相关的注意事项。

．变频器的功能原理技术参数等概述交流变频调速装置采用正玄脉冲宽度调剂方式，有大功率晶体管组成电压型逆变器，具有调速范围宽转矩脉动小保护功能完善能够自诊断故障安装和使用方便体积小重量轻等特点。

在额定频率以下输出特性为恒转矩特性，在额定频率以上输出特性为恒功率特性。

交流变频调速装置主要用于工频电压功率.的三项异步电动机无级调速拖动，并能根据系统的控制如风量流量温度等组成闭环控制，实现自动控制或计算机联网控制。

下面简述其工作原理电路如图所示，三相交流电源经三端输入，由整中轮余内齿圈的传动比为，则可的马达输出转速范围为其中为的值在后面计算时确定。

电动机容量的计算设绞车在工作时的稳定运转提升速度为，在过渡阶段需要调速至最小速度为。

主电动机到滚筒的总传动比为，二级减速器的传动比为，对于周转轮系可列下传动比公式或在转化轮系中，齿轮的功率，为轮受到的转矩，齿轮的功率，为轮受到的转矩，行星架功率为零，若不计摩擦，且构件的匀速运转时，有，从而有因电机的功率，将式代入此式，得当输出轴的转速为零时，即时，电动机需要的功率最大，这时式转化为电动机类型的选择本次设计的无级变速部分是由两部分组成瑞安电气控制设备厂生产的交流调速装置二三相异步电动机。

由于交流调速装置对电动机无特殊要求交流调速装置主要用于工频电压为功率.至的三相异步电动机，但是由图可知电动机需要有段时间工作在静止状态，因此选择交流力矩电动机。

根据容量和类型确定电动机为型号堵转力矩.极数堵转时间最大电流交流变频调速系统.调速系统介绍直流电动机和交流电动机传动是在世纪中期先后诞生的。

交流电动机比起直流电动机来，省去了换向器，使结构简单结实紧凑，维修工作量小，运行效率高，转动惯性小，动态响应快，可以做到高电压大容量高速化。

以往由于缺少响应的控制手段，控制调速比较困难。

但随着电子技术的迅猛发展，新的控制系统不断推出，从而使交流调速得到迅速发展。

在交流异步电动机中，从定子传入转子的电磁功率可以分为两部分部分是拖动负载的有效功率另部分是转差功率，与转差率成正比，它的去向是调速系统效率高低的标志。

就转差功率的去向而言，异步电动机调速系统可以分成三大类。

转差功率消耗型这种调速系统全部转差功率都被消耗掉，用增加转差功率的消耗来换取转速的降低，因而效率也随之降低。

降低电压调速电磁转差离合器及绕线转子异步电动机转子串电阻调速这三种方法都属于这类。

．转差功率回馈型调速系统这种调速系统的大部分转差功率通过交流装置回馈给电网或者加以利用，转速越低回馈的功率越多，但是，增设的装置也要多消耗部分功率。

绕线转子异步电行星传动原理同方案如图所示，不同之处是该方案把方案的无级变频调速电动机去掉，换成了变量泵定量马达无级调速系统。

泵的输入由齿轮副从轴Ⅱ分流出部分功率作为液压泵的输入功率。

在这个调速系统中，在将功率分为液压和机械两路时，液压马达在正向和反向的最大速度之间来会无级变速，其每个行程可以与行星齿轮机械的种工况相配合，最后两路汇合成若干无级段落相衔接并逐段升高的无级变化输出速度。

此外，液压元件可显著减小，只负担最大功率的几分之，其它部分都由机械线路传递，相当于无级变速功率扩大几倍，从而传动总效率显著提高。

但该方案存在以下几方面的缺点成本较高，液压元件如液压泵液压马达等的制造精度要求高，因而导致该系统成本较高环境污染，因液压系统的密封性问题，总会产生漏油现象。

还有更换下来的液压油，都会对环境造成污染结构较复杂，安装较麻烦进行维护检修复杂麻烦。

.方案的确定根据对各具体方案的介绍和比较可知方案和方案四的机械部分相同，只是在调速部分不同而已，从性能经济结构使用和维护的方便等方面优缺点总体评价下。

方案具有调速范围宽结构简单使用和维护方便等的优点方案四具有调速范围宽效率高等优点，但是该方案结构较复杂，维护麻烦和调速精确性不高等，所以方案的可行性是较高的。

方案二和方案三结构也差不多，方案二是带式无级变速器，其缓冲吸振性能较好，传递功率可达到，变速范围缺点是皮带和带轮的工作表面磨损较严重，皮带寿命较短，特别是带轮与轴的花键或导键联接处容易生锈，甚至引起振动或联接失效。

方案三是多摩擦盘式无级变速器，其结构紧凑使用方便，而且传递功率较大，可达，变速范围，只作减速传动，缺点是效率低发热较严重。

从两个方案的优缺点衡量下，选择方案二还是较可行的。

最后，再把两个较可行的方案再比较下，从中选出个最好的方案来。

比较下方案和方案二，总体权衡下，再结合下本次的课题的要求和现在的发展方向来看，选择方案是最可行的。

所以本次设计就把方案定为这次设计的基本设计思想，下面就是开始该方案的设计和论证了。

电动机的选择.主电动机的选择电动机类型和结构形式选择工业上般用三相交流电源，由于本次设计中使用的电动机无特殊要求，所以选择三相交流异步电动机。

的优点。

本次设计由于时间紧张，加之本人水平和实践经验有限，设计中难免会有错误，望各位老师批评指正！无级变速提升绞车设计传动方案的拟定和选择．拟定方案具体方案的拟定和比较随着世界工业的迅速发展，无论是在机械生产方面，还是在车辆运输拖动方面，对调速方面的要求已越来越高，以前的恒速运转或有级调速在许多场合下已经不再适应了，因此，对调速系统的要求也就提高到无级变速方面了，而且，对无级变速系统的调速性能和调速稳定性的要求也越来越高，以适应不同要求的需要。

在无机变速传动系统中，就目前来讲已经是处于较成熟阶段了，主要分为机械调速电气调速电气机械组合调速和液压机械组合调速，各种调速系统各有千秋，每种系统都有各自适用的场合。

以下是本次设计所列出的几种方案方案Ⅰ输入轴Ⅱ调速轴Ⅲ输出轴内齿圈行星轮太阳轮图变频交流调速电动机式无级变速器该方案是用行星齿轮的差动式无级变速器，其无级变速原理图如图所示，运动和动力由Ⅰ轴和Ⅱ轴输入，轴Ⅰ转速的输入是固定不变的，即太阳轮的转速是固定不变的。

其调速是通过与轴Ⅱ联接的无级变速电动机来调速的，该电动机是系列三相力矩异步电动机，其无级变速是通过用交流变频调速装置来控制实现的交流变频系统的输出频率为，通过对电动机输入频率的控制以达到控制电动机的输出速度，因为的变频式连续的，所以，电动机的转速也就是连续了，电动机通过与Ⅱ轴的联接，从而来实现调速轮的无级变速，由于太阳轮的转速式固定不变的，而内齿圈是和调速轮相配合的，调速轮无级变速转化为内齿圈的无级变速，从而实现内齿圈和太阳轮转速的连续差动，从而实现输出轴的无级变速。

这种无级变速器主要有以下优点调速方便，其调速是通过对面板的按钮来控制的，所以方便快捷调速精确，变频调速装置的频率精度为能根据系统控制量组成闭环控制，实现自动调节和计算机联网控制过载保护故障自诊断显示。

但是该无级变频系统存在以下几方面的缺点体积和重量较大，该系统为了能达到调速稳定，提高调速性能，而采用了两个电动机，跟轴Ⅱ联接的电动机是恒速运转，跟轴Ⅰ联接的电动机是变频无级调速电动机，这样就使得系统的体积和重量变得较大价格较高，由于使用了两个电动机，因此价格方面也就较高了。

然而，随着电子技术的迅速发展，价格也随之而降，所以该系统作为种简单的无级调速装置的也就具有了实用性了。

方案二Ⅰ输入轴Ⅱ输出轴主动锥形轮从动锥形轮三角带螺杆拨叉弹簧图带式无级变速器该方案是挠性摩擦式无级变速器，又称为带式无级变速器，挠性件为宽型三角带，其变速原理如图所示。

运动和动力由Ⅰ轴输入，通过两对能互相开合的左右锥形带轮及和三角带驱动Ⅱ轴转动。