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1、机械电子式软起动装置传动系统的设计摘 要当高速轴由电机驱动，带动太阳轮，然后带动行星轮转动，内齿圈固定，然后带动行星架输出运动的，在行星架上的行星轮既自转和公转，具有相同的结构。行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮的几何轴线绕着固定位置转动圆周运动的传动，变速器通常和若干行星轮和传递载荷的作用，为了使功率分流。渐开线行星齿轮传动具有以下优点：传动比大，结构紧凑，体积小、质量小，效率高，噪音低，运转平稳，因此被广泛应用于冶金，工程机械，起重，运输，航空，机床，电气机械及国防工业等部门，作为减速、变速或增速的齿轮传动装置.本文设计的机械电子式软起动传动系统利用行星传动、蜗轮传动及变频调速技术，实现了
2、对输送机输出速度的有效控制，达到了软起动目的。本文通过对机械电子式软起动装置的组成和工作原理的介绍和对传动系统进行分析和设计通过对调速电动机的转速控制, 使行星差动机构差动传动, 从而达到对输出轴无级调速的目的。关键词：差动行星轮系,软起动,蜗杆传动机构 MECHANICAL ELECTRONIC FORMULA SOFT STRAT INSTALLMENT TRANSMISSION SYSTEM DESIGNABSTRACTWhen the high speed shaft is driven by the electric motor, to drive the sun gear, and
3、 the planet wheel is driven to rotate, the inner gear ring is fixed, and then drives the planetary frame outputting motion, on the planet carrier planet wheel both rotation and revolution, has the same structure. Planetary gear reducer is driving a at least one gear geometric axis rotated around a c
4、ircular motion of fixed position, the transmission is usually and planetary gear and transfer load, in order to make the power split. Involute planetary gear transmission has the following advantages: large transmission ratio, compact structure, small volume, small mass, high efficiency, low noise,
5、smooth operation, so it is widely used in metallurgy, engineering machinery, lifting, transportation, aviation, machine tools, electrical machinery and defense industry and other departments, as gear reducer, gear or growth.The design of the mechanical electronic soft starting transmission system us
6、ing planetary gear, worm gear drive and frequency conversion technology, realize the effective control of the output conveyor speed, reach the purpose of soft starting. In this paper, the composition and working principle of soft starting device for mechanical and electronic type introduction and an
7、alysis and design through to control motor speed control of the drive system, the planetary differential mechanism of differential drive, so as to achieve the purpose of the output shaft of the stepless speed regulation.KEY WORDS：differential planetary gear train, soft start, worm drive mechanism65目
8、录摘 要IABSTRACTII第一章 绪论11.1 课题研究背景11.2 课题研究意义2第二章 机械电子式软起动装置传动系统的总体方案设计12.1 机械电子式软起动装置工作原理及其特点12.2 机械电子式软起动装置传动系统的总体设计方案的确定32.2.1 根据给定参数及工作要求，选取行星齿轮传动的传动类型32.2.2 机械电子式软起动装置传动系统的差动原理分析42.2.3 蜗杆传动机构的作用52.3 机械电子式软起动装置的工况分析62.3.1 空载起动阶段62.3.2 软起动阶段62.3.3 负载稳定运行阶段72.3.4 软停车阶段72.3.5 紧急停车、完全停车阶段7第三章 机械电子式软起动
9、装置传动系统的设计83.1 传动比的分配83.2 精确计算各传动机构的基本参数93.2.1 行星齿轮传动设计93.2.2 蜗轮蜗杆传动设计213.2.3 直齿锥齿轮传动设计283.3 关于轴的校核333.3.1 输入轴的校核333.3.2 太阳轮轴及中间轴的校核393.3.3 输出轴的校核433.3.4 蜗杆轴的校核463.3.5 行星轮轴的校核503.4 滚动轴承的选择及校核计算513.5 键的选择与校核553.6 减速器结构与润滑的概要说明57第四章 总结604.1 设计结果604.2 结论604.3 问题与展望60参考文献62致谢63 全套设计请加 197216396或401339828
10、第一章 绪论1.1 课题研究背景随着现代科学技术的发展，软起动技术具有越来越多的功能和优点，它可以实现无级变速、多点驱动功率平衡、过载保护等功能，具有传动效率高、结构简单，安装便捷等方面的优点。这项技术已经被越来越多的工业部门所采用，具有广阔的市场前景。带式输送机由于运输能力大、运行可靠、效率高、对地形适应性强等优点已成为当今散状物料运输的主要设备，应用广泛。带式输送机的启动方式主要有以下几种：1.调速型液力偶合器软启动；2.CST可控软启动；3.液体黏性软启动；4.电气软启动。带式输送机的电气软启动由于控制精度高、控制灵活、体积小等优点是将来的发展趋势。电气软启动又分为晶闸管调压调速和变频调
11、速两种方式，短期来看，软起动将仍然以性价比较高的晶闸管降压软启动为主要形式。从长期看，随着变频器价格的逐渐下降，可靠性的进一步提高，也随着技术人员水平的提高，变频软起动将成为软起动的主流。 发达国家的电动机软起动产品主要是固态软起动装置：晶闸管软起动和兼作软起动的变频器。在没有调速要求的使用场合下，起动负载较轻时采用晶闸管软启动，晶闸管软起动装置是发达国家软起动的主流产品。在重载或负载功率特别大的时候，才用变频软起动。我国带式输送机的技术水平仍然落后于国际先进水平，对带式输送机进行深入的理论研究已成为目前的重要工作。晶闸管交流调压软启动技术于20世纪90年代现代初引入中国，近年才得到了广泛的应
12、用。晶闸管调压软启动器的价格略高于自耦变压器启动器和Y启动器，系统工作时对电网无过大冲击，可大大降低系统的配电容量，机械传动系统振动小。启动、停车平滑稳定，可提高电动机的使用寿命和经济效益。软启器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启
13、动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。1.2 课题研究意义随着我国煤炭生产的机械化、自动化程度的不断提高，长距离、大运量的带式输送机的使用日益增多，特别是在煤矿等工业领域中得到广泛的应用。国内的带式输送机也应在向着长距离、高带速、大运量、大倾角、大功率的方向发展。由于生产集中而造成带式输送机负载极不均匀，其启动问题日益突出。研究带式输送机软启动器的意义不仅在于保证平稳地起动、制动，而且还可降低带式输送机的成本，保证生产安全。通过本次设计：1）通过对软起动装置传动系
14、统的设计，培养了自己进行综合分析和提高解决实际问题的能力，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的。设计过程包括了基本的机械设计方法，锻炼了设计能力。设计内容还包括了蜗轮蜗杆和行星架的设计，更能巩固自己的机械原理知识。总之，为以后的工作打下了一个良好的开端。2）设计过程除了要参考大量的书籍以外，还要查找相关文献，尤其是外文文献，提高了查找资料的能力，所设计的产品还涉及到行业的规范，培养了自己调查研究，熟悉有关技术政策，运用国家新标准、规范、手册、图册等工具书，进行设计计算、数据处理、编写技术文件的独立工作能力，解决实际问题的能力。3）毕业设计是教学环节的最后的一环，因此学生的知识较为全面，就本次
15、设计而言，所涉及的主要课程有机械原理，理论力学，材料力学，机械设计，液压传动，可以说所学主要课程在毕业设计中都有体现。使自己建立正确的设计思想，初步掌握解决本专业工程技术问题的方法和手段，从而使自己受到一次工程师的基本训练。机械电子式软起动装置就是指机械设备在其重载或者满载的工况下可以实现可控的地平稳起动与停车。软起动技术在功能方面有很多优势，可以实现无级变速、驱动功率的平衡、过载保护等功能，具备传动的效率高、结构比较简单、安装也很便捷等特点，市场前景被普遍看好。一、机械电子式软起动装置的基本概况 机械电子式软起动装置在欧美发达国家的研究和使用可以追溯到上个世纪七十年代，最早的机械电子式软起动装置是cst系统，属于一种机械减速和液压控制结合在一起的软特性可控传输系统，这种系统采用的是基于液体的粘性传动原理的离合器实现减速器和主驱动电机的连接，其电机会在无负载的情况下被起动，并很快就达到额定的速度。再通过液压的控制系统，使得离合器的静摩擦片能逐步靠近动摩擦片，以传递其动力。 近年以来，随着我国国内对机械电子式软起动装置的需求越来越大，很多研究部门与生产单位都对软起动技术投入了大量的人力、物力和财力进行研究，也取得了很多不错的成绩，如我们已经研发出来运用固态的继电器控制技术，来实现机械的软起动、限流起动、自然停车以及软停车等先进功能；还有一种磁粉的可控起动行星齿轮减速器的软起动装
