平行双螺杆榨油机变速减速器设计及仿真分析
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收 稿 日期 ：２ １ — ３ ２ ０１０—６ 基 金项 目：南 阳理工学 院青 年教师基 金项 目（ ０ ８ ０ ０ ７ ２０００３ ） 作 者简介 ：马世榜 （ ９ ８ ， ， 南唐 河人 ， １７ 一） 男 河 讲师 ， 士研 究生 ， Ｅ— 博 ‘ （ ｍａ ） ｓｉａｇ０ ８ １６ ｃｒ。 ｉ ｍａｈｂｎ２ ０ ＠ ２ ．ｏ ｌ ｎ
够单独变速且 结构 简单 ， 变速 级放 在减 速器低 速 把
级， 通过变速挡杆拨动输 出轴上两个齿轮在轴上滑动
ຫໍສະໝຸດ Baidu与 中间轴 上 两个 齿轮 分 时 啮合 ， 现 两个 速 度 的切 换 实
变换 。为保证输 出轴能够 传递足够 大的扭矩并 满足 强度要求 ， 出轴上与变速齿轮配合采用轴外花键与 输
中间轴 上 齿轮 与输 出 轴 上 齿 轮 分 别 啮 合 实 现 两
个速 度 输 出 。
式的优缺点 以及整 体布局 、 传动平 稳性 、 载保护等 过 因素 ， 整个传动系统高速级 采用 Ｖ带 传动 ， 速级采 低 用 减速 器变 速传 动 。设计 高 速 Ｖ带 传 动传 动 比为 ２２ ， ．５ 则两路输 出的减速器 的总 的传动 比分别为 ｉ ：
１ ６， ＝ ８。
１２ 关键 零件 部件 参数 设计 ． 齿 轮是 减 速器 中关 键 零 部 件 ， 参 数 设计 十 分 重 其 要 。齿 轮 均 采用 标 准 直 齿 圆柱齿 轮 ， 材料 均 用 ４ ５钢 ，
经调质处理 。由于是 闭式传动 ， 齿轮 的主要失效形式 是 齿 面疲 劳 点蚀 和齿 面 胶 合 ， 轮 设 计 按 照 齿 面 接触 齿 疲劳强度 准则进行设计 ＿ 。初取输入轴齿 轮齿数 ｚ ２ Ｊ
１ 所示。其中 ， １ ａ 为主视示意图 ， １ ｂ 为俯视 图 （） 图 （）
展 开示 意 图 。 如 图 １所示 ， 双输 出变 速 的基 本 构 成 是 １个 输 入 轴 ， 中间轴 和 ２个 输 出轴 分 别 相 对 输 入 轴 对 称 分 ２个
１ 方案及关键零 件部件参数设计
用 三 维软 件 进 行 三维 虚 拟 样 机 设 计 ， 进 一 步 进行 了 并
为 实 现双 输 出变 速 要 求 ， 速 器 设 计 成 可 变 速 形 减
式， 结构紧凑 ， 操作方便 。减速 器采用二级变 速减速
器 ， 输 出轴 与 输入 轴 对 称 分 布 。 为保 证 双 输 出轴 能 两
４ ，０／ ｉ 个 变 速 输 出 ； 构 简 单 紧 凑 ， 速 调 节 ０ ８ ｒｒ ｎ两 ａ 结 变 易操作。
内， 输入轴 、 中间轴、 出轴采用 近似“ ” 形布 置。 输 ｕ字
根据齿轮传动特性 ， 取减速器一级传动 比 ｉ ＝４ 则二 ，
级 传动 比分别 为 ＝４和 ｉ＝２ 。方案 原 理示 意 图如 图
１ １ 方案设 计 ．
根据要求 ， 两路输 出的传动 系统 的总传 动 比分别
为 总＝ ＝３ ， ＝ ６ 总 ＝１ 。考 虑各 种 传 动方 ８
布 。运动动力传动路线是 由输入轴上齿 轮 ｚ 传给 中 间轴齿轮 ｚ ， 中间轴上齿轮 ｚ 与输 出轴上齿轮 ｚ 或 ３
２１ ０ １年 １ １月
农 机 化 研 究
第 １ １期
平 行 双 螺 杆 榨 油 机 变 速 减 速 器 设 计 及 仿 真 分 析
马世 榜 ，杨
（ ． 阳理 工 学 院 ，河 南 南 阳 １南 摘
样 ，熊 运 昌
４ ３０ ７ ０ ４；２ 中国农 业 大 学 工 学 院 ，北 京 １ ０ ８ ） ． ０ ０ ３
要 ： 根 据平 行 双 螺 旋 榨 油机 工 作 性 能 要求 ， 确定 了其 合 理 的传 动 方 案 ， 计 了传 动 系 统 中 可变 速 减 速 器 ， 设 并
用 三维 软件 创 建 了虚 拟样 机 。依 据 实 际工 作 条 件 对 虚 拟 样 机 进 行 仿 真 分 析 ， 真 结 果 与 理 论 设 计 一 致 ， 足 工 仿 满 作要 求 ， 缩短 了样 机 试 制 和投 产 时 间 ， 有 很好 的借 鉴 意 义 。 具 关键词 ：榨油机 ；变速 减速 器 ；虚拟样机 ；仿真分析
１， ８ 按照齿面接触疲 劳强度准则设计计算 出齿 轮模
数并圆整为标准值 ， 取模数 ｍ＝５ 则 有 Ｚ ＝ ・ ， Ｚ ｉ＝
２１ ０ １年 １ １月
农 机 化 研 究
第 １ １期
７ 。同理 ， ２ 对其它啮合齿轮对按 照齿面接触疲劳强度 进 行 设 计 。齿 轮 ， ， ， 的齿 数 的 选 取 既 要 满
中图分类号 ：Ｔ ２ ３ ３ ｓ ２ ． 文献标 识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ — ８ Ｘ（０ １ １ 一 １ ５ ０ ０ ３ １８ ２ １ ）１ Ｏ ３ — ３
０ 引言
双螺杆压榨技术可 以提高压榨效率 ， 生产高质量 的油脂和饼粕 ， 降低 制油成本 。 目前 ， Ｊ 国内小 型平 行双螺杆榨油机应用很广 ， 而减速器是榨油机传动系 统 中关键的传动部件 ， 根据不 同型号榨油机 的结构 需 布局要求 、 用性能要求 等进行 不 同的设计 ， 使 常规设 计开发周期长 ， 效率低。本 文根据某 一型号平行双螺 杆榨油机的传 动性能要 求 ， 其减速 器进行 了设计 ， 对
变 速齿 轮 轮毂 的内花 键 间 隙配 合 ， 现变 速 齿 轮 的 滑 实
动变速 。为减小油料污染 的几率 ， 减速器采用闭式传 动， 箱体采用 整体结构 式 ， 于清 洁。为减小变 速箱 便 整体外形尺寸 ， 并保证两个输出轴 间距在要求 的范围
仿真分析验证 ， 缩短开发周期 ， 降低 了成本。 榨油机传动系统要求 ： 电机输入 功率 １ｋ 额定 Ｗ， １ 转速 １ ４ ｒｒｎ 传动系统为平行双输出轴 ， ０／ ｉ； ４ ａ 两输 出轴 水平 轴间距为 ６ ０～ ０ ｍ 双输 出轴均可单独进行 ０ ８ ０ ｍ，
收 稿 日期 ：２ １ — ３ ２ ０１０—６ 基 金项 目：南 阳理工学 院青 年教师基 金项 目（ ０ ８ ０ ０ ７ ２０００３ ） 作 者简介 ：马世榜 （ ９ ８ ， ， 南唐 河人 ， １７ 一） 男 河 讲师 ， 士研 究生 ， Ｅ— 博 ‘ （ ｍａ ） ｓｉａｇ０ ８ １６ ｃｒ。 ｉ ｍａｈｂｎ２ ０ ＠ ２ ．ｏ ｌ ｎ
够单独变速且 结构 简单 ， 变速 级放 在减 速器低 速 把
级， 通过变速挡杆拨动输 出轴上两个齿轮在轴上滑动
ຫໍສະໝຸດ Baidu与 中间轴 上 两个 齿轮 分 时 啮合 ， 现 两个 速 度 的切 换 实
变换 。为保证输 出轴能够 传递足够 大的扭矩并 满足 强度要求 ， 出轴上与变速齿轮配合采用轴外花键与 输
中间轴 上 齿轮 与输 出 轴 上 齿 轮 分 别 啮 合 实 现 两
个速 度 输 出 。
式的优缺点 以及整 体布局 、 传动平 稳性 、 载保护等 过 因素 ， 整个传动系统高速级 采用 Ｖ带 传动 ， 速级采 低 用 减速 器变 速传 动 。设计 高 速 Ｖ带 传 动传 动 比为 ２２ ， ．５ 则两路输 出的减速器 的总 的传动 比分别为 ｉ ：
１ ６， ＝ ８。
１２ 关键 零件 部件 参数 设计 ． 齿 轮是 减 速器 中关 键 零 部 件 ， 参 数 设计 十 分 重 其 要 。齿 轮 均 采用 标 准 直 齿 圆柱齿 轮 ， 材料 均 用 ４ ５钢 ，
经调质处理 。由于是 闭式传动 ， 齿轮 的主要失效形式 是 齿 面疲 劳 点蚀 和齿 面 胶 合 ， 轮 设 计 按 照 齿 面 接触 齿 疲劳强度 准则进行设计 ＿ 。初取输入轴齿 轮齿数 ｚ ２ Ｊ
１ 所示。其中 ， １ ａ 为主视示意图 ， １ ｂ 为俯视 图 （） 图 （）
展 开示 意 图 。 如 图 １所示 ， 双输 出变 速 的基 本 构 成 是 １个 输 入 轴 ， 中间轴 和 ２个 输 出轴 分 别 相 对 输 入 轴 对 称 分 ２个
１ 方案及关键零 件部件参数设计
用 三 维软 件 进 行 三维 虚 拟 样 机 设 计 ， 进 一 步 进行 了 并
为 实 现双 输 出变 速 要 求 ， 速 器 设 计 成 可 变 速 形 减
式， 结构紧凑 ， 操作方便 。减速 器采用二级变 速减速
器 ， 输 出轴 与 输入 轴 对 称 分 布 。 为保 证 双 输 出轴 能 两
４ ，０／ ｉ 个 变 速 输 出 ； 构 简 单 紧 凑 ， 速 调 节 ０ ８ ｒｒ ｎ两 ａ 结 变 易操作。
内， 输入轴 、 中间轴、 出轴采用 近似“ ” 形布 置。 输 ｕ字
根据齿轮传动特性 ， 取减速器一级传动 比 ｉ ＝４ 则二 ，
级 传动 比分别 为 ＝４和 ｉ＝２ 。方案 原 理示 意 图如 图
１ １ 方案设 计 ．
根据要求 ， 两路输 出的传动 系统 的总传 动 比分别
为 总＝ ＝３ ， ＝ ６ 总 ＝１ 。考 虑各 种 传 动方 ８
布 。运动动力传动路线是 由输入轴上齿 轮 ｚ 传给 中 间轴齿轮 ｚ ， 中间轴上齿轮 ｚ 与输 出轴上齿轮 ｚ 或 ３
２１ ０ １年 １ １月
农 机 化 研 究
第 １ １期
平 行 双 螺 杆 榨 油 机 变 速 减 速 器 设 计 及 仿 真 分 析
马世 榜 ，杨
（ ． 阳理 工 学 院 ，河 南 南 阳 １南 摘
样 ，熊 运 昌
４ ３０ ７ ０ ４；２ 中国农 业 大 学 工 学 院 ，北 京 １ ０ ８ ） ． ０ ０ ３
要 ： 根 据平 行 双 螺 旋 榨 油机 工 作 性 能 要求 ， 确定 了其 合 理 的传 动 方 案 ， 计 了传 动 系 统 中 可变 速 减 速 器 ， 设 并
用 三维 软件 创 建 了虚 拟样 机 。依 据 实 际工 作 条 件 对 虚 拟 样 机 进 行 仿 真 分 析 ， 真 结 果 与 理 论 设 计 一 致 ， 足 工 仿 满 作要 求 ， 缩短 了样 机 试 制 和投 产 时 间 ， 有 很好 的借 鉴 意 义 。 具 关键词 ：榨油机 ；变速 减速 器 ；虚拟样机 ；仿真分析
１， ８ 按照齿面接触疲 劳强度准则设计计算 出齿 轮模
数并圆整为标准值 ， 取模数 ｍ＝５ 则 有 Ｚ ＝ ・ ， Ｚ ｉ＝
２１ ０ １年 １ １月
农 机 化 研 究
第 １ １期
７ 。同理 ， ２ 对其它啮合齿轮对按 照齿面接触疲劳强度 进 行 设 计 。齿 轮 ， ， ， 的齿 数 的 选 取 既 要 满
中图分类号 ：Ｔ ２ ３ ３ ｓ ２ ． 文献标 识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ — ８ Ｘ（０ １ １ 一 １ ５ ０ ０ ３ １８ ２ １ ）１ Ｏ ３ — ３
０ 引言
双螺杆压榨技术可 以提高压榨效率 ， 生产高质量 的油脂和饼粕 ， 降低 制油成本 。 目前 ， Ｊ 国内小 型平 行双螺杆榨油机应用很广 ， 而减速器是榨油机传动系 统 中关键的传动部件 ， 根据不 同型号榨油机 的结构 需 布局要求 、 用性能要求 等进行 不 同的设计 ， 使 常规设 计开发周期长 ， 效率低。本 文根据某 一型号平行双螺 杆榨油机的传 动性能要 求 ， 其减速 器进行 了设计 ， 对
变 速齿 轮 轮毂 的内花 键 间 隙配 合 ， 现变 速 齿 轮 的 滑 实
动变速 。为减小油料污染 的几率 ， 减速器采用闭式传 动， 箱体采用 整体结构 式 ， 于清 洁。为减小变 速箱 便 整体外形尺寸 ， 并保证两个输出轴 间距在要求 的范围
仿真分析验证 ， 缩短开发周期 ， 降低 了成本。 榨油机传动系统要求 ： 电机输入 功率 １ｋ 额定 Ｗ， １ 转速 １ ４ ｒｒｎ 传动系统为平行双输出轴 ， ０／ ｉ； ４ ａ 两输 出轴 水平 轴间距为 ６ ０～ ０ ｍ 双输 出轴均可单独进行 ０ ８ ０ ｍ，