帶減速器的電機(jī)裝置驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

帶減速器的電機(jī)裝置驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì),減速器,電機(jī),機(jī)電,裝置,驅(qū)動(dòng),設(shè)計(jì) 西南交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 前　　言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我在完成大學(xué)四年課程的學(xué)習(xí)之后所進(jìn)行的一個(gè)最后實(shí)踐環(huán)節(jié)，它既是對(duì)我四年來(lái)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)全面檢測(cè)，也是一次綜合能力的培養(yǎng)。 這份畢業(yè)論文在指導(dǎo)教師的幫助下才得以順利完成。由于設(shè)計(jì)所需，在計(jì)算過(guò)程中借鑒了很多參考文獻(xiàn)和其它的資料、刊物。本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括了以下面五部分：第一部分為緒論；第二部分為電機(jī)的選型；第三部分為減速器的設(shè)計(jì)。其中重點(diǎn)對(duì)第二部分電機(jī)的選型和第三部分的減速器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了選取計(jì)算。 同時(shí)由于我是第一次接觸這樣的工作，沒有經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)有一些不對(duì)的地方敬請(qǐng)見諒。 目?? 錄 1.緒論 1.1 選題背景……………………………………………………… 1.2 傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明……………………………………… 2.電機(jī)的選型 2.1 電機(jī)輸出功率的計(jì)算………………………………………… 2.2 電機(jī)的選擇…………………………………………………… 3.減速器的設(shè)計(jì) 3.1 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)…………………………… 3.2 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………… 3.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………… 3.4 滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算………………………………… 3.5 鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算…………………………………… 3.6 連軸器的選擇………………………………………………… 3.7 減速器附件的選擇…………………………………………… 3.8 潤(rùn)滑與密封…………………………………………………… 4.設(shè)計(jì)小結(jié)……………………………………………………………… 5.參考資料目錄………………………………………………………… 1　緒論 1.1　選題背景 以企業(yè)委托科研項(xiàng)目《鋼管焊縫X射線檢測(cè)機(jī)》為面向?qū)ο?根據(jù)X射線無(wú)損檢測(cè)的原理和具體要求，通過(guò)對(duì)該設(shè)備的驅(qū)動(dòng)裝置等部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)的能力。 設(shè)計(jì)完成三維建模，裝配工程圖和主要零件圖等。 設(shè)計(jì)應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)協(xié)議的規(guī)定； 1）．被檢測(cè)對(duì)象：直徑：200mm~1200mm；壁厚：4~12mm；長(zhǎng)度：6000mm； 焊縫類型；直線焊縫 2）．大管子單面檢測(cè)，小管子雙面檢測(cè)，故x射線管需懸臂安裝； 3）．鋼管在屏蔽室外安裝，驅(qū)動(dòng)小車將鋼管送入檢測(cè)位置； 4）．鋼管以2m/min作直線運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度檢測(cè)； 5）．為適應(yīng)不同管徑，鋼管托架（v形塊）能作上下調(diào)整且v形塊開擋可調(diào)； 6）．工件可自轉(zhuǎn)以便找正焊縫位置（使焊縫和射線窗口及圖像增強(qiáng)器共線）。 1.2 傳動(dòng)方案的擬定及說(shuō)明 1.2.1電機(jī)的相關(guān)知識(shí) 電機(jī)是一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的電磁裝置，可以將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，也可以將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的稱為電動(dòng)機(jī)；將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的稱為發(fā)電機(jī)。本篇重點(diǎn)分析電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)一般可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)使用直流電源，將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；交流電動(dòng)機(jī)使用交流電源，將交流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。交流電動(dòng)機(jī)又分為同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度與定子磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度相同的交流電動(dòng)機(jī)稱為同步電動(dòng)機(jī)，否則，就稱為異步電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)根據(jù)其轉(zhuǎn)于結(jié)構(gòu)的不同再分為鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)和線繞式異步電動(dòng)機(jī)。鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，運(yùn)行安全可靠，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。 還有一類小功率電機(jī)，主要不是用于能量轉(zhuǎn)換輸出機(jī)械功率，而是用于信號(hào)的檢測(cè)、變換和傳遞，作執(zhí)行元件或信號(hào)元件，這類小功率電機(jī)統(tǒng)稱為控制電機(jī)，如交、直流測(cè)速發(fā)電機(jī)，自整角機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。 1.2.2直流電機(jī) 直流電動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)性能和調(diào)速性能好，過(guò)載能力大，易于控制。因此，應(yīng)用丫對(duì)起動(dòng)和調(diào)運(yùn)性能要求較高的生產(chǎn)機(jī)械，例如電力機(jī)車、軋鋼機(jī)、大型機(jī)床、礦井卷?yè)P(yáng)機(jī)、船舶機(jī)械、造紙和紡織機(jī)械等都廣泛采用直流電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)。 直流發(fā)電機(jī)主要用作直流電源，供給直流電動(dòng)機(jī)、電解、電鍍等所需的直流電能。 直流電機(jī)的主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用有色金屬多，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴，有換向問題，因而限制了它的極限容量，運(yùn)行可靠性差。隨著近年電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，在很多領(lǐng)域內(nèi)，直流電動(dòng)機(jī)有逐步被交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)取代的趨勢(shì)，但直流電機(jī)仍將在許多場(chǎng)合繼續(xù)發(fā)揮作用。 圖1—l是一臺(tái)最簡(jiǎn)單的直流電動(dòng)機(jī)的模型，N和s是一對(duì)固定的磁極(一般是電磁鐵，也可以是永久磁鐵)。磁極之間有一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵質(zhì)圓柱體，稱為電樞鐵心。鐵心表面團(tuán)定一個(gè)用絕緣導(dǎo)體構(gòu)成的電樞線圈abcd，線圈的兩端分別接到相互絕緣的兩個(gè)弧形銅片上，弧形銅片稱為換向片、它們的組合體稱為換向器。在換向器上放置固定不動(dòng)而與換向片滑動(dòng)接觸印電刷A和B，線圈abcd通過(guò)換向器和電刷接通外電路。電樞鐵心、電樞線圈和換向器構(gòu)成的整體稱為電樞。 此模型作為直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，將直流電源加于電刷A和B，例如將電源正極加于電刷A，電源負(fù)極加于電刷B，則線圈abcd中流過(guò)電流，在導(dǎo)體ab中，電流由a流向b，在導(dǎo)體cd中，電流由c流向d。載流導(dǎo)體ab和cd均處于N、s極之間的磁場(chǎng)當(dāng)中，受到電磁力的作用，建磁力的方向用左手定則確定，可知這一對(duì)電磁力形成一個(gè)轉(zhuǎn)矩，稱為電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩的方向又逆時(shí)針方向，使整個(gè)電摳逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)180，導(dǎo)體cd轉(zhuǎn)到N極下，ab轉(zhuǎn)到N極下，如圖1—1(b)所示，由于電流仍從電刷4流入，使cd中的電流變?yōu)橛蒬流向c，而ab中的電流由b流向a，從電刷B流出，用左手定則判別可知，電磁轉(zhuǎn)矩的方向仍是逆時(shí)針方向。 由此可見，加于直流電動(dòng)機(jī)的直流電源．借助于換向器和電刷的作用，使直流電動(dòng)機(jī)電極線圈中流過(guò)的電流，方向是交變的，從而使電樞產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向恒定不變，確保直流電動(dòng)機(jī)朝確定的方向旋轉(zhuǎn)。這就是直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理。 實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)，電樞圓周上均勻地嵌放許多線團(tuán)，相應(yīng)地?fù)Q向器由許多換向片組成使電摳線圈所產(chǎn)生總的電磁轉(zhuǎn)矩足夠大并且比較均勻，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也就比較均勻。 1.2.3交流電機(jī) 交流電機(jī)是將交流電能與機(jī)械能進(jìn)行轉(zhuǎn)換的電氣設(shè)備。按轉(zhuǎn)換的方向，可分為交流電動(dòng)機(jī)和交流發(fā)電機(jī)兩種。其中電動(dòng)機(jī)按工作原理又可分為異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)，本章只討論電動(dòng)機(jī)，并著重研究異步電動(dòng)機(jī)。 異步電動(dòng)機(jī)因具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。在原理方面它與變壓器有許多相似之處，變壓器的一些規(guī)律和分析方法，在研究異步電動(dòng)機(jī)時(shí)也同樣適用。但變壓器是靜止的、而異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的，這是異步電動(dòng)機(jī)區(qū)別于變壓器的本質(zhì)所在。 1.2.4異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 當(dāng)電動(dòng)機(jī)定于繞組通以三相交流電時(shí)，便在定于空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。設(shè)某瞬間的定子電流及合成磁場(chǎng)如圖3—7所示。磁場(chǎng)以同步轉(zhuǎn)速山順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，切割轉(zhuǎn)子繞組，在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生成應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向用右手定則判定。應(yīng)該注意的是；磁場(chǎng)以順時(shí)針方向切割轉(zhuǎn)子繞組，相當(dāng)于磁場(chǎng)不動(dòng)，轉(zhuǎn)子以逆時(shí)針方向切割磁場(chǎng)(一般使用右手定則時(shí)，是磁場(chǎng)不動(dòng)，導(dǎo)體運(yùn)動(dòng))。這樣得到轉(zhuǎn)子上半部分導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向垂直于紙面向外，下半部分的導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向垂直于紙面向內(nèi)。由于轉(zhuǎn)子電路是閉合回路，故在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下將產(chǎn)生電流。如果賂去轉(zhuǎn)于的感抗，則轉(zhuǎn)于電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)同相，圖中所標(biāo)電動(dòng)勢(shì)的方向也就是電流的方向。 我們知道，載流異體在磁場(chǎng)中要受到電磁力的作用，所以具有感應(yīng)電流的轉(zhuǎn)子繞組在磁場(chǎng)中也將受到電磁力的作用。電磁力地方向用左手定則判定，如圖3—7所示。于是，對(duì)于轉(zhuǎn)軸來(lái)說(shuō)，特產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同方向的力矩，使轉(zhuǎn)子以”的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同方向旋轉(zhuǎn)起來(lái)。 電機(jī)的分類： 1.2.5電機(jī)的應(yīng)用 電機(jī)的主要作用表現(xiàn)在三個(gè)方面 1．電能的生產(chǎn)、傳輸和分配 在發(fā)電廠中，發(fā)電機(jī)由汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、柴油機(jī)或水輪機(jī)帶動(dòng)，后者持燃料燃燒、原于核裂變的能量或水的位能轉(zhuǎn)化為機(jī)械動(dòng)能傳給發(fā)電機(jī)，在發(fā)電機(jī)中轉(zhuǎn)換成電能，然后用變壓鉛升高電壓，通過(guò)輸電線把電能送別備用電地區(qū)，再經(jīng)變壓器降低電壓，供用戶使用。 2．驅(qū)動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械和裝備 在工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國(guó)防等部門和生活設(shè)施中，極為廣泛地應(yīng)用各種電動(dòng)機(jī)宋驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械、設(shè)備和器具。例如機(jī)床驅(qū)動(dòng)、電力排演、農(nóng)副產(chǎn)品加工、礦石采掘和送料、電車和電力機(jī)車的牽引、抽水、鼓風(fēng)、起吊、軋鋼、造紙及家用電器的驅(qū)動(dòng)等一般都采用電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)。 3．作為各種控制系統(tǒng)和自動(dòng)化、智能化裝置的重要元件 隨著工農(nóng)業(yè)和國(guó)防設(shè)施自動(dòng)化水平的日益提高，出現(xiàn)了多種多樣的控制電機(jī)f它們?cè)诳刂葡到y(tǒng)、自動(dòng)化和智能化裝置(例如屯子計(jì)算機(jī)和機(jī)器人)中分別作為執(zhí)行、檢測(cè)、放大和解算元件。這類電機(jī)一般功率較小，但品種繁多，用途各異，例如電梯的自動(dòng)選層與顯示，閥門遙控，火炮和雷達(dá)的自動(dòng)定位，人造衛(wèi)星發(fā)射和飛行的控制，機(jī)床加工的自動(dòng)控制和顯示，以及計(jì)算機(jī)外圍僵備、各種自動(dòng)記錄儀表、音像錄放設(shè)備、醫(yī)療器械和現(xiàn)代家用電器設(shè)備等的運(yùn)行控制、檢測(cè)或者記錄顯示。 1.2.6電機(jī)的選擇 1．正確的選擇方法 電動(dòng)機(jī)作為一種設(shè)備一旦發(fā)生故障就會(huì)影響人們的正常生活和生產(chǎn)。對(duì)于名牌電動(dòng)機(jī)，如果選用正確、安裝和接線良好，并且維修保養(yǎng)完善，那么它既能以所規(guī)定的特性正常運(yùn)行。因此，首先必須以正確的選擇方法選定電動(dòng)機(jī)。 選擇步驟： 為了防止電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，在選定電動(dòng)機(jī)時(shí)須了解負(fù)載種類和特性，同時(shí)還須了解負(fù)載的要求，然后選定能滿足這些要求的電動(dòng)機(jī)。 對(duì)于負(fù)載機(jī)械須考慮如下事項(xiàng)： (1)從力學(xué)角度考慮負(fù)載的類型 (2)負(fù)載機(jī)械的轉(zhuǎn)速—轉(zhuǎn)矩待性； (3)負(fù)載機(jī)械的工作類型(連續(xù)工作，短時(shí)工作，變負(fù)載工作，斷續(xù)工作等)； (4)起動(dòng)頻率； (5)是否要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速(無(wú)級(jí)變速，有級(jí)變速，定速等)； (6)負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大??； (7)負(fù)載機(jī)械的轉(zhuǎn)速； (8)驅(qū)動(dòng)負(fù)載機(jī)械所需的功電； (9)起動(dòng)方式(分手動(dòng)與自動(dòng)，以及是否詭按)； (10)制動(dòng)方式(是否快蘋制動(dòng))； （11是否要反轉(zhuǎn)； (12)使用場(chǎng)所的環(huán)境條件(溫度高低，濕度高低，有無(wú)爆炸性氣體，有無(wú)腐蝕化氣體、液體，有無(wú)滴水和粉塵，是否需要隔絕噪音，室內(nèi)還是室外等)； (13)電動(dòng)機(jī)的連結(jié)方式(直接連接，齒輪連接，皮帶連接)； (14)安裝型式。 對(duì)于以上負(fù)載機(jī)械的要求事項(xiàng)定的技術(shù)要求如下： (1)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速—轉(zhuǎn)矩特性； (2)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及最大轉(zhuǎn)矩； (3)能否調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速； (4)工作定額(連續(xù)定額，短時(shí)定額，斷續(xù)定額等) (5)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速； (6)電動(dòng)機(jī)的類型； (7)電動(dòng)機(jī)的額定輸出功率； (8)電源存量、頻率、電壓、相數(shù)； (9)絕緣等級(jí)； (10)外殼防護(hù)型式， (11)軸身尺寸； (12)臥式、立式或凸緣式； (13)附件(底座，皮帶輪等)； (14)使用的控制器。 以下給出的是選擇電動(dòng)機(jī)的選擇程序，其中包括了電機(jī)的選擇和一些參數(shù)的選擇程序。 1.2.7變頻調(diào)速電機(jī)的種類和特點(diǎn) 目前應(yīng)用于電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)主要是異步電機(jī)、同步電機(jī)、永磁電機(jī)和直流電機(jī)，顯然，異步電機(jī)是產(chǎn)量和用量最大的電動(dòng)機(jī)。變頻調(diào)速電機(jī)主要指的是異步電機(jī)。 異步電機(jī)是典型的常規(guī)交流電機(jī)。自從現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)明以來(lái)，異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)得到了廣泛的研究，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。事實(shí)上，在逆變器供電方式下，異步電機(jī)的運(yùn)行條件有了一個(gè)很大的變化。例如，通過(guò)降低電源頻率來(lái)得到一個(gè)足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，通過(guò)適當(dāng)調(diào)頻調(diào)壓，電機(jī)可以工作在最小滑差運(yùn)行點(diǎn)上，電機(jī)運(yùn)行點(diǎn)處于不斷變化之中，等等。由于這些特點(diǎn)，常規(guī)異步電機(jī)設(shè)計(jì)和分析方法已經(jīng)不能與之相適應(yīng)。 ??? 目前國(guó)內(nèi)外興起的“電力電子逆變器供電下的高效異步電動(dòng)機(jī)”就是為充分利用逆變器的變頻變壓供電條件，挖掘電機(jī)本身潛力，提高電機(jī)性能，降低其制造和運(yùn)行費(fèi)用而設(shè)計(jì)開發(fā)的。它與傳統(tǒng)異步電機(jī)設(shè)計(jì)相比有很大的不同，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面： ??? l）由于電源頻率不同，則電機(jī)機(jī)械特性可以隨之平移．這樣可直接利用其最大轉(zhuǎn)矩作為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，不必利用集膚效應(yīng)來(lái)提高起動(dòng)力矩，從而轉(zhuǎn)子可以優(yōu)化設(shè)計(jì)以提高電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行性能． ??? 2）由于逆變器能夠平滑變頻變壓，從而可以將異步電機(jī)調(diào)節(jié)在最佳運(yùn)行點(diǎn)上，即得到最小滑差、最大效率和高功率因數(shù)．這樣在保證出力不變情況下，減小電機(jī)尺寸，減輕其重量和降低成本。 ??? 3）由于逆變器供電下的異步電機(jī)大多不是長(zhǎng)期工作在一定額定狀況下，而是處于不斷變化之中，因此其溫升極限得以提高，從而可以增加電流設(shè)計(jì)密度，進(jìn)一步減小電機(jī)尺寸和重量． 正是由于上面所述的區(qū)別，使得新電機(jī)設(shè)計(jì)在出力不變條件下，其體積可以減少25－30％，或者說(shuō)電機(jī)功率密度增加25－30％。 另外，自八十年代中以來(lái)，為適應(yīng)變頻調(diào)速系統(tǒng)的需要，新穎電機(jī)不斷涌現(xiàn)，其主要特點(diǎn)是：擺脫常規(guī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的概念，而利用電機(jī)結(jié)構(gòu)與控制相結(jié)合產(chǎn)生磁場(chǎng)形變的機(jī)理來(lái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。 變頻調(diào)速電機(jī)一般均選擇4級(jí)電機(jī)，基頻工作點(diǎn)設(shè)計(jì)在50Hz，頻率0-50Hz（轉(zhuǎn)速0-1480r/min）范圍內(nèi)電機(jī)作恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，頻率50-100Hz（轉(zhuǎn)速1480-2800r/min）范圍內(nèi)電機(jī)作恒功率運(yùn)行，整個(gè)調(diào)速范圍為(0-2800r/min），基本滿足一般驅(qū)動(dòng)設(shè)備的要求，其工作特性與直流調(diào)速電機(jī)相同，調(diào)速平滑穩(wěn)定。如果在恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍內(nèi)要提高輸出轉(zhuǎn)矩，也可以選擇6級(jí)或8級(jí)電機(jī)，但電機(jī)的體積相對(duì)要大一點(diǎn)。 ??? 由于變頻調(diào)速電機(jī)的基頻設(shè)計(jì)點(diǎn)可以隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，我們可以在計(jì)算機(jī)上精確的模擬電機(jī)在各基頻點(diǎn)上的工作特性，由此也就擴(kuò)大了電機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍，根據(jù)電機(jī)的實(shí)際使用工況，我們可以在同一個(gè)機(jī)座號(hào)內(nèi)把電機(jī)的功率做的更大，也可以在使用同一臺(tái)變頻器的基礎(chǔ)上將電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩提的更高，以滿足在各種工況條件下將電機(jī)的設(shè)計(jì)制造在最佳狀態(tài)。變頻調(diào)速電機(jī)可以另外選配附加的轉(zhuǎn)速編碼器，可實(shí)現(xiàn)高精度轉(zhuǎn)速、位置控制、快速動(dòng)態(tài)特性響應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。也可配以電機(jī)專用的直流（或交流）制動(dòng)器以實(shí)現(xiàn)電機(jī)快速、有效、安全、可靠的制動(dòng)性能。由于變頻調(diào)速電機(jī)的基頻可調(diào)性設(shè)計(jì)，我們也可以制造出各種高速電機(jī)，在高速運(yùn)行時(shí)保持恒轉(zhuǎn)矩的特性，在一定程度上替代了原來(lái)的中頻電機(jī)，而且價(jià)格低廉。變頻調(diào)速電機(jī)為三相交流同步或異步電動(dòng)機(jī)，根據(jù)變頻器的輸出電源有三相380V或三相220V，所以電機(jī)電源也有三相380V或三相220V的不同區(qū)別，一般4KW以下的變頻器才有三相220V可，由于變頻電機(jī)是以電機(jī)的基頻點(diǎn)（或拐點(diǎn)）來(lái)劃分不同的恒功率調(diào)速區(qū)和恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速區(qū)的，所以變頻器基頻點(diǎn)和變頻電機(jī)基頻點(diǎn)的設(shè)置都非常重要。 1.2.8同步變頻與異步變頻調(diào)速電機(jī)的區(qū)別 ??? 異步變頻調(diào)速電機(jī)是由普通異步電機(jī)派生而來(lái)，由于要適應(yīng)變頻器輸出電源的特性，電機(jī)在轉(zhuǎn)子槽型，絕緣工藝，電磁設(shè)計(jì)校核等作了很大的改動(dòng)，特別是電機(jī)的通風(fēng)散熱，它在一般情況下附加了一個(gè)獨(dú)立式強(qiáng)迫冷卻風(fēng)機(jī)，以適應(yīng)電機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)的高效散熱和降低電機(jī)在高速運(yùn)行時(shí)的風(fēng)摩耗。變頻器的輸出一般顯示電源的輸出頻率，轉(zhuǎn)速輸出顯示為電機(jī)的極數(shù)和電源輸出頻率的計(jì)算值，與異步電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速有很大區(qū)別，使用一般異步變頻電動(dòng)機(jī)時(shí)，由于異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差率是由電機(jī)的制造工藝決定，故其離散性很大，并且負(fù)載的變化直接影響電機(jī)的轉(zhuǎn)速，要精確控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速只能采用光電編碼器進(jìn)行閉環(huán)控制，當(dāng)單機(jī)控制時(shí)轉(zhuǎn)速的精度由編碼器的脈沖數(shù)決定，當(dāng)多機(jī)控制時(shí)，多臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)速就無(wú)法嚴(yán)格同步。這是異步電機(jī)先天所決定的。 實(shí)驗(yàn)中所采用的電機(jī)型號(hào)為YP-50-0.55-4-B3，以下對(duì)YP型號(hào)作了簡(jiǎn)要介紹： 一、概述： ???? YP系列變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)是應(yīng)用(CAD)設(shè)計(jì)而成。本電機(jī)頻率在5-50Hz（或60Hz）范圍內(nèi)作恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速運(yùn)行，大于50Hz（或60Hz）-100Hz范圍內(nèi)作恒功率調(diào)速運(yùn)行，電機(jī)從低頻到高頻不僅運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)而且無(wú)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)現(xiàn)象。并具有較低的運(yùn)行噪聲和較高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩及較小的起動(dòng)電源。能與國(guó)內(nèi)外各種變頻裝置相配套，從而構(gòu)成交流變頻無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，該系統(tǒng)與其它調(diào)速方式相比，具有節(jié)能效果明顯、調(diào)速性能好，調(diào)速比寬、快速響應(yīng)性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，是目前交流調(diào)速方案中最先進(jìn)的系統(tǒng)之一。 二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： ??? ?YP系列電動(dòng)機(jī)由變頻三想異步電動(dòng)機(jī)附加冷卻風(fēng)機(jī)組合而成。電動(dòng)機(jī)的功率等級(jí)，機(jī)座中心高的對(duì)應(yīng)關(guān)系和安裝尺寸均同Y系列同規(guī)格電機(jī)。 ???? 冷卻風(fēng)機(jī)是特殊三相異步電動(dòng)機(jī)（380V、50Hz）和風(fēng)扇組成，具有冷卻效果高，噪聲低，結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。 三、應(yīng)用范圍： ???? 上述電機(jī)可應(yīng)用機(jī)械、輕工、紡織、化工、冶金以及各種流水線等行業(yè)，凡要求調(diào)速及快速停車，準(zhǔn)確定位的場(chǎng)所，均適合使用本系列電機(jī)。 四、型號(hào)說(shuō)明 YP-50-0.55-4-B3 以上是我們對(duì)電機(jī)方面知識(shí)作的一些簡(jiǎn)要的總結(jié)和概括，由于電機(jī)包含很大的知識(shí)領(lǐng)域，因此無(wú)法全面詳述，許多知識(shí)都是在完成報(bào)告的過(guò)程中逐步了解的，還有很多不足需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)。 異步電動(dòng)機(jī)的工作特性是指電動(dòng)機(jī)在額定電壓和額定頻率運(yùn)行的情況下，電動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)速、定子電流、功率因數(shù)、效率和輸出轉(zhuǎn)矩等參數(shù)與輸出功率之間的關(guān)系。異步電動(dòng)機(jī)的工作特性曲線如圖所示。 工作特性可以通過(guò)做負(fù)載試驗(yàn)或者通過(guò) 等值電路的計(jì)算得到。下面分別對(duì)各個(gè)特性 進(jìn)行分析。 1．轉(zhuǎn)速速特性 電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，輸出功率，轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速，即，這時(shí)的轉(zhuǎn)差率。隨著機(jī)械負(fù)載的增大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速略有下降。這時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以較大的轉(zhuǎn)速差切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流增大，以便產(chǎn)生較大的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械負(fù)載的阻力矩相平衡。因此，轉(zhuǎn)速特性是一條向下微傾的曲線。 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可用下式表示： 2．定于功率因數(shù)特性 空載時(shí)，定子電流基本上只有勵(lì)磁電流，它差不多是滯后定于電壓約的無(wú)功電流，所以空載功率因數(shù)很低，一般不超過(guò)0.2。當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，定于電流中的有功電流增加，使功率因數(shù)提高，接近額定負(fù)載時(shí)，功牢因數(shù)最高。超過(guò)額定負(fù)載時(shí)，由于轉(zhuǎn)速降低較多，轉(zhuǎn)差率增大，轉(zhuǎn)子電流與電勢(shì)之間的相位角也增大，轉(zhuǎn)于的功率因數(shù)下降較多。轉(zhuǎn)子的無(wú)功電流分量增大，引起定子中的無(wú)功電流分量也增大，因而電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)趨于下降。 3．轉(zhuǎn)矩特性 負(fù)載轉(zhuǎn)矩與輸出功率的關(guān)系是，如不變，則是過(guò)原點(diǎn)的一條直線?？紤]到增大時(shí)，稍有降低，因此曲線將略向上彎。 當(dāng)慮電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)，將上述負(fù)載轉(zhuǎn)矩加上一個(gè)固定的，所以曲線只是向上平移了一個(gè) 很小的數(shù)值。 5．效率特性 異步電動(dòng)機(jī)的效率在接近額定負(fù)載時(shí)最高，曲線與直流電機(jī)基本相同。對(duì)中、小型異步電動(dòng)機(jī)效率的最大值約在0.7—0.8之間，隨著電機(jī)容量的增大這個(gè)數(shù)值也將增大。 2.電機(jī)的選型 2.1 電機(jī)輸出功率的計(jì)算 標(biāo)稱功率的計(jì)算： 車的質(zhì)量及車上所載鋼管的質(zhì)量總共最大約6000Kg。 所以承受的最大力F=6000×9.8=58800N 所以最大扭矩：T=58800×0.25=14700N·m 因?yàn)檐囎拥乃俣葹?m/min。 所以輪子的轉(zhuǎn)速n=0.21 當(dāng)軸功率一定時(shí)，扭矩與轉(zhuǎn)速成反比。 所以： 所以選取的電動(dòng)機(jī)的標(biāo)稱功率為0.55KW，滿足所需要的功率。 ①YCTJ低轉(zhuǎn)速電磁調(diào)速三相異步電機(jī) ＹＣＴＪ１１２－０．５５－３５ 調(diào)速范圍：２．１～２１ 額定轉(zhuǎn)矩：191N·m 標(biāo)稱功率：0.55KW ②計(jì)算總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比 1）總傳動(dòng)比 2）因?yàn)椋? 根據(jù)直齒：比較合理， 取 所以： 2.2 電機(jī)的選擇 2．2．1概述 YCTJ系列低轉(zhuǎn)速電磁調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)是YCT系列電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的派生產(chǎn)品，適用于輕紡、化纖、化工、食品、電子秤、鍋爐、印刷等行業(yè)，作低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩?zé)o級(jí)調(diào)速運(yùn)行。 該電動(dòng)機(jī)具有YCT系列電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了調(diào)速范圍下限125r/min以下低速區(qū)的無(wú)級(jí)調(diào)速，并具有效率高、噪聲低、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)，使用可靠、維修方面等特點(diǎn)。 電動(dòng)機(jī)控制裝置采用CTK-31數(shù)字式數(shù)顯控制器，轉(zhuǎn)速顯示直觀。 2．2．2結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 YCTJ系列低轉(zhuǎn)速電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)是由拖動(dòng)電機(jī)和減速裝置所組成，并通常與CTK-3J數(shù)顯控制器組成一套低轉(zhuǎn)速的無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)。電動(dòng)機(jī)的安裝型式為B3。 2．2．3電機(jī)使用 1）低轉(zhuǎn)速調(diào)速電動(dòng)機(jī)的選用應(yīng)根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小、轉(zhuǎn)速運(yùn)行范圍，從型號(hào)規(guī)格和主要技術(shù)數(shù)據(jù)表中選取合適的電機(jī)，并使低轉(zhuǎn)速調(diào)速電機(jī)盡可能的運(yùn)行在高速段。 2）訂貨時(shí)須注明型號(hào)、產(chǎn)品全名稱和數(shù)量。 3）如用戶對(duì)電機(jī)控制器有特殊要求，請(qǐng)事先與生產(chǎn)廠取得聯(lián)系，可特殊設(shè)計(jì)。 4）樣本內(nèi)容僅供選型時(shí)參考，具體內(nèi)容如有變動(dòng)，恕不另行通知。 生產(chǎn)廠：浙江調(diào)速電機(jī)有限責(zé)任公司、江蘇華揚(yáng)調(diào)速電機(jī)廠（H112~225）、杭州調(diào)速電機(jī)廠（H112~250）、廣西百色電機(jī)廠、山東曲阜電機(jī)廠（H112~250）。 3.減速器的設(shè)計(jì) 3.1 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速 2、計(jì)算各軸功率 6級(jí)或7級(jí)精度圓柱齒輪； =0.98 所以： ：錐齒=0.97 3、計(jì)算各軸扭矩 4、齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）選擇齒輪材料及精度等級(jí) （2）選擇齒輪齒數(shù) ，取小齒輪齒數(shù)為，則大齒輪齒數(shù)為 所以： 實(shí)際傳動(dòng)比 傳動(dòng)誤差：，可用！ 齒數(shù)比：u=i=4 （3）齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)： 由設(shè)計(jì)公式進(jìn)行試計(jì)算： 即：mm 5．確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值： ①試選載荷系數(shù) ②小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： ③由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，圓柱齒輪齒寬系數(shù)，選取齒寬系數(shù) ④由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，查材料的彈性影響系數(shù)[鍛鋼] ⑤由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，按齒面硬度中間值52HRC，查得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限： ⑥由齒輪的工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N公式： —齒輪工作壽命 J—每轉(zhuǎn)一圈時(shí)，同一齒面嚙合次數(shù) ⑦由接觸疲勞壽命系數(shù)曲線可知： ⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由公式： 可知： 6．計(jì)算 ①試算小齒輪分度圓直徑代入[σ]較小值： ②計(jì)算圓周速度v： ③計(jì)算齒寬b： ④計(jì)算齒寬與齒高的比b/h： 模數(shù)： 齒高： ⑤計(jì)算載荷系數(shù)： 根據(jù)v=0.06m/s，7級(jí)精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查動(dòng)載荷系數(shù)： 直齒輪，假設(shè)，查 查使用系數(shù)表可知： 查接觸強(qiáng)度計(jì)算圓的齒向載荷分布系數(shù)表： 查彎曲強(qiáng)度計(jì)算圓的齒向載荷分布系數(shù)曲線： 所以：載荷系數(shù)： 所以：按實(shí)際載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑： 由公式： ⑥計(jì)算模數(shù)m： 7．按齒根彎曲設(shè)計(jì) 由彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為： ①由齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限， ②由齒輪彎曲疲勞壽命系數(shù)曲線可知： ③計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力： 取彎曲疲勞安全系數(shù)s=1.4，由公式： 可知： ④計(jì)算載荷系數(shù)K： ⑤查取齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)： ⑥計(jì)算大、小齒輪：，并加以比較： 所以：小齒輪的數(shù)值大。 ⑦設(shè)計(jì)計(jì)算： 對(duì)此計(jì)算結(jié)果，齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)m（m=2.683mm），略大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)m（m=2.569mm），由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.569，就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.75，按接觸強(qiáng)度計(jì)算分度圓直徑 由 取 所以： 8．幾何計(jì)算： ①分度圓直徑： ②計(jì)算中心距： ③計(jì)算齒輪寬度： 圓整：， 9．驗(yàn)算： 所以：，合適。 10．精度為7的圓錐齒輪： 使用系數(shù)（原動(dòng)機(jī)工作特性均勻平穩(wěn)，工作機(jī)工作特性均勻平穩(wěn)）1.０ 動(dòng)載荷系數(shù)，取 齒輪載荷分布系數(shù)：，取 齒間載荷分配系數(shù)： 彈性系數(shù)（材料為鍛鋼） 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 小齒輪材料40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度280HBS，大齒輪材料為45鋼 U為齒數(shù)比=4 模數(shù)的確定： 11．第一級(jí)錐齒輸入齒輪軸，屬懸臂軸 直徑31.7mm，選用圓柱滾子軸承，NF208，軸承內(nèi)徑40mm，軸承外徑80mm，軸承寬度18mm。 第二軸，直徑49mm，長(zhǎng)度為280mm，選用深溝球軸承61816，軸承內(nèi)徑80mm，軸承外徑110mm，寬度16mm。 由計(jì)算軸徑 其中 小直齒鍵為：普通平鍵18×11×115 12．輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算：（第二軸校核計(jì)算） 1． 按扭矩初算軸徑： ①選用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度217~255HBS 第二軸傳遞的扭矩 ②求作用在齒輪上的力： 因已知第二軸圓錐齒輪分度圓直徑： 而： 為中心分度圓切向力（圓周力） 為徑向力 為軸向力 ③初步確定軸的最小直徑 根據(jù)公式： 根據(jù)材料的選取及調(diào)質(zhì)處理，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，=112 于是有： 13． 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度： ①初步選擇滾動(dòng)軸承 因軸承同時(shí)受到徑向力和軸向力的作用，故選用深溝球軸承，參照工作要求，因最小軸徑大于49mm。 故選取，查詢手冊(cè)可知，深溝球軸承61810，軸承內(nèi)徑為50mm，外徑70mm，即 14． 軸上的載荷： （1） 首先根據(jù)結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 （2） 繪制垂直面彎矩圖 軸承支承反力： 由兩邊對(duì)稱，知截面c的彎矩也對(duì)稱，截面c在垂直彎矩為： （3） 繪制水平面彎矩圖 截面c在水平面上彎矩為： （4） 繪制合成彎矩圖 （5） 繪制扭矩圖： （6） 繪制當(dāng)量彎矩圖 轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的扭剪切力按脈動(dòng)循環(huán)變化，取α=1，截面c處的當(dāng)量彎矩： （7）校核危險(xiǎn)截面c的硬度： 由公式可知： 所以：該軸強(qiáng)度足夠。 錐齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果報(bào)告 一、錐齒輪設(shè)計(jì)輸入?yún)?shù) 1. 傳遞功率 P 0.55 (kW) 2. 傳遞轉(zhuǎn)矩 T 262.63 (N.m) 3. 齒輪1轉(zhuǎn)速 n1 20.00 (r/min) 4. 齒輪2轉(zhuǎn)速 n2 5.00 (r/min) 5. 傳動(dòng)比 i 4.00 6. 齒數(shù)比 U 4.00 7. 預(yù)定壽命 H 10000 (小時(shí)) 8. 原動(dòng)機(jī)載荷特性 均勻平穩(wěn) 9. 工作機(jī)載荷特性 輕微振動(dòng) 二、材料及熱處理 1. 齒面類型 硬齒面 2. 熱處理質(zhì)量要求級(jí)別 MQ 3. 齒輪 1 的材料及熱處理 材料名稱 40Cr 熱處理 表面淬火 硬度范圍 48～55(HRC) 硬度取值 51 (HRC) 接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力 σb(H1) 1177 (N/mm^2) 接觸強(qiáng)度安全系數(shù) S(H1) 1.10 彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力 σb(F1) 333 (N/mm^2) 彎曲強(qiáng)度安全系數(shù) S(F1) 1.40 4. 齒輪 2 的材料及熱處理 材料名稱 45 熱處理 表面淬火 硬度范圍 45～50(HRC) 硬度取值 48 (HBS) 接觸強(qiáng)度安全系數(shù) S(H2) 1.10 彎曲強(qiáng)度極限應(yīng)力 σb(F2) 321 (N/mm^2) 彎曲強(qiáng)度安全系數(shù) S(F2) 1.40 彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力 [σ](F2) 441 (N/mm^2) 三、齒輪基本參數(shù)(mm) 項(xiàng)目名稱 齒輪 1 齒輪 2 1. 大端模數(shù) m 4.00 2. 齒 數(shù) z 22 88 3. 大端分度圓直徑 de 88.00 352.00 4. 分錐度（度）δ 14.0362 75.9638 5. 切向變位系數(shù) xt 0.00 0.00 6. 法向變位系數(shù) x 0.00 0.00 7. 外錐距 Re 181.42 8. 齒寬系數(shù) φR 0.30 9. 齒 寬 B 47.62 10. 軸線夾角 ∑ 90.0000 （度） 11. 頂 隙 不等頂隙 12. 平均分度圓直徑 dm 74.80 299.20 13. 中錐距 Rm 154.20 14. 平均模數(shù) Mm 3.40 15. 齒頂高 Ha 4.00 4.00 16. 齒根高 Hf 4.80 4.80 17. 齒頂角 θa（度） 1.2631 1.2631 18. 齒根角 θf(wàn)（度） 1.5156 1.5156 19. 頂錐角 δa（度） 15.2993 77.2268 20. 齒頂角 δf（度） 12.5206 74.4482 21. 齒頂圓直徑 da 95.76 353.94 22. 冠頂距 AK 175.03 40.12 23. 大端分度圓齒厚 s 6.28 6.28 24. 大端分度圓法向弦齒厚 s 6.28 6.28 25. 大端分度圓法向弦齒高 hn(_) 4.07 3.97 26. 當(dāng)量齒數(shù) zv 22.68 362.83 27. 導(dǎo)圓半徑 rτ 0.00 28. 端面重合度 εvα 1.76 29. 軸向重合度 εvβ 0.00 30. 法向重合度 εvαn 1.76 31. 中點(diǎn)分度圓的切向力 Ft 7022.06 32. 徑向力 Fr 2479.51 619.88 33. 軸向力 Fx 619.88 2479.51 34. 齒輪速度 Vm 0.08 35. 支承情況 兩輪皆兩端支承 四、接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度校核結(jié)果和參數(shù) 1. 齒輪1接觸強(qiáng)度許用應(yīng)力[σH]1 1446.38 (N/mm^2) 2. 齒輪2接觸強(qiáng)度許用應(yīng)力[σH]2 1412.87 (N/mm^2) 3. 接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力σH 910.19 (N/mm^2) 滿足 4. 齒輪1彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力[σF]1 457.33 (N/mm^2) 5. 齒輪1彎曲強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力σF 284.12 (N/mm^2) 滿足 6. 齒輪2彎曲強(qiáng)度許用應(yīng)力[σF]2 440.80 (N/mm^2) 7. 齒輪2接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力σF 258.54 (N/mm^2) 滿足 1. 圓 周 力 Ft 7022.06 (N) 2. 齒輪線速度 Vm 0.08 (m/s) 3. 使用系數(shù) Ka 1.25 4. 動(dòng)載系數(shù) Kv 1.00 5. 齒向載荷分布系數(shù) Khb 1.65 6. 齒間載荷分布系數(shù) Kha 1.00 7. 是否修形齒輪 否 8. 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) Zh 2.50 9. 材料的彈性系數(shù) ZE 189.80 10. 接觸強(qiáng)度重合度系數(shù) Ze 0.86 11. 接觸強(qiáng)度螺旋角系數(shù) Zb 1.00 12. 重合、螺旋角系數(shù) Zeb 0.86 13. 錐齒輪系數(shù) Zk 1.00 14. 接觸疲勞壽命系數(shù) Zn 1.35 15. 是否允許有一定量的點(diǎn)蝕 是 16. 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) Zlvr 0.97 17. 潤(rùn)滑油粘度（50度） 120.00 18. 工作硬化系數(shù) Zw 1.00 19. 接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù) Zx 1.03 20. 齒向載荷分布系數(shù) Kfb 1.65 21. 齒間載荷分布系數(shù) Kfa 1.00 22. 抗彎強(qiáng)度重合度系數(shù) Ye 0.67 23. 抗彎強(qiáng)度螺旋角系數(shù) Yb 1.00 24. 抗彎強(qiáng)度重合、螺旋角系數(shù) Yeb 0.67 25. 復(fù)合齒形系數(shù) Yfs 4.70 4.28 26. 壽命系數(shù) Yn 1.00 1.00 27. 齒根圓角敏感系數(shù) Ydr 0.95 0.95 28. 齒根表面狀況系數(shù) Yrr 1.00 1.00 29. 尺寸系數(shù) Yx 1.01 1.01 30. 載荷類型 靜載荷 31. 齒根表面粗糙度 Rz≤16μm 32. 基本齒條類別 hf/Mnm = 1.25, pf/Mnm = 0.20 五、齒輪精度 項(xiàng)目名稱 齒輪 1 齒輪 2 1. 第一組精度 7 7 2. 第二組精度 7 7 3. 第三組精度 7 7 4. 齒輪副側(cè)隙 a 5. 齒輪副法向側(cè)隙公差 A 漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)報(bào)告 一、設(shè)計(jì)信息 　　設(shè)計(jì)者 Name=ss 　　設(shè)計(jì)單位 Comp=ss 　　設(shè)計(jì)日期 Date=2007-4-16 　　設(shè)計(jì)時(shí)間 Time=20:12:23 二、設(shè)計(jì)參數(shù) 　　傳遞功率 P=0.50710 (kW) 　　傳遞轉(zhuǎn)矩 T=968.45958 (N.m) 　　齒輪1轉(zhuǎn)速 n1=5 (r/min) 　　齒輪2轉(zhuǎn)速 n2=1.25000 (r/min) 　　傳動(dòng)比 i=4 　　原動(dòng)機(jī)載荷特性 SF=輕微振動(dòng) 　　工作機(jī)載荷特性 WF=均勻平穩(wěn) 　　預(yù)定壽命 H=10000 (小時(shí)) 三、布置與結(jié)構(gòu) 　　結(jié)構(gòu)形式 ConS=閉式 　　齒輪1布置形式 ConS1=對(duì)稱布置 　　齒輪2布置形式 ConS2=對(duì)稱布置 四、材料及熱處理 　　齒面嚙合類型 GFace=軟齒面 　　熱處理質(zhì)量級(jí)別 Q=ML 　　齒輪1材料及熱處理 Met1=40Cr<調(diào)質(zhì)> 　　齒輪1硬度取值范圍 HBSP1=235-275 　　齒輪1硬度 HBS1=255 　　齒輪1材料類別 MetN1=0 　　齒輪1極限應(yīng)力類別 MetType1=5 　　齒輪2材料及熱處理 Met2=40Cr<調(diào)質(zhì)> 　　齒輪2硬度取值范圍 HBSP2=235-275 　　齒輪2硬度 HBS2=255 　　齒輪2材料類別 MetN2=0 　　齒輪2極限應(yīng)力類別 MetType2=5 五、齒輪精度 　　齒輪1第Ⅰ組精度 JD11=7 　　齒輪1第Ⅱ組精度 JD12=7 　　齒輪1第Ⅲ組精度 JD13=7 　　齒輪1齒厚上偏差 JDU1=F 　　齒輪1齒厚下偏差 JDD1=L 　　齒輪2第Ⅰ組精度 JD21=7 　　齒輪2第Ⅱ組精度 JD22=7 　　齒輪2第Ⅲ組精度 JD23=7 　　齒輪2齒厚上偏差 JDU2=F 　　齒輪2齒厚下偏差 JDD2=L 六、齒輪基本參數(shù) 　　模數(shù)(法面模數(shù)) Mn=6 　　端面模數(shù) Mt=6.00000 　　螺旋角 β=0.0000000 (度) 　　基圓柱螺旋角 βb=0.0000000 (度) 　　齒輪1齒數(shù) Z1=22 　　齒輪1變位系數(shù) X1=0.00 　　齒輪1齒寬 B1=117.77755 (mm) 　　齒輪1齒寬系數(shù) Φd1=1.78451 　　齒輪2齒數(shù) Z2=88 　　齒輪2變位系數(shù) X2=0.00 　　齒輪2齒寬 B2=117.77755 (mm) 　　齒輪2齒寬系數(shù) Φd2=0.44613 　　總變位系數(shù) Xsum=0.00000 　　標(biāo)準(zhǔn)中心距 A0=330.00000 (mm) 　　實(shí)際中心距 A=330.00000 (mm) 　　齒數(shù)比 U=4.00000 　　端面重合度 εα=1.70920 　　縱向重合度 εβ=0.00000 　　總重合度 ε=1.70920 　　齒輪1分度圓直徑 d1=132.00000 (mm) 　　齒輪1齒頂圓直徑 da1=144.00000 (mm) 　　齒輪1齒根圓直徑 df1=117.00000 (mm) 　　齒輪1齒頂高 ha1=6.00000 (mm) 　　齒輪1齒根高 hf1=7.50000 (mm) 　　齒輪1全齒高 h1=13.50000 (mm) 　　齒輪1齒頂壓力角 αat1=30.527564 (度) 　　齒輪2分度圓直徑 d2=528.00000 (mm) 　　齒輪2齒頂圓直徑 da2=540.00000 (mm) 　　齒輪2齒根圓直徑 df2=513.00000 (mm) 　　齒輪2齒頂高 ha2=6.00000 (mm) 　　齒輪2齒根高 hf2=7.50000 (mm) 　　齒輪2全齒高 h2=13.50000 (mm) 　　齒輪2齒頂壓力角 αat2=23.247191 (度) 　　齒輪1分度圓弦齒厚 sh1=9.41677 (mm) 　　齒輪1分度圓弦齒高 hh1=6.16816 (mm) 　　齒輪1固定弦齒厚 sch1=8.32229 (mm) 　　齒輪1固定弦齒高 hch1=4.48534 (mm) 　　齒輪1公法線跨齒數(shù) K1=2 　　齒輪1公法線長(zhǎng)度 Wk1=28.41791 (mm) 　　齒輪2分度圓弦齒厚 sh2=9.42428 (mm) 　　齒輪2分度圓弦齒高 hh2=6.04206 (mm) 　　齒輪2固定弦齒厚 sch2=8.32229 (mm) 　　齒輪2固定弦齒高 hch2=4.48534 (mm) 　　齒輪2公法線跨齒數(shù) K2=10 　　齒輪2公法線長(zhǎng)度 Wk2=175.66641 (mm) 　　齒頂高系數(shù) ha*=1.00 　　頂隙系數(shù) c*=0.25 　　壓力角 α*=20 (度) 　　端面齒頂高系數(shù) ha*t=1.00000 　　端面頂隙系數(shù) c*t=0.25000 　　端面壓力角 α*t=20.0000000 (度) 七、檢查項(xiàng)目參數(shù) 　　齒輪1齒距累積公差 Fp1=0.06012 　　齒輪1齒圈徑向跳動(dòng)公差 Fr1=0.04792 　　齒輪1公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差 Fw1=0.03342 　　齒輪1齒距極限偏差 fpt(±)1=0.01919 　　齒輪1齒形公差 ff1=0.01565 　　齒輪1一齒切向綜合公差 fi'1=0.02090 　　齒輪1一齒徑向綜合公差 fi''1=0.02709 　　齒輪1齒向公差 Fβ1=0.01987 　　齒輪1切向綜合公差 Fi'1=0.07577 　　齒輪1徑向綜合公差 Fi''1=0.06709 　　齒輪1基節(jié)極限偏差 fpb(±)1=0.01803 　　齒輪1螺旋線波度公差 ffβ1=0.02090 　　齒輪1軸向齒距極限偏差 Fpx(±)1=0.01987 　　齒輪1齒向公差 Fb1=0.01987 　　齒輪1x方向軸向平行度公差 fx1=0.01987 　　齒輪1y方向軸向平行度公差 fy1=0.00993 　　齒輪1齒厚上偏差 Eup1=-0.07674 　　齒輪1齒厚下偏差 Edn1=-0.30696 　　齒輪2齒距累積公差 Fp2=0.11124 　　齒輪2齒圈徑向跳動(dòng)公差 Fr2=0.07044 　　齒輪2公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差 Fw2=0.04743 　　齒輪2齒距極限偏差 fpt(±)2=0.02177 　　齒輪2齒形公差 ff2=0.02060 　　齒輪2一齒切向綜合公差 fi'2=0.02542 　　齒輪2一齒徑向綜合公差 fi''2=0.03068 　　齒輪2齒向公差 Fβ2=0.00630 　　齒輪2切向綜合公差 Fi'2=0.13184 　　齒輪2徑向綜合公差 Fi''2=0.09861 　　齒輪2基節(jié)極限偏差 fpb(±)2=0.02046 　　齒輪2螺旋線波度公差 ffβ2=0.02542 　　齒輪2軸向齒距極限偏差 Fpx(±)2=0.00630 　　齒輪2齒向公差 Fb2=0.00630 　　齒輪2x方向軸向平行度公差 fx2=0.00630 　　齒輪2y方向軸向平行度公差 fy2=0.00315 　　齒輪2齒厚上偏差 Eup2=-0.08708 　　齒輪2齒厚下偏差 Edn2=-0.34832 　　中心距極限偏差 fa(±)=0.04121 八、強(qiáng)度校核數(shù)據(jù) 　　齒輪1接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力 σHlim1=525.6 (MPa) 　　齒輪1抗彎疲勞基本值 σFE1=434.4 (MPa) 　　齒輪1接觸疲勞強(qiáng)度許用值 [σH]1=728.4 (MPa) 　　齒輪1彎曲疲勞強(qiáng)度許用值 [σF]1=308.4 (MPa) 　　齒輪2接觸強(qiáng)度極限應(yīng)力 σHlim2=525.6 (MPa) 　　齒輪2抗彎疲勞基本值 σFE2=434.4 (MPa) 　　齒輪2接觸疲勞強(qiáng)度許用值 [σH]2=728.4 (MPa) 　　齒輪2彎曲疲勞強(qiáng)度許用值 [σF]2=308.4 (MPa) 　　接觸強(qiáng)度用安全系數(shù) SHmin=1.00 　　彎曲強(qiáng)度用安全系數(shù) SFmin=1.40 　　接觸強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力 σH=638.2 (MPa) 　　接觸疲勞強(qiáng)度校核 σH≤[σH]=滿足 　　齒輪1彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力 σF1=124.2 (MPa) 　　齒輪2彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力 σF2=114.2 (MPa) 　　齒輪1彎曲疲勞強(qiáng)度校核 σF1≤[σF]1=滿足 　　齒輪2彎曲疲勞強(qiáng)度校核 σF2≤[σF]2=滿足 九、強(qiáng)度校核相關(guān)系數(shù) 　　齒形做特殊處理 Zps=不處理 　　齒面經(jīng)表面硬化 Zas=表面硬化 　　齒形 Zp=一般 　　潤(rùn)滑油粘度 V50=120 (mm^2/s) 　　有一定量點(diǎn)饋 Us=允許 　　小齒輪齒面粗糙度 Z1R=Rz≤6μm ( Ra≤1μm ) 　　載荷類型 Wtype=靜強(qiáng)度 　　齒根表面粗糙度 ZFR=Rz≤16μm ( Ra≤2.6μm ) 　　刀具基本輪廓尺寸 HMn=Hao/Mn＝1.25, Pao/Mn＝0.38 　　圓周力 Ft=14673.63000 (N) 　　齒輪線速度 V=0.03456 (m/s) 　　使用系數(shù) Ka=1.10000 　　動(dòng)載系數(shù) Kv=1.00159