论电气自动化控制系统的设计思想 【论文关键词】:电气自动化;控制系统;设计思想;系统功能 【论文摘要】:文章通过介绍电气综合自动化系统的功能,讨论了目前电气自动化控制系统的设计思想(以发电厂为例子),展望了将来电气自动化控制系统的发展趋势。设各智能化水平的提高使得对现场设备状况的精确掌握成为可能,通讯技术的发展则为大容量的数据传输提供了平台。在工业自动化领域,基于Pc的控制系统以其灵活性和易于集成的特点正在被更多的采纳。 一、电气综合自动化系统的功能 根据单元机组的运行和电气控制的特点,应将发电机一变压器组和厂用电源等电气系统的控制都纳入ECS监控。其基本功能 为: 1.发变组出口220kV/500kV断路器、隔离开关的控制及操作。 2.发变组保护、厂高变保护、励磁变压器保护控制。 3.发电机励磁系统。包括启励、灭磁操作,控制方式切换,增磁、减磁操作,PSS(电力系统稳定器)的投退。 4.220kV/500kV开关自动同期并网及手动同期并网。 5.6kV高压厂用电源监视、操作、厂用电压快切装置的状态监视、投退、手动启动等。 6.380V低压厂用电源监视、操作、低压备自投装置控制。 7.高压启/备变压器控制和操作(2台机共用)。 8.柴油发电机组和保安电源控制和操作。 9.直流系统和LPS系统的监视。 对于发变组保护等主保护和安全自动装置,因其设备已经很成熟而且要求全部在DCS中实现其功能尚有一定难度,可能增加相当大的费用,故可以保留。但是它们与DCS间要口求接,控制采用硬接线,利用通讯方式传输自动装置信息,并可以通过DCS进行事故追忆。 二、电气自动化控制系统的设计思想 1.集中监控方式 这种监控方式优点是运行维护方便,控制站的防护要求不高,系统设计容易。但由于集中式的主要特点是将系统的各个功能集中到一个处理器进行处理,处理器的任务相当繁重,处理速度受到影响。由于电气设备全部进入监控,伴随着监控对象的大量增加随之而来的是主机冗余的下降、电缆数量增加,投资加大,长距离电缆引入的干扰也可能影响系统的可靠性。同时, 隔离刀闸的操作闭锁和断路器的联锁采用硬接线,由于隔离刀闸的辅助接点经常不到位,造成设备无法操作。这种接线的二次接线复杂,查线不方便,大大增加了维护量,还存在由于查线或传动过程中由于接线复杂而造成误操作的可能性。 2.远程监控方式 远程监控方式具有节约大量电缆、节省安装费用、,节约材料、可靠性高、组态灵活等优点。由于各种现场总线(如Lonworks总线,CAN总线等)的通讯速度不是很高,而电厂电气部分通讯量相对又比较大,所有这种方式适合于小系统监控,而不适应于全厂的电气自动化系统的构建 3.现场总线监控方式 目前,对于以太网(Ethernet)、现场总线等计算机网络技术已经普遍应用于变电站综合自动化系统中,且已经积累了丰富的运行经验,智能化电气设备也有了较快的发展, 这些都为网络控制系统应用于发电厂电气系统奠定了良好的基础。现场总线监控方式使系统设计更加有针对性,对于不同的间隔可以有不同的功能,这样可以根据间隔的情况进行设计。采用这种监控方式除了具有远程监控方式的全部优点外,还可以减少大量的隔离设备、端子柜、I/0卡件、模拟量变送器等,而且智能设备就地安装,与监控系统通过通信线连接,可以节省大量控制电缆,节约很多投资和安装维护工作量,从而降低成本。另外,各装置的功能相对独立,装置之间仅通过网络连接,网络组态灵活,使整个系统的可靠性大大提高,任一装置故障仅影响相应的元件,不会导致系统瘫痪。因此现场总线监控方式是今后发电厂计算机监控系统的发展方向。 三、探讨电气自动化控制系统的发展趋势 OPC(OIJEforProcess Control)技术的出现,IEC61131的颁
摘 要:现代制造业飞速发展,以数控机床为技术代表的新型制造技术已几乎覆盖了普通机床,编程已由手工编程发展到计算机编程,它是制造业进一步向智能化方面的过度,它不仅提高了生产效率还保证了加工质量。对于加工拥有纵多相同或以一定规律变化的工位的零件,传统的手工编程十分烦琐而且容易出错。例如计算机显示器的模具加工、分度盘的加工、端面齿盘的加工等。由于端面齿盘拥有纵多的齿而且在同一平面,一般编程很难完成零件的加工,所以我们采用了宏程序编程,从工件造型到计算机模拟加工,再到计算机处理,刀具的选择等等,都可以比较简单的完成。并且工件的质量也可以得到保证。宏程序与普通程序的区别在于:在宏程序中,能使用变量,可以给变量赋值,变量间可以运算,程序可以跳转;而普通程序中,只能指定常量,常量之间不能运算,程序只能按顺序执行,不能跳转,因此功能是固定的,不能变化。用户宏功能是用户提高数控机床性能的一种特殊功能,在相类似工件的加工中巧用宏程序将起到事半功倍的效果。宏程序是加工编程的重要补充。宏程序属于计算机高级语言,可以实现变量的算术运算,逻辑运算和条件转移等操作。它可以很轻松的完成分度盘的加工。关键词:分度盘 数控机床 宏程序 切削参数数控机床的特点在数控技术中,所谓的加工程序,就是把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、切削参数以及辅助动作等,按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单,再把程序中的内容通过控制介质或直接输入到数控机床的数控装置中,从而控制机床加工零件。数控编程分为手工编程和自动编程。手工编程是从零件图样确定工艺路线,计算数值和编写零件加工程序单,制备控制介质到校验程序都由人工完成。对于形状简单零件的加工,计算比较简单,程序较短,采用手工编程可以完成,但对于形状复杂的零件,特别是具有非圆曲线,列表曲线的零件,用手工编程相当困难,必须用自动变成完成.自动编程是编程人员根据加工零件图纸要求,进行参数选择和设置,由计算机自动地进行数值计算,后置处理,编写出零件加工程序单,直至将加工程序通过直接通信的方式进入数控机床,控制机床进行加工。随着数控技术的发展,数控机床得到了广泛的应用。目前,在机械行业中,单件小批量生产所占有的比例越来越大。这对工件的加工要求也提高了,目前在数控加工中比较广泛的应用了手工编程,它是按照事先编制好的加工程序,根据加工程序自动的对被加工零件进行加工,我们把零件的加工工艺路线,工艺参数,刀具轨迹,切削参数以及辅助功能,按照数控机床规定的指令代码及编写成的加工程序单,然后输入到数控机床中,从而控制机床完成对零件的加工,但这种手工编程只能加工一些简单的面。面对具有复杂曲面的点位关系是无法完成的。例如在分度盘的加工过程中,孔的数量相当多,而且加工精度要求高,在加工中还有很多变量,一般编程很难完成,但我们可以采用宏程序来完成。宏程序结构类似于计算机高级语言,可以实现变量的算术运算,逻辑运算和条件转移等操作。它可以很轻松的完成分度盘的加工。设计采用的方法本设计采用宏程序进行加工程序的编制,在分度盘的实际运用中比较适用,在运用过程中还可以采用算术运算和逻辑运算,能够多次转移和循环,极大的简化了我们的操作过程,与普通加工相比,也减轻了编程人员的劳动强度和工作时间。在这次设计分度盘的过程中,我们要感受到计算机在工业生产中的重要辅助作用。有些复杂的曲面和多孔零件在加工中必须要通过电脑软件的帮助才能完成工件的加工,人工计算是很难得到的,而通过自动编程和宏程序就可以简单快速的完成。通过这次毕业设计,使我能更熟练的应用宏程序进行设计、加工等。
机械设计课程设计计算说明书 一、传动方案拟定…………….……………………………….2 二、电动机的选择……………………………………….…….2 三、计算总传动比及分配各级的传动比……………….…….4 四、运动参数及动力参数计算………………………….…….5 五、传动零件的设计计算………………………………….….6 六、轴的设计计算………………………………………….....12 七、滚动轴承的选择及校核计算………………………….…19 八、键联接的选择及计算………..……………………………22 设计题目:V带——单级圆柱减速器 第四组 德州科技职业学院青岛校区 设计者:#### 指导教师:%%%% 二○○七年十二月计算过程及计算说明 一、传动方案拟定 第三组:设计单级圆柱齿轮减速器和一级带传动 (1) 工作条件:连续单向运转,载荷平稳,空载启动,使用年限10年,小批量生产,工作为二班工作制,运输带速允许误差正负5%。 (2) 原始数据:工作拉力F=1250N;带速V=; 滚筒直径D=280mm。 二、电动机选择 1、电动机类型的选择: Y系列三相异步电动机 2、电动机功率选择: (1)传动装置的总功率: η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒 =××××× = (2)电机所需的工作功率: P工作=FV/1000η总 =1250×× =、确定电动机转速: 计算滚筒工作转速: n筒=60×960V/πD =60×960×π×280 =111r/min 按书P7表2-3推荐的传动比合理范围,取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围I’a=3~6。取V带传动比I’1=2~4,则总传动比理时范围为I’a=6~24。故电动机转速的可选范围为n筒=(6~24)×111=666~2664r/min 符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。 根据容量和转速,由有关手册查出有三种适用的电动机型号:因此有三种传支比方案:综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,可见第2方案比较适合,则选n=1000r/min 。 4、确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型,所需的额定功率及同步转速,选定电动机型号为Y132S-6。 其主要性能:额定功率:3KW,满载转速960r/min,额定转矩。质量63kg。 三、计算总传动比及分配各级的伟动比 1、总传动比:i总=n电动/n筒=960/111= 2、分配各级伟动比 (1) 据指导书,取齿轮i齿轮=6(单级减速器i=3~6合理) (2) ∵i总=i齿轮×I带 ∴i带=i总/i齿轮= 四、运动参数及动力参数计算 1、计算各轴转速(r/min) nI=n电机=960r/min nII=nI/i带=960/(r/min) nIII=nII/i齿轮=686/6=114(r/min) 2、 计算各轴的功率(KW) PI=P工作= PII=PI×η带=× PIII=PII×η轴承×η齿轮=×× =、 计算各轴扭矩(N•mm) TI=×106PI/nI=×106× =25729N•mm TII=×106PII/nII =×106× =•mm TIII=×106PIII/nIII=×106× =232048N•mm 五、传动零件的设计计算 1、 皮带轮传动的设计计算 (1) 选择普通V带截型 由课本表得:kA= Pd=KAP=×3= 由课本得:选用A型V带 (2) 确定带轮基准直径,并验算带速 由课本得,推荐的小带轮基准直径为 75~100mm 则取dd1=100mm dd2=n1/n2•dd1=(960/686)×100=139mm 由课本P74表5-4,取dd2=140mm 实际从动轮转速n2’=n1dd1/dd2=960×100/140 = 转速误差为:n2-n2’/n2=686- =<(允许) 带速V:V=πdd1n1/60×1000 =π×100×960/60×1000 = 在5~25m/s范围内,带速合适。 (3) 确定带长和中心矩 根据课本得 0. 7(dd1+dd2)≤a0≤2(dd1+dd2) 0. 7(100+140)≤a0≤2×(100+140) 所以有:168mm≤a0≤480mm 由课本P84式(5-15)得: L0=2a0+(dd1+dd2)+(dd2-dd1)2/4a0 =2×400+(100+140)+(140-100)2/4×400 =1024mm 根据课本表7-3取Ld=1120mm 根据课本P84式(5-16)得: a≈a0+Ld-L0/2=400+(1120-1024/2) =400+48 =448mm (4)验算小带轮包角 α1=1800-dd2-dd1/a×600 =1800-140-100/448×600 = =>1200(适用) (5)确定带的根数 根据课本(7-5) P0= 根据课本(7-6) △P0= 根据课本(7-7)Kα= 根据课本(7-23)KL= 由课本式(7-23)得 Z= Pd/(P0+△P0)KαKL =() ×× =5 (6)计算轴上压力 由课本查得q=,由式(5-18)单根V带的初拉力: F0=500Pd/ZV(α-1)+qV2 =[500×××()+×]N =160N 则作用在轴承的压力FQ, FQ=2ZF0sinα1/2=2×5× =1250N 2、齿轮传动的设计计算 (1)选择齿轮材料及精度等级 考虑减速器传递功率不大,所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40Cr调质,齿面硬度为240~260HBS。大齿轮选用45钢,调质,齿面硬度220HBS;根据课本选7级精度。齿面精糙度Ra≤μm (2)按齿面接触疲劳强度设计 由d1≥(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3 确定有关参数如下:传动比i齿=6 取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数: Z2=iZ1=6×20=120 实际传动比I0=120/2=60 传动比误差:i-i0/I=6-6/6=0%< 可用 齿数比:u=i0=6 由课本取φd= (3)转矩T1 T1=9550×P/n1=9550× =•m (4)载荷系数k 由课本取k=1 (5)许用接触应力[σH] [σH]= σHlimZNT/SH由课本查得: σHlim1=625Mpa σHlim2=470Mpa 由课本查得接触疲劳的寿命系数: ZNT1= ZNT2= 通用齿轮和一般工业齿轮,按一般可靠度要求选取安全系数SH= [σH]1=σHlim1ZNT1/SH=625× =575 [σH]2=σHlim2ZNT2/SH=470× =460 故得: d1≥766(kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3 =766[1××(6+1)/×6×4602]1/3mm = 模数:m=d1/Z1= 根据课本表9-1取标准模数:m=2mm (6)校核齿根弯曲疲劳强度 根据课本式 σF=(2kT1/bm2Z1)YFaYSa≤[σH] 确定有关参数和系数 分度圆直径:d1=mZ1=2×20mm=40mm d2=mZ2=2×120mm=240mm 齿宽:b=φdd1=× 取b=35mm b1=40mm (7)齿形系数YFa和应力修正系数YSa 根据齿数Z1=20,Z2=120由表相得 YFa1= YSa1= YFa2= YSa2= (8)许用弯曲应力[σF] 根据课本P136(6-53)式: [σF]= σFlim YSTYNT/SF 由课本查得: σFlim1=288Mpa σFlim2 =191Mpa 由图6-36查得:YNT1= YNT2= 试验齿轮的应力修正系数YST=2 按一般可靠度选取安全系数SF= 计算两轮的许用弯曲应力 [σF]1=σFlim1 YSTYNT1/SF=288×2× =410Mpa [σF]2=σFlim2 YSTYNT2/SF =191×2× =204Mpa 将求得的各参数代入式(6-49) σF1=(2kT1/bm2Z1)YFa1YSa1 =(2×1××22×20) ×× =8Mpa< [σF]1 σF2=(2kT1/bm2Z2)YFa1YSa1 =(2×1××22×120) ×× =< [σF]2 故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够 (9)计算齿轮传动的中心矩a a=m/2(Z1+Z2)=2/2(20+120)=140mm (10)计算齿轮的圆周速度V V=πd1n1/60×1000=×40×960/60×1000 = 六、轴的设计计算 输入轴的设计计算 1、按扭矩初算轴径 选用45#调质,硬度217~255HBS 根据课本并查表,取c=115 d≥115 ()1/3mm= 考虑有键槽,将直径增大5%,则 d=×(1+5%)mm= ∴选d=22mm 2、轴的结构设计 (1)轴上零件的定位,固定和装配 单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面由轴肩定位,右面用套筒轴向固定,联接以平键作过渡配合固定,两轴承分别以轴肩和大筒定位,则采用过渡配合固定 (2)确定轴各段直径和长度 工段:d1=22mm 长度取L1=50mm ∵h=2c c= II段:d2=d1+2h=22+2×2× ∴d2=28mm 初选用7206c型角接触球轴承,其内径为30mm, 宽度为16mm. 考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm,通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度,并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定,为此,取该段长为55mm,安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长: L2=(2+20+16+55)=93mm III段直径d3=35mm L3=L1-L=50-2=48mm Ⅳ段直径d4=45mm 由手册得:c= h=2c=2× d4=d3+2h=35+2×3=41mm 长度与右面的套筒相同,即L4=20mm 但此段左面的滚动轴承的定位轴肩考虑,应便于轴承的拆卸,应按标准查取由手册得安装尺寸h=3.该段直径应取:(30+3×2)=36mm 因此将Ⅳ段设计成阶梯形,左段直径为36mm Ⅴ段直径d5=30mm. 长度L5=19mm 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=100mm (3)按弯矩复合强度计算 ①求分度圆直径:已知d1=40mm ②求转矩:已知T2=•mm ③求圆周力:Ft 根据课本式得 Ft=2T2/d2=69495/40= ④求径向力Fr 根据课本式得 Fr=Ft•tanα=×tan200=632N ⑤因为该轴两轴承对称,所以:LA=LB=50mm(1)绘制轴受力简图(如图a) (2)绘制垂直面弯矩图(如图b) 轴承支反力: FAY=FBY=Fr/2=316N FAZ=FBZ=Ft/2=868N 由两边对称,知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为 MC1=FAyL/2=×50=•m (3)绘制水平面弯矩图(如图c) 截面C在水平面上弯矩为: MC2=FAZL/2=×50=•m (4)绘制合弯矩图(如图d) MC=(MC12+MC22)1/2=()1/2=•m (5)绘制扭矩图(如图e) 转矩:T=×(P2/n2)×106=35N•m (6)绘制当量弯矩图(如图f) 转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化,取α=1,截面C处的当量弯矩: Mec=[MC2+(αT)2]1/2 =[(1×35)2]1/2=•m (7)校核危险截面C的强度 由式(6-3) σe=Mec/×353 =< [σ-1]b=60MPa ∴该轴强度足够。 输出轴的设计计算 1、按扭矩初算轴径 选用45#调质钢,硬度(217~255HBS) 根据课本取c=115 d≥c(P3/n3)1/3=115()1/3= 取d=35mm2、轴的结构设计 (1)轴的零件定位,固定和装配 单级减速器中,可以将齿轮安排在箱体中央,相对两轴承对称分布,齿轮左面用轴肩定位,右面用套筒轴向定位,周向定位采用键和过渡配合,两轴承分别以轴承肩和套筒定位,周向定位则用过渡配合或过盈配合,轴呈阶状,左轴承从左面装入,齿轮套筒,右轴承和皮带轮依次从右面装入。 (2)确定轴的各段直径和长度 初选7207c型角接球轴承,其内径为35mm,宽度为17mm。考虑齿轮端面和箱体内壁,轴承端面与箱体内壁应有一定矩离,则取套筒长为20mm,则该段长41mm,安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。 (3)按弯扭复合强度计算 ①求分度圆直径:已知d2=300mm ②求转矩:已知T3=271N•m ③求圆周力Ft:根据课本式得 Ft=2T3/d2=2×271×103/300= ④求径向力式得 Fr=Ft•tanα=× ⑤∵两轴承对称 ∴LA=LB=49mm (1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZ FAX=FBY=Fr/2= FAZ=FBZ=Ft/2= (2)由两边对称,书籍截C的弯矩也对称 截面C在垂直面弯矩为 MC1=FAYL/2=×49=•m (3)截面C在水平面弯矩为 MC2=FAZL/2=×49=•m (4)计算合成弯矩 MC=(MC12+MC22)1/2 =()1/2 =•m (5)计算当量弯矩:根据课本得α=1 Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[(1×271)2]1/2 =•m (6)校核危险截面C的强度 由式(10-3) σe=Mec/()=(×453) =<[σ-1]b=60Mpa ∴此轴强度足够七、滚动轴承的选择及校核计算 根据根据条件,轴承预计寿命 16×365×10=58400小时 1、计算输入轴承 (1)已知nⅡ=686r/min 两轴承径向反力:FR1=FR2= 初先两轴承为角接触球轴承7206AC型 根据课本得轴承内部轴向力 FS= 则FS1=FS2= (2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0 故任意取一端为压紧端,现取1端为压紧端 FA1=FS1= FA2=FS2= (3)求系数x、y FA1/FR1= FA2/FR2= 根据课本得e= FA1/FR1
这篇格式还比较完整,论文也还有点深度,你参考下1、对蜗杆传动的类型进行选择利用GB-T10085-1988中数据的条件,本次蜗杆利用蜗杆(ZI)。2、对蜗杆和蜗轮材质的选择蜗轮采用模具铸造而成,材质采用锡磷青铜。围绕着保护环境节约价值高的材料,因此齿圈利用青铜铸造而成,而轮芯则采用材质更好的灰铸铁铸造而成。蜗杆与蜗杆之间传动的能量一般,之间传动的速度并不是很快,蜗杆采用45钢;并在蜗杆螺旋表面做淬火处理。采用45钢可以增强效率和耐磨性,提高韧性,加强强度。3、对齿根弯曲疲劳强度检验和对接触疲劳强度设计传动之间的中心距为 (4-6)1)计算T2的大小根据Z1=8,估计选择效率η1=,则T2=×106=×106=×106=)确定载荷系数K蜗轮和蜗杆的转速并不是很高,他们之间冲撞不是很高,因此选择系数为Kv=;则K=KβKAKv=1××。蜗轮蜗杆载荷比较稳定,因此载荷系数为Kβ=1;在利用12-5[8]中数据可以知道帮并选择系数KA=。3)对ZE的确定蜗轮的材质ZCuSn10PI和钢蜗杆匹配,所以 弹性影响系数为160。 4)对于Zp的选择首先预先估计d1/a=,然后利用图12-13[8]中的数据可以知道Zρ=。5) 对于[σH]的选择依照蜗轮的材质采用ZCuSn10PI构成并由模具压铸而来,因此螺旋齿面的硬度应该超过45HRC,然后可以利用表12-7[8]中数据可以知道蜗轮 [σH]'等于245MPa N=60jn2Lh=60×1××12000/5=×107 KHN==则 a≥=)计算中心距预先定其中心距为220mm,又根据i=5,所以可以利用表12-2[8]中数据可以知道模数为8mm可以确定分度圆直径大小为70mm。这时d1/a=,再次利用表12-18[8]中数据可以知道Zρ'等于,得出Zρ'小于Zρ,所以以上假设成立,可以使用。。4、对于蜗杆和蜗轮的各种具体数字准确的计算1)蜗杆首先对蜗杆的轴向齿距和轴向齿厚大小进行判断得出Pa=;然后对直径的系数大小和齿顶圆齿根圆以及分度圆导程角q=10;da1=96mm; df1=; γ=11°18´36"。2)蜗轮对于蜗轮主要对蜗轮的分度圆直径d2,齿根圆和喉圆直径df2,da2;以及蜗轮的齿数z2和变位系数x2和对传动比的验证iz2=40;x2=;i=40/8=5;d2=mz2=8×40=320mm;da2=d2+2ha2=320+2×8=336mm;df2=d2-2hf2=320-2××8=;rg2=a- da2/2=×336=32mm。5)、对齿根圆强度的校核 齿数为 zv2===因为x2=, zv2=,所以利用12-14[8]中数据可以知道YFa2= Yβ=1-=许用应力[σF]= [σF] 'KFN。利用12-8[8]中数据可以知道并得出铸锡磷青铜制造的蜗轮的弯曲应力 [σF]'=56MPa。由以上数据可以得出其寿命的系数为 KFN==其强度满足实际要求,合理。 6)、蜗杆蜗轮的精度根据GB/T10089-1988这个,可以从其中圆柱形蜗杆,蜗轮的精度等级为8级,侧隙的种类为f,因此标注是8f GB/T10089-1988,以上都是选择都是由于蜗杆属于通用机械减速器。 链传动设计 已知链传动传动比i=,输入功率P=。 1 选择链轮齿数z1,z2 假定链速υ=3~8m/s,由表9-8[8]选取小链轮齿数z1=22,从动链轮齿数z2=iz1=×22=55。2 计算功率Pca查得工作情况系数KA=,故Pca=× 确定链条链节数Lp初定中心距a0=40p,则链节数为Lp==[]节 =节,最终确定Lp=124节。4 对链条节数的选择和确定利用9-10[4]中数据可以查询知道齿数的系数大小为Kz=; KL=;利用9-13[8]中数据可以对小链轮的转速进行预先估计,因为链板有可能会发生疲劳破坏,这是由于链板在功率曲线顶点左侧。链板选择用单排链,利用9-11[8]中数据可以查询知道多排链的系数为KP=1,因此功率为是P0===为了验证上面预计的链的工作的点在功率曲线的顶点的左侧是否是对的,利用n1=和P0=,再根据9-13[8]中数据查询并选择单排链。因此上述假设成立。再根据9-1[8]中数据可以查询知道节距p=。5 计算链长和中心距L=== =mm =642mm(~)a=(~)×642mm =~'=a-△a=642-(~)mm=~取 a'=640mm6 验算带速υ==m/s=,满足实际要求。利用9-4[8]中数据可以知道小链轮毂孔直径dkmax=59mm, 并大于电动机的轴径大小,因此比较满足要求。8对压轴力的计算和确定 圆周力的的计算==将其依照水平方向安置取,因此其系数为KFP=,所以= 齿轮传动设计根据已知功率输入为P=,小齿轮转速 n1=15转/分传动比i=2。 1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 1)选择直齿圆柱齿轮 2)齿轮速度中等不是很快,因此选择7级精度 3)对齿轮的材质进行选择。利用10-1[5]表中数据选择小齿轮材料的选择为40 Cr,并且做出调质处理,与此同时可以得出其硬度为280HBS;和上一个一样的道理大齿轮所用材质是45钢,并知道其硬度为240HBS。4)对小齿轮的齿数进行选择z1=25,对大齿轮的齿数的选择和计算z2=iz1=2×25=50。 2 对齿轮的设计用接触疲劳强度来设计 先根据计算公式来计算,即 1)弄清公式中各个代表的数值大小; (a) 首先对载荷系数的确定Kt=; (b) 对其传动的转矩大小进行确定=×105××105N·mm (c) 由表10-7[9]选取齿宽系数ød=1 (d) 利用10-6[9]中数据可以知道其材质的ZE大小;ZE= (e) 利用10-21d[9]中数据可以查询到其齿面硬度的接触疲劳强度σHlim1=600MPa;同理也可以查询到大齿轮的强度为σHlim2=550MPa; (f) 根据10-13[9]中的公式来计算循环次数 N1=60n1jLh=60×15×1×(2×8×300×15)=×109 N2=N1/i=×109 /2=×109 (g) 利用10-19[9]中数据可以知道KHN1=;KHN2=; (h) 对其应力的计算利用(10-12)[9]中数据可以得到 2)计算 (a) 对分度圆直径的计算,将其代[σH]入中最小的值 d1t≥== (b) 计算圆周速度υ (c) 对齿宽的计算 (d) 计算b/h的大小 mt=d1t/z1= h=× mm b/h= (e) 对载荷的系数的计算因为υ=,所以精度等级为7,在利用10-8[9]中数据可以查询知道KV=;预先估计KAFt/b<100N/m。在利用表10-3[9]中数据可以查询知道KHα=KFα=;再利用10-2[9]中数据可以知道系数KA=1;再次利用10-4[9]中数据可以知道精度等级为7级、两个小齿轮不是相互对称安装时相对支撑时,KHβ=(1+)+×10-3b把上述数值代到下面可以得到KHβ=(1+×)×+×10-3×;由b/h=,KHβ=;再利用10-13[9]中数据可以查询得到KFβ=;因此得到 =1×××。(f)对分度圆直径的验证,根据(10-10a)[9]中数据可以知道=== mm(g)对模数的确定m=d1/z1= mm3 对其强度计算弯曲强度设计公式为 (4-9)1)对计算中强度极限和寿命安全系数的确定(a)σFE1=500 MPa,σFE2=380 MPa;(b)KFN1=, KFN1=;(c)S=;[σF]1==×500/ MPa= MPa;[σF]2==×380/ MPa= MPa;(d)对载荷系数的确定K=KAKVKFαKFβ=1×××(e)查取齿行系数=,=。(f)查取应力校正系数=,=。(g)计算大小齿轮的并加以比较==,==大齿轮数值大。2)设计计算=就近取m=4,d1=,算出小齿轮齿数z1= d1/m=,z2=i z1=2×27=54。4 对其具体尺寸的计算1)齿轮分度圆的直径的计算d1=z1 m=27×4=108 mm, d2=z2 m=54×4=216 mm2)计算中心距 a=(d1+d2)/2==(108+216)/2=162mm3)对齿轮的宽度进行计算 b==1×108=108mm,取b1=108mm,b2=113mm5 验算 Ft=2T1/d1=2××/108= N == N/mm<100 N/mm,合适。5互感器线圈绝缘包纸机工作执行部分设计设计一个机械设备的最终目的是能让所设计的设备投入实际生产,并要达到生产的要求。设计包纸机的目的是它的工作部分能实现包纸,并达到所要求的技术参数[10]。互感器线圈绝缘包纸机工作执行部分由包纸轮、放纸架和一个压紧装置组成。包纸轮的材料是45钢,轮体加工后进行抛光处理,表面镀铬,结构如图2。由电动机经带传动带动包纸轮转动,同时纸从上方的放纸架上包在包纸轮上。包纸轮上有槽,纸包在轮上的同时经过槽再包在需要包纸的线圈上。线圈在包纸轮内部,并和它同轴转动。 图2存放待用纸的地方是放纸架。放纸架由电木盘、放纸架支架、尼龙滚、星形电木杆很多部件构成。因为放纸架所受载荷不大,其各个部件的材料为酚醛布板、尼龙棒等。压紧结构示意图在图三所展示。保证包纸的紧凑性就是利用这个装置,工作时通过旋转外面的轮盘,通过一个蜗轮蜗杆传动带紧一根橘皮带,橘皮带再带紧正在进行包扎的纸,从而达到工作目的。 图3结 论综上所述,互感器线圈绝缘包纸机性能优越,完全能满足现在社会工业发展的要求。它在工作时具有以下优点:(1) 互感器线圈绝缘包纸机在工作时能够通过压紧装置,经过人工简单的操作使包纸紧凑;(2) 从电机到实现包纸只经过了两次带传动,传动过程简洁合理; (3)互感器线圈绝缘包纸机的直线行走部分行走范围达3000mm,能实现较长距离包纸;另外,互感器线圈绝缘包纸机具有高效率、稳定的可靠性以及耐用持久等特点,而这些都是机械设备的基本要求。其次是成本低,无论是制造、运营还是维修,互感器线圈绝缘包纸机的成本相比同类设备来说都降低了不少;然后是该设备的环保性能好。随着社会的发展,环保将会是机械设备最基本的要求。而此次设计的包纸设备完全不同于以往的包纸机,它的噪音、废弃物污染都降到了最低程度;最后是互感器线圈绝缘包纸机的操作和使用非常便利简单易于维修,对人体没有危害。综上所述,互感器线圈绝缘包纸机将会有良好的前景,当然,随着科学技术的发展,相信包纸设备将会进一步改进。致 谢毕业设计马上就要结束了。随之四年的大学生活也接近尾声,在这一学期的毕业设计时间里,非常感谢老师给予的指导,和同学们对我的帮助,非常感谢大家对我的指导和监督。在毕业设计过程中,我的指导老师从始至终都认认真真、勤勤恳恳地指导我进行设计,在他身上我不仅学到一些本科专业知识,还学到了他对工作认真负责的态度,这些都是我终身受益的,他们在我毕业设计过程中给予了我鼓励和帮助,感谢他们的耐心指导,祝老师,身体健康,在各自的工作岗位上创出良好的佳绩。还有一同设计的同学们,在共同相处的一学期里,我感到非常愉快,没有他们给予的帮助,我无法如此顺利的完成设计任务。同时,也感谢各位评审老师。毕业答辩是我大学的最后一次考核,为了我们顺利毕业,各位老师在这炎热的六月坚守岗位,尽职尽责。祝各位评审老师工作顺利。我向那些曾经给予我巨大帮助和鼓励的老师和16级机自2班的全体同学表示感谢,谢谢他们四年里对我无微不至的关怀和照顾,祝他们身体健康,前途无量!参考文献[1] 石娜. 一种简易实用的引线包纸机 [J].变压器 ,1998 ,(01): 9—9.[2] 刘力,周伟.组合导线联合包纸机设计[J].变压器 ,2004 ,(07): 12—14.[3] 胡来榕,陈启松.机械传动手册[M]. 北京: 煤炭工业出版社 ,2001.[4] 王凤兰, 宗振奇. 机械设计学[M]. 长春: 吉林科学技术出版社, 2004. 2[5] 成大先 . 机械设计手册[M]. 北京: 化学工业出版社 ,2004.[6] 余梦生,吴宗泽.机械零部件手册[M].北京: 机械工业出版社 ,2003.[7] 张富洲.轴承设计手册[M]. 北京: 机械工业出版社 ,2001.[8] 濮良贵, 纪名刚. 机械设计[M]. 北京: 高等教育出版社, [9] 朱孝录.齿轮传动设计手册[M]. 北京 : 化学工业出版社 ,2005.[10] 成大先 . 机械设计图册[M]. 北京: 化学工业出版社 ,2003.[11] 孙振权. 电子式电流器互感器研发现状与应用前景[J]. 高压电器 ,2004 ,(12): 8—10.[12] 司徒东语. 红外光技术在组合导线包纸机上的应用 [J]. 变压器 ,2001 ,(11): 31—34.[13] 郎沪勇. 一种新颖高效的包纸设备[J]. 变压器 ,2001 ,(01): 24—25.[14] 张贵芳. 滑动轴承[M]. 北京: 高等教育出版社 ,1985.[15] 吴宗泽. 机械设计课程设计手册(第二版)[M]. 北京: 高等教育业出版社 ,1999.[16] Orlov P .Fundamentala of Machine Design. 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