1. PLC的CPU裝置中硬體主要有哪幾部分構成各部分作用是什麼
PLC的硬體主要由中央處理器(CPU)、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信介面、擴展介面電源等部分組成。其中,CPU是PLC的核心,輸入單元與輸出單元是連接現場輸入/輸出設備與CPU之間的介面電路,通信介面用於與編程器、上位計算機等外設連接。
對於整體式PLC,所有部件都裝在同一機殼內,其組成框圖如圖1所示;對於模塊式PLC,各部件獨立封裝成模塊,各模塊通過匯流排連接,安裝在機架或導軌上,其組成框圖如圖2所示。無論是哪種結構類型的PLC,都可根據用戶需要進行配置與組合。
圖1 整體式PLC組成框圖
圖2 模塊式PLC組成框圖
盡管整體式與模塊式PLC的結構不太一樣,但各部分的功能作用是相同的,下面對PLC主要組成各部分進行簡單介紹。
1.中央處理單元(CPU)
同一般的微機一樣,CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 隨機型不同而不同,常用有三類:通用微處理器(如Z80、8086、80286等)、單片微處理器(如8031、8096等)和位片式微處理器(如AMD29W等) 。小型PLC大多採用8位通用微處理器和單片微處理器;中型PLC大多採用16位通用微處理器或單片微處理器;大型PLC大多採用高速位片式微處理器。
目前,小型PLC為單CPU系統,而中、大型PLC則大多為雙CPU系統,甚至有些PLC中多達8 個CPU。對於雙CPU系統,一般一個為字處理器,一般採用8位或16位處理器;另一個為位處理器,採用由各廠家設計製造的專用晶元。字處理器為主處理器,用於執行編程器介面功能,監視內部定時器,監視掃描時間,處理位元組指令以及對系統匯流排和位處理器進行控制等。位處理器為從處理器,主要用於處理位操作指令和實現PLC編程語言向機器語言的轉換。位處理器的採用,提高了PLC的速度,使PLC更好地滿足實時控制要求。
在PLC中CPU按系統程序賦予的功能,指揮PLC有條不紊地進行工作,歸納起來主要有以下幾個方面:
1) 接收從編程器輸入的用戶程序和數據。
2) 診斷電源、PLC內部電路的工作故障和編程中的語法錯誤等。
3) 通過輸入介面接收現場的狀態或數據,並存入輸入映象寄有器或數據寄存器中。
4) 從存儲器逐條讀取用戶程序,經過解釋後執行。
5) 根據執行的結果,更新有關標志位的狀態和輸出映象寄存器的內容,通過輸出單元實現輸出控制。有些PLC還具有製表列印或數據通信等功能。
希望對你有所幫助!!
2. 供油系統工作原理
近代所使用的自動變速器都離不開液壓系統,而液壓系統的液壓油是由供油系統所提供的,因此,供油系統是汽車自動變速器中不可缺少的重要組成部分之一。
(一)供油系統的基本組成及作用
供油系統的結構組成,因其用途不同而有所不同,但主要組成部分基本相同,一般由各分支供油系統、油泵及輔助裝置,壓力調節裝置等部分組成。
供油系統的作用是向變速器各部分提供具有一定油壓。足夠流量、合適溫度的液壓油。具體作用是:
(1)給變速器(或偶合器)供油,並維持足夠的補償壓力和流量,以保證液力元件完成傳遞動力的功能;防止變矩器產生的氣蝕,並及時將變矩器的熱量帶走,以保持正常的工作溫度。
(2)在一部分工程車輛和重型運輸車輛中,還需向液力減速器提供足夠流量及溫度適宜的油液,以便能適時地吸收車輛的動能,得到滿意的制動效果。
(3)向控制系統供油,並維持主油路的工作油壓,保證各控制機構順利工作。
(4)保證換擋離合器等的供油,以滿足換擋等的操縱需要。
(5)為整個變速器各運動零件如齒輪、軸承、止推墊片、離合器摩擦片等提供潤滑用油,並保證正常的潤滑油溫度。
(6)通過油料的循環散熱冷卻,使整個自動變速器的發熱量得以散逸,使變速器保持在合理的溫度范圍內工作。
(二)供油油泵的結構與工作原理
油泵是自動變速器中最重要的總成之一,它通常安裝在變矩器的後方,由變矩器殼後端的軸套驅動。在變速器的供油系統中,常用的油泵有內嚙合齒輪泵、轉子泵和葉片泵。由於自動變速器的液壓系統屬於低壓系統,其工作油壓通常不超過2MPa,所以應用最廣泛的仍然是齒輪泵。
1、內嚙合齒輪泵的結構與工作原理
內嚙合齒輪泵主要由外齒齒輪、內齒齒輪、月牙形隔板,泵殼、泵蓋等組成,液壓泵的齒輪緊密地裝在泵體的內腔里,外齒齒輪為主動齒輪,內齒齒輪為從動齒輪,兩者均為漸開線齒輪;月牙形隔板的作是將外齒齒輪和內齒齒輪隔開。內齒和外齒齒輪緊靠著月牙形隔板,但不接觸,有微小的間隙。泵體是鑄造而成的,經過精加工,泵體內有很多油道,有進油口和出油口,有的還有閥門或電磁閥。泵蓋也是一個經精加工的鑄件,也有很多油道。泵蓋和泵體用螺栓連接在一起。
圖1-26 油壓調節閥的結構簡圖
1-閥芯 2-閥體 3-彈簧 a-來自油泵的壓力油進口 b-輸往選擋閥的出油口 c-和a連通的進油口 d輸往變矩器的出油口 e-泄油道 f-節氣門調節壓力的進口
來自油泵的壓力油液從進油口a進入,並作用到閥芯的右端,來自於節氣門調節閥和手動閥倒擋油路的兩個反饋油壓則經進油口f作用在閥芯的左端。
當發動機負荷較小,輸出功率較小時,此時的節氣門調節壓力也較低,作用在閥芯右端的油液壓力較高,油壓所產生的作用力大於閥芯左端彈簧預緊力和節氣門調節壓力對閥芯的作用力時,彈簧將被壓縮,閥芯向左移動,閥芯中部的密封台肩將使泄油口露出一部分(來自油泵的油液壓力越高則泄油口露出越多),來自油泵的油液有一部分經出油口b輸住選擋閥,有一部分經出油口d輸出往變矩器,還有一部分泄油口流回油盤,使油壓下降,直至油液壓力所產生的推力與調壓彈簧的預緊力和節氣門調節壓力的合力保持平衡為止,此時調壓閥以低於油泵輸入壓力的油壓輸出;當節氣門開度增大,輸出功率增大時,此時增大了的節氣門調節油壓將使閥芯向右移動,閥芯中部的密封台肩將堵住泄油口,泄油口開度降低,泄油道減小或處於封閉狀態,使油壓上升,調節閥以高於油泵輸入壓力的油壓輸出。節氣門開度越大,調壓閥輸出的壓力越高,輸往選擋閥和變矩器去的油液壓力將隨所要傳遞的功率的增大而增大,則時可使油液壓力保持在相對穩定的范圍(通常為0.5MPa~1MPa)內。
在閥芯的右端還作用著另一個反饋油壓,它來自於壓力校正閥。這一反饋油壓對閥芯產生一個向左的推力,使主油路調壓閥所調節的主油路油壓減小。
當自動變速器處於前進擋的1擋或2擋時,倒擋油路油壓為0,壓力校正閥關閉,調壓閥右端的反饋油壓也為0。而當變速器處於3擋或超速擋時,若車速增大到某一數值,壓力校正閥開啟,來自節氣門閥的壓力油經壓力校正閥進入調壓閥右端。增加了閥芯向左的推力,使主油路油壓減小,減小了油泵的運轉阻力。當自動變速器處於倒擋時,來自手動閥的倒擋油路壓力油進入閥芯的左端,閥芯左端的油壓增大,主油路調壓閥所調節的主油路壓力也因此升高,滿足了倒擋時對主油路油壓的需要。此時的主油路油壓稱為倒擋油壓。
2、副調壓閥和安全閥
副調壓閥又稱二次調節閥,它的作用是根據汽車行駛速度和化油器節氣門開度的變化,自動調節變矩器的油壓、各部件的潤滑油壓和冷卻裝置的冷卻油壓。
二次調節閥也是由閥體、閥芯和彈簧等組成。當發動機轉速低或化油器油門關閉時,二次調壓閥在彈簧的作用下,把通向液壓油冷卻裝置的油道切斷。當發動機轉速升高和液力變矩器油壓升高時,把油路開放。發動機停止轉動時,二次調壓閥用一個單向控制閥把液力變矩器的油路關閉,使液壓油不能外流,以免影響轉矩輸出。
安全閥實際上也是一個調壓閥,由彈簧和鋼球組成,並聯在油泵的進、出油口上,以限制油泵壓力。當油泵壓力高時,壓開鋼球,油經鋼球和油道流回油盤。
旁通閥(單向閥)是液壓油冷卻裝置的保護器,與冷卻裝置並聯。當流到冷卻裝置的液壓油溫度過高、壓力過大時,閥體打開,起旁通作用,以免高溫、高壓的液壓油損壞冷卻裝置。
(四)輔助裝置
自動變速器供油系統中除了油泵及各種流量控制閥外,還包括許多輔助裝置。這里僅就油箱和濾清器作一些簡單介紹。
1、油箱
自動變速器的油箱,常見的型式有總體式和分離式兩類。前者與自動變速器連成一體,直接把變速器的油底殼作為油箱使用。後者則分開獨立布置,由管道與變速器連通。分離式油箱在布置上比較自由,允許有足夠的容量而不增加變速器的高度。通常油箱都有可靠的密封,以防油液泄漏和雜質進入,有時還可採用充壓密封式油箱,以改善油泵的吸油效果。對於某些工程車輛和重型車輛的綜合傳動箱,還可根據箱體結構分隔成兩個或多個互通的油池,以保證可行的油液循環。
在一定條件下,油箱高度取決於油箱尺寸的大小。在正常油箱溫度條件下工作時,油箱液面應保持正確的高度。油麵過低,則油泵在吸油時可能吸入空氣。空氣的可壓縮性會導致難以正常工作,並且使換擋過程中出現打滑和接合延遲現象,使得變速器機件發熱和加速磨損。反之,若油麵過高,則將因齒輪等零件攪拌而形成泡沫層,同樣也會產生過熱和打滑,加速油液的氧化。正確的液面高度根據冷態和熱態時不同的標尺刻度進行檢查。泵的吸油口應低於最低油麵高度,以防吸入空氣。
此外,一般油箱還應有個通氣孔,以保證油箱內正常的大氣壓。
2、濾清器
自動變速器由於液壓系統零件的高精密度及工作性能的靈敏度,使其對油液的清潔程度要求極高。經過長期使用後,由於油液變質、零件磨損顆粒、摩擦襯面剝落、密封件磨損脫落、空氣中的塵埃顆粒,以及其它污物都可能使油液污染,而導致各種故障的發生,如滑閥受卡、節流孔堵塞、隨動滑閥失靈,因此,應採用多種措施對油液進行嚴格過濾。
在自動變速器供油系統中,通常設有三種形式的濾油裝置。
(1)粗濾器
精濾器通常裝在油泵的吸油管端,用以防止大顆粒或纖維雜物進入供油系統。為了避免出現吸油氣穴現象,一般採用80µm∼110µm的金屬絲網或毛織物作為濾清材料,以保證不產生過大的降壓。
(2)精濾器
精濾器通常設置在回油管道或油泵的輸出管道上,它的作用是濾去油液中的各種微小顆粒,提高油液的清潔度,避免顆粒雜物進入控制系統。因此,要求精濾器有較高的過濾精度。例如有的重型自動變速器的精濾器的過濾精度為40µm,保證大於0.04mm的顆粒雜物不得進入控制系統。這樣,油液必須在壓力狀態下通過精濾器,並產生一定的壓降。在某些復雜的重型車輛和工程車輛中,常設計有專用的旁路式精濾器,用一個專用的油泵來驅使油液通過精濾器。
(3)閥前專用濾清器
在一些自動變速器的控制系統中,常在一些關鍵而精密的控制閥前,例如,雙邊節流的參數調壓閥前的油路中,串接設置有專用的閥前濾清器,以防止雜質進入節流孔隙處造成調壓閥失靈,影響整個控制系統的工作。這種閥前濾清器應盡量設置在接近於被保護的控制閥處,並且只為該閥所專用。通常,由於它要求通過的流量不大,這種濾清器的尺寸都做得很小,過濾材料則用多層的金屬絲或微孔濾紙。
3. 螺桿製冷壓縮機工作原理和結構圖
2.螺桿式冷水機組的工作原理
螺桿冷水機組主要由螺桿壓縮機、冷凝器、蒸發器、膨脹閥及電控系統組成。水冷單螺桿冷水機組製冷原圖如下:
壓縮機
電櫃
蒸發器
冷凝器
天加螺桿機外型圖
(一)雙螺桿製冷壓縮機(in screw pressor)
雙螺桿製冷壓縮機是一種能量可調式噴油壓縮機。它的吸氣、壓縮、排氣三個連續過程是靠機體內的一對相互齧合的陰陽轉子旋轉時產生周期性的容積變化來實現。一般陽轉子為主動轉子,陰轉子為從動轉子。
主要部件:雙轉子、機體、主軸承、軸封、平衡活塞及能量調節裝置。
容量15~100%無級調節或二、三段式調節,採取油壓活塞增減載方式。常規採用:
徑向和軸向均為滾動軸承;開啟式設有油分離器、儲油箱和油泵;封閉式鎮掘為差壓供油進行潤滑、噴油、冷卻和驅動滑閥容量調節之活塞移動。
雙螺桿結構圖:
壓縮鋒旅滑原理:
吸氣過程:氣體經吸氣口分別進入陰陽轉子的齒間容積。
壓縮過程:轉子旋轉時,陰陽轉子齒間容積連通(V型空間),由於齒的 互相齧合,容積逐步縮小,氣體得到壓縮。
排氣過程:壓縮氣體移到排氣口,完成一個工作迴圈。
(二)單螺桿製冷壓縮機(single screw pressor)
利用一個主動轉子和兩個星輪的齧合產生壓縮。它的吸氣、壓縮、排氣三個連續過程是靠轉子、星輪旋轉時產生周期性的容積變化來實現的。
轉子齒數為六,星輪為十一齒。
主要部件為一個轉子、兩個星輪、機體、主軸承、能量調節裝置。
容量可以從10%-100%無級調節及三或四段式調節。
單螺桿結構圖:
壓縮原理:
吸氣過程:氣體通過吸氣口進入轉子齒槽。隨著轉子的旋轉,星輪依次進入與轉子齒槽齧合的狀態,氣體進入壓縮腔(轉子齒槽曲面、機殼內腔和星輪齒面 所形成的密閉空間)。
壓縮過程:隨著轉子旋轉,壓縮腔容積不斷減小,氣體隨壓縮直至壓縮腔前沿轉至排氣口。
排氣過程:壓縮腔前沿轉至排氣口後開始排氣,便完成一個工作迴圈。由於星輪對稱布置,迴圈在每旋轉一周時便發生兩次壓縮,排氣量相應是上述一周迴圈排氣量的兩倍。
螺桿式冷水機組的工作原理
螺桿冷水機組主要由螺桿壓縮機、冷凝器、蒸發器、膨脹閥及電控系統組成。水冷單螺桿冷水機組製冷原圖如下:
壓縮機
電櫃
蒸發器
冷凝器
天加螺桿機外型圖
(一)雙螺桿製冷壓縮機(in screw pressor)
雙螺桿製冷壓縮機是一種能量可調式噴油壓縮機。它的吸氣、壓縮、排氣三個連續過程是靠機體內的一對相互齧合的陰陽轉子旋轉時產生周期性的容積變化來實現。一般陽轉子為主動轉子,陰轉子為從動轉子。
主要部件:雙轉子、機體、主軸承、軸封、平衡活塞及能量調節裝置。
容量15~100%無級調節或二、三段式調節,採取油壓活塞增減載方式。常規採用:
徑向和軸向均為滾動軸承;開啟式設有油分離器、儲油箱和油泵;封閉式為差壓供油進行潤滑、噴油、冷卻和驅動滑閥容量調節之活塞移動。
雙螺桿結構圖:
壓縮原理:
吸氣過程:氣體經吸氣口分別進入陰陽轉子的齒間容積。
壓縮過程:轉子旋轉時,陰陽轉子齒間容積連通(V型空間),由於齒的 互相齧合,容積逐步縮小,氣體得到壓縮。
排氣過程:壓縮氣體移到排氣口,完成一個工作迴圈。
(二)單螺桿製冷壓縮機(single screw pressor)
利用一個主動轉子和兩個星輪的齧合產生壓縮。它的吸氣、壓縮、排氣三個連續過程是靠轉子、星輪旋轉時產生周期性的容積變化來實現的。
轉子齒數為六,星輪為十一齒。
主要部件為一個轉子、兩個星輪、機體、主軸承、能量調節裝置。
容量可以從10%-100%無級調節及三或四段式調節。
單螺桿結構圖:
壓縮原理:
吸氣過程:氣體通過吸氣口進入轉子齒槽。隨著轉子的旋轉,星輪依銀臘次進入與轉子齒槽齧合的狀態,氣體進入壓縮腔(轉子齒槽曲面、機殼內腔和星輪齒面 所形成的密閉空間)。
壓縮過程:隨著轉子旋轉,壓縮腔容積不斷減小,氣體隨壓縮直至壓縮腔前沿轉至排氣口。
排氣過程:壓縮腔前沿轉至排氣口後開始排氣,便完成一個工作迴圈。由於星輪對稱布置,迴圈在每旋轉一周時便發生兩次壓縮,排氣量相應是上述一周迴圈排氣量的兩倍。
目前,在冰箱生產中越來越多地採用旋轉式 壓縮機,尤其是具有體積小、重量輕和結構簡單 等優點的全封閉滾動活塞式壓縮機。然而,傳統滾 0#123 動活塞式壓縮機在結構上仍然存在不少缺陷 ,比 如滾動活塞和轉子均以偏心運轉的方式工作,因 此會產生很大的不平衡離心慣性力,這是造成壓 縮機振動及雜訊大的一個重要原因;另外,壓縮 機的各個運動副之間均存在有非常高的相對運動 ! 速度,比如轉子與滾動活塞之間,滾動活塞與缸 孔內壁面之間,隔離葉片與滾動活塞之間,以及 轉子、滾動活塞和隔離葉片與兩側密封端蓋之間 等等,由此不僅會產生比較大的摩擦與磨損,而 且還因為存在配合間隙而難以避免冷媒從高壓的 壓縮腔竄逸至低壓的吸氣腔,從而導致較大的泄 漏損失。 鑒於上述問題,我們對傳統全封閉滾動活塞 式壓縮機的結構進行了大膽的創新與改進,提出 了一種包含有嵌固隔離葉片、旋轉缸套和隨動端 蓋的新型旋轉式全封閉壓縮機,該壓縮機不僅保 留了以往滾動活塞式壓縮機結構簡單、零件數少 的優點,而且與之相比還具有更低的振動雜訊、 更小的摩擦損耗以及更少的泄漏損失,因此是一 種較有應用前景的新型旋轉式冰箱壓縮機。 結構設計 ! ()總體布置 # 圖 所示結構為本文設計的新型全封閉旋轉 # 式冰箱壓縮機,它採用上置壓縮機和下置電機的 圖 新型全封閉旋轉式壓縮機結構示意圖 # 立式結構布置方式,並採用吊簧式懸掛避振系統。 排氣管 支座架 卸荷腔 隨動端蓋 隔離葉片 進氣管 # ! ) $ 』 4 壓縮機部分主要由安置在一個密閉殼體內的旋轉 殼 體 旋轉缸套 轉 子 轉 柱 吸氣腔 壓縮腔 5 2 ( #" ## #! 內,它的外圓柱面與旋轉缸套的內孔壁面相切並 間產生有很大的接觸壓力,這顯然會加劇壓縮機 轉動配合,兩者於接觸處形成一條密封線,轉子 的摩擦和磨損。為了改善這一狀況,本壓縮機在 的下端做成軸頸並與電機轉子緊配合。轉子及旋 轉子的上端與上隨動端蓋之間設定有一個卸荷腔, 轉缸套均各自繞各自自身的軸線作定軸轉動,且 該卸荷腔通過轉子上的傾斜油道將高壓的潤滑油 旋轉方向相同。在旋轉缸套的兩端頭分別緊固連 (與壓縮機排氣壓力大致相等)引入其內,以此產 接有一個隨動端蓋,另外,在轉子上開設有一條 生向下的軸向力來平衡轉子。同樣道理,該卸荷 軸向圓弧槽,槽內轉動地配裝有一個包含有軸向 腔也可以減輕下隨動端蓋與支座架處的軸向推力 扁平滑槽的轉柱,隔離葉片的外端嵌固在旋轉缸 軸承的負荷。 套的內孔壁面上,其內端則插入上述轉柱的扁平 原理分析 ! 滑槽內並與之滑動配合。顯然,隔離葉片將轉子、 ()工作原理 # 轉柱、旋轉缸套和兩側隨動端蓋所圍成的密閉空 本新型旋轉式壓縮機的工作原理是:當轉子 間分隔成為了兩個容積可以周期性地發生變化的 在電機的驅動下轉動時,首先通過轉子圓弧槽帶 工作腔,其中一個為吸氣腔,另一個為壓縮腔, 動轉柱轉動,然後再由轉柱扁平滑槽帶動隔離葉 這兩個工作腔隨著轉子的轉動不斷地迴圈轉換角 片、旋轉缸套和隨動端蓋一起轉動。隨著轉子的 色。 轉動,吸氣腔的容積將逐漸增大並形成負壓,此 ()進排氣系統 ! 時氣態的工質在壓差的作用下經進氣管、支座架 為了減少對進氣的有害加熱,以便能獲得高 孔道、轉柱滑槽槽底和隔離葉片側面上的吸氣槽 的壓縮機容積效率,本壓縮機盡量縮短進氣路徑, 道進入到壓縮機的吸氣腔內;與此同時,壓縮腔 讓進氣管與支座架相連線,並通過支座架的進氣 的容積則逐漸減少,被封閉在其內的氣態工質受 道溝通轉柱滑槽的底部,最後經由開在隔離葉片 到壓縮,壓力開始逐漸增高,當壓縮壓力達到設 ! 側面上的進氣槽道連通壓縮機的吸氣腔。這樣做 定的數值時,排氣過程開始,氣體經開設在隨動 帶來的一個好處是可使進氣槽道與排氣口之間的 端蓋上的排氣口、排氣單向閥、排氣消聲器、高 夾角做得很小,由此增加有效進氣的角度,同時 壓密閉腔和排氣管最後排出壓縮機外。 還可以解決隔離葉片與轉柱扁平滑槽在槽底處的 由於本壓縮機的轉子、隔離葉片和旋轉缸套 「困氣」現象。壓縮機的排氣口直接開設在上隨動 均作定軸轉動,因此它們的偏心運動質量較小, 端蓋上並與壓縮機的壓縮腔相連通,而端蓋上則 故所產生的振動和雜訊亦小。同時,由於將隔離 設定有馬蹄型的槽道、簧片和限位器等所組成的 葉片嵌固連線在旋轉缸套和兩側隨動端蓋上,因 排氣單向閥,高壓的氣體從單向閥出來後即進入 此徹底解決了隔離葉片外端與缸孔內壁面之間、 到排氣消聲腔內,之後再進入到由壓縮機外殼體 以及隔離葉片側端與密封端蓋之間的摩擦損耗和 所圍成的封閉空間,最後經由排氣管排出壓縮機 密封可靠性的問題。另外,壓縮機的主要運動副 外。 如轉子與旋轉缸套之間、轉子與隨動端蓋之間的 ()潤滑系統 & 相對運動速度較小,結果也對減少摩擦損耗有利。 本壓縮機設計有離心式泵油潤滑系統,即在 ()機構分析 ! 轉子轉軸上開設有與軸線傾斜的油道,利用轉子 從機構學的角度看,本壓縮機的主要運動副 旋轉時產生的離心力迫使潤滑油上升並到達各個 構成了如圖 所示的滑塊轉桿機構,該機構由兩 ! 運動摩擦副。注意到壓縮機在正常工作時,轉子 個固定鉸支 和 、一個滑塊 、一個主動轉桿 』 』 ( # ! 將受到高壓氣體及油池中高壓油所產生的向上軸 以及一個從動轉桿 等所組成。其中,主動 』( 』) # ! 向推力的作用,其大小等於轉子轉軸軸頸斷面積 轉桿 由轉子簡化而成,從動轉桿 由旋轉 』( 』) # ! 與排氣壓力的乘積。該軸向推力與進氣壓力在轉 缸套和隔離葉片簡化而成,滑塊 由轉柱及轉柱 ( 子下端面形成的軸向推力一道向上推託轉子,兩 上的扁平滑槽簡化而成。固定鉸支 和 分別代 』 』 # ! 者之和遠遠大於壓縮機轉子和電機轉子的向下重 表了轉子的旋轉軸線和旋轉缸套的旋轉軸線,兩 力,因此在壓縮機轉子的上端面與上隨動端蓋之 者之間的距離即為轉子相對於旋轉缸套的偏心距。
製冷壓縮機是空調系統的核心部件,通常稱為製冷機的主機。科學技術的進步,新式空調系統不斷出現,推動了製冷壓縮機製造技術的不斷進步。從目前製冷壓縮機的發展趨勢來看,結構緊湊、高效節能以及微振低噪等特點是空調壓縮機製造技術不斷追求的目標。下面對製冷壓縮機做一個概述.
作用:
l、從蒸發器中吸m蒸氣,以保證蒸發器內一定的蒸發壓力;
2、提高壓力(壓縮),以創造在較高溫度下冷凝的條件;
3、輸送製冷劑,使製冷劑完成製冷迴圈。
一、壓縮機的種類很多,根據工作原理的不同,空調壓縮機可以分為定排量壓縮機和變排量壓縮機。
l、定排量壓縮機的排氣量是隨著發動機的轉速的提高而成比例提高的,它不能根據製冷 的需求而自動改變功率輸 ,而且對發動機油耗的影響比較大。它的控制一般通過採集蒸發器出風口的溫度訊號來實現,當溫度達到設定的溫度,壓縮機停止工作;當溫度升高後,壓縮機開始 T二作。定排量壓縮機也受空調系統壓力的控制,當管路內壓力過高時,壓縮機停止工作。
2、變排量壓縮機可以根據設定的溫度自動調節功率輸出。空調控制系統不採集蒸發器m風口的溫度訊號,而是根據空調管路內壓力變化訊號來控制壓縮機的壓縮比從而自動調節m 風口溫度。在製冷的全過程中,壓縮機始終是工作的,製冷強度的調節完全依賴裝在壓縮機內部的壓力調節閥來控制。當空調管路內高壓端壓力過高時,壓力調節閥縮短壓縮機內活塞行程以減小壓縮比,這樣就會降低製冷強度。當高壓端壓力下降到一定程度,低壓端壓力上升到一定程度時,壓力調節閥則增大活塞行程以提高製冷強度。
二、根據工作方式的不同,
可分為兩大類—— 容積型與速度型。
容積型壓縮機是靠工作腔容積的改變來實現吸汽、壓縮、排汽等過程。屬於這類壓縮機的有往復式壓縮機和回轉式壓縮機。速度型壓縮機是靠高速旋轉的T作I1"輪對蒸氣做功,壓力升高,並完成輸送蒸氣的任務。屬於這類壓縮機的有離心式和軸流式壓縮機,目前常用的是離心式壓縮機。1、往復式壓縮機的工作原理
往復式壓縮機又稱活塞式壓縮機。壓縮機的工作腔是汽缸。活塞在汽缸內作上下往復運動,從而完成了壓縮、排汽、膨脹、吸汽等過程。圖1中的四個過程分別表示了壓縮機1二作中的四個過程。
到最低位置(稱活塞的下止點)時,汽缸吸滿蒸氣。而活塞轉而向上,這時吸、排汽門都關閉,汽缸容積縮小,蒸氣被壓縮,一直壓縮到排汽壓力為止。圖中(b)為排汽過程:當壓力達到一定值(大於排汽管內壓力)時,排汽閥開啟,活塞繼續上移,蒸氣排出,一直到活塞上移到最高位置(這位置稱活塞的上止點)時,排汽結束。圖中(c)是余隙膨脹過程:為了防止活塞與吸排汽閥碰撞,活塞上移到上止點時,活塞與汽缸頂部之間留有一定間隙,稱余隙。當活塞轉而向下運動時,排汽結束時留在余隙內的高壓蒸氣阻止吸汽閥開啟,吸汽不能開始。這時余隙內的蒸氣隨著活塞下移而進行膨脹,一直膨脹到吸汽壓力以下時才結束。圖中之(d)是吸汽過程:吸汽閥開啟,隨著活塞往下運動而吸汽,一直進行到活塞下移到活塞下止點為止。
( 2)優點:它應用比較廣泛,製造技術成熟,結構簡單,而且對加工材料和加工lT藝要求較低,造價比較低,適應性強,能適應廣闊的壓力范圍和製冷量要求,可維修性強。
(3)缺點:無法實現較高轉速,機器大而重,不容易實現輕量化,排氣不連續,氣流容易出現波動,而且工作時有較大的振動。由於曲軸連桿式壓縮機的上述特點,已經很少有小排量壓縮機採用這種結構形式,曲軸連桿式壓縮機目前大多應用在客車和卡車的大排量空調系統中。
2、螺桿式壓縮機的構造與工作過程
螺桿式壓縮機是一種回轉式容積式壓縮機。它利用螺桿的齒槽容積和位置的變化來完成蒸氣的吸人、壓縮和排IqJ過程。無油螺桿壓縮機在本世紀三十年代問世,主要用於壓縮空氣。後來汽缸內噴油的螺桿式壓縮機出現,效能得到提高,目前,噴油式螺桿壓縮機已是製冷壓縮機中主要機種之一。螺桿式壓縮機分為雙螺桿和單螺桿兩大類,雙螺桿壓縮機習慣上稱為螺桿式壓縮機。
(1)圖2為噴油式螺桿式壓縮機的構造。在斷面為雙圓相交的汽缸內,裝有一對轉子—— 陽轉子和陰轉子。陽轉子有四個齒,陰轉子有六個齒,兩根轉子相互齧合。當陽轉子旋轉一周,隱轉子旋轉2/3周,或者說,陽子的轉速比陰轉子的轉速快50%。圖3是螺桿式壓縮機從吸汽靠排汽的工作過程,在汽缸的吸汽端座上開有吸汽口,當齒槽與吸汽口相通時,吸汽就開始,隨著螺桿的旋轉,齒槽脫離吸汽口,一對齒槽空間吸滿蒸氣,如圖(a)。螺桿繼續旋轉,兩螺桿的齒與齒槽相互齧合,有汽缸體、齧合的螺桿和排汽端座組成的齒槽容積變小,而且位置向排汽端移動,完成了對蒸氣壓縮和輸送的作用,如圖
(b)。當這對齒槽空間與端座的排汽
口相通時,壓縮終了,蒸氣被排出,如圖(c)。每對齒槽空間都存在著吸汽、
壓縮、排汽三個過程。在同一時刻存在著吸汽、壓縮、排汽三個過程,不過
它們發生在不同的齒槽空間。
(2)螺桿式壓縮機的優點:
① 螺桿式壓縮機只有旋轉運動,沒有往復運動,因此壓縮機的平衡性好,振動小,可以提高壓縮機的轉速。
② 螺桿式壓縮機的結構簡單、緊湊,重量輕,無吸、排汽閥,易損件少,可靠性高,檢修周期長。
③ 在低蒸發溫度或高壓縮比工況下,用單級壓縮仍然可正常工作,且有良好的效能。這是由於螺桿式壓縮機沒有餘隙,沒有吸、排汽閥,故在這種不利工況下仍然有較高的容積效率。
④ 螺桿式壓縮機對溼壓縮不敏感。
⑤ 螺桿式壓縮機的製冷量可以在10%一100%范圍內無級調節,但在40%以上負荷時的調節比較經濟。
(3)缺點:雜訊較大,以及需要設
置一套潤滑油分離、冷卻、過濾和加壓的輔助裝置,造成機組體積大。
單級蒸汽壓縮製冷系統,是由製冷壓縮機、冷凝器、蒸發器和節流閥四個基本部件組成。它們之間用管道依次連線,形成一個密閉的系統,製冷劑在系統中不斷地迴圈流動,發生狀態變化,與外界進行熱量交換。其工作過程如圖1所示。 圖1. 製冷系統的基本原理 液體製冷劑在蒸發器中吸收被冷卻的物體熱量之後,汽化成低溫低壓的蒸汽、被壓縮機吸入、壓縮成高壓高溫的蒸汽後排入冷凝器、在冷凝器中向冷卻介質(水或空氣)放熱,冷凝為高壓液體、經節流閥節流為低壓低溫的製冷劑、再次進入蒸發器吸熱汽化,達到迴圈製冷的目的。這樣,製冷劑在系統中經過蒸發、壓縮、冷凝、節流四個基本過程完成一個製冷迴圈。 在製冷系統中,蒸發器、冷凝器、壓縮機和節流閥是製冷系統中必不可少的四大件,這當中蒸發器是輸送冷量的裝置。製冷劑在其中吸收被冷卻物體的熱量實現製冷。壓縮機是心臟,起著吸入、壓縮、輸送製冷劑蒸汽的作用。冷凝器是放出熱量的裝置,將蒸發器中吸收的熱量連同壓縮機功所轉化的熱量一起傳遞給冷卻介質帶走。節流閥對製冷劑起節流降壓作用、同時控制和調節流入蒸發器中製冷劑液體的數量,並將系統分為高壓側和低壓側兩大部分。實際製冷系統中,除上述四大件之外,常常有一些輔助裝置,如電磁閥、分配器、乾燥器、集熱器、易熔塞、壓力控制器等部件組成,它們是為了提高執行的經濟性,可靠性和安全性而設定的。
首先你要知道它的內部構造;主要為陰螺桿,陽螺桿,再加上滑塊(負荷調節裝置)。
陰陽螺桿相互轉動時會形成一個密閉空間,製冷劑在其中通過滑塊的豎向調節(與螺桿同一軸線方向)起到負荷能量的調節作用。說起來太麻煩啦,還是網路下:土木線上!裡面有個製冷板塊,能搜到的;
祝好
經濟器也是通過製冷劑揮發吸熱從而給送到蒸發器的製冷劑提供二次降溫達到節約的目的。
螺桿式製冷壓縮機和活塞式製冷壓縮機在氣體壓縮方式上相同,都屬於容積型壓縮機,也就是說它們都是靠容積的變化而使氣體壓縮的。不同點是這兩種壓縮機實現工作容積變化的方式不同。螺桿式製冷壓縮機又分為單螺桿壓縮機和雙螺桿壓縮機。其中雙螺桿壓縮機是利用置於機體內的兩個具有螺旋狀齒槽的螺桿相齧合旋轉及其與機體內壁和吸、排氣端座內壁的配合,造成齒間容積的變化,從而完成氣體的吸入、壓縮及排出過程。
製冷原理與什麼型別的壓縮機沒有關系,製冷是利用製冷劑的特殊性質來達到製冷或者制熱的目的,製冷劑在壓縮時會升高溫度,從而向大氣視放內能,在壓力降低時又會吸收周圍的熱量,達到周圍溫度下降的目的,壓縮機就是用來給製冷劑加壓迴圈的。所以要理解製冷原理,必須對製冷劑的物理性質有所了解,高中物理中有關氣體的 狀態方程就有著方面的簡單講解。您不妨看看。
在執行過程中製冷壓縮機會將製冷劑從低壓區抽取出來經過壓縮之後送到高壓區進行冷卻凝結,製冷劑在被輸送到高壓區之後通過散熱片將熱量散發到空氣中,這時它也從原來的氣態變為液態,壓力也隨之升高。
製冷劑在迴圈過程中,從高壓區流向低壓區,之後通過毛細血管噴射到蒸發器中,在壓力驟降的情況下由液態變為氣態,然後通過散熱片來吸收空氣中的熱量實現降溫。通過這迴圈過程,將冷空氣成功的轉入到室內。
4. 震動送料盤結構圖
近十幾年利用壓電陶瓷作為驅動源的新型振動送料裝置正在快速發展起來,壓電振動送料裝置是將壓點技術應用於振動輸送的一種新型振動送料裝置,它利用壓電片的逆壓電效應產生振動,作為驅動源驅動料槽實現物料的輸送。
振動盤原理結構圖:
1、國內外的研究現狀: 對於這種新型的振動送料裝置,其結構和工作原理都不同於傳統的電磁或機械驅動的振動送料裝置,因此它具有許多傳統振動送料裝置所不具備的特點:
(1)結構簡單,安裝和維護更加方便;
(2)應用壓電片作為驅動源,無需電機、電磁激振器等驅動裝置,也無需軸、桿、皮帶等機械傳動部件,結構簡單,易於加工製作;
(3)改變驅動信號中的幅值、脈寬及頻率中的任意一個,都可以調節輸送率,控制參數多,可控性好;
(4)無轉動慣性,幾乎沒有加速和減速過程,啟動、停止迅速,反應性能快;
(5)不產生干擾電磁振動盤場,也不受電磁干擾信號的影響;
(6)在低頻率段或超聲段工作,噪音小;
(7)在共振或無共振狀態下工作,因此能量消耗少;
(8)驅動力略顯不足,無法輸送過重之料件,因此這類裝置大多應用於物料的微量或精量輸送。 壓電振動送料裝置是振動送料領域的一個重大的突破,國內外的科技人員都進行了不同程度的研究,取得了一定的成果,其按照物料前進的方式可將其分為直進型和螺旋型兩種。
2、國內研究現狀我國對壓電振動送料裝置的研究整體水平仍然落後於發達國家和地區,成型產品很少。
5. ATM機內部結構圖和原理
ATM分為硬體和軟體兩部分,通常人們看到的只是操作台。內部結構式:上下兩層的布置里,上層有一台普通的電腦主機、屏幕對外的顯示器、讀卡器,列印機、列印卷紙等。下層是幾個金屬小箱子(鈔箱和廢鈔箱),此外,就是一些金屬杠桿等機械設備。
自動櫃員機具有讀卡器和鍵盤兩個輸入裝置,以及揚聲器、顯示屏、憑條列印機和出 鈔口四個輸出裝置的數據終端。輸入裝置可以讓用戶對ATM機發送命令。通過讀卡器,ATM機獲取銀行卡背面磁條中的信息,通過RS232、 RS485USB協議與外界通信的介面傳送給主處理機。
主處理機根據此信息將交易路由到用戶的銀行。用戶再通過鍵盤輸入告訴銀行需要 進行何種交易以及交易金額,在此過程中,銀行需要用戶輸入個人密碼(PIN)以進行身份驗證。
ATM機的核心是鈔箱和出鈔模塊。大多數小型自動櫃員機的整個底部為容納現金的鈔箱。自動櫃員機有一個電子眼,在機器吐出鈔票時點數每張鈔票。關於每一特定交易的帳單金額和所有信息記錄在日記帳中。
機器所有者定期列印日記帳信息,並在該交易發生的兩年內維護交易信息的一份硬拷貝。無論何時如果持卡人對某一交易產生疑問,可以要求列印交易的日記帳,然後聯系主處理機。
如果找不到可以提供日記帳列印記錄的所有者,持卡人需要通知銀行或發卡機構,並填寫相關表格傳真給主處理機,由主處理機負責解決交易糾紛。
除了電子眼點數每張鈔票外,自動櫃員機還有一個估計鈔票厚度的感測器。如果兩張鈔票粘在一起,則被投入廢鈔箱,而不提供給取款人,對於非常破舊和折疊的鈔票也是如此處理。
同時,廢鈔箱中的錢數也要記錄,這樣機器所有者就能知道裝入機器中的鈔票的質量。較高的廢鈔率表明鈔票或自動櫃員機出了問題。
持卡人取款時,ATM機將輸入裝置的信息發送到主處理機,主處理機將交易請 求發送到用戶的銀行或發卡機構。
如果用戶要提取現金,主處理機在客戶銀行賬戶和主處理機賬戶之間執行一個電子資金轉賬。資金轉賬到主處理機賬戶後,處理機 向ATM機發送一個批准代碼,授權ATM機來支付現金,這時候,ATM機的輸出裝置就協助用戶完成取款任務。
Windows CE是許多ATM機的操作系統。Windows最大的好處是操作界面便利,而且用戶可以享受更多的服務。但也更容易遭到侵襲,黑客在侵入系統後,可以給它安裝一個惡意程序欺騙ATM機。
就是在銀行主處理機發送支付口令給ATM機的過程中,如 果在數據包還未到達ATM機之前,惡意程序以更快的速度攔截口令並修改程序,就可以將修改後的支付口令發送給ATM機,讓它乖乖聽話,吐出更多的鈔票。
(5)跳汰機感測裝置設計結構圖擴展閱讀:
組成結構
ATM機安全防護設備主要是指ATM防護罩、ATM防護亭、ATM防護艙等ATM機外圍配置。作為高端ATM防護產品的獨立自助銀亭在漸漸受到市場的重視。銀亭獨立運作的特性也使得其可以進入小區、學校、廣場等人口密集場所,給人們的生產和生活帶來了諸多的便捷。
設備種類
ATM機根據安裝位置可分為戶外ATM機、戶內ATM機及獨立ATM機三種。
戶內:根據ATM機的使用方式,戶內的ATM機又可分為大堂式和穿牆式兩種。
戶外:根據安全性能要求,戶外的ATM機有半封閉式和全封閉式ATM防護亭,全封閉式按外觀形狀可再分為方形和圓形,方形通稱為戶外ATM防護亭,圓形通稱為ATM防護艙。
注意事項
1、要嚴格按ATM的電腦屏幕提示進行操作。不要輕信ATM旁張貼的所謂「告示」或「通知」,更不要按照通知、告示的要求進行操作,必要時可撥打銀行服務熱線咨詢(如農行95599)或向警察求助。
2、要妥善保管好銀行卡密碼。任何情況下都不要將自己的密碼泄露給他人,即使對方宣稱自己是銀行工作人員;在輸入密碼時最好是用手或身體遮擋住,以防密碼被窺竊。
3、要謹防「熱心人幫助」,不要輕易相信陌生人。不法分子往往會一邊冒充「好心人」,幫助持卡人操作ATM,一邊偷窺密碼或亂按鍵盤造成ATM吞卡假象,伺機盜取密碼或銀行卡,平時盡量選擇位於比較醒目地點的自動取款機。
取款時先檢查一下插卡口、出鈔口是否有異常;在輸入密碼時,應加以遮擋,防止別人偷窺;在取款後,應將相應的票據加以妥善保存。
4、要弄清ATM吞卡原因,不要急於離開。一般來說,ATM正常吞卡是因為:信用卡超過有效期限或賬戶已被凍結;持卡人在ATM上操作完畢後30秒內沒有把卡取回;
密碼錯誤超過三次(含三次);操作失誤或機器故障也可能造成吞卡。ATM正常吞卡,機器會吐出吞卡憑條,屏幕也會有吞卡提示,持卡人可持憑條到管理行領卡。
參考資料:網路-自動取款機 (自動櫃員機)
6. 機械設計課程設計---設計盤磨機傳動裝置!!!
我也在做這個題也 老兄
我只能提供樣本給你哈 具體的還是得靠你自己啦
目 錄
一 課程設計書 2
二 設計要求 2
三 設計步驟 2
1. 傳動裝置總體設計方案 3
2. 電動機的選擇 4
3. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 5
4. 計算傳動裝置的運動和動力參數 5
6. 齒輪的設計 8
7. 滾動軸承和傳動軸的設計 19
8. 鍵聯接設計 26
9. 箱體結構的設計 27
10.潤滑密封設計 30
11.聯軸器設計 30
四 設計小結 31
五 參考資料 32
一. 課程設計書
設計課題:
設計一用於帶式運輸機上的兩級齒輪減速器.運輸機連續單向運轉,載荷有輕微沖擊,工作環境多塵,通風良好,空載起動,捲筒效率為0.96(包括其支承軸承效率的損失),減速器小批量生產,使用期限10年(300天/年),三班制工作,滾筒轉速容許速度誤差為5%,車間有三相交流,電壓380/220V。
參數:
皮帶有效拉力F(KN) 3.2
皮帶運行速度V(m/s) 1.4
滾筒直徑D(mm) 400
二. 設計要求
1.減速器裝配圖1張(0號)。
2.零件工作圖2-3張(A2)。
3.設計計算說明書1份。
三. 設計步驟
1. 傳動裝置總體設計方案
2. 電動機的選擇
3. 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比
4. 計算傳動裝置的運動和動力參數
5. 齒輪的設計
6. 滾動軸承和傳動軸的設計
7. 鍵聯接設計
8. 箱體結構設計
9. 潤滑密封設計
10. 聯軸器設計
1.傳動裝置總體設計方案:
1. 組成:傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。
2. 特點:齒輪相對於軸承不對稱分布,故沿軸向載荷分布不均勻,
要求軸有較大的剛度。
3. 確定傳動方案:考慮到電機轉速高,傳動功率大,將V帶設置在高速級。
其傳動方案如下:
圖一:(傳動裝置總體設計圖)
初步確定傳動系統總體方案如:傳動裝置總體設計圖所示。
選擇V帶傳動和二級圓柱斜齒輪減速器。
傳動裝置的總效率
為V帶的傳動效率, 為軸承的效率,
為對齒輪傳動的效率,(齒輪為7級精度,油脂潤滑)
為聯軸器的效率, 為滾筒的效率
因是薄壁防護罩,採用開式效率計算。
取 =0.96 =0.98 =0.95 =0.99 =0.96
=0.96× × ×0.99×0.96=0.760;
2.電動機的選擇
電動機所需工作功率為: P =P/η =3200×1.4/1000×0.760=3.40kW
滾筒軸工作轉速為n= = =66.88r/min,
經查表按推薦的傳動比合理范圍,V帶傳動的傳動比i =2~4,二級圓柱斜齒輪減速器傳動比i =8~40,
則總傳動比合理范圍為i =16~160,電動機轉速的可選范圍為n =i ×n=(16~160)×66.88=1070.08~10700.8r/min。
綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比,
選定型號為Y112M—4的三相非同步電動機,額定功率為4.0
額定電流8.8A,滿載轉速 1440 r/min,同步轉速1500r/min。
方案 電動機型號 額定功 率
P
kw 電動機轉速
電動機重量
N 參考價格
元 傳動裝置的傳動比
同步轉速 滿載轉速 總傳動 比 V帶傳 動 減速器
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 125.65 3.5 35.90
3.確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比
(1)總傳動比
由選定的電動機滿載轉速n 和工作機主動軸轉速n,可得傳動裝置總傳動比為 =n /n=1440/66.88=17.05
(2)分配傳動裝置傳動比
= ×
式中 分別為帶傳動和減速器的傳動比。
為使V帶傳動外廓尺寸不致過大,初步取 =2.3(實際的傳動比要在設計V帶傳動時,由所選大、小帶輪的標準直徑之比計算),則減速器傳動比為
= =17.05/2.3=7.41
根據展開式布置,考慮潤滑條件,為使兩級大齒輪直徑相近,查圖得高速級傳動比為 =3.24,則 = =2.29
4.計算傳動裝置的運動和動力參數
(1) 各軸轉速
= =1440/2.3=626.09r/min
= =626.09/3.24=193.24r/min
= / =193.24/2.29=84.38 r/min
= =84.38 r/min
(2) 各軸輸入功率
= × =3.40×0.96=3.26kW
= ×η2× =3.26×0.98×0.95=3.04kW
= ×η2× =3.04×0.98×0.95=2.83kW
= ×η2×η4=2.83×0.98×0.99=2.75kW
則各軸的輸出功率:
= ×0.98=3.26×0.98=3.19 kW
= ×0.98=3.04×0.98=2.98 kW
= ×0.98=2.83×0.98=2.77kW
= ×0.98=2.75×0.98=2.70 kW
(3) 各軸輸入轉矩
= × × N•m
電動機軸的輸出轉矩 =9550 =9550×3.40/1440=22.55 N•m
所以: = × × =22.55×2.3×0.96=49.79 N•m
= × × × =49.79×3.24×0.96×0.98=151.77 N•m
= × × × =151.77×2.29×0.98×0.95=326.98N•m
= × × =326.98×0.95×0.99=307.52 N•m
輸出轉矩: = ×0.98=49.79×0.98=48.79 N•m
= ×0.98=151.77×0.98=148.73 N•m
= ×0.98=326.98×0.98=320.44N•m
= ×0.98=307.52×0.98=301.37 N•m
運動和動力參數結果如下表
軸名 功率P KW 轉矩T Nm 轉速r/min
輸入 輸出 輸入 輸出
電動機軸 3.40 22.55 1440
1軸 3.26 3.19 49.79 48.79 626.09
2軸 3.04 2.98 151.77 148.73 193.24
3軸 2.83 2.77 326.98 320.44 84.38
4軸 2.75 2.70 307.52 301.37 84.38
5.齒輪的設計
(一)高速級齒輪傳動的設計計算
1. 齒輪材料,熱處理及精度
考慮此減速器的功率及現場安裝的限制,故大小齒輪都選用硬齒面漸開線斜齒輪
(1)齒輪材料及熱處理
① 材料:高速級小齒輪選用45#鋼調質,齒面硬度為小齒輪 280HBS 取小齒齒數 =24
高速級大齒輪選用45#鋼正火,齒面硬度為大齒輪 240HBS Z = ×Z =3.24×24=77.76 取Z =78.
② 齒輪精度
按GB/T10095-1998,選擇7級,齒根噴丸強化。
2.初步設計齒輪傳動的主要尺寸
按齒面接觸強度設計
確定各參數的值:
①試選 =1.6
查課本 圖10-30 選取區域系數 Z =2.433
由課本 圖10-26
則
②由課本 公式10-13計算應力值環數
N =60n j =60×626.09×1×(2×8×300×8)
=1.4425×10 h
N = =4.45×10 h #(3.25為齒數比,即3.25= )
③查課本 10-19圖得:K =0.93 K =0.96
④齒輪的疲勞強度極限
取失效概率為1%,安全系數S=1,應用 公式10-12得:
[ ] = =0.93×550=511.5
[ ] = =0.96×450=432
許用接觸應力
⑤查課本由 表10-6得: =189.8MP
由 表10-7得: =1
T=95.5×10 × =95.5×10 ×3.19/626.09
=4.86×10 N.m
3.設計計算
①小齒輪的分度圓直徑d
=
②計算圓周速度
③計算齒寬b和模數
計算齒寬b
b= =49.53mm
計算摸數m
初選螺旋角 =14
=
④計算齒寬與高之比
齒高h=2.25 =2.25×2.00=4.50
= =11.01
⑤計算縱向重合度
=0.318 =1.903
⑥計算載荷系數K
使用系數 =1
根據 ,7級精度, 查課本由 表10-8得
動載系數K =1.07,
查課本由 表10-4得K 的計算公式:
K = +0.23×10 ×b
=1.12+0.18(1+0.6 1) ×1+0.23×10 ×49.53=1.42
查課本由 表10-13得: K =1.35
查課本由 表10-3 得: K = =1.2
故載荷系數:
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.42=1.82
⑦按實際載荷系數校正所算得的分度圓直徑
d =d =49.53× =51.73
⑧計算模數
=
4. 齒根彎曲疲勞強度設計
由彎曲強度的設計公式
≥
⑴ 確定公式內各計算數值
① 小齒輪傳遞的轉矩 =48.6kN•m
確定齒數z
因為是硬齒面,故取z =24,z =i z =3.24×24=77.76
傳動比誤差 i=u=z / z =78/24=3.25
Δi=0.032% 5%,允許
② 計算當量齒數
z =z /cos =24/ cos 14 =26.27
z =z /cos =78/ cos 14 =85.43
③ 初選齒寬系數
按對稱布置,由表查得 =1
④ 初選螺旋角
初定螺旋角 =14
⑤ 載荷系數K
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.35=1.73
⑥ 查取齒形系數Y 和應力校正系數Y
查課本由 表10-5得:
齒形系數Y =2.592 Y =2.211
應力校正系數Y =1.596 Y =1.774
⑦ 重合度系數Y
端面重合度近似為 =[1.88-3.2×( )] =[1.88-3.2×(1/24+1/78)]×cos14 =1.655
=arctg(tg /cos )=arctg(tg20 /cos14 )=20.64690
=14.07609
因為 = /cos ,則重合度系數為Y =0.25+0.75 cos / =0.673
⑧ 螺旋角系數Y
軸向重合度 = =1.825,
Y =1- =0.78
⑨ 計算大小齒輪的
安全系數由表查得S =1.25
工作壽命兩班制,8年,每年工作300天
小齒輪應力循環次數N1=60nkt =60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10
大齒輪應力循環次數N2=N1/u=6.255×10 /3.24=1.9305×10
查課本由 表10-20c得到彎曲疲勞強度極限
小齒輪 大齒輪
查課本由 表10-18得彎曲疲勞壽命系數:
K =0.86 K =0.93
取彎曲疲勞安全系數 S=1.4
[ ] =
[ ] =
大齒輪的數值大.選用.
⑵ 設計計算
① 計算模數
對比計算結果,由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數m 大於由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數,按GB/T1357-1987圓整為標准模數,取m =2mm但為了同時滿足接觸疲勞強度,需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d =51.73 來計算應有的齒數.於是由:
z = =25.097 取z =25
那麼z =3.24×25=81
② 幾何尺寸計算
計算中心距 a= = =109.25
將中心距圓整為110
按圓整後的中心距修正螺旋角
=arccos
因 值改變不多,故參數 , , 等不必修正.
計算大.小齒輪的分度圓直徑
d = =51.53
d = =166.97
計算齒輪寬度
B=
圓整的
(二) 低速級齒輪傳動的設計計算
⑴ 材料:低速級小齒輪選用45鋼調質,齒面硬度為小齒輪 280HBS 取小齒齒數 =30
速級大齒輪選用45鋼正火,齒面硬度為大齒輪 240HBS z =2.33×30=69.9 圓整取z =70.
⑵ 齒輪精度
按GB/T10095-1998,選擇7級,齒根噴丸強化。
⑶ 按齒面接觸強度設計
1. 確定公式內的各計算數值
①試選K =1.6
②查課本由 圖10-30選取區域系數Z =2.45
③試選 ,查課本由 圖10-26查得
=0.83 =0.88 =0.83+0.88=1.71
應力循環次數
N =60×n ×j×L =60×193.24×1×(2×8×300×8)
=4.45×10
N = 1.91×10
由課本 圖10-19查得接觸疲勞壽命系數
K =0.94 K = 0.97
查課本由 圖10-21d
按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 ,
大齒輪的接觸疲勞強度極限
取失效概率為1%,安全系數S=1,則接觸疲勞許用應力
[ ] = =
[ ] = =0.98×550/1=517
[ 540.5
查課本由 表10-6查材料的彈性影響系數Z =189.8MP
選取齒寬系數
T=95.5×10 × =95.5×10 ×2.90/193.24
=14.33×10 N.m
=65.71
2. 計算圓周速度
0.665
3. 計算齒寬
b= d =1×65.71=65.71
4. 計算齒寬與齒高之比
模數 m =
齒高 h=2.25×m =2.25×2.142=5.4621
=65.71/5.4621=12.03
5. 計算縱向重合度
6. 計算載荷系數K
K =1.12+0.18(1+0.6 +0.23×10 ×b
=1.12+0.18(1+0.6)+ 0.23×10 ×65.71=1.4231
使用系數K =1
同高速齒輪的設計,查表選取各數值
=1.04 K =1.35 K =K =1.2
故載荷系數
K= =1×1.04×1.2×1.4231=1.776
7. 按實際載荷系數校正所算的分度圓直徑
d =d =65.71×
計算模數
3. 按齒根彎曲強度設計
m≥
一確定公式內各計算數值
(1) 計算小齒輪傳遞的轉矩 =143.3kN•m
(2) 確定齒數z
因為是硬齒面,故取z =30,z =i ×z =2.33×30=69.9
傳動比誤差 i=u=z / z =69.9/30=2.33
Δi=0.032% 5%,允許
(3) 初選齒寬系數
按對稱布置,由表查得 =1
(4) 初選螺旋角
初定螺旋角 =12
(5) 載荷系數K
K=K K K K =1×1.04×1.2×1.35=1.6848
(6) 當量齒數
z =z /cos =30/ cos 12 =32.056
z =z /cos =70/ cos 12 =74.797
由課本 表10-5查得齒形系數Y 和應力修正系數Y
(7) 螺旋角系數Y
軸向重合度 = =2.03
Y =1- =0.797
(8) 計算大小齒輪的
查課本由 圖10-20c得齒輪彎曲疲勞強度極限
查課本由 圖10-18得彎曲疲勞壽命系數
K =0.90 K =0.93 S=1.4
[ ] =
[ ] =
計算大小齒輪的 ,並加以比較
大齒輪的數值大,選用大齒輪的尺寸設計計算.
① 計算模數
對比計算結果,由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數m 大於由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數,按GB/T1357-1987圓整為標准模數,取m =3mm但為了同時滿足接觸疲勞強度,需要按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑d =72.91 來計算應有的齒數.
z = =27.77 取z =30
z =2.33×30=69.9 取z =70
② 初算主要尺寸
計算中心距 a= = =102.234
將中心距圓整為103
修正螺旋角
=arccos
因 值改變不多,故參數 , , 等不必修正
分度圓直徑
d = =61.34
d = =143.12
計算齒輪寬度
圓整後取
低速級大齒輪如上圖:
齒輪各設計參數附表
1. 各軸轉速n
(r/min)
(r/min)
(r/min)
(r/min)
626.09 193.24 84.38 84.38
2. 各軸輸入功率 P
(kw)
(kw)
(kw)
(kw)
3.26 3.04 2.83 2.75
3. 各軸輸入轉矩 T
(kN•m)
(kN•m)
(kN•m)
(kN•m)
49.79 151.77 326.98 307.52
6.傳動軸承和傳動軸的設計
1. 傳動軸承的設計
⑴. 求輸出軸上的功率P ,轉速 ,轉矩
P =2.83KW =84.38r/min
=326.98N.m
⑵. 求作用在齒輪上的力
已知低速級大齒輪的分度圓直徑為
=143.21
而 F =
F = F
F = F tan =4348.16×0.246734=1072.84N
圓周力F ,徑向力F 及軸向力F 的方向如圖示:
⑶. 初步確定軸的最小直徑
先按課本15-2初步估算軸的最小直徑,選取軸的材料為45鋼,調質處理,根據課本 取
輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯軸器處的直徑 ,為了使所選的軸與聯軸器吻合,故需同時選取聯軸器的型號
查課本 ,選取
因為計算轉矩小於聯軸器公稱轉矩,所以
查《機械設計手冊》
選取LT7型彈性套柱銷聯軸器其公稱轉矩為500Nm,半聯軸器的孔徑
⑷. 根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
① 為了滿足半聯軸器的要求的軸向定位要求,Ⅰ-Ⅱ軸段右端需要制出一軸肩,故取Ⅱ-Ⅲ的直徑 ;左端用軸端擋圈定位,按軸端直徑取擋圈直徑 半聯軸器與 為了保證軸端擋圈只壓在半聯軸器上而不壓在軸端上, 故Ⅰ-Ⅱ的長度應比 略短一些,現取
② 初步選擇滾動軸承.因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列角接觸球軸承.參照工作要求並根據 ,由軸承產品目錄中初步選取0基本游隙組 標准精度級的單列角接觸球軸承7010C型.
D B
軸承代號
45 85 19 58.8 73.2 7209AC
45 85 19 60.5 70.2 7209B
45 100 25 66.0 80.0 7309B
50 80 16 59.2 70.9 7010C
50 80 16 59.2 70.9 7010AC
50 90 20 62.4 77.7 7210C
2. 從動軸的設計
對於選取的單向角接觸球軸承其尺寸為的 ,故 ;而 .
右端滾動軸承採用軸肩進行軸向定位.由手冊上查得7010C型軸承定位軸肩高度 mm,
③ 取安裝齒輪處的軸段 ;齒輪的右端與左軸承之間採用套筒定位.已知齒輪 的寬度為75mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪,此軸段應略短於輪轂寬度,故取 . 齒輪的左端採用軸肩定位,軸肩高3.5,取 .軸環寬度 ,取b=8mm.
④ 軸承端蓋的總寬度為20mm(由減速器及軸承端蓋的結構設計而定) .根據軸承端蓋的裝拆及便於對軸承添加潤滑脂的要求,取端蓋的外端面與半聯軸器右端面間的距離 ,故取 .
⑤ 取齒輪距箱體內壁之距離a=16 ,兩圓柱齒輪間的距離c=20 .考慮到箱體的鑄造誤差,在確定滾動軸承位置時,應距箱體內壁一段距離 s,取s=8 ,已知滾動軸承寬度T=16 ,
高速齒輪輪轂長L=50 ,則
至此,已初步確定了軸的各端直徑和長度.
5. 求軸上的載荷
首先根據結構圖作出軸的計算簡圖, 確定頂軸承的支點位置時,
查《機械設計手冊》20-149表20.6-7.
對於7010C型的角接觸球軸承,a=16.7mm,因此,做為簡支梁的軸的支承跨距.
傳動軸總體設計結構圖:
(從動軸)
(中間軸)
(主動軸)
從動軸的載荷分析圖:
6. 按彎曲扭轉合成應力校核軸的強度
根據
= =
前已選軸材料為45鋼,調質處理。
查表15-1得[ ]=60MP
〈 [ ] 此軸合理安全
7. 精確校核軸的疲勞強度.
⑴. 判斷危險截面
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B無需校核.從應力集中對軸的疲勞強度的影響來看,截面Ⅵ和Ⅶ處過盈配合引起的應力集中最嚴重,從受載來看,截面C上的應力最大.截面Ⅵ的應力集中的影響和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同時軸徑也較大,故不必做強度校核.截面C上雖然應力最大,但是應力集中不大,而且這里的直徑最大,故C截面也不必做強度校核,截面Ⅳ和Ⅴ顯然更加不必要做強度校核.由第3章的附錄可知,鍵槽的應力集中較系數比過盈配合的小,因而,該軸只需膠合截面Ⅶ左右兩側需驗證即可.
⑵. 截面Ⅶ左側。
抗彎系數 W=0.1 = 0.1 =12500
抗扭系數 =0.2 =0.2 =25000
截面Ⅶ的右側的彎矩M為
截面Ⅳ上的扭矩 為 =311.35
截面上的彎曲應力
截面上的扭轉應力
= =
軸的材料為45鋼。調質處理。
由課本 表15-1查得:
因
經插入後得
2.0 =1.31
軸性系數為
=0.85
K =1+ =1.82
K =1+ ( -1)=1.26
所以
綜合系數為: K =2.8
K =1.62
碳鋼的特性系數 取0.1
取0.05
安全系數
S = 25.13
S 13.71
≥S=1.5 所以它是安全的
截面Ⅳ右側
抗彎系數 W=0.1 = 0.1 =12500
抗扭系數 =0.2 =0.2 =25000
截面Ⅳ左側的彎矩M為 M=133560
截面Ⅳ上的扭矩 為 =295
截面上的彎曲應力
截面上的扭轉應力
= = K =
K =
所以
綜合系數為:
K =2.8 K =1.62
碳鋼的特性系數
取0.1 取0.05
安全系數
S = 25.13
S 13.71
≥S=1.5 所以它是安全的
8.鍵的設計和計算
①選擇鍵聯接的類型和尺寸
一般8級以上精度的尺寸的齒輪有定心精度要求,應用平鍵.
根據 d =55 d =65
查表6-1取: 鍵寬 b =16 h =10 =36
b =20 h =12 =50
②校和鍵聯接的強度
查表6-2得 [ ]=110MP
工作長度 36-16=20
50-20=30
③鍵與輪轂鍵槽的接觸高度
K =0.5 h =5
K =0.5 h =6
由式(6-1)得:
<[ ]
<[ ]
兩者都合適
取鍵標記為:
鍵2:16×36 A GB/T1096-1979
鍵3:20×50 A GB/T1096-1979
9.箱體結構的設計
減速器的箱體採用鑄造(HT200)製成,採用剖分式結構為了保證齒輪佳合質量,
大端蓋分機體採用 配合.
1. 機體有足夠的剛度
在機體為加肋,外輪廓為長方形,增強了軸承座剛度
2. 考慮到機體內零件的潤滑,密封散熱。
因其傳動件速度小於12m/s,故採用侵油潤油,同時為了避免油攪得沉渣濺起,齒頂到油池底面的距離H為40mm
為保證機蓋與機座連接處密封,聯接凸緣應有足夠的寬度,聯接表面應精創,其表面粗糙度為
3. 機體結構有良好的工藝性.
鑄件壁厚為10,圓角半徑為R=3。機體外型簡單,拔模方便.
4. 對附件設計
A 視孔蓋和窺視孔
在機蓋頂部開有窺視孔,能看到 傳動零件齒合區的位置,並有足夠的空間,以便於能伸入進行操作,窺視孔有蓋板,機體上開窺視孔與凸緣一塊,有便於機械加工出支承蓋板的表面並用墊片加強密封,蓋板用鑄鐵製成,用M6緊固
B 油螺塞:
放油孔位於油池最底處,並安排在減速器不與其他部件靠近的一側,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔處的機體外壁應凸起一塊,由機械加工成螺塞頭部的支承面,並加封油圈加以密封。
C 油標:
油標位在便於觀察減速器油麵及油麵穩定之處。
油尺安置的部位不能太低,以防油進入油尺座孔而溢出.
D 通氣孔:
由於減速器運轉時,機體內溫度升高,氣壓增大,為便於排氣,在機蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器,以便達到體內為壓力平衡.
E 蓋螺釘:
啟蓋螺釘上的螺紋長度要大於機蓋聯結凸緣的厚度。
釘桿端部要做成圓柱形,以免破壞螺紋.
F 位銷:
為保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度,在機體聯結凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷,以提高定位精度.
G 吊鉤:
在機蓋上直接鑄出吊鉤和吊環,用以起吊或搬運較重的物體.
減速器機體結構尺寸如下:
名稱 符號 計算公式 結果
箱座壁厚
10
箱蓋壁厚
9
箱蓋凸緣厚度
12
箱座凸緣厚度
15
箱座底凸緣厚度
25
地腳螺釘直徑
M24
地腳螺釘數目
查手冊 6
軸承旁聯接螺栓直徑
M12
機蓋與機座聯接螺栓直徑
=(0.5~0.6)
M10
軸承端蓋螺釘直徑
=(0.4~0.5)
10
視孔蓋螺釘直徑
=(0.3~0.4)
8
定位銷直徑
=(0.7~0.8)
8
, , 至外機壁距離
查機械課程設計指導書表4 34
22
18
, 至凸緣邊緣距離
查機械課程設計指導書表4 28
16
外機壁至軸承座端面距離
= + +(8~12)
50
大齒輪頂圓與內機壁距離
>1.2
15
齒輪端面與內機壁距離
>
10
機蓋,機座肋厚
9 8.5
軸承端蓋外徑
+(5~5.5)
120(1軸)125(2軸)
150(3軸)
軸承旁聯結螺栓距離
120(1軸)125(2軸)
150(3軸)
10. 潤滑密封設計
對於二級圓柱齒輪減速器,因為傳動裝置屬於輕型的,且傳速較低,所以其速度遠遠小於 ,所以採用脂潤滑,箱體內選用SH0357-92中的50號潤滑,裝至規定高度.
油的深度為H+
H=30 =34
所以H+ =30+34=64
其中油的粘度大,化學合成油,潤滑效果好。
密封性來講為了保證機蓋與機座聯接處密封,聯接
凸緣應有足夠的寬度,聯接表面應精創,其表面粗度應為
密封的表面要經過刮研。而且,凸緣聯接螺柱之間的距離不宜太
大,國150mm。並勻均布置,保證部分面處的密封性。
11.聯軸器設計
1.類型選擇.
為了隔離振動和沖擊,選用彈性套柱銷聯軸器.
2.載荷計算.
公稱轉矩:T=9550 9550 333.5
查課本 ,選取
所以轉矩
因為計算轉矩小於聯軸器公稱轉矩,所以
查《機械設計手冊》
選取LT7型彈性套柱銷聯軸器其公稱轉矩為500Nm