⑴ 減速器設計過程
1、仔細閱讀和研究設計任務書，明確設計要求，分析原始數據和工作條件，擬定傳動；
2、裝置的總體方案；
3、選擇電動機，確定其形式、轉速和功率；
4、計算傳動裝置的總傳功比和分配各級傳動比；
5、計算各軸的轉速、功率和扭矩；
6、通過汁算確定開式傳動（三角帶傳動、鏈傳動或齒輪傳動)的主要參數和尺寸;
7、通過計算確定閉式傳功(齒搶傳幼或蝸桿傳功〕的主要參數和尺寸；
8、初算各軸的直徑，據此進行各軸的結鉤設計;
9、初定軸承的型號和跨距，分析物上的載荷，計算支點反力，通過軸承的壽命計算 ；
10、最後確定其型號；
11、選擇聯軸器和鏈聯接；
12、驗算軸的復合強度和安全系數；
13、繪制減速機裝配圖和零件工作圖；
14、整理和編寫設計計算說明書。
⑵ 加熱爐課程設計
1 傳動裝置總體設計
1.1 選擇電動機
1．類型：按已知工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相非同步電動機.
2．選擇電動機容量：工作機所需功率 式中 =1.8 , =0.65 .查文獻[2]表10.7,得片式關節鏈 =0.95,滾動軸承 =0.99。取 = =0.95 0.99=0.94，代入上式得 =1.24
從電動機到工作機輸送鏈間的總效率 為 式中，查文獻[2]表10.7，得
聯軸器效率 =0.98
滾動軸承效率 =0.99
雙頭蝸桿效率 =0.8
滾子鏈效率 =0.96
則 =0.98 0.99 0.80 0.96=0.745
故電動機的輸出功率 =1.67
因載荷平穩，電動機額定功率 只需略大於 即可。查文獻[2]中Y系列電動機技術數據表選電動機的額定功率 為2.2 。
3．確定電動機轉速：運輸機鏈輪工作轉速為 =24.11 r/min
查文獻[2]表10.6得,單級蝸桿傳動減速機傳動比范圍 11=10~40,鏈傳動比 12 6,取范圍 12=2~4,則總傳動比范圍為 =10 2~40 4=20~160.可見電動機轉速可選范圍為 =(20~160) 24.11=(482.2~3857.6)r/min
符合這一范圍的同步轉速有750r/min，1000r/min，1500r/min，3000r/min四種。查文獻[2]表19.1，對應於額定功率 為2.2KW的電動機型號分別取Y132S-8型，Y112M-6型,Y100L-4型和Y90L-2型。將以上四種型號電動機有關技術數據及相應算得的總傳動比列於表2-1。
表2-1
方案號 電動機型號 額定功率KW同步轉速 r/min滿載轉速 r/min總傳動比
1 Y132S-8 2.2 750 710 29.45
2 Y112M-6 2.2 1000 940 38.99
3 Y100L-4 2.2 1500 1420 58.90
4 Y90L-2 2.2 3000 2840 117.79
通過對四種方案比較可以看出：方案3選用的電動機轉速較高，質量輕，價格低，與傳動裝置配合結構緊湊，總傳動比為58.90，對整個輸送機而言不算大。故選方案3較合理。
Y100L-4型三相非同步電動機的額定功率為 =2.2KW，滿載轉速n=1400r/min。由文獻[2]表19.2查得電動機中心高H=100 ，軸伸出部分用於裝聯軸器軸段的直徑和長度分別為D=28 和E=60 。
1.2 計算傳動裝置的運動和動力參數
各軸轉速
1 軸 n1=nm=1420r/min
2 軸 n2= =1420/20=71 r/min
3 軸 n3= =71/2.95=24.11 r/min
各軸的輸入功率
1 軸 p1=p0 1=1.67 0.98=1.64
2 軸 p2=p1 =1.63 .080=1.31
3 軸 p3=p2 =1.31 0.99 0.96=1.24
各軸的輸入轉矩
電機軸 T0=9550 =9550 1.67/1420=11.23
1 軸 T1=9550 =9550 1.63/1420=10.96
2 軸 T2=9550 =9550 1.31/71=176.20
3 軸 T3=9550 =9550 1.24/24.11=491.17
將以上算得的運動和動力參數列於表2-2。
表2-2
軸名 輸入功率 輸入轉矩 各軸轉速 傳動比i
電機軸 1.67 11.23 1420 1 0.98
1 軸 1.64 10.96 1420 20 0.8
2 軸 1.31 176.20 71 2.95
3 軸 1.24 491.17 24.11 0.95
2 傳動零件的設計
2.1 選擇蝸桿傳動類型及材料
根據GB/T 10085-1988的推存，採用漸開線蝸桿（ZI）。
選擇材料
1．蝸桿：根據庫存材料的情況，並考慮到蝸桿傳動傳遞的功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45~55HRC。
2. 蝸輪: 因而蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。為了節約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅製造，而輪芯用灰鑄鐵HT100製造。
2.2 蝸桿與蝸輪
1.蝸桿
軸向齒距pa=zm=15.708
直徑系數q=d1/m=10
齒頂圓直徑da1=d1+2 m=50+2 1 5=60
齒根圓直徑df1=d1 =50 (1+0.2) 5=38
蝸桿軸向齒厚Sa=0.5 m=7.8540
如下圖：
蝸桿
2. 蝸輪
蝸輪齒數za=41
變位系數x2= 00
驗證傳動比 =z2/z1=41/2=20.5
=0.025=2.5%<5%(允許)
分度圓直徑d2=mz2=5 41=205
齒頂圓直徑da1=d2+2ha2=205+2 0.5 5=210
齒根圓直徑df2=d2 hf2=205 1.2 5=188
蝸輪咽喉母圓半徑Rg2=a da2=125 210=20
如下圖：
蝸輪
3 減速器鑄造箱體的主要結構尺寸
3.1主要結構尺寸計算
1 箱座壁厚 δ≈0.004a+3=0.004×125+3=8 8 （取δ=8）
2 箱蓋壁厚 δ1≈0.85δ=0.85×10=8.5 6 （取δ1=7）
3 箱座分箱面凸緣厚 b≈1.5δ=1.5×8=12
4 箱蓋分箱面凸緣厚 b1=1.5δ1=1.5×7=11
5 平凸緣底座厚 b2≈2.35δ=2.35×8 =20
6 地腳螺栓 df≈0.036a+12=0.036×125+12≈16
7 軸承螺栓 d1≈0.7df=0.7×16≈12
8 聯接分箱面的螺栓 d2≈(0.6～0.7)×16.59≈10
9 軸承端蓋螺釘直徑 d3≈(0.4～0.5)df≈8
10 窺視孔螺栓直徑 d4=6 （個數n=4）
11 吊環螺釘 d5=8 (根據減速器的重量GB825-1988確定)
12 地腳螺栓數 n=4
13 軸承座孔（D）外的直徑
D2=1.35D3=1.35×52=72 D3=52
14 凸緣上螺栓凸台的結構尺寸
C1=18,C2=14,D0=25,R0=5,r=3,R1≈C1=18, r1≈0.2C2=0.2×14=3
15 軸承螺栓凸台高 h≈(0.35～0.45)D2=30
16 軸承旁聯接螺栓距離 S=D2=72
17 軸承座孔外端面至箱外 l9=C1+C2+2=18+14+2=34
3.2減速器的附件
1．檢查孔與檢查孔蓋：傳動件的嚙合情況、接觸斑點、側隙和向箱體內傾注潤滑油,在傳動嚙合區上方的箱蓋上開設檢查孔
2．通氣器 ：速器工作時,箱體溫度升高,氣體膨脹,壓力增大,對減速器各接縫面的密封很不利,故常在箱蓋頂或檢查孔蓋上裝有通氣器
3．油塞 ：換油及清洗箱體時排出油污,在箱體底部最低位置設有排油孔,通常設置一個排油孔,平時用油塞及封油圈堵住
4．定位銷 ：了保證箱體軸承座孔的鏜制和裝配精度,需在想替分箱面凸緣長度方向兩側各安裝一個圓錐定位銷
3.3減速器的潤滑
蝸桿的潤滑：雖然本蝸桿的圓周速度略小於0.5m/s,但考慮本傳動裝置壽命較長，滑移速度較大，故採用油池潤滑. 參照文獻[1]表11-20選擇潤滑劑為L-AN
滾動軸承的潤滑：下置式蝸桿的軸承，由於軸承位置較低，可以利用箱內油池中的潤滑油直接浸浴軸承進行潤滑，即滾動軸承採用油浴潤滑
⑶ 化工裝置開展總體設計的前提條件
完成總體設計的基本條件是工藝裝置組成確定、工藝路線確定,對全鋒扒廠系統的要求明確;工廠組織機構和管理模式明確;工廠依託的社會資源確態鄭定、設計帆基頌基礎數據充分。
⑷ 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
⑸ 電氣設計有哪些要求（設計規范，選型整定等）
電氣原理圖設計
為滿足生產機械及工藝要求進行的電氣控制電路的設計
電氣工藝設計
為電氣控制裝置的製造,使用,運行,維修的需要進行的生產施工設計
第一節 電氣控制設計的原則和內容
一,電氣控制設計的原則
1)最大限度滿足生產機械和生產工藝對電氣控制的要求
2)在滿足要求的前提下,使控制系統簡單,經濟,合理,便於操作,維修方便,安全可靠
3)電器元件選用合理,正確,使系統能正常工作
4)為適應工藝的改進,設備能力應留有裕量
二,電氣控制設計的基本內容
1.電氣原理圖設計內容
1) 擬定電氣設計任務書
2)選擇電力拖動方案和控制方式
3)確定電動機的類型,型號,容量,轉速
4)設計電氣控制原理圖
5)選擇電器元件及清單
6)編寫設計計算說明書
2. 電氣工藝設計內容
1)設計電氣設備的總體配置,繪制總裝配圖和總接線圖
2)繪制各組件電器元件布置圖與安裝接線圖,標明安裝方式,接線方式
3)編寫使用維護說明書
第二節 電力拖動方案的確定和電動機的選擇
一,電力拖動方案的確定
1,拖動方式的選擇
2,調速方案的選擇
3,電動機調速性質應與負載特性相適應
二,拖動電動機的選擇
(一)電動機選擇的基本原則
1)電動機的機械特性應滿足生產機械的要求,與負載的特性相適應
2)電動機的容量要得到充分的利用
3)電動機的結構形式要滿足機械設計的安裝要求,適合工作環境
4)在滿足設計要求前提下,優先採用三相非同步電動機
(二)根據生產機械調速要求選擇電動機
一般---三相籠型非同步電動機,雙速電機
調速,起動轉矩大---三相籠型非同步電動機
調速高---直流電動機,變頻調速交流電動機
(三)電動機結構形式的選擇
根據工作性質,安裝方式,工作環境選擇
(四)電動機額定電壓的選擇
(五)電動機額定轉速的選擇
(六)電動機容量的選擇
1,分析計演算法:
此外,還可通過對長期運行的同類生產機械的電動機容量進行調查,並對機械主要參數,工作條件進行類比,然後再確定電動機的容量.
第三節 電氣控制電路設計的一股要求
一,電氣控制應最大限度地滿足生產機械加工工藝的要求
設計前,應對生產機械工作性能,結構特點,運動情況,加工工藝過程及加工情況有充
分的了解,並在此基礎上設計控制方案,考慮控制方式,起動,制動,反向和調速的要求,
安置必要的聯鎖與保護,確保滿足生產機械加工工藝的要求.
二,對控制電路電流,電壓的要求
應盡量減少控制電路中的電流,電壓種類,控制電壓應選擇標准電壓等級.電氣控制電
各常用的電壓等級如表10-2所示.
三,控制電路力求簡單,經濟
1.盡量縮短連接導線的長度和導線數量 設計控制電路時,應考慮各電器元件的安裝
立置,盡可能地減少連接導線的數量,縮短連接導線的長度.如圖10-l.
2.盡量減少電器元件的品種,數量和規格 同一用途的器件盡可能選用同品牌,型號的產品,並且電器數量減少到最低限度.
3.盡量減少電器元件觸頭的數目.在控制電路中,盡量減少觸頭是為了提高電路運行
的可靠性.例如圖10-2a所示.
4.盡量減少通電電器的數目,以利節能與延長電器元件壽命,減少故障.如圖10-3a所示.
四,確保控制電路工作的安全性和可靠性
1.正確連接電器的線圈 在交流控制電路中,同時動作的兩個電器線圈不能串聯,兩個電磁線圈需要同時吸合時其線圈應並聯連接,如圖10-4b所示.
在直流控制電路中,兩電感值相差懸殊的直流電壓線圈不能並聯連接.
2正確連接電器元件的觸頭 設計時,應使分布在電路中不同位置的同一電器觸頭接到電源的同一相上,以避免在電器觸頭上引起短路故障.
3防止寄生電路 在控制電路的動作過程中.意外接通的電路叫寄生電路.
4.在控制電路中控制觸頭應合理布置.
5.在設計控制電路中應考慮繼電器觸頭的接通與分斷能力.
6,避免發生觸頭"競爭","冒險"現象
競爭:當控制電路狀態發生變換時,常伴隨電路中的電器元件的觸頭狀態發生變換.由於電器元件總有一定的固有動作時間,對於一個時序電路來說,往往發生不按時序動作的情況,觸頭爭先吸合,就會得到幾個不同的輸出狀態,這種現象稱為電路的"競爭".
冒險:對於開關電路,由於電器元件的釋放延時作用,也會出現開關元件不按要求的邏輯功能輸出,這種現象稱為"冒險".
7.採用電氣聯鎖與機械聯鎖的雙重聯鎖.
五,具有完善的保護環節
電氣控制電路應具有完善的保護環節,常用的有漏電保護,短路,過載,過電流,過電壓,欠電壓與零電壓,弱磁,聯鎖與限位保護等.
六,要考慮操作,維修與調試的方便
第四節 電氣控制電路設計的方法與步驟
一,電氣控制電路設計方法簡介
設計電氣控制電路的方法有兩種,一種是分析設計法,另一種是邏輯設計法.
分析設計法(經驗設計法):根據生產工藝的要求選擇一些成熟的典型基本環節來實現這些基本要求,而後再逐步完善其功能,並適當配 置聯鎖和保護等環節,使其組合成一個整體,成為滿足控制要求的完整電路.
邏輯設計法:利用邏輯代數這一數學工具設計電氣控制電路.
在繼電接觸器控制電路中,把表示觸頭狀態的邏輯變數稱為輸人邏輯變數,把表示繼電
器接觸器線圈等受控元件的邏輯變數稱為輸出邏輯變數.輸人,輸出邏輯變數之間的相互關
系稱為邏輯函數關系,這種相互關系表明了電氣控制電路的結構.所以,根據控制要求,將
這些邏輯變數關系寫出其邏輯函數關系式,再運用邏輯函數基本公式和運算規律對邏輯函數
式進行化簡,然後根據化簡了的邏輯關系式畫出相應的電路結構圖,最後再作進一步的檢查
和優化,以期獲得較為完善的設計方案.
二,分析設計法的基本步驟
分析設計法設計電氣控制電路的基本步驟是:
l)按工藝要求提出的起動,制動,反向和調速等要求設計主電路.
2)根據所設計出的主電路,設計控制電路的基本環節,即滿足設計要求的起動,制動,
反向和調速等的基本控制環節.
3)根據各部分運動要求的配合關系及聯鎖關系,確定控制參量並設計控制電路的特殊
環節.
4)分析電路工作中可能出現的故障,加入必要的保護環節.
5)綜合審查,仔細檢查電氣控制電路動作是否正確 關鍵環節可做必要實驗,進一步
完善和簡化電路a
三,分析設計法設計舉例
下面以橫梁升降機構的電氣控制設計為例來說明分析設計法設計電氣控制電路的方法與
步驟.
在龍門刨床上裝有橫梁升降機構,加工工件時,橫梁應夾緊在立柱上,當加工工件高低
不同時,則橫梁應先松開立柱然後沿立柱上下移動,移動到位後,橫梁應夾緊在立柱上.所
以,橫梁的升降由橫梁升降電動機拖動,橫梁的放鬆,夾緊動作由夾緊電動機,傳動裝置與
夾緊裝置配合來完成.
(一)橫梁升降機構的工藝要求:
(1)橫樑上升時,自動按照先放鬆橫梁一橫樑上升一夾緊橫梁的順序進行.
(2)橫梁下降時,自動按照放鬆橫梁一橫梁下降一橫梁回升一夾緊橫梁的順序進行.
(3)橫梁夾緊後,夾緊電動機自動停止轉動.
(4)橫梁升降應設有上下行程的限位保護,夾緊電動機應設有夾緊力保護.
(二)電氣控制電路設計過程
1.主電路設計: 橫梁升降機構分別由橫梁升降電動機MI與橫梁夾緊放鬆電動機W拖
動.巴兩台電動機均為三相籠型非同步電動機,均要求實現正反轉.因此採用KM1I,KM2.
KM3,KM4四個接觸器分別控制M1和M2的正反轉,如圖10-9所示.
2.控制電路基本環節的設計:由於橫梁升降為調整運動,故對M1採用點動控制,一個
點動按鈕只能控制一種運動,故用上升點動按鈕犯 與下降點動按鈕明 來控制橫梁的升降,但在移動前要求先松開橫梁,移動到位松開點動按鈕時又要求橫梁夾緊,也就是說點動按鈕要控制KMI-KM4四個接觸器,所以引入上升中間繼電器KA1與下降中間繼電器KA2,再由中間繼電器去控制四個接觸器.於是設計出橫梁升降電氣控制電路草圖之一,如圖10-9所示.
3.設計控制電路的特殊環節
1)橫樑上升時,必須使夾緊電動機MZ先工作,將橫梁放鬆後,發出信號,使MZ停止
工作,同時使升降電動機MI工作,帶動橫樑上升.按下上升點動按鈕,中間繼電器KAI線圈通電吸合,其常開觸頭閉合,使接觸器KM4通電吸合,MZ反轉起動旋轉,橫梁開始放鬆;橫梁放鬆的程度採用行程開關地 控制,當橫梁放鬆到一定程度,撞塊壓下你用地 的常閉觸頭斷開來控制接觸器KM4線圈的斷電,常開觸頭閉合控制接觸器KMI線圈的通電,KMI的主觸頭閉合使MI正轉,橫梁開始作上升運動.
2)升降電動機拖動橫樑上升至所需位置時,松開上升點動按鈕犯,中間繼電器KAI
接觸器KMI線圈相繼斷電釋放,接觸器KM3線圈通電吸合,使升降電動機停止工作,同時
使夾緊電動機開始正轉,使橫梁夾緊.在夾緊過程中.行程開關 SQI復位,因此 KM3應加
自鎖觸頭,當夾緊到一定程度時,發出信號切斷夾緊電動機電源.這里採用過電流繼電器控
制夾緊的程度,即將過電流繼電器KA3線圈串接在夾緊電動機主電路任一相中.當橫梁夾
緊時,相當於電動機工作在堵轉狀態,電動機定子電流增大,將過電流繼電器的動作電流整
定在兩倍額定電流左右;當橫梁夾緊後電流繼電器動作,其常閉觸頭將接觸器KM3線圈電
路切斷.
3)橫梁的下降仍按先放鬆再下降的方式控制,但下降結束後需有短時間的回升運動,該回升運動可採用斷電延時型時間繼電器進行控制.時間繼電器KT的線圈由下降接觸器 KMZ常開觸頭控制,其斷電延時斷開的常開觸頭與夾緊接觸器KM3常開觸頭串聯後並接於上升電路中間繼電器KAI常開觸頭兩端.這樣,當橫梁下降時,時間繼電器KT線圈通電吸合,其斷電延時斷開的常開觸頭立即閉合,為回升電路工作作好准備.當橫梁下降至所需位置時,松開下降點動按鈕田.KMZ線圈斷電釋放,時間繼電器KT線圈斷電,夾緊接觸器.
3.設計控制電路的特殊環節
1)橫樑上升時,必須使夾緊電動機MZ先工作,將橫梁放鬆後,發出信號,使MZ停止
IW,同時使升降電動機 MI工作,帶動橫樑上升.按下上升點動按鈕犯,中間繼電器
KAI線圈通電吸合,其常開觸頭閉合,使接觸器KM4通電吸合,MZ反轉起動旋轉,橫梁開
始放鬆;橫梁放鬆的程度採用行程開關地 控制,當橫梁放鬆到一定程度,撞塊壓下 SQI,
用明 的常閉觸頭斷開來控制接觸器KM4線圈的斷電,常開觸頭閉合控制接觸器KMI線圈
的通電,KMI的主觸頭閉合使MI正轉,橫梁開始作上升運動.
2)升降電動機拖動橫樑上升至所需位置時,松開上升點動按鈕肥,中間繼電器KAI
接觸器KMI線圈相繼斷電釋放,接觸器KM3線圈通電吸合,使升降電動機停止工作,同時
使夾緊電動機開始正轉,使橫梁夾緊.在夾緊過程中,行程開關地 復位,因此 KM應加
自鎖觸頭,當夾緊到一定程度時,發出信號切斷夾緊電動機電源.這里採用過電流繼電器控
制夾緊的程度,即將過電流繼電器KA3線圈串接在夾緊電動機主電路任一相中.當橫梁夾
緊時,相當於電動機工作在堵轉狀態,電動機定子電流增大,將過電流繼電器的動作電流整
定在兩倍額定電流左右;當橫梁夾緊後電流繼電器動作,其常閉觸頭將接觸器KM3線圈電
路切斷.KM3線圈通電吸合,橫梁開始夾緊.此時,上升接觸器KMI線圈通過閉合的時間斷電器KT常開觸頭及KM3常開觸頭而通電吸合,橫梁開始回升,經一段時間延時,延時斷開的常開觸頭KT斷開,KMI線圈斷電釋放,回升運動結束,而橫梁還在繼續夾緊,夾緊到一定程度,過電流繼電器動作,夾緊運動停止.此時的橫梁升降電氣控制電路設計草圖如圖10-10
所示.
4.設計聯鎖保護環節
橫樑上升限位保護由行程開關SQZ來實現;下降限位保護由行程開關SQ3來實現;上
升與下降的互鎖,夾緊與放鬆的互鎖均由中間繼電器KAI和KAZ的常閉觸頭來實現;升降
電動機短路保護由熔斷器FUI來實現;夾緊電動機短路保護由熔斷器FUZ實現;控制電路
的短路保護由熔斷器F[J3來實現.
綜合以上保護,就使橫梁升降電氣控制電路比較完善了,從而得到圖10-11所示完整的
橫梁升降機構控制電路.
第五節 常用控制電器的選擇
一,接觸器的選擇
一般按下列步驟進行:
1.接觸器種類的選擇:根據接觸器控制的負載性質來相應選擇直流接觸器還是交流接觸器;一般場合選用電磁式接觸器,對頻繁操作的帶交流負載的場合,可選用帶直流電磁線圈的交流按觸器.
2.接觸器使用類別的選擇:根據接觸器所控制負載的工作任務來選擇相應使用類別的接觸器.如負載是一般任務則選用AC—3使用類別;負載為重任務則應選用AC-4類別,如果負載為一般任務與重任務混合時,則可根據實際情況選用AC—3或AC-4類接觸器,如選用AC—3類時,應降級使用.
3.接觸器額定電壓的確定: 接觸器主觸頭的額定電壓應根據主觸頭所控制負載電路的額定電壓來確定.
4.接觸器額定電流的選擇 一般情況下,接觸器主觸頭的額定電流應大於等於負載或電動機的額定電流,計算公式為
式中I.——接觸器主觸頭額定電流(A);
H ——經驗系數,一般取l～1.4;
P.——被控電動機額定功率(kw);
U.——被控電動機額定線電壓(V).
當接觸器用於電動機頻繁起動,制動或正反轉的場合,一般可將其額定電流降一個等級來選用.
5.接觸器線圈額定電壓的確定: 接觸器線圈的額定電壓應等於控制電路的電源電壓.為保證安全,一般接觸器線圈選用110V,127V,並由控制變壓器供電.但如果控制電路比較簡單,所用接觸器的數量較少時,為省去控制變壓器,可選用380V,220V電壓.
6.接觸器觸頭數目: 在三相交流系統中一般選用三極接觸器,即三對常開主觸頭,當需要同時控制中勝線時,則選用四極交流接觸器.在單相交流和直流系統中則常用兩極或三極並聯接觸器.交流接觸器通常有三對常開主觸頭和四至六對輔助觸頭,直流接觸器通常有兩對常開主觸頭和四對輔助觸頭.
7.接觸器額定操作頻率 交,直流接觸器額定操作頻率一般有600次/h,1200次/h等幾種,一般說來,額定電流越大,則操作頻率越低,可根據實際需要選擇.
二,電磁式繼電器的選擇
應根據繼電器的功能特點,適用性,使用環境,工作制,額定工作電壓及額定工作電流來選擇.
1.電磁式電壓繼電器的選擇
根據在控制電路中的作用,電壓繼電器有過電壓繼電器和欠電壓繼電器兩種類型.
表10-3列出了電磁式繼電器的類型與用途.
交流過電壓繼電器選擇的主要參數是額定電壓和動作電壓,其動作電壓按系統額定電壓的1.l-1.2倍整定.
交流欠電壓繼電器常用一般交流電磁式電壓繼電器,其選用只要滿足一般要求即可,對釋放電壓值無特殊要求.而直流欠電壓繼電器吸合電壓按其額定電壓的0.3-0.5倍整定,釋放電壓按其額定電壓的0.07-0.2倍整定.
2.電磁式電流繼電器的選擇
根據負載所要求的保護作用,分為過電流繼電器和欠電流繼電器兩種類型.
過電流繼電器:交流過電流繼電器,直流過電流繼電器.
欠電流繼電器:只有直流欠電流繼電器,用於直流電動機及電磁吸盤的弱磁保護.
過電流繼電器的主要參數是額定電流和動作電流,其額定電流應大於或等於被保護電動機的額定電流;動作電流應根據電動機工作情況按其起動電流的1.回一1.3倍整定.一般繞線型轉子非同步電動機的起動電流按2.5倍額定電流考慮,籠型非同步電動機的起動電流按4-7倍額定電流考慮.直流過電流繼電器動作電流接直流電動機額定電流的1.1-3.0倍整定.
欠電流繼電器選擇的主要參數是額定電流和釋放電流,其額定電流應大於或等於直流電動機及電磁吸盤的額定勵磁電流;釋放電流整定值應低於勵磁電路正常工作范圍內可能出現的最小勵磁電流,一般釋放電流按最小勵磁電流的0.85倍整定.
3.電磁式中間繼電器的選擇
應使線圈的電流種類和電壓等級與控制電路一致,同時,觸頭數量,種類及容量應滿足控制電路要求.
三,熱繼電器的選擇
熱繼電器主要用於電動機的過載保護,因此應根據電動機的形式,工作環境,起動情況,負載情況,工作制及電動機允許過載能力等綜合考慮.
1.熱繼電器結構形式的選擇
對於星形聯結的電動機,使用一般不帶斷相保護的三相熱繼電器能反映一相斷線後的過載,對電動機斷相運行能起保護作用.
對於三角形聯結的電動機,則應選用帶斷相保護的三相結構熱繼電器.
2.熱繼電器額定電流的選擇
原則上按被保護電動機的額定電流選取熱繼電器.對於長期正常工作的電動機,熱繼電器中熱元件的整定電流值為電動機額定電流的0.95-1.05倍;對於過載能力較差的電動機,熱繼電器熱元件整定電流值為電動機額定電流的0.6一0.8倍.
對於不頻繁起動的電動機,應保證熱繼電器在電動機起動過程中不產生誤動作,若電動機起動電流不超過其額定電流的6倍,並且起動時間不超過6S,可按電動機的額定電流來選擇熱繼電器.
對於重復短時工作制的電動機,首先要確定熱繼電器的允許操作頻率,然後再根據電動機的起動時間,起動電流和通電持續率來選擇.
四,時間繼電器的選擇
1)電流種類和電壓等級:電磁阻尼式和空氣阻尼式時間繼電器,其線圈的電流種類和電壓等級應與控制電路的相同;電動機或與晶體管式時間繼電器,其電源的電流種類和電壓等級應與控制電路的相同.
2)延時方式:根據控制電路的要求來選擇延時方式,即通電延時型和斷電延時型.
3)觸頭形式和數量:根據控制電路要求來選擇觸頭形式(延時閉合型或延時斷開型)及觸頭數量.
4)延時精度:電磁阻尼式時間繼電器適用於延時精度要求不高的場合,電動機式或晶體管式時間繼電器適用於延時精度要求高的場合.
5)延時時間:應滿足電氣控制電路的要求.
6)操作頻率:時間繼電器的操作頻率不宜過高,否則會影響其使用壽命,甚至會導致延時動作失調.
五,熔斷器的選擇
1.一般熔斷器的選擇:根據熔斷器類型,額定電壓,額定電流及熔體的額定電流來選擇.
(1)熔斷器類型:熔斷器類型應根據電路要求,使用場合及安裝條件來選擇,其保護特性應與被保護對象的過載能力相匹配.對於容量較小的照明和電動機,一般是考慮它們的過載保護,可選用熔體熔化系數小的熔斷器,對於容量較大的照明和電動機,除過載保護外,還應考慮短路時的分斷短路電流能力,若短路電流較小時,可選用低分斷能力的熔斷器,若短路電流較大時,可選用高分斷能力的RLI系列熔斷器,若短路電流相當大時,可選用有限流作用的Rh及RT12系列熔斷器.
(2)熔斷器額定電壓和額定電流:熔斷器的額定電壓應大於或等於線路的工作電壓,額定電流應大於或等於所裝熔體的額定電流.
(3)熔斷器熔體額定電流
1)對於照明線路或電熱設備等沒有沖擊電流的負載,應選擇熔體的額定電流等於或稍
大於負載的額定電流,即 IRN≥IN
式中IRN——熔體額定電流(A);
IN——負載額定電流(A).
2)對於長期工作的單台電動機,要考慮電動機起動時不應熔斷,即
IRN≥(1.5~2.5)IN
輕載時系數取1.5,重載時系數取2.5.
3)對於頻繁起動的單台電動機,在頻繁起動時,熔體不應熔斷,即
IRN≥(3~3.5)IN
4)對於多台電動機長期共用一個熔斷器,熔體額定電流為
IRN≥(1.5~2.5)INMmax+∑INM
式中INMmax——容量最大電動機的額定電流(A);
∑INM——除容量最大電動機外,其餘電動機額定電流之和(A).
(4)適用於配電系統的熔斷器:在配電系統多級熔斷器保護中,為防止越級熔斷,使上,下級熔斷器間有良好的配合,選用熔斷器時應使上一級(干線)熔斷器的熔體額定電流比下一級(支線)的熔體額定電流大1-2個級差.
2.快速熔斷器的選擇
(l)快速熔斷器的額定電壓:快速熔斷器額定電壓應大於電源電壓,且小於晶閘管的反向峰值電壓U.,因為快速熔斷器分斷電流的瞬間,最高電弧電壓可達電源電壓的1.5-2倍.因此,整流二極體或晶閘管的反向峰值電壓必須大於此電壓值才能安全工作.即
UF≥KI URE
式中UF-一硅整流元件或晶閘管的反向峰值電壓(V);
URE——快速熔斷器額定電壓(V);
KI——安全系數,一般取1,5-2.
(2)快速熔斷器的額定電流:快速熔斷器的額定電流是以有效值表示的,而整流M極管和晶閘管的額定電流是用平均值表示的.當快速熔斷器接人交流側,熔體的額定電流為
IRN≥KI IZmax
式中IZmax——可能使用的最大整流電流(A);
KI——與整流電路形式及導電情況有關的系數,若保護整流M極管時,KI按表10-4
取值,若保護晶閘管時,KI按表10-5取值.
當快速熔斷器接入整流橋臂時,熔體額定電流為
IRN≥1.5IGN
式中IGN——硅整流元件或晶閘管的額定電流(A).
六,開關電器的選擇
(一)刀開關的選擇
刀開關主要根據使用的場合,電源種類,電壓等級,負載容量及所需極數來選擇.
(1)根據刀開關在線路中的作用和安裝位置選擇其結構形式.若用於隔斷電源時,選用無滅弧罩的產品;若用於分斷負載時,則應選用有滅弧罩,且用杠桿來操作的產品.
(2)根據線路電壓和電流來選擇.刀開關的額定電壓應大於或等於所在線路的額定電壓;刀開關額定電流應大於負載的額定電流,當負載為非同步電動機時,其額定電流應取為電動機額定電流的1.5倍以上.
(3)刀開關的極數應與所在電路的極數相同.
(二)組合開關的選擇
組合開關主要根據電源種類,電壓等級,所需觸頭數及電動機容量來選擇.選擇時應掌握以下原則:
(1)組合開關的通斷能力並不是很高,因此不能用它來分斷故障電流.對用於控制電動機可逆運行的組合開關,必須在電動機完全停止轉動後才允許反方向接通.
(2)組合開關接線方式多種,使用時應根據需要正確選擇相應產品.
(3)組合開關的操作頻率不宜太高,一般不宜超過300次/h,所控制負載的功率因數也不能低於規定值,否則組合開關要降低容量使用.
(4)組合開關本身不具備過載,短路和欠電壓保護,如需這些保護,必須另設其他保護電器.
(三)低壓斷路器的選擇
低壓斷路器主要根據保護特性要求,分斷能力,電網電壓類型及等級,負載電流,操作頻率等方面進行選擇.
(1)額定電壓和額定電流:低壓斷路器的額定電壓和額定電流應大於或等於線路的額定電壓和額定電流.
(2)熱脫扣器:熱脫扣器整定電流應與被控制電動機或負載的額定電流一致.
(3)過電流脫扣器:過電流脫扣器瞬時動作整定電流由下式確定
IZ≥KIS
式中IZ——瞬時動作整定電流(A);
Is——線路中的尖峰電流.若負載是電動機,則Is為起動電流(A);
K考慮整定誤差和起動電流允許變化的安全系數.當動作時間大於20ms時,取
K=1.35;當動作時間小於 20ms時,取 K=1.7.
(4)欠電壓脫扣器:欠電壓脫扣器的額定電壓應等於線路的額定電壓.
(四)電源開關聯鎖機構
電源開關聯鎖機構與相應的斷路器和組合開關配套使用,用於接通電源,斷開電源和櫃
門開關聯鎖,以達到在切斷電源後才能打開門,將門關閉好後才能接通電源的效果,實現安
全保護.
七,控制變壓器的選擇
控制變壓器用於降低控制電路或輔助電路的電壓,以保證控制電路的安全可靠.控制變壓器主要根據一次和二次電壓等級及所需要的變壓器容量來選擇.
(1)控制變壓器一,二次電壓應與交流電源電壓,控制電路電壓與輔助電路電壓相符合.
(2)控制變壓器容量按下列兩種情況計算,依計算容量大者決定控制變壓器的容量.
l)變壓器長期運行時,最大工作負載時變壓器的容量應大於或等於最大工作負載所需要的功率,計算公式為
ST≥KT ∑PXC
式中ST——控制變壓器所需容量(VA);
∑PXC——控制電路最大負載時工作的電器所需的總功率,其中PXC為電磁器件的吸持功
率(W);
KT一一一控制變壓器容量儲備系數,一般取1.1-1.25.
2)控制變壓器容量應使已吸合的電器在起動其他電器時仍能保持吸會狀態,而起動電器也能可靠地吸合,其計算公式為
ST≥0.6 ∑PXC +1.5∑Pst
式中 ∑Pst_同時起動的電器總吸持功率(W).
第六節 電氣控制的施工設計與施工
一,電氣設備總體配置設計
組件的劃分原則是:
l)將功能類似的元件組成在一起,構成控制面板組件,電氣控制盤組件,電源組件等.
2)將接線關系密切的電器元件置於在同一組件中,以減少組件之間的連線數量.
3)強電與弱電控制相分離,以減少干擾.
4)為求整齊美觀,將外形尺寸相同,重量相近的電器元件組合在一起.
5)為便於檢查與調試,將需經常調節,維護和易損元件組合在一起.
電氣設備的各部分及組件之間的接線方式通常有:
l)電器控制盤,機床電器的進出線一般採用接線端子.
2)被控制設備與電氣箱之間為便於拆裝,搬運,盡可能採用多孔接插件.
3)印刷電路板與弱電控制組件之間宜採用各種類型接插件.
總體配置設計是以電氣控制的總裝配圖與總接線圖的形式表達出來的,圖中是用示意方式反映各部分主要組件的位置和各部分的接線關系,走線方式及使用管線要求.總體設計要使整個系統集中,緊湊;要考慮發熱量高和雜訊振動大的電氣部件,使其離開操作者一定距離;電源緊急控制開關應安放在方便且明顯的位置.
⑹ 系統整體設計流程，應該怎麼寫有沒有模板。比方說：智能傢具的系統整體設計流程。急用！！求指點···
智能家居系統總體設計
一、總體設計思想
採用「層次化、結構化、模塊化」設計思想規劃設計整個系統，使各智能家居系統能夠無縫結合，成為一個完整的大智能家居系統。
層次化：在整個系統設計上將系統分成多個層次，明確各層次之間的相互關系及技術介面之後，對各層功能及系統選型進行單獨設計，從而保證將來系統改造時只需對需要改造的某層局部功能改造便可。
結構化：在智能家居系統結構上各個子系統互相配合，形成一個完整的大系統，同時又相對獨立，自成體系。
模塊化：在各子系統詳細設計時，遵循模塊化設計思想，盡量將功能模塊化，以便以後可以很方便地對各系統的進行擴展和升級，也方便屏蔽局部的故障和系統的維修、維護和管理。
二、小區計算機網路綜合平台
主要作用
(1) 提供支撐小區智能系統內部網所需的硬體平台、系統軟體平台和資料庫平台支持。
(2) 提供遠程訪問各種介面(瀏覽器方式、WAP方式、電話語音方式)，為小區內用戶訪問INTERNET建立通道。
(3) 提供普通ISP所具備的基本服務功能。
三、家庭智能系統綜合平台及系統
3.1主要作用
(1)電話網路：建立家庭內部小型電話程式控制系統
(2)電視網路：建立家庭內部電視網路系統
(3)計算機網路及家庭控制系統：建立家庭計算機網路系統;建立家庭控制綜合系統
四、小區各子系統及小區服務
4.1各子系統
小區各子系統應相對獨立，同時各子系統之間與小區配套管理單位及服務單位應該有機聯系成一體。其互相之間聯系的紐帶包括：數據信息共享;多媒體圖像信號共享等。
4.2小區服務
小區服務包括內部服務單位提供的網上服務和小區網路中心提供的網路應用服務兩部分：
服務單位
網上購物 俱樂部訂場 家政服務 網上訂餐 物業查詢、投訴、報修服務等
其他服務
用戶可以在國內外任意一個地方用電腦，輕點界面圖標，便可進行遠程監測和監控家中的家用電器啟停，家居安防的撤防布防、三表的用量及費用，燈的開關與亮度調節控制，以及遠程監視家中是否有火與盜警情和家電運行狀態。同時通過電話和WAP手機也能達到同等目的。除外還可通過無線遙控系統，在家中達到遙控家電和燈光開與關以及家居安防撤布防等。智能小區的應用系統通過融入各種新技術，讓用戶享受更方便、更直接、更豐富的服務。
五、應用情景
下面描述了一個未來網路化家庭的生活景象。
室外的燈可在設定的時間內自動關閉。住戶出門時，可將安全程序設定為"離開"方式。控制系統自動將不必要的燈以及危險設備關閉;恆溫器自動進行調整以節省能源;如果天晴，系統自動灌溉草坪。
住戶給家中控制系統打一個電話，控制系統通知住戶，孩子在下午四點回到了家裡，他們輸入了正確的開門號碼並打開了洗碗機。
住戶回到家中，汽車道感測器自動進行100%的照明，車庫門打開，車庫中照明燈開啟，五分鍾之後燈關閉。
住戶進入書房，控制系統自動將電腦連入Internet. 住戶選擇"娛樂"按鈕，控制系統將百葉窗關閉，燈光變暗，屏幕開始播放電影。
入睡時，住戶按"睡眠"模式鍵，整個房間電源關閉並鎖牢。
住戶外出度假，打開安全報警裝置。
住戶通過在賓館上網的電腦給家中控制系統發出一個信號，確認房間處於"休假"狀態，一切正常;天黑的時候，家中音樂、電視、燈光照常，就像有人在家一樣。人們對未來網路化家庭環境的要求是：安全舒適、輕松方便、節約能源、隨心所欲。