1. PLC的CPU装置中硬件主要有哪几部分构成各部分作用是什么
PLC的硬件主要由中央处理器(CPU)、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。其中,CPU是PLC的核心,输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路,通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。
对于整体式PLC,所有部件都装在同一机壳内,其组成框图如图1所示;对于模块式PLC,各部件独立封装成模块,各模块通过总线连接,安装在机架或导轨上,其组成框图如图2所示。无论是哪种结构类型的PLC,都可根据用户需要进行配置与组合。
图1 整体式PLC组成框图
图2 模块式PLC组成框图
尽管整体式与模块式PLC的结构不太一样,但各部分的功能作用是相同的,下面对PLC主要组成各部分进行简单介绍。
1.中央处理单元(CPU)
同一般的微机一样,CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 随机型不同而不同,常用有三类:通用微处理器(如Z80、8086、80286等)、单片微处理器(如8031、8096等)和位片式微处理器(如AMD29W等) 。小型PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器;中型PLC大多采用16位通用微处理器或单片微处理器;大型PLC大多采用高速位片式微处理器。
目前,小型PLC为单CPU系统,而中、大型PLC则大多为双CPU系统,甚至有些PLC中多达8 个CPU。对于双CPU系统,一般一个为字处理器,一般采用8位或16位处理器;另一个为位处理器,采用由各厂家设计制造的专用芯片。字处理器为主处理器,用于执行编程器接口功能,监视内部定时器,监视扫描时间,处理字节指令以及对系统总线和位处理器进行控制等。位处理器为从处理器,主要用于处理位操作指令和实现PLC编程语言向机器语言的转换。位处理器的采用,提高了PLC的速度,使PLC更好地满足实时控制要求。
在PLC中CPU按系统程序赋予的功能,指挥PLC有条不紊地进行工作,归纳起来主要有以下几个方面:
1) 接收从编程器输入的用户程序和数据。
2) 诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。
3) 通过输入接口接收现场的状态或数据,并存入输入映象寄有器或数据寄存器中。
4) 从存储器逐条读取用户程序,经过解释后执行。
5) 根据执行的结果,更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容,通过输出单元实现输出控制。有些PLC还具有制表打印或数据通信等功能。
希望对你有所帮助!!
2. 供油系统工作原理
近代所使用的自动变速器都离不开液压系统,而液压系统的液压油是由供油系统所提供的,因此,供油系统是汽车自动变速器中不可缺少的重要组成部分之一。
(一)供油系统的基本组成及作用
供油系统的结构组成,因其用途不同而有所不同,但主要组成部分基本相同,一般由各分支供油系统、油泵及辅助装置,压力调节装置等部分组成。
供油系统的作用是向变速器各部分提供具有一定油压。足够流量、合适温度的液压油。具体作用是:
(1)给变速器(或偶合器)供油,并维持足够的补偿压力和流量,以保证液力元件完成传递动力的功能;防止变矩器产生的气蚀,并及时将变矩器的热量带走,以保持正常的工作温度。
(2)在一部分工程车辆和重型运输车辆中,还需向液力减速器提供足够流量及温度适宜的油液,以便能适时地吸收车辆的动能,得到满意的制动效果。
(3)向控制系统供油,并维持主油路的工作油压,保证各控制机构顺利工作。
(4)保证换挡离合器等的供油,以满足换挡等的操纵需要。
(5)为整个变速器各运动零件如齿轮、轴承、止推垫片、离合器摩擦片等提供润滑用油,并保证正常的润滑油温度。
(6)通过油料的循环散热冷却,使整个自动变速器的发热量得以散逸,使变速器保持在合理的温度范围内工作。
(二)供油油泵的结构与工作原理
油泵是自动变速器中最重要的总成之一,它通常安装在变矩器的后方,由变矩器壳后端的轴套驱动。在变速器的供油系统中,常用的油泵有内啮合齿轮泵、转子泵和叶片泵。由于自动变速器的液压系统属于低压系统,其工作油压通常不超过2MPa,所以应用最广泛的仍然是齿轮泵。
1、内啮合齿轮泵的结构与工作原理
内啮合齿轮泵主要由外齿齿轮、内齿齿轮、月牙形隔板,泵壳、泵盖等组成,液压泵的齿轮紧密地装在泵体的内腔里,外齿齿轮为主动齿轮,内齿齿轮为从动齿轮,两者均为渐开线齿轮;月牙形隔板的作是将外齿齿轮和内齿齿轮隔开。内齿和外齿齿轮紧靠着月牙形隔板,但不接触,有微小的间隙。泵体是铸造而成的,经过精加工,泵体内有很多油道,有进油口和出油口,有的还有阀门或电磁阀。泵盖也是一个经精加工的铸件,也有很多油道。泵盖和泵体用螺栓连接在一起。
图1-26 油压调节阀的结构简图
1-阀芯 2-阀体 3-弹簧 a-来自油泵的压力油进口 b-输往选挡阀的出油口 c-和a连通的进油口 d输往变矩器的出油口 e-泄油道 f-节气门调节压力的进口
来自油泵的压力油液从进油口a进入,并作用到阀芯的右端,来自于节气门调节阀和手动阀倒挡油路的两个反馈油压则经进油口f作用在阀芯的左端。
当发动机负荷较小,输出功率较小时,此时的节气门调节压力也较低,作用在阀芯右端的油液压力较高,油压所产生的作用力大于阀芯左端弹簧预紧力和节气门调节压力对阀芯的作用力时,弹簧将被压缩,阀芯向左移动,阀芯中部的密封台肩将使泄油口露出一部分(来自油泵的油液压力越高则泄油口露出越多),来自油泵的油液有一部分经出油口b输住选挡阀,有一部分经出油口d输出往变矩器,还有一部分泄油口流回油盘,使油压下降,直至油液压力所产生的推力与调压弹簧的预紧力和节气门调节压力的合力保持平衡为止,此时调压阀以低于油泵输入压力的油压输出;当节气门开度增大,输出功率增大时,此时增大了的节气门调节油压将使阀芯向右移动,阀芯中部的密封台肩将堵住泄油口,泄油口开度降低,泄油道减小或处于封闭状态,使油压上升,调节阀以高于油泵输入压力的油压输出。节气门开度越大,调压阀输出的压力越高,输往选挡阀和变矩器去的油液压力将随所要传递的功率的增大而增大,则时可使油液压力保持在相对稳定的范围(通常为0.5MPa~1MPa)内。
在阀芯的右端还作用着另一个反馈油压,它来自于压力校正阀。这一反馈油压对阀芯产生一个向左的推力,使主油路调压阀所调节的主油路油压减小。
当自动变速器处于前进挡的1挡或2挡时,倒挡油路油压为0,压力校正阀关闭,调压阀右端的反馈油压也为0。而当变速器处于3挡或超速挡时,若车速增大到某一数值,压力校正阀开启,来自节气门阀的压力油经压力校正阀进入调压阀右端。增加了阀芯向左的推力,使主油路油压减小,减小了油泵的运转阻力。当自动变速器处于倒挡时,来自手动阀的倒挡油路压力油进入阀芯的左端,阀芯左端的油压增大,主油路调压阀所调节的主油路压力也因此升高,满足了倒挡时对主油路油压的需要。此时的主油路油压称为倒挡油压。
2、副调压阀和安全阀
副调压阀又称二次调节阀,它的作用是根据汽车行驶速度和化油器节气门开度的变化,自动调节变矩器的油压、各部件的润滑油压和冷却装置的冷却油压。
二次调节阀也是由阀体、阀芯和弹簧等组成。当发动机转速低或化油器油门关闭时,二次调压阀在弹簧的作用下,把通向液压油冷却装置的油道切断。当发动机转速升高和液力变矩器油压升高时,把油路开放。发动机停止转动时,二次调压阀用一个单向控制阀把液力变矩器的油路关闭,使液压油不能外流,以免影响转矩输出。
安全阀实际上也是一个调压阀,由弹簧和钢球组成,并联在油泵的进、出油口上,以限制油泵压力。当油泵压力高时,压开钢球,油经钢球和油道流回油盘。
旁通阀(单向阀)是液压油冷却装置的保护器,与冷却装置并联。当流到冷却装置的液压油温度过高、压力过大时,阀体打开,起旁通作用,以免高温、高压的液压油损坏冷却装置。
(四)辅助装置
自动变速器供油系统中除了油泵及各种流量控制阀外,还包括许多辅助装置。这里仅就油箱和滤清器作一些简单介绍。
1、油箱
自动变速器的油箱,常见的型式有总体式和分离式两类。前者与自动变速器连成一体,直接把变速器的油底壳作为油箱使用。后者则分开独立布置,由管道与变速器连通。分离式油箱在布置上比较自由,允许有足够的容量而不增加变速器的高度。通常油箱都有可靠的密封,以防油液泄漏和杂质进入,有时还可采用充压密封式油箱,以改善油泵的吸油效果。对于某些工程车辆和重型车辆的综合传动箱,还可根据箱体结构分隔成两个或多个互通的油池,以保证可行的油液循环。
在一定条件下,油箱高度取决于油箱尺寸的大小。在正常油箱温度条件下工作时,油箱液面应保持正确的高度。油面过低,则油泵在吸油时可能吸入空气。空气的可压缩性会导致难以正常工作,并且使换挡过程中出现打滑和接合延迟现象,使得变速器机件发热和加速磨损。反之,若油面过高,则将因齿轮等零件搅拌而形成泡沫层,同样也会产生过热和打滑,加速油液的氧化。正确的液面高度根据冷态和热态时不同的标尺刻度进行检查。泵的吸油口应低于最低油面高度,以防吸入空气。
此外,一般油箱还应有个通气孔,以保证油箱内正常的大气压。
2、滤清器
自动变速器由于液压系统零件的高精密度及工作性能的灵敏度,使其对油液的清洁程度要求极高。经过长期使用后,由于油液变质、零件磨损颗粒、摩擦衬面剥落、密封件磨损脱落、空气中的尘埃颗粒,以及其它污物都可能使油液污染,而导致各种故障的发生,如滑阀受卡、节流孔堵塞、随动滑阀失灵,因此,应采用多种措施对油液进行严格过滤。
在自动变速器供油系统中,通常设有三种形式的滤油装置。
(1)粗滤器
精滤器通常装在油泵的吸油管端,用以防止大颗粒或纤维杂物进入供油系统。为了避免出现吸油气穴现象,一般采用80µm∼110µm的金属丝网或毛织物作为滤清材料,以保证不产生过大的降压。
(2)精滤器
精滤器通常设置在回油管道或油泵的输出管道上,它的作用是滤去油液中的各种微小颗粒,提高油液的清洁度,避免颗粒杂物进入控制系统。因此,要求精滤器有较高的过滤精度。例如有的重型自动变速器的精滤器的过滤精度为40µm,保证大于0.04mm的颗粒杂物不得进入控制系统。这样,油液必须在压力状态下通过精滤器,并产生一定的压降。在某些复杂的重型车辆和工程车辆中,常设计有专用的旁路式精滤器,用一个专用的油泵来驱使油液通过精滤器。
(3)阀前专用滤清器
在一些自动变速器的控制系统中,常在一些关键而精密的控制阀前,例如,双边节流的参数调压阀前的油路中,串接设置有专用的阀前滤清器,以防止杂质进入节流孔隙处造成调压阀失灵,影响整个控制系统的工作。这种阀前滤清器应尽量设置在接近于被保护的控制阀处,并且只为该阀所专用。通常,由于它要求通过的流量不大,这种滤清器的尺寸都做得很小,过滤材料则用多层的金属丝或微孔滤纸。
3. 螺杆制冷压缩机工作原理和结构图
2.螺杆式冷水机组的工作原理
螺杆冷水机组主要由螺杆压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀及电控系统组成。水冷单螺杆冷水机组制冷原图如下:
压缩机
电柜
蒸发器
冷凝器
天加螺杆机外型图
(一)双螺杆制冷压缩机(in screw pressor)
双螺杆制冷压缩机是一种能量可调式喷油压缩机。它的吸气、压缩、排气三个连续过程是靠机体内的一对相互齧合的阴阳转子旋转时产生周期性的容积变化来实现。一般阳转子为主动转子,阴转子为从动转子。
主要部件:双转子、机体、主轴承、轴封、平衡活塞及能量调节装置。
容量15~100%无级调节或二、三段式调节,采取油压活塞增减载方式。常规采用:
径向和轴向均为滚动轴承;开启式设有油分离器、储油箱和油泵;封闭式镇掘为差压供油进行润滑、喷油、冷却和驱动滑阀容量调节之活塞移动。
双螺杆结构图:
压缩锋旅滑原理:
吸气过程:气体经吸气口分别进入阴阳转子的齿间容积。
压缩过程:转子旋转时,阴阳转子齿间容积连通(V型空间),由于齿的 互相齧合,容积逐步缩小,气体得到压缩。
排气过程:压缩气体移到排气口,完成一个工作回圈。
(二)单螺杆制冷压缩机(single screw pressor)
利用一个主动转子和两个星轮的齧合产生压缩。它的吸气、压缩、排气三个连续过程是靠转子、星轮旋转时产生周期性的容积变化来实现的。
转子齿数为六,星轮为十一齿。
主要部件为一个转子、两个星轮、机体、主轴承、能量调节装置。
容量可以从10%-100%无级调节及三或四段式调节。
单螺杆结构图:
压缩原理:
吸气过程:气体通过吸气口进入转子齿槽。随着转子的旋转,星轮依次进入与转子齿槽齧合的状态,气体进入压缩腔(转子齿槽曲面、机壳内腔和星轮齿面 所形成的密闭空间)。
压缩过程:随着转子旋转,压缩腔容积不断减小,气体随压缩直至压缩腔前沿转至排气口。
排气过程:压缩腔前沿转至排气口后开始排气,便完成一个工作回圈。由于星轮对称布置,回圈在每旋转一周时便发生两次压缩,排气量相应是上述一周回圈排气量的两倍。
螺杆式冷水机组的工作原理
螺杆冷水机组主要由螺杆压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀及电控系统组成。水冷单螺杆冷水机组制冷原图如下:
压缩机
电柜
蒸发器
冷凝器
天加螺杆机外型图
(一)双螺杆制冷压缩机(in screw pressor)
双螺杆制冷压缩机是一种能量可调式喷油压缩机。它的吸气、压缩、排气三个连续过程是靠机体内的一对相互齧合的阴阳转子旋转时产生周期性的容积变化来实现。一般阳转子为主动转子,阴转子为从动转子。
主要部件:双转子、机体、主轴承、轴封、平衡活塞及能量调节装置。
容量15~100%无级调节或二、三段式调节,采取油压活塞增减载方式。常规采用:
径向和轴向均为滚动轴承;开启式设有油分离器、储油箱和油泵;封闭式为差压供油进行润滑、喷油、冷却和驱动滑阀容量调节之活塞移动。
双螺杆结构图:
压缩原理:
吸气过程:气体经吸气口分别进入阴阳转子的齿间容积。
压缩过程:转子旋转时,阴阳转子齿间容积连通(V型空间),由于齿的 互相齧合,容积逐步缩小,气体得到压缩。
排气过程:压缩气体移到排气口,完成一个工作回圈。
(二)单螺杆制冷压缩机(single screw pressor)
利用一个主动转子和两个星轮的齧合产生压缩。它的吸气、压缩、排气三个连续过程是靠转子、星轮旋转时产生周期性的容积变化来实现的。
转子齿数为六,星轮为十一齿。
主要部件为一个转子、两个星轮、机体、主轴承、能量调节装置。
容量可以从10%-100%无级调节及三或四段式调节。
单螺杆结构图:
压缩原理:
吸气过程:气体通过吸气口进入转子齿槽。随着转子的旋转,星轮依银腊次进入与转子齿槽齧合的状态,气体进入压缩腔(转子齿槽曲面、机壳内腔和星轮齿面 所形成的密闭空间)。
压缩过程:随着转子旋转,压缩腔容积不断减小,气体随压缩直至压缩腔前沿转至排气口。
排气过程:压缩腔前沿转至排气口后开始排气,便完成一个工作回圈。由于星轮对称布置,回圈在每旋转一周时便发生两次压缩,排气量相应是上述一周回圈排气量的两倍。
目前,在冰箱生产中越来越多地采用旋转式 压缩机,尤其是具有体积小、重量轻和结构简单 等优点的全封闭滚动活塞式压缩机。然而,传统滚 0#123 动活塞式压缩机在结构上仍然存在不少缺陷 ,比 如滚动活塞和转子均以偏心运转的方式工作,因 此会产生很大的不平衡离心惯性力,这是造成压 缩机振动及噪声大的一个重要原因;另外,压缩 机的各个运动副之间均存在有非常高的相对运动 ! 速度,比如转子与滚动活塞之间,滚动活塞与缸 孔内壁面之间,隔离叶片与滚动活塞之间,以及 转子、滚动活塞和隔离叶片与两侧密封端盖之间 等等,由此不仅会产生比较大的摩擦与磨损,而 且还因为存在配合间隙而难以避免冷媒从高压的 压缩腔窜逸至低压的吸气腔,从而导致较大的泄 漏损失。 鉴于上述问题,我们对传统全封闭滚动活塞 式压缩机的结构进行了大胆的创新与改进,提出 了一种包含有嵌固隔离叶片、旋转缸套和随动端 盖的新型旋转式全封闭压缩机,该压缩机不仅保 留了以往滚动活塞式压缩机结构简单、零件数少 的优点,而且与之相比还具有更低的振动噪声、 更小的摩擦损耗以及更少的泄漏损失,因此是一 种较有应用前景的新型旋转式冰箱压缩机。 结构设计 ! ()总体布置 # 图 所示结构为本文设计的新型全封闭旋转 # 式冰箱压缩机,它采用上置压缩机和下置电机的 图 新型全封闭旋转式压缩机结构示意图 # 立式结构布置方式,并采用吊簧式悬挂避振系统。 排气管 支座架 卸荷腔 随动端盖 隔离叶片 进气管 # ! ) $ ’ 4 压缩机部分主要由安置在一个密闭壳体内的旋转 壳 体 旋转缸套 转 子 转 柱 吸气腔 压缩腔 5 2 ( #" ## #! 内,它的外圆柱面与旋转缸套的内孔壁面相切并 间产生有很大的接触压力,这显然会加剧压缩机 转动配合,两者于接触处形成一条密封线,转子 的摩擦和磨损。为了改善这一状况,本压缩机在 的下端做成轴颈并与电机转子紧配合。转子及旋 转子的上端与上随动端盖之间设定有一个卸荷腔, 转缸套均各自绕各自自身的轴线作定轴转动,且 该卸荷腔通过转子上的倾斜油道将高压的润滑油 旋转方向相同。在旋转缸套的两端头分别紧固连 (与压缩机排气压力大致相等)引入其内,以此产 接有一个随动端盖,另外,在转子上开设有一条 生向下的轴向力来平衡转子。同样道理,该卸荷 轴向圆弧槽,槽内转动地配装有一个包含有轴向 腔也可以减轻下随动端盖与支座架处的轴向推力 扁平滑槽的转柱,隔离叶片的外端嵌固在旋转缸 轴承的负荷。 套的内孔壁面上,其内端则插入上述转柱的扁平 原理分析 ! 滑槽内并与之滑动配合。显然,隔离叶片将转子、 ()工作原理 # 转柱、旋转缸套和两侧随动端盖所围成的密闭空 本新型旋转式压缩机的工作原理是:当转子 间分隔成为了两个容积可以周期性地发生变化的 在电机的驱动下转动时,首先通过转子圆弧槽带 工作腔,其中一个为吸气腔,另一个为压缩腔, 动转柱转动,然后再由转柱扁平滑槽带动隔离叶 这两个工作腔随着转子的转动不断地回圈转换角 片、旋转缸套和随动端盖一起转动。随着转子的 色。 转动,吸气腔的容积将逐渐增大并形成负压,此 ()进排气系统 ! 时气态的工质在压差的作用下经进气管、支座架 为了减少对进气的有害加热,以便能获得高 孔道、转柱滑槽槽底和隔离叶片侧面上的吸气槽 的压缩机容积效率,本压缩机尽量缩短进气路径, 道进入到压缩机的吸气腔内;与此同时,压缩腔 让进气管与支座架相连线,并通过支座架的进气 的容积则逐渐减少,被封闭在其内的气态工质受 道沟通转柱滑槽的底部,最后经由开在隔离叶片 到压缩,压力开始逐渐增高,当压缩压力达到设 ! 侧面上的进气槽道连通压缩机的吸气腔。这样做 定的数值时,排气过程开始,气体经开设在随动 带来的一个好处是可使进气槽道与排气口之间的 端盖上的排气口、排气单向阀、排气消声器、高 夹角做得很小,由此增加有效进气的角度,同时 压密闭腔和排气管最后排出压缩机外。 还可以解决隔离叶片与转柱扁平滑槽在槽底处的 由于本压缩机的转子、隔离叶片和旋转缸套 “困气”现象。压缩机的排气口直接开设在上随动 均作定轴转动,因此它们的偏心运动质量较小, 端盖上并与压缩机的压缩腔相连通,而端盖上则 故所产生的振动和噪声亦小。同时,由于将隔离 设定有马蹄型的槽道、簧片和限位器等所组成的 叶片嵌固连线在旋转缸套和两侧随动端盖上,因 排气单向阀,高压的气体从单向阀出来后即进入 此彻底解决了隔离叶片外端与缸孔内壁面之间、 到排气消声腔内,之后再进入到由压缩机外壳体 以及隔离叶片侧端与密封端盖之间的摩擦损耗和 所围成的封闭空间,最后经由排气管排出压缩机 密封可靠性的问题。另外,压缩机的主要运动副 外。 如转子与旋转缸套之间、转子与随动端盖之间的 ()润滑系统 & 相对运动速度较小,结果也对减少摩擦损耗有利。 本压缩机设计有离心式泵油润滑系统,即在 ()机构分析 ! 转子转轴上开设有与轴线倾斜的油道,利用转子 从机构学的角度看,本压缩机的主要运动副 旋转时产生的离心力迫使润滑油上升并到达各个 构成了如图 所示的滑块转杆机构,该机构由两 ! 运动摩擦副。注意到压缩机在正常工作时,转子 个固定铰支 和 、一个滑块 、一个主动转杆 ’ ’ ( # ! 将受到高压气体及油池中高压油所产生的向上轴 以及一个从动转杆 等所组成。其中,主动 ’( ’) # ! 向推力的作用,其大小等于转子转轴轴颈断面积 转杆 由转子简化而成,从动转杆 由旋转 ’( ’) # ! 与排气压力的乘积。该轴向推力与进气压力在转 缸套和隔离叶片简化而成,滑块 由转柱及转柱 ( 子下端面形成的轴向推力一道向上推托转子,两 上的扁平滑槽简化而成。固定铰支 和 分别代 ’ ’ # ! 者之和远远大于压缩机转子和电机转子的向下重 表了转子的旋转轴线和旋转缸套的旋转轴线,两 力,因此在压缩机转子的上端面与上随动端盖之 者之间的距离即为转子相对于旋转缸套的偏心距。
制冷压缩机是空调系统的核心部件,通常称为制冷机的主机。科学技术的进步,新式空调系统不断出现,推动了制冷压缩机制造技术的不断进步。从目前制冷压缩机的发展趋势来看,结构紧凑、高效节能以及微振低噪等特点是空调压缩机制造技术不断追求的目标。下面对制冷压缩机做一个概述.
作用:
l、从蒸发器中吸m蒸气,以保证蒸发器内一定的蒸发压力;
2、提高压力(压缩),以创造在较高温度下冷凝的条件;
3、输送制冷剂,使制冷剂完成制冷回圈。
一、压缩机的种类很多,根据工作原理的不同,空调压缩机可以分为定排量压缩机和变排量压缩机。
l、定排量压缩机的排气量是随着发动机的转速的提高而成比例提高的,它不能根据制冷 的需求而自动改变功率输 ,而且对发动机油耗的影响比较大。它的控制一般通过采集蒸发器出风口的温度讯号来实现,当温度达到设定的温度,压缩机停止工作;当温度升高后,压缩机开始 T二作。定排量压缩机也受空调系统压力的控制,当管路内压力过高时,压缩机停止工作。
2、变排量压缩机可以根据设定的温度自动调节功率输出。空调控制系统不采集蒸发器m风口的温度讯号,而是根据空调管路内压力变化讯号来控制压缩机的压缩比从而自动调节m 风口温度。在制冷的全过程中,压缩机始终是工作的,制冷强度的调节完全依赖装在压缩机内部的压力调节阀来控制。当空调管路内高压端压力过高时,压力调节阀缩短压缩机内活塞行程以减小压缩比,这样就会降低制冷强度。当高压端压力下降到一定程度,低压端压力上升到一定程度时,压力调节阀则增大活塞行程以提高制冷强度。
二、根据工作方式的不同,
可分为两大类—— 容积型与速度型。
容积型压缩机是靠工作腔容积的改变来实现吸汽、压缩、排汽等过程。属于这类压缩机的有往复式压缩机和回转式压缩机。速度型压缩机是靠高速旋转的T作I1"轮对蒸气做功,压力升高,并完成输送蒸气的任务。属于这类压缩机的有离心式和轴流式压缩机,目前常用的是离心式压缩机。1、往复式压缩机的工作原理
往复式压缩机又称活塞式压缩机。压缩机的工作腔是汽缸。活塞在汽缸内作上下往复运动,从而完成了压缩、排汽、膨胀、吸汽等过程。图1中的四个过程分别表示了压缩机1二作中的四个过程。
到最低位置(称活塞的下止点)时,汽缸吸满蒸气。而活塞转而向上,这时吸、排汽门都关闭,汽缸容积缩小,蒸气被压缩,一直压缩到排汽压力为止。图中(b)为排汽过程:当压力达到一定值(大于排汽管内压力)时,排汽阀开启,活塞继续上移,蒸气排出,一直到活塞上移到最高位置(这位置称活塞的上止点)时,排汽结束。图中(c)是余隙膨胀过程:为了防止活塞与吸排汽阀碰撞,活塞上移到上止点时,活塞与汽缸顶部之间留有一定间隙,称余隙。当活塞转而向下运动时,排汽结束时留在余隙内的高压蒸气阻止吸汽阀开启,吸汽不能开始。这时余隙内的蒸气随着活塞下移而进行膨胀,一直膨胀到吸汽压力以下时才结束。图中之(d)是吸汽过程:吸汽阀开启,随着活塞往下运动而吸汽,一直进行到活塞下移到活塞下止点为止。
( 2)优点:它应用比较广泛,制造技术成熟,结构简单,而且对加工材料和加工lT艺要求较低,造价比较低,适应性强,能适应广阔的压力范围和制冷量要求,可维修性强。
(3)缺点:无法实现较高转速,机器大而重,不容易实现轻量化,排气不连续,气流容易出现波动,而且工作时有较大的振动。由于曲轴连杆式压缩机的上述特点,已经很少有小排量压缩机采用这种结构形式,曲轴连杆式压缩机目前大多应用在客车和卡车的大排量空调系统中。
2、螺杆式压缩机的构造与工作过程
螺杆式压缩机是一种回转式容积式压缩机。它利用螺杆的齿槽容积和位置的变化来完成蒸气的吸人、压缩和排IqJ过程。无油螺杆压缩机在本世纪三十年代问世,主要用于压缩空气。后来汽缸内喷油的螺杆式压缩机出现,效能得到提高,目前,喷油式螺杆压缩机已是制冷压缩机中主要机种之一。螺杆式压缩机分为双螺杆和单螺杆两大类,双螺杆压缩机习惯上称为螺杆式压缩机。
(1)图2为喷油式螺杆式压缩机的构造。在断面为双圆相交的汽缸内,装有一对转子—— 阳转子和阴转子。阳转子有四个齿,阴转子有六个齿,两根转子相互齧合。当阳转子旋转一周,隐转子旋转2/3周,或者说,阳子的转速比阴转子的转速快50%。图3是螺杆式压缩机从吸汽靠排汽的工作过程,在汽缸的吸汽端座上开有吸汽口,当齿槽与吸汽口相通时,吸汽就开始,随着螺杆的旋转,齿槽脱离吸汽口,一对齿槽空间吸满蒸气,如图(a)。螺杆继续旋转,两螺杆的齿与齿槽相互齧合,有汽缸体、齧合的螺杆和排汽端座组成的齿槽容积变小,而且位置向排汽端移动,完成了对蒸气压缩和输送的作用,如图
(b)。当这对齿槽空间与端座的排汽
口相通时,压缩终了,蒸气被排出,如图(c)。每对齿槽空间都存在着吸汽、
压缩、排汽三个过程。在同一时刻存在着吸汽、压缩、排汽三个过程,不过
它们发生在不同的齿槽空间。
(2)螺杆式压缩机的优点:
① 螺杆式压缩机只有旋转运动,没有往复运动,因此压缩机的平衡性好,振动小,可以提高压缩机的转速。
② 螺杆式压缩机的结构简单、紧凑,重量轻,无吸、排汽阀,易损件少,可靠性高,检修周期长。
③ 在低蒸发温度或高压缩比工况下,用单级压缩仍然可正常工作,且有良好的效能。这是由于螺杆式压缩机没有余隙,没有吸、排汽阀,故在这种不利工况下仍然有较高的容积效率。
④ 螺杆式压缩机对溼压缩不敏感。
⑤ 螺杆式压缩机的制冷量可以在10%一100%范围内无级调节,但在40%以上负荷时的调节比较经济。
(3)缺点:噪声较大,以及需要设
置一套润滑油分离、冷却、过滤和加压的辅助装置,造成机组体积大。
单级蒸汽压缩制冷系统,是由制冷压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀四个基本部件组成。它们之间用管道依次连线,形成一个密闭的系统,制冷剂在系统中不断地回圈流动,发生状态变化,与外界进行热量交换。其工作过程如图1所示。 图1. 制冷系统的基本原理 液体制冷剂在蒸发器中吸收被冷却的物体热量之后,汽化成低温低压的蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质(水或空气)放热,冷凝为高压液体、经节流阀节流为低压低温的制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽化,达到回圈制冷的目的。这样,制冷剂在系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完成一个制冷回圈。 在制冷系统中,蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀是制冷系统中必不可少的四大件,这当中蒸发器是输送冷量的装置。制冷剂在其中吸收被冷却物体的热量实现制冷。压缩机是心脏,起著吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用。冷凝器是放出热量的装置,将蒸发器中吸收的热量连同压缩机功所转化的热量一起传递给冷却介质带走。节流阀对制冷剂起节流降压作用、同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的数量,并将系统分为高压侧和低压侧两大部分。实际制冷系统中,除上述四大件之外,常常有一些辅助装置,如电磁阀、分配器、干燥器、集热器、易熔塞、压力控制器等部件组成,它们是为了提高执行的经济性,可靠性和安全性而设定的。
首先你要知道它的内部构造;主要为阴螺杆,阳螺杆,再加上滑块(负荷调节装置)。
阴阳螺杆相互转动时会形成一个密闭空间,制冷剂在其中通过滑块的竖向调节(与螺杆同一轴线方向)起到负荷能量的调节作用。说起来太麻烦啦,还是网络下:土木线上!里面有个制冷板块,能搜到的;
祝好
经济器也是通过制冷剂挥发吸热从而给送到蒸发器的制冷剂提供二次降温达到节约的目的。
螺杆式制冷压缩机和活塞式制冷压缩机在气体压缩方式上相同,都属于容积型压缩机,也就是说它们都是靠容积的变化而使气体压缩的。不同点是这两种压缩机实现工作容积变化的方式不同。螺杆式制冷压缩机又分为单螺杆压缩机和双螺杆压缩机。其中双螺杆压缩机是利用置于机体内的两个具有螺旋状齿槽的螺杆相齧合旋转及其与机体内壁和吸、排气端座内壁的配合,造成齿间容积的变化,从而完成气体的吸入、压缩及排出过程。
制冷原理与什么型别的压缩机没有关系,制冷是利用制冷剂的特殊性质来达到制冷或者制热的目的,制冷剂在压缩时会升高温度,从而向大气视放内能,在压力降低时又会吸收周围的热量,达到周围温度下降的目的,压缩机就是用来给制冷剂加压回圈的。所以要理解制冷原理,必须对制冷剂的物理性质有所了解,高中物理中有关气体的 状态方程就有着方面的简单讲解。您不妨看看。
在执行过程中制冷压缩机会将制冷剂从低压区抽取出来经过压缩之后送到高压区进行冷却凝结,制冷剂在被输送到高压区之后通过散热片将热量散发到空气中,这时它也从原来的气态变为液态,压力也随之升高。
制冷剂在回圈过程中,从高压区流向低压区,之后通过毛细血管喷射到蒸发器中,在压力骤降的情况下由液态变为气态,然后通过散热片来吸收空气中的热量实现降温。通过这回圈过程,将冷空气成功的转入到室内。
4. 震动送料盘结构图
近十几年利用压电陶瓷作为驱动源的新型振动送料装置正在快速发展起来,压电振动送料装置是将压点技术应用于振动输送的一种新型振动送料装置,它利用压电片的逆压电效应产生振动,作为驱动源驱动料槽实现物料的输送。
振动盘原理结构图:
1、国内外的研究现状: 对于这种新型的振动送料装置,其结构和工作原理都不同于传统的电磁或机械驱动的振动送料装置,因此它具有许多传统振动送料装置所不具备的特点:
(1)结构简单,安装和维护更加方便;
(2)应用压电片作为驱动源,无需电机、电磁激振器等驱动装置,也无需轴、杆、皮带等机械传动部件,结构简单,易于加工制作;
(3)改变驱动信号中的幅值、脉宽及频率中的任意一个,都可以调节输送率,控制参数多,可控性好;
(4)无转动惯性,几乎没有加速和减速过程,启动、停止迅速,反应性能快;
(5)不产生干扰电磁振动盘场,也不受电磁干扰信号的影响;
(6)在低频率段或超声段工作,噪音小;
(7)在共振或无共振状态下工作,因此能量消耗少;
(8)驱动力略显不足,无法输送过重之料件,因此这类装置大多应用于物料的微量或精量输送。 压电振动送料装置是振动送料领域的一个重大的突破,国内外的科技人员都进行了不同程度的研究,取得了一定的成果,其按照物料前进的方式可将其分为直进型和螺旋型两种。
2、国内研究现状我国对压电振动送料装置的研究整体水平仍然落后于发达国家和地区,成型产品很少。
5. ATM机内部结构图和原理
ATM分为硬件和软件两部分,通常人们看到的只是操作台。内部结构式:上下两层的布置里,上层有一台普通的电脑主机、屏幕对外的显示器、读卡器,打印机、打印卷纸等。下层是几个金属小箱子(钞箱和废钞箱),此外,就是一些金属杠杆等机械设备。
自动柜员机具有读卡器和键盘两个输入装置,以及扬声器、显示屏、凭条打印机和出 钞口四个输出装置的数据终端。输入装置可以让用户对ATM机发送命令。通过读卡器,ATM机获取银行卡背面磁条中的信息,通过RS232、 RS485USB协议与外界通信的接口传送给主处理机。
主处理机根据此信息将交易路由到用户的银行。用户再通过键盘输入告诉银行需要 进行何种交易以及交易金额,在此过程中,银行需要用户输入个人密码(PIN)以进行身份验证。
ATM机的核心是钞箱和出钞模块。大多数小型自动柜员机的整个底部为容纳现金的钞箱。自动柜员机有一个电子眼,在机器吐出钞票时点数每张钞票。关于每一特定交易的帐单金额和所有信息记录在日记帐中。
机器所有者定期打印日记帐信息,并在该交易发生的两年内维护交易信息的一份硬拷贝。无论何时如果持卡人对某一交易产生疑问,可以要求打印交易的日记帐,然后联系主处理机。
如果找不到可以提供日记帐打印记录的所有者,持卡人需要通知银行或发卡机构,并填写相关表格传真给主处理机,由主处理机负责解决交易纠纷。
除了电子眼点数每张钞票外,自动柜员机还有一个估计钞票厚度的传感器。如果两张钞票粘在一起,则被投入废钞箱,而不提供给取款人,对于非常破旧和折叠的钞票也是如此处理。
同时,废钞箱中的钱数也要记录,这样机器所有者就能知道装入机器中的钞票的质量。较高的废钞率表明钞票或自动柜员机出了问题。
持卡人取款时,ATM机将输入装置的信息发送到主处理机,主处理机将交易请 求发送到用户的银行或发卡机构。
如果用户要提取现金,主处理机在客户银行账户和主处理机账户之间执行一个电子资金转账。资金转账到主处理机账户后,处理机 向ATM机发送一个批准代码,授权ATM机来支付现金,这时候,ATM机的输出装置就协助用户完成取款任务。
Windows CE是许多ATM机的操作系统。Windows最大的好处是操作界面便利,而且用户可以享受更多的服务。但也更容易遭到侵袭,黑客在侵入系统后,可以给它安装一个恶意程序欺骗ATM机。
就是在银行主处理机发送支付口令给ATM机的过程中,如 果在数据包还未到达ATM机之前,恶意程序以更快的速度拦截口令并修改程序,就可以将修改后的支付口令发送给ATM机,让它乖乖听话,吐出更多的钞票。
(5)跳汰机传感装置设计结构图扩展阅读:
组成结构
ATM机安全防护设备主要是指ATM防护罩、ATM防护亭、ATM防护舱等ATM机外围配置。作为高端ATM防护产品的独立自助银亭在渐渐受到市场的重视。银亭独立运作的特性也使得其可以进入小区、学校、广场等人口密集场所,给人们的生产和生活带来了诸多的便捷。
设备种类
ATM机根据安装位置可分为户外ATM机、户内ATM机及独立ATM机三种。
户内:根据ATM机的使用方式,户内的ATM机又可分为大堂式和穿墙式两种。
户外:根据安全性能要求,户外的ATM机有半封闭式和全封闭式ATM防护亭,全封闭式按外观形状可再分为方形和圆形,方形通称为户外ATM防护亭,圆形通称为ATM防护舱。
注意事项
1、要严格按ATM的电脑屏幕提示进行操作。不要轻信ATM旁张贴的所谓“告示”或“通知”,更不要按照通知、告示的要求进行操作,必要时可拨打银行服务热线咨询(如农行95599)或向警察求助。
2、要妥善保管好银行卡密码。任何情况下都不要将自己的密码泄露给他人,即使对方宣称自己是银行工作人员;在输入密码时最好是用手或身体遮挡住,以防密码被窥窃。
3、要谨防“热心人帮助”,不要轻易相信陌生人。不法分子往往会一边冒充“好心人”,帮助持卡人操作ATM,一边偷窥密码或乱按键盘造成ATM吞卡假象,伺机盗取密码或银行卡,平时尽量选择位于比较醒目地点的自动取款机。
取款时先检查一下插卡口、出钞口是否有异常;在输入密码时,应加以遮挡,防止别人偷窥;在取款后,应将相应的票据加以妥善保存。
4、要弄清ATM吞卡原因,不要急于离开。一般来说,ATM正常吞卡是因为:信用卡超过有效期限或账户已被冻结;持卡人在ATM上操作完毕后30秒内没有把卡取回;
密码错误超过三次(含三次);操作失误或机器故障也可能造成吞卡。ATM正常吞卡,机器会吐出吞卡凭条,屏幕也会有吞卡提示,持卡人可持凭条到管理行领卡。
参考资料:网络-自动取款机 (自动柜员机)
6. 机械设计课程设计---设计盘磨机传动装置!!!
我也在做这个题也 老兄
我只能提供样本给你哈 具体的还是得靠你自己啦
目 录
一 课程设计书 2
二 设计要求 2
三 设计步骤 2
1. 传动装置总体设计方案 3
2. 电动机的选择 4
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比 5
4. 计算传动装置的运动和动力参数 5
6. 齿轮的设计 8
7. 滚动轴承和传动轴的设计 19
8. 键联接设计 26
9. 箱体结构的设计 27
10.润滑密封设计 30
11.联轴器设计 30
四 设计小结 31
五 参考资料 32
一. 课程设计书
设计课题:
设计一用于带式运输机上的两级齿轮减速器.运输机连续单向运转,载荷有轻微冲击,工作环境多尘,通风良好,空载起动,卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失),减速器小批量生产,使用期限10年(300天/年),三班制工作,滚筒转速容许速度误差为5%,车间有三相交流,电压380/220V。
参数:
皮带有效拉力F(KN) 3.2
皮带运行速度V(m/s) 1.4
滚筒直径D(mm) 400
二. 设计要求
1.减速器装配图1张(0号)。
2.零件工作图2-3张(A2)。
3.设计计算说明书1份。
三. 设计步骤
1. 传动装置总体设计方案
2. 电动机的选择
3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比
4. 计算传动装置的运动和动力参数
5. 齿轮的设计
6. 滚动轴承和传动轴的设计
7. 键联接设计
8. 箱体结构设计
9. 润滑密封设计
10. 联轴器设计
1.传动装置总体设计方案:
1. 组成:传动装置由电机、减速器、工作机组成。
2. 特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀,
要求轴有较大的刚度。
3. 确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,将V带设置在高速级。
其传动方案如下:
图一:(传动装置总体设计图)
初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。
选择V带传动和二级圆柱斜齿轮减速器。
传动装置的总效率
为V带的传动效率, 为轴承的效率,
为对齿轮传动的效率,(齿轮为7级精度,油脂润滑)
为联轴器的效率, 为滚筒的效率
因是薄壁防护罩,采用开式效率计算。
取 =0.96 =0.98 =0.95 =0.99 =0.96
=0.96× × ×0.99×0.96=0.760;
2.电动机的选择
电动机所需工作功率为: P =P/η =3200×1.4/1000×0.760=3.40kW
滚筒轴工作转速为n= = =66.88r/min,
经查表按推荐的传动比合理范围,V带传动的传动比i =2~4,二级圆柱斜齿轮减速器传动比i =8~40,
则总传动比合理范围为i =16~160,电动机转速的可选范围为n =i ×n=(16~160)×66.88=1070.08~10700.8r/min。
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比,
选定型号为Y112M—4的三相异步电动机,额定功率为4.0
额定电流8.8A,满载转速 1440 r/min,同步转速1500r/min。
方案 电动机型号 额定功 率
P
kw 电动机转速
电动机重量
N 参考价格
元 传动装置的传动比
同步转速 满载转速 总传动 比 V带传 动 减速器
1 Y112M-4 4 1500 1440 470 230 125.65 3.5 35.90
3.确定传动装置的总传动比和分配传动比
(1)总传动比
由选定的电动机满载转速n 和工作机主动轴转速n,可得传动装置总传动比为 =n /n=1440/66.88=17.05
(2)分配传动装置传动比
= ×
式中 分别为带传动和减速器的传动比。
为使V带传动外廓尺寸不致过大,初步取 =2.3(实际的传动比要在设计V带传动时,由所选大、小带轮的标准直径之比计算),则减速器传动比为
= =17.05/2.3=7.41
根据展开式布置,考虑润滑条件,为使两级大齿轮直径相近,查图得高速级传动比为 =3.24,则 = =2.29
4.计算传动装置的运动和动力参数
(1) 各轴转速
= =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) 各轴输入功率
= × =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
则各轴的输出功率:
= ×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) 各轴输入转矩
= × × N•m
电动机轴的输出转矩 =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
输出转矩: = ×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
运动和动力参数结果如下表
轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min
输入 输出 输入 输出
电动机轴 3.40 22.55 1440
1轴 3.26 3.19 49.79 48.79 626.09
2轴 3.04 2.98 151.77 148.73 193.24
3轴 2.83 2.77 326.98 320.44 84.38
4轴 2.75 2.70 307.52 301.37 84.38
5.齿轮的设计
(一)高速级齿轮传动的设计计算
1. 齿轮材料,热处理及精度
考虑此减速器的功率及现场安装的限制,故大小齿轮都选用硬齿面渐开线斜齿轮
(1)齿轮材料及热处理
① 材料:高速级小齿轮选用45#钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数 =24
高速级大齿轮选用45#钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS Z = ×Z =3.24×24=77.76 取Z =78.
② 齿轮精度
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。
2.初步设计齿轮传动的主要尺寸
按齿面接触强度设计
确定各参数的值:
①试选 =1.6
查课本 图10-30 选取区域系数 Z =2.433
由课本 图10-26
则
②由课本 公式10-13计算应力值环数
N =60n j =60×626.09×1×(2×8×300×8)
=1.4425×10 h
N = =4.45×10 h #(3.25为齿数比,即3.25= )
③查课本 10-19图得:K =0.93 K =0.96
④齿轮的疲劳强度极限
取失效概率为1%,安全系数S=1,应用 公式10-12得:
[ ] = =0.93×550=511.5
[ ] = =0.96×450=432
许用接触应力
⑤查课本由 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.设计计算
①小齿轮的分度圆直径d
=
②计算圆周速度
③计算齿宽b和模数
计算齿宽b
b= =49.53mm
计算摸数m
初选螺旋角 =14
=
④计算齿宽与高之比
齿高h=2.25 =2.25×2.00=4.50
= =11.01
⑤计算纵向重合度
=0.318 =1.903
⑥计算载荷系数K
使用系数 =1
根据 ,7级精度, 查课本由 表10-8得
动载系数K =1.07,
查课本由 表10-4得K 的计算公式:
K = +0.23×10 ×b
=1.12+0.18(1+0.6 1) ×1+0.23×10 ×49.53=1.42
查课本由 表10-13得: K =1.35
查课本由 表10-3 得: K = =1.2
故载荷系数:
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.42=1.82
⑦按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径
d =d =49.53× =51.73
⑧计算模数
=
4. 齿根弯曲疲劳强度设计
由弯曲强度的设计公式
≥
⑴ 确定公式内各计算数值
① 小齿轮传递的转矩 =48.6kN•m
确定齿数z
因为是硬齿面,故取z =24,z =i z =3.24×24=77.76
传动比误差 i=u=z / z =78/24=3.25
Δi=0.032% 5%,允许
② 计算当量齿数
z =z /cos =24/ cos 14 =26.27
z =z /cos =78/ cos 14 =85.43
③ 初选齿宽系数
按对称布置,由表查得 =1
④ 初选螺旋角
初定螺旋角 =14
⑤ 载荷系数K
K=K K K K =1×1.07×1.2×1.35=1.73
⑥ 查取齿形系数Y 和应力校正系数Y
查课本由 表10-5得:
齿形系数Y =2.592 Y =2.211
应力校正系数Y =1.596 Y =1.774
⑦ 重合度系数Y
端面重合度近似为 =[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
因为 = /cos ,则重合度系数为Y =0.25+0.75 cos / =0.673
⑧ 螺旋角系数Y
轴向重合度 = =1.825,
Y =1- =0.78
⑨ 计算大小齿轮的
安全系数由表查得S =1.25
工作寿命两班制,8年,每年工作300天
小齿轮应力循环次数N1=60nkt =60×271.47×1×8×300×2×8=6.255×10
大齿轮应力循环次数N2=N1/u=6.255×10 /3.24=1.9305×10
查课本由 表10-20c得到弯曲疲劳强度极限
小齿轮 大齿轮
查课本由 表10-18得弯曲疲劳寿命系数:
K =0.86 K =0.93
取弯曲疲劳安全系数 S=1.4
[ ] =
[ ] =
大齿轮的数值大.选用.
⑵ 设计计算
① 计算模数
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m =2mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d =51.73 来计算应有的齿数.于是由:
z = =25.097 取z =25
那么z =3.24×25=81
② 几何尺寸计算
计算中心距 a= = =109.25
将中心距圆整为110
按圆整后的中心距修正螺旋角
=arccos
因 值改变不多,故参数 , , 等不必修正.
计算大.小齿轮的分度圆直径
d = =51.53
d = =166.97
计算齿轮宽度
B=
圆整的
(二) 低速级齿轮传动的设计计算
⑴ 材料:低速级小齿轮选用45钢调质,齿面硬度为小齿轮 280HBS 取小齿齿数 =30
速级大齿轮选用45钢正火,齿面硬度为大齿轮 240HBS z =2.33×30=69.9 圆整取z =70.
⑵ 齿轮精度
按GB/T10095-1998,选择7级,齿根喷丸强化。
⑶ 按齿面接触强度设计
1. 确定公式内的各计算数值
①试选K =1.6
②查课本由 图10-30选取区域系数Z =2.45
③试选 ,查课本由 图10-26查得
=0.83 =0.88 =0.83+0.88=1.71
应力循环次数
N =60×n ×j×L =60×193.24×1×(2×8×300×8)
=4.45×10
N = 1.91×10
由课本 图10-19查得接触疲劳寿命系数
K =0.94 K = 0.97
查课本由 图10-21d
按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ,
大齿轮的接触疲劳强度极限
取失效概率为1%,安全系数S=1,则接触疲劳许用应力
[ ] = =
[ ] = =0.98×550/1=517
[ 540.5
查课本由 表10-6查材料的弹性影响系数Z =189.8MP
选取齿宽系数
T=95.5×10 × =95.5×10 ×2.90/193.24
=14.33×10 N.m
=65.71
2. 计算圆周速度
0.665
3. 计算齿宽
b= d =1×65.71=65.71
4. 计算齿宽与齿高之比
模数 m =
齿高 h=2.25×m =2.25×2.142=5.4621
=65.71/5.4621=12.03
5. 计算纵向重合度
6. 计算载荷系数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
使用系数K =1
同高速齿轮的设计,查表选取各数值
=1.04 K =1.35 K =K =1.2
故载荷系数
K= =1×1.04×1.2×1.4231=1.776
7. 按实际载荷系数校正所算的分度圆直径
d =d =65.71×
计算模数
3. 按齿根弯曲强度设计
m≥
一确定公式内各计算数值
(1) 计算小齿轮传递的转矩 =143.3kN•m
(2) 确定齿数z
因为是硬齿面,故取z =30,z =i ×z =2.33×30=69.9
传动比误差 i=u=z / z =69.9/30=2.33
Δi=0.032% 5%,允许
(3) 初选齿宽系数
按对称布置,由表查得 =1
(4) 初选螺旋角
初定螺旋角 =12
(5) 载荷系数K
K=K K K K =1×1.04×1.2×1.35=1.6848
(6) 当量齿数
z =z /cos =30/ cos 12 =32.056
z =z /cos =70/ cos 12 =74.797
由课本 表10-5查得齿形系数Y 和应力修正系数Y
(7) 螺旋角系数Y
轴向重合度 = =2.03
Y =1- =0.797
(8) 计算大小齿轮的
查课本由 图10-20c得齿轮弯曲疲劳强度极限
查课本由 图10-18得弯曲疲劳寿命系数
K =0.90 K =0.93 S=1.4
[ ] =
[ ] =
计算大小齿轮的 ,并加以比较
大齿轮的数值大,选用大齿轮的尺寸设计计算.
① 计算模数
对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,按GB/T1357-1987圆整为标准模数,取m =3mm但为了同时满足接触疲劳强度,需要按接触疲劳强度算得的分度圆直径d =72.91 来计算应有的齿数.
z = =27.77 取z =30
z =2.33×30=69.9 取z =70
② 初算主要尺寸
计算中心距 a= = =102.234
将中心距圆整为103
修正螺旋角
=arccos
因 值改变不多,故参数 , , 等不必修正
分度圆直径
d = =61.34
d = =143.12
计算齿轮宽度
圆整后取
低速级大齿轮如上图:
齿轮各设计参数附表
1. 各轴转速n
(r/min)
(r/min)
(r/min)
(r/min)
626.09 193.24 84.38 84.38
2. 各轴输入功率 P
(kw)
(kw)
(kw)
(kw)
3.26 3.04 2.83 2.75
3. 各轴输入转矩 T
(kN•m)
(kN•m)
(kN•m)
(kN•m)
49.79 151.77 326.98 307.52
6.传动轴承和传动轴的设计
1. 传动轴承的设计
⑴. 求输出轴上的功率P ,转速 ,转矩
P =2.83KW =84.38r/min
=326.98N.m
⑵. 求作用在齿轮上的力
已知低速级大齿轮的分度圆直径为
=143.21
而 F =
F = F
F = F tan =4348.16×0.246734=1072.84N
圆周力F ,径向力F 及轴向力F 的方向如图示:
⑶. 初步确定轴的最小直径
先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,根据课本 取
输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径 ,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号
查课本 ,选取
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以
查《机械设计手册》
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径
⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
① 为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,Ⅰ-Ⅱ轴段右端需要制出一轴肩,故取Ⅱ-Ⅲ的直径 ;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径 半联轴器与 为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端上, 故Ⅰ-Ⅱ的长度应比 略短一些,现取
② 初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据 ,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C型.
D B
轴承代号
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. 从动轴的设计
对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的 ,故 ;而 .
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.由手册上查得7010C型轴承定位轴肩高度 mm,
③ 取安装齿轮处的轴段 ;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮 的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取 . 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高3.5,取 .轴环宽度 ,取b=8mm.
④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离 ,故取 .
⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16 ,两圆柱齿轮间的距离c=20 .考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8 ,已知滚动轴承宽度T=16 ,
高速齿轮轮毂长L=50 ,则
至此,已初步确定了轴的各端直径和长度.
5. 求轴上的载荷
首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时,
查《机械设计手册》20-149表20.6-7.
对于7010C型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距.
传动轴总体设计结构图:
(从动轴)
(中间轴)
(主动轴)
从动轴的载荷分析图:
6. 按弯曲扭转合成应力校核轴的强度
根据
= =
前已选轴材料为45钢,调质处理。
查表15-1得[ ]=60MP
〈 [ ] 此轴合理安全
7. 精确校核轴的疲劳强度.
⑴. 判断危险截面
截面A,Ⅱ,Ⅲ,B只受扭矩作用。所以A Ⅱ Ⅲ B无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由第3章的附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小,因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可.
⑵. 截面Ⅶ左侧。
抗弯系数 W=0.1 = 0.1 =12500
抗扭系数 =0.2 =0.2 =25000
截面Ⅶ的右侧的弯矩M为
截面Ⅳ上的扭矩 为 =311.35
截面上的弯曲应力
截面上的扭转应力
= =
轴的材料为45钢。调质处理。
由课本 表15-1查得:
因
经插入后得
2.0 =1.31
轴性系数为
=0.85
K =1+ =1.82
K =1+ ( -1)=1.26
所以
综合系数为: K =2.8
K =1.62
碳钢的特性系数 取0.1
取0.05
安全系数
S = 25.13
S 13.71
≥S=1.5 所以它是安全的
截面Ⅳ右侧
抗弯系数 W=0.1 = 0.1 =12500
抗扭系数 =0.2 =0.2 =25000
截面Ⅳ左侧的弯矩M为 M=133560
截面Ⅳ上的扭矩 为 =295
截面上的弯曲应力
截面上的扭转应力
= = K =
K =
所以
综合系数为:
K =2.8 K =1.62
碳钢的特性系数
取0.1 取0.05
安全系数
S = 25.13
S 13.71
≥S=1.5 所以它是安全的
8.键的设计和计算
①选择键联接的类型和尺寸
一般8级以上精度的尺寸的齿轮有定心精度要求,应用平键.
根据 d =55 d =65
查表6-1取: 键宽 b =16 h =10 =36
b =20 h =12 =50
②校和键联接的强度
查表6-2得 [ ]=110MP
工作长度 36-16=20
50-20=30
③键与轮毂键槽的接触高度
K =0.5 h =5
K =0.5 h =6
由式(6-1)得:
<[ ]
<[ ]
两者都合适
取键标记为:
键2:16×36 A GB/T1096-1979
键3:20×50 A GB/T1096-1979
9.箱体结构的设计
减速器的箱体采用铸造(HT200)制成,采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量,
大端盖分机体采用 配合.
1. 机体有足够的刚度
在机体为加肋,外轮廓为长方形,增强了轴承座刚度
2. 考虑到机体内零件的润滑,密封散热。
因其传动件速度小于12m/s,故采用侵油润油,同时为了避免油搅得沉渣溅起,齿顶到油池底面的距离H为40mm
为保证机盖与机座连接处密封,联接凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗糙度为
3. 机体结构有良好的工艺性.
铸件壁厚为10,圆角半径为R=3。机体外型简单,拔模方便.
4. 对附件设计
A 视孔盖和窥视孔
在机盖顶部开有窥视孔,能看到 传动零件齿合区的位置,并有足够的空间,以便于能伸入进行操作,窥视孔有盖板,机体上开窥视孔与凸缘一块,有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封,盖板用铸铁制成,用M6紧固
B 油螺塞:
放油孔位于油池最底处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便放油,放油孔用螺塞堵住,因此油孔处的机体外壁应凸起一块,由机械加工成螺塞头部的支承面,并加封油圈加以密封。
C 油标:
油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处。
油尺安置的部位不能太低,以防油进入油尺座孔而溢出.
D 通气孔:
由于减速器运转时,机体内温度升高,气压增大,为便于排气,在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器,以便达到体内为压力平衡.
E 盖螺钉:
启盖螺钉上的螺纹长度要大于机盖联结凸缘的厚度。
钉杆端部要做成圆柱形,以免破坏螺纹.
F 位销:
为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度,在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销,以提高定位精度.
G 吊钩:
在机盖上直接铸出吊钩和吊环,用以起吊或搬运较重的物体.
减速器机体结构尺寸如下:
名称 符号 计算公式 结果
箱座壁厚
10
箱盖壁厚
9
箱盖凸缘厚度
12
箱座凸缘厚度
15
箱座底凸缘厚度
25
地脚螺钉直径
M24
地脚螺钉数目
查手册 6
轴承旁联接螺栓直径
M12
机盖与机座联接螺栓直径
=(0.5~0.6)
M10
轴承端盖螺钉直径
=(0.4~0.5)
10
视孔盖螺钉直径
=(0.3~0.4)
8
定位销直径
=(0.7~0.8)
8
, , 至外机壁距离
查机械课程设计指导书表4 34
22
18
, 至凸缘边缘距离
查机械课程设计指导书表4 28
16
外机壁至轴承座端面距离
= + +(8~12)
50
大齿轮顶圆与内机壁距离
>1.2
15
齿轮端面与内机壁距离
>
10
机盖,机座肋厚
9 8.5
轴承端盖外径
+(5~5.5)
120(1轴)125(2轴)
150(3轴)
轴承旁联结螺栓距离
120(1轴)125(2轴)
150(3轴)
10. 润滑密封设计
对于二级圆柱齿轮减速器,因为传动装置属于轻型的,且传速较低,所以其速度远远小于 ,所以采用脂润滑,箱体内选用SH0357-92中的50号润滑,装至规定高度.
油的深度为H+
H=30 =34
所以H+ =30+34=64
其中油的粘度大,化学合成油,润滑效果好。
密封性来讲为了保证机盖与机座联接处密封,联接
凸缘应有足够的宽度,联接表面应精创,其表面粗度应为
密封的表面要经过刮研。而且,凸缘联接螺柱之间的距离不宜太
大,国150mm。并匀均布置,保证部分面处的密封性。
11.联轴器设计
1.类型选择.
为了隔离振动和冲击,选用弹性套柱销联轴器.
2.载荷计算.
公称转矩:T=9550 9550 333.5
查课本 ,选取
所以转矩
因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以
查《机械设计手册》
选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm