可調(diào)速鋼筋彎曲機的設(shè)計【全套含CAD圖紙和說明書】

可調(diào)速鋼筋彎曲機的設(shè)計【全套含CAD圖紙和說明書】,全套含CAD圖紙和說明書,調(diào)速,鋼筋,彎曲,曲折,設(shè)計,全套,cad,圖紙,以及,說明書,仿單 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務 書 2008 年 2月 19 日 畢業(yè)設(shè)計題目 可調(diào)速鋼筋彎曲機的設(shè)計 指導教師 俞云強 職稱 副教授 專業(yè)名稱 機電一體化技術(shù) 班級 機電50532 學生姓名 王棟梁 學號 5020053225 設(shè)計要求 1. 完成可調(diào)速鋼筋彎曲機設(shè)計； 2. 完成外文資料翻譯一份（3000字以上）； 3. 完成畢業(yè)設(shè)計調(diào)研報告一份； 4. 完成畢業(yè)設(shè)計說明書一份； 5. 完成相關(guān)圖紙。 完成畢業(yè)課題的計劃安排 序號 內(nèi)容 時間安排 1 外文資料翻譯 2008.2.20至 2008.2.29 2 搜集相關(guān)資料并調(diào)研、完成調(diào)研報告，分析可調(diào)速鋼筋彎曲機的工作原理 2008.3.1至 2008.3.5 3 完成可調(diào)速鋼筋彎曲機設(shè)計及故障分析，完成畢業(yè)設(shè)計說明書，繪制相關(guān)圖紙 2008.3.6至2008.4.16 4 整理畢業(yè)設(shè)計說明書并定稿，準備答辯 2008.4.17至2008.4.23 5 答辯 2008.4.20 答辯提交資料 外文資料翻譯，畢業(yè)設(shè)計調(diào)研報告， 畢業(yè)設(shè)計說明書，相關(guān)圖紙。 計劃答辯時間 2008.4.20 無錫職業(yè)技術(shù)學院機電技術(shù)學院 2008 年 2 月 19 日 1 摘 要 通過強度計算分析 認為現(xiàn)有 GW 40 彎曲機的大部分零件有較大的設(shè)計裕 量 需要改變個別零部件及電動機功率即可大幅度提高加工能力 滿足 40 鋼筋的 彎曲加工 還可以升級為 GW 50 鋼筋彎曲機 GW40 型半自動鋼筋彎曲機適用于彎曲 6 40 毫米鋼筋之用 本機的傳動機構(gòu)采用 全封閉式 變速桿換擋 可使工作盤得到兩種轉(zhuǎn)速 鋼筋的彎曲角度由工作盤側(cè)面的擋 塊調(diào)節(jié) 機械部分通過電器控制實現(xiàn)半自動 關(guān)鍵詞 鋼筋彎曲機 始彎矩 終彎矩 主軸扭矩 控制設(shè)備 2 目錄 第一章 引言 1 第二章 系統(tǒng)性能與參數(shù) 2 第三章 工作原理及框圖 3 第四章 彎矩計算與電動機選擇 4 4 1 工作狀態(tài) 4 4 2 材料達到屈服極限時的始彎矩 4 第五章 v 帶傳動設(shè)計 6 5 1 V 帶輪的設(shè)計計算 6 第六章 第一級圓柱齒輪設(shè)計 9 6 1 選擇材料 9 6 2 接觸強度進行初步設(shè)計 9 6 3 齒輪校核 10 6 4 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算 13 第七章 第三級圓柱齒輪設(shè)計 15 7 1 選擇材料 15 7 2 接觸強度進行初步設(shè)計 15 7 3 齒輪校核 16 7 4 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算 19 第八章 中間軸設(shè)計 21 8 1 計算作用在軸上的力 21 8 2 計算支力和彎矩 22 8 3 截面校核 23 第九章 主軸設(shè)計 26 9 1 計算作用在軸上的力 26 9 2 計算支力和彎矩 26 9 3 截面校核 28 第十章 軸承的選擇 30 10 1 滾動軸承選擇 30 第十一章 控制設(shè)備的選擇 31 11 1 變頻器的概述 31 11 2 變頻器的選工作原理 31 11 3 變頻器的參數(shù) 33 3 第十二章 電機的選擇 37 9 1 電機的介紹 37 9 2 電機的選擇原則 37 小結(jié) 40 總結(jié) 41 參考文獻 42 4 摘 要 通過強度計算分析 認為現(xiàn)有 GW 40 彎曲機的大部分零件有較大的設(shè)計裕 量 需要改變個別零部件及電動機功率即可大幅度提高加工能力 滿足 40 鋼筋的 彎曲加工 還可以升級為 GW 50 鋼筋彎曲機 GW40 型半自動鋼筋彎曲機適用于彎曲 6 40 毫米鋼筋之用 本機的傳動機構(gòu)采用 全封閉式 變速桿換擋 可使工作盤得到兩種轉(zhuǎn)速 鋼筋的彎曲角度由工作盤側(cè)面的擋 塊調(diào)節(jié) 機械部分通過電器控制實現(xiàn)半自動 關(guān)鍵詞 鋼筋彎曲機 始彎矩 終彎矩 主軸扭矩 控制設(shè)備 5 Abstract Through the strength calculation and analysis that most of the parts of the existing GW 40 bending machine design margin larger Weight need to change the individual parts and motor power can greatly enhance processing capacity satisfy Phi 40 steel Bending Can also be upgraded to GW 50 Reinforcing steel bending machine GW40 semi automatic bending machine for bending 6 40 mm steel use transmission mechanism of this machine adopts a totally enclosed shift lever shift can make the work plate by two kinds of speed the bending angle of reinforced by the work plate side of the block adjustment the mechanical part of the electric control to achieve semi automati Keywords steel bending machine bending moment at end of spindle torque control equipment 6 目錄 第一章 引言 1 第二章 系統(tǒng)性能與參數(shù) 2 第三章 工作原理及框圖 3 第四章 彎矩計算與電動機選擇 4 4 1 工作狀態(tài) 4 4 2 材料達到屈服極限時的始彎矩 4 第五章 v 帶傳動設(shè)計 6 5 1 V 帶輪的設(shè)計計算 6 第六章 第一級圓柱齒輪設(shè)計 9 6 1 選擇材料 9 6 2 接觸強度進行初步設(shè)計 9 6 3 齒輪校核 10 6 4 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算 13 第七章 第三級圓柱齒輪設(shè)計 15 7 1 選擇材料 15 7 2 接觸強度進行初步設(shè)計 15 7 3 齒輪校核 16 7 4 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算 19 第八章 中間軸設(shè)計 21 8 1 計算作用在軸上的力 21 8 2 計算支力和彎矩 22 8 3 截面校核 23 第九章 主軸設(shè)計 26 9 1 計算作用在軸上的力 26 9 2 計算支力和彎矩 26 9 3 截面校核 28 第十章 軸承的選擇 30 10 1 滾動軸承選擇 30 第十一章 控制設(shè)備的選擇 31 11 1 變頻器的概述 31 11 2 變頻器的選工作原理 31 11 3 變頻器的參數(shù) 33 7 第十二章 電機的選擇 37 9 1 電機的介紹 37 9 2 電機的選擇原則 37 小結(jié) 40 總結(jié) 41 參考文獻 42 8 第一章 引言 我國工程建筑機械行業(yè)近幾年之所以能得到快速發(fā)展 一方面通過引進國 外先進技術(shù)提升自身產(chǎn)品檔次和國內(nèi)勞動力成本低廉是一個原因 另一方面 國家連續(xù)多年實施的積極的財政政策更是促使行業(yè)增長的根本動因 受國家連續(xù)多年實施的積極財政政策的刺激 包括西部大開發(fā) 西氣東輸 西電東送 青藏鐵路 房地產(chǎn)開發(fā)以及公路 道路 城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等一 大批依托工程項目的實施 這對于重大建設(shè)項目裝備行業(yè)的工程建筑機械行 業(yè)來說可謂是難得的機遇 因此整個行業(yè)的內(nèi)需勢頭旺盛 同時受我國加入 WTO 和國家鼓勵出口政策的激勵 工程建筑機械產(chǎn)品的出口形勢也明顯好轉(zhuǎn) 我國建筑機械行業(yè)運行的基本環(huán)境 建筑機械行業(yè)運行的基本狀況 建筑 機械行業(yè)創(chuàng)新 建筑機械行業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境 國內(nèi)建筑機械公司與國外建 筑機械公司的競爭力比較以及 2004 年我國建筑機械行業(yè)發(fā)展的前景趨勢進行 了深入透徹的分析 9 第二章 系統(tǒng)性能與參數(shù) GW40 型鋼筋彎曲機適用于建筑行業(yè)彎曲 6 40 鋼筋之用 本機工作程序簡單 彎曲形狀一致 調(diào)整簡單 操作方便 性能穩(wěn)定 它能將 Q235 40 圓鋼或 8 32 螺紋鋼筋彎曲成工程中所需要的各種形狀 彎曲鋼筋直徑 6 40mm 工作盤直徑 350mm 工作盤轉(zhuǎn)數(shù) 7 轉(zhuǎn) 分 電動機 Y100L 4 3KW 外型尺寸 760 760 685 整機重量 4000kg 10 第三章 系統(tǒng)工作原理及框圖 3 1 GW 40 彎曲機的工作框圖 見圖 3 1 圖 3 1 工作框圖 其中減 速 箱由軸 軸承和齒輪組成 3 2 GW 40 彎曲機的工作原理圖 見圖 3 2 3 3 工作原理 GW 40 彎曲機的工作機構(gòu)是一個在垂直軸上旋轉(zhuǎn)的水平工作圓盤 如圖所示 把鋼 筋置于圖中虛線位置 支承銷軸固定在機床上 中心銷軸和壓彎銷軸裝在工作圓盤上 圓盤回轉(zhuǎn)時便將鋼筋彎曲 為了彎曲各種直徑的鋼筋 在工作盤上有幾個孔 用以插壓 彎銷軸 也可相應地更換不同直徑的中心銷軸 電動機 帶 輪 減 速 箱 控制設(shè)備 工作臺 11 第四章 彎矩計算與電動機選擇 4 1 工作狀態(tài) 1 鋼筋受力情況與計算有關(guān)的幾何尺寸標記圖 1 設(shè)鋼筋所需彎矩 M t 式中 F 為撥斜柱對鋼筋的作用力 F r為 F 的徑向分力 a 為 F 與鋼筋軸 sini0LFr 線夾角 當 Mt 一定 a 越大則撥斜柱及主軸徑向負荷越小 a arcos L 1 Lo 一定 L o越大 因此 彎曲機的工作盤應加大直徑 增大撥斜柱中心到主軸中心距離 L0 GW 50 鋼筋彎曲機的工作盤設(shè)計 直徑 400mm 空間距 120mm L 0 169 7 mm Ls 235 a 43 8 0 a工 作 盤 2 中 心 柱 套 3撥 料 柱4擋 料 柱 5鋼 筋 6插 入 座17 45圖 1 鋼 筋 受 力 情 況 2 鋼筋彎曲機所需主軸扭矩及功率 按照鋼筋彎曲加工規(guī)范規(guī)定的彎曲半徑彎曲鋼筋 其彎曲部分的變形量均接近或過材 料的額定延伸率 鋼筋應力超過屈服極限產(chǎn)生塑性變形 4 2 材料達到屈服極限時的始彎矩 1 按 40 螺紋鋼筋公稱直徑計算 M0 K1W s式中 M 0為始彎矩 W 為抗彎截面模數(shù) K 1為截面系數(shù) 對圓截面 K 1 1 7 對于 25MnSi 螺紋鋼筋 M0 373 N mm 2 則得出始彎矩 M0 3977 N m 2 鋼筋變形硬化后的終彎矩 鋼筋在塑性變形階段出現(xiàn)變形硬化 強化 產(chǎn)生變形硬化后的終彎矩 M K 12 1 K0 2Rx W s式中 K 0為強化系數(shù) K 0 2 1 p 2 1 0 14 15 p為延伸率 25MnSi 的 p 14 R x R d0 R 為彎心直徑 R 3 d 0 則得出終彎矩 M 11850 N m 3 鋼筋彎曲所需距 Mt M0 M 2 K 8739 N m 式中 K 為彎曲時的滾動摩擦系數(shù) K 1 05 按上述計 算方法同樣可以得出 50I 級鋼筋 b 450 N mm2 彎矩所需彎矩 M t 8739 N m 取較大者作為以下計算依據(jù) 4 電動機功率 由功率扭矩關(guān)系公式 A0 T n 9550 2 9KW 考慮到部分機械效率 0 75 則電動機 最大負載功率 A A0 2 9 0 75 3 9 KW 電動機選用 Y 系列三相異步電動機 額定功率為 4 KW 額定轉(zhuǎn)速 1440r min e en 5 電動機的控制 如圖 2 所知 圖 2 鋼 筋 彎 曲 電 氣 圖 制 動 剎 車電 機 反 轉(zhuǎn)電 機 正 轉(zhuǎn) 13 第五章 v 帶傳動設(shè)計 5 1 V 帶輪的設(shè)計計算 電動機與齒輪減速器之間用普通 v 帶傳動 電動機為 Y112M 4 額定功率 P 4KW 轉(zhuǎn) 速 1440 減速器輸入軸轉(zhuǎn)速 514 輸送裝置工作時有輕微沖擊 每天工1nmir2nmir 作 16 個小時 1 設(shè)計功率 根據(jù)工作情況由表 8 1 22 查得工況系數(shù) 1 2 P 1 2 4 4 8KWAKdPA 2 選定帶型 根據(jù) 4 8KW 和轉(zhuǎn)速 1440 有圖 8 1 2 選定 A 型dP1nmir 3 計算傳動比 2 821n540 4 小帶輪基準直徑 1d 由表 8 1 12 和表 8 1 14 取小帶輪基準直徑 75mm1d 5 大帶輪的基準直徑 2d 大帶輪的基準直徑 1 i1d 取彈性滑動率 0 02 1 2 8 205 8mm2di1d 02 75 實際傳動比 2 85i 12 d 從動輪的實際轉(zhuǎn)速 505 262ni85 40minr 轉(zhuǎn)速誤差 1 7 1652 對于帶式輸送裝置 轉(zhuǎn)速誤差在 范圍是可以的 6 帶速 5 6210647501 ndsm 7 初定軸間距 a 14 0 7 1d20 a1d2 0 7 75 205 75 205 196 560 a 取 400mm 8 所需 v 帶基準長度 0dL 2 0dLa021214 add 2 75 75 42 800 439 6 10 56 1250 16mm 查表 8 1 8 選取 mLd1250 9 實際軸間距 a 400mm200d 10 小帶輪包角 1 1080123 57 ad 006 1238 11 單根 v 帶的基本額定功率 1p 根據(jù) 75mm 和 1440 由表 8 1 27 c 用內(nèi)插法得 A 型 v 帶的1d1nmir 0 68KWp 12 額定功率的增量 1p 根據(jù) 和 由表 8 1 27 c 用內(nèi)插法得 A 型 v 帶的in401rn 5 2 0 17KWp 15 13 V 帶的根數(shù) Z Z Ldkp 1 根據(jù) 查表 8 1 23 得 0 9503 6 k 根據(jù) 1250mm 查表得 8 1 8 得 0 93DL Z 6 38Ldkp 1 93 05 7 06 4 取 Z 7 根 14 單根 V 帶的預緊力 0F 500 由表 8 1 24 查得 A 型帶 m 0 100F2 15 2 mzpkd mkg 則 500 99 53N0 2 d 15 壓軸力 QF 2 1372N2sin10 Z238 16sin75 90 16 繪制工作圖 3 27圖 帶 輪 16 第六章 圓柱齒輪設(shè)計 6 1 選擇材料 確定 和 及精度等級limH liF 參考表 8 3 24 和表 8 3 25 選擇兩齒輪材料為 大 小齒輪均為 40Cr 并經(jīng)調(diào) 質(zhì)及表面淬火 齒面硬度為 48 50HRc 精度等級為 6 級 按硬度下限值 由圖 8 3 8 d 中的 MQ 級質(zhì)量指標查得 1120Mpa 由圖 8 3 9 d 中的 MQlimH liF 級質(zhì)量指標查得 FE1 FE2 700Mpa Flim1 Flim2 350 MPa 6 2 按接觸強度進行初步設(shè)計 1 確定中心距 a 按表 8 3 28 公式進行設(shè)計 a CmAa 1 321HKT 1mC483 K 1 7 NT 1624 0 MPaH8 取ma17520 2 確定模數(shù) m 參考表 8 3 4 推薦表 m 0 007 0 02 a 1 4 4 取 m 3mm 3 確定齒數(shù) z z12 z 20 51 取 z 211 ma 5 30 1 17 z z 5 5 21 115 5 取 z 11621 2 4 計算主要的幾何尺寸 按表 8 3 5 進行計算 分度圓的直徑 d m z 3 21 63mm1 d m z 3 116 348mm2 齒頂圓直徑 d d 2h 63 2 3 69mm1aa d d 2h 348 2 3 353mm2 端面壓力角 0 基圓直徑 d d cos 63 cos20 59 15mm1b 0 d d cos 348 cos20 326 77mm2 齒頂圓壓力角 arccos 31 02 1at1ab0 arccos 22 632at 2abd0 端面重合度 z tg tg z tg tg a 1 1at 2 2at 1 9 齒寬系數(shù) 1 3d 1b6380 縱向重合度 0 6 3 齒輪校核 1 校核齒面接觸強度 按表 8 3 15 校核 強度條件 H 計算應力 Z Z Z Z Z 1BE 1 bdFKktHVA 2H 1BD 18 式中 名義切向力 F 2005Nt120dT 6317 0 使用系數(shù) K 1 由表 8 3 31 查取 A 動載系數(shù) VK20 B 式中 V smnd7 1654 316 A 83 6 B 0 4 C 6 57 1 2VK 齒向載荷分布系數(shù) K 1 35 由表 8 3 32 按硬齒面齒輪 裝配時檢修調(diào)整 H 6 級精度 K 非對稱支稱公式計算 H34 1 齒間載荷分配系數(shù) 由表 8 3 33 查取 0 1 HK 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 1 5 由圖 8 3 11 查取 Z 重合度的系數(shù) 由圖 8 3 12 查取 7 螺旋角系數(shù) 由圖 8 3 13 查取 0 彈性系數(shù) 由表 8 3 34 查取 MPaZE8 19 單對齒嚙合系數(shù) Z 1B 143 17MPa1H 2 806325 1035 180 7 1895 許用應力 XWRVLNTHZZSlim 式中 極限應力 1120MPali 最小安全系數(shù) 1 1 由表 8 3 35 查取 limH 壽命系數(shù) 0 92 由圖 8 3 17 查取 NTZ 潤滑劑系數(shù) 1 05 由圖 8 3 19 查取 按油粘度等于 350 L sm 19 速度系數(shù) 0 96 按 由圖 8 3 20 查取 VZ 7 1sm 粗糙度系數(shù) 0 9 由圖 8 3 21 查取 R 齒面工作硬化系數(shù) 1 03 按齒面硬度 45HRC 由圖 8 3 22 查取 W 尺寸系數(shù) 1 由圖 8 3 23 查取 XZ 則 826MPaH 0 1596 012 10 滿足 H 2 校核齒根的強度 按表 8 3 15 校核 強度條件 1F 許用應力 FVASaFnt KYbm1212 SFF 式中 齒形系數(shù) 2 61 2 2 由圖 8 3 15 a 查取 1 Y2 應力修正系數(shù) 由圖 8 3 16 a 查取 6 Sa7 SaY 重合度系數(shù) 1 9 螺旋角系數(shù) 1 0 由圖 8 3 14 查取 Y 齒向載荷分布系數(shù) 1 3 其中 N 0 94 按表 8 3 30 計算 FKNH 齒間載荷分配系數(shù) 1 0 由表 8 3 33 查取 則 94 8MPa1F 88 3MPa26 127 許用應力 按 值較小齒輪校核 FXlTrelNTSYYRlim limF 式中 極限應力 350MPali 安全系數(shù) 1 25 按表 8 3 35 查取 limFS 20 應力修正系數(shù) 2 按表 8 3 30 查取 STY 壽命系數(shù) 0 9 按圖 8 3 18 查取 齒根圓角敏感系數(shù) 0 97 按圖 8 3 25 查取 relT 齒根表面狀況系數(shù) 1 按圖 8 3 26 查取 lYR 尺寸系數(shù) 1 按圖 8 3 24 查取 X 則 F MPa497 025 13 滿足 驗算結(jié)果安全1F 6 4 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算 1 確定齒厚偏差代號為 6KL GB10095 88 參考表 8 3 54 查取 2 確定齒輪的三個公差組的檢驗項目及公差值 參考表 8 3 58 查取 第 公差組 檢驗切向綜合公差 0 063 0 009 0 072mm 按表 8 3 69 計算 由表1iFifP 8 3 60 表 8 3 59 查取 第 公差組檢驗齒切向綜合公差 0 6 1ifi tptf 0 6 0 009 0 011 0 012mm 按表 8 3 69 計算 由表 8 3 59 查取 第 公差 組檢驗齒向公差 0 012 由表 8 3 61 查取 3 確定齒輪副的檢驗項目與公差值 參考表 8 3 58 選擇 對齒輪 檢驗公法線長 度的偏差 按齒厚偏差的代號 KL 根據(jù)表 8 3 53m 的計算式求得齒厚的上偏差wE 12 12 0 009 0 108mm 齒厚下偏差 16 16 0 009 0 144mm 公法sptf siEptf 線的平均長度上偏差 cos 0 72 sin 0 108 cos 0 72 WSsE TF02 0 110mm 下偏差 cos 0 72 sin 02sin36 0a wisi T 0 144 cos 0 72 0 036 sin 0 126mm 按表 8 3 19 及其表注說明求得公法 02 線長度 87 652 跨齒數(shù) K 10 則公法線長度偏差可表示為 對齒kn 10 26 587 輪傳動 檢驗中心距極限偏差 根據(jù)中心距 a 200mm 由表查得 8 3 65 查得 f f 檢驗接觸斑點 由表 8 3 64 查得接觸斑點沿齒高不小于 40 沿齒長不小于023 70 檢驗齒輪副的切向綜合公差 0 05 0 072 0 125mm 根據(jù)表 8 3 58 的表注 3 icF 由表 8 3 69 表 8 3 59 及表 8 3 60 計算與查取 檢驗齒切向綜合公差 21 0 0228mm 根據(jù) 8 3 58 的表注 3 由表 8 3 69 表 8 3 59 計算與查取 對icf 箱體 檢驗軸線的平行度公差 0 012mm 0 006mm 由表 8 3 63 查取 確xfyf 定齒坯的精度要求按表 8 3 66 和 8 3 67 查取 根據(jù)大齒輪的功率 確定大輪的孔 徑為 50mm 其尺寸和形狀公差均為 6 級 即 0 016mm 齒輪的徑向和端面跳動公差為 0 014mm 3 齒輪工作圖 0 81 6 圖 4 大 齒 輪 二 由于第一級齒輪傳動比與第二級傳動比相等 則對齒輪的選擇 計算以及校核都與 第一級一樣 22 第七章 第三級圓柱齒輪的設(shè)計 7 1 選擇材料 1 確定 Hlim和 Flim及精度等級 參考表 8 3 24 和表 8 3 25 選擇兩齒輪材料為 大 小齒輪均為 40Cr 并經(jīng)調(diào) 質(zhì)及表面淬火 齒面硬度為 48 50HRc 精度等級為 6 級 按硬度下限值 由圖 8 3 8 d 中的 MQ 級質(zhì)量指標查得 Hlim Hlim 1120Mpa 由圖 8 3 9 d 中的 MQ 級質(zhì)量指標查得 FE1 FE2 700Mpa Flim1 Flim2 350 Mpa 7 2 按接觸強度進行初步設(shè)計 1 確定中心距 a 按表 8 3 28 公式進行設(shè)計 a CmAa 1 21HKT 1C483 K 1 7 mNT 1624 0 MPaH8 6 則 a 325mm 取 a 400mm 2 確定模數(shù) m 參考表 8 3 4 推薦表 m 0 007 0 02 a 2 8 8 取 m 4mm 3 確定齒數(shù) z z12 0421 z z 28 取 z 281 ma 16 1 z 172 取 z 1722 2 4 計算主要的幾何尺寸 按表 8 3 5 進行計算 23 分度圓的直徑 d m z 4 28 112mm1 d m z 688mm2724 齒頂圓直徑 d d 2h 112 2 4 120mm1aa d d 2h 688 2 4 696mm2 齒根圓直徑 mzf 1025 1 f 6782 端面壓力角 0 基圓直徑 d d cos 112 cos20 107 16mm1b 0 d d cos 688 cos20 646 72mm2 齒頂圓壓力角 arccos 1at1ab07 26 arccos 2at 2abd0 端面重合度 z tg tg z tg tg a 1 1at 2 2at 1 15 齒寬系數(shù) 1 3 d 1b6380 齒寬 ma1604 縱向重合度 0 7 3 校核齒輪 1 校核齒面接觸強度 按表 8 3 30 校核 強度條件 H 計算應力 Z Z Z Z Z 1BE 1 bdFKktHVA 24 2H 1BDZ 式中 名義切向力 F 34107Nt10dT 631902 使用系數(shù) K 1 由表 8 3 31 查取 A 動載系數(shù) VK20 B 式中 V smnd09 16716 A 83 6 B 0 4 C 6 57 1 05VK 齒向載荷分布系數(shù) K 1 35 由表 8 3 32 按硬齒面齒輪 裝配時檢修調(diào) 6 H 級精度 K 非對稱支稱公式計算 H34 1 齒間載荷分配系數(shù) 由表 8 3 33 查取 0 H 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 1 5 由圖 8 3 11 查取 Z 重合度的系數(shù) 由圖 8 3 12 查取 93 螺旋角系數(shù) 由圖 8 3 13 查取 0 彈性系數(shù) 由表 8 3 34 查取 MPaZE8 1 單對齒齒合系數(shù) Z 1B 301 42MPa1H 2 806325 1035 180 7 1895 許用應力 XWRVLNTHZZSlim 式中 極限應力 1120MPali 最小安全系數(shù) 1 1 由表 8 3 35 查取 limH 25 壽命系數(shù) 0 92 由圖 8 3 17 查取 NTZ 潤滑劑系數(shù) 1 05 由圖 8 3 19 查取 按油粘度等于 350 L sm 速度系數(shù) 0 96 按 由圖 8 3 20 查取 V 7 1sm 粗糙度系數(shù) 0 9 由圖 8 3 21 查取 RZ 齒面工作硬化系數(shù) 1 03 按齒面硬度 45HRC 由圖 8 3 22 查取 W 尺寸系數(shù) 1 由圖 8 3 23 查取 X 則 826MPaH 0 1596 012 10 滿足 H 2 校核齒根的強度 按表 8 3 15 校核 強度條件 1F 許用應力 FVASaFnt KYbm1212 SFF 式中 齒形系數(shù) 2 61 2 2 由圖 8 3 15 a 查取 1 Y2 應力修正系數(shù) 由圖 8 3 16 a 查取 6 Sa7 SaY 重合度系數(shù) 1 9 螺旋角系數(shù) 1 0 由圖 8 3 14 查取 Y 齒向載荷分布系數(shù) 1 3 其中 N 0 94 按表 8 3 30 計算 FKNH 齒間載荷分配系數(shù) 1 0 由表 8 3 33 查取 則 94 8MPa1F 88 3MPa26 127 許用應力 按 值較小齒輪校核 FXlTrelNTSYYRlim limF 26 式中 極限應力 350MPalimF 安全系數(shù) 1 25 按表 8 3 35 查取 liS 應力修正系數(shù) 2 按表 8 3 30 查取 TY 壽命系數(shù) 0 9 按圖 8 3 18 查取 S 齒根圓角敏感系數(shù) 0 97 按圖 8 3 25 查取 relT 齒根表面狀況系數(shù) 1 按圖 8 3 26 查取 lYR 尺寸系數(shù) 1 按圖 8 3 24 查取 X 則 F MPa497 025 13 滿足 驗算結(jié)果安全1F 7 4 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算 1 確定齒厚偏差代號為 6KL GB10095 88 參考表 8 3 54 查取 2 確定齒輪的三個公差組的檢驗項目及公差值 參考表 8 3 58 查取 第 公差組檢驗切向綜合公差 1iF 0 063 0 009 0 072mm 按表 8 3 69 計算 由表 8 3 1iFfP 60 表 8 3 59 查取 第 公差組檢驗齒切向綜合公差 0 6 1ifi tptf 0 6 0 009 0 011 0 012mm 按表 8 3 69 計算 由表 8 3 59 查 取 第 公差組檢驗齒向公差 0 012 由表 8 3 61 查取 F 3 確定齒輪副的檢驗項目與公差值 參考表 8 3 58 選擇 對齒輪 檢驗公法線長度的偏差 按齒厚偏差的代號 KL 根據(jù)表 8 wE 3 53 的計算式求得齒厚的上偏差 12 12sptf 0 009 0 108mm 齒厚下偏差 16 16 0 009 0 144mm 公法線的it 平均長度上偏差 cos 0 72 sin 0 108 cos 0 72 WSEs TF02 0 110mm 下偏差 cos 0 72 sin 0 144 cos02sin36 0a wiEsi TF 27 0 72 0 036 sin 0 126mm 按表 8 3 19 及其表注說明求得公法02 02 線長度 87 652 跨齒數(shù) K 10 則公法線長度偏差可表示為 knW 對齒輪傳動 檢驗中心距極限偏差 根據(jù)中心距10 26 587 f a 200mm 由表查得 8 3 65 查得 檢驗接觸斑點 由表 8 3 f02 64 查得接觸斑點沿齒高不小于 40 沿齒長不小于 70 檢驗齒輪副的切向 綜合公差 0 05 0 072 0 125mm 根據(jù)表 8 3 58 的表注 3 由表 8 3 icF 69 表 3 59 及表 8 3 60 計算與查取 檢驗齒切向綜合公差 0 0228mm 根據(jù) 8 3 58 的表注 3 由表 8 3 69 表 8 3 59 計算icf 與查取 對箱體 檢驗軸線的平行度公差 0 012mm 0 006mm 由表 8 3 63 查取 xfyf 4 確定齒坯的精度要求按表 8 3 66 和 8 3 67 查取 根據(jù)大齒輪的功率 確定大 輪的孔徑為 50mm 其尺寸和形狀公差均為 6 級 即 0 016mm 齒輪的徑向和端 面跳動公差為 0 014mm 5 齒輪工作圖如下 圖 5 小 齒 輪1 61 608 28 第八章 軸的設(shè)計 8 1 計算作用在軸上的力 大輪的受力 圓周力 1F12dTN8 95 347 徑向力 1rtg726 00 軸向力 a 小輪的受力 圓周力 2FNdT10246372 徑向力 2rrtg3968 02 軸向力 a 8 2 計算支力和彎矩 1 垂直平面中的支反力 BR NlcFb 62213048 95 21 lac 805 9 6104 2 2 水平面中的支反力 lcbFdcFdRrarfaB 5 5 0 12211 343700496874 9 2752 3N ldFadFbaR frfarc 11222 5 5 3748 9076 104 16398 29 261N 3 支點的合力 BRC B N68402756 2 RCC 18422 軸向力 Faa 2 908 5012 應由軸向固定的軸承來承受 aF 4 垂直彎矩 截面 1 wM1 mNaRB 4 751 962 截面 C 36884 5 水平彎矩 截面 NaRBw 27 305 4927 1 dFMBa 86 1 18 1 截面 mNCRw 2 5026 11 dFbaarBa 2752 74957265 504N m 6 合成彎矩 截面 mNMww 30 82109564 22 aa 75 72 截面 www 9 1368 4 1368 222 2 30 mNMawwaw 8 145704 1368 22 2 7 計算軸徑 截面 TdWw 5837 0 27 0 13322 截面 mMaw 745 19681 323222 201374 5Fraa1r軸 的 受 力 和 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 簡 圖 8 3 對截面進行校核 1 截面 校核 mNMw 8203mNnPT 34725 91015 96633328dW 390mT 由表 4 1 2 得 MPa351 齒輪軸的齒 k 472 16 06470 19 k 31 由表 4 1 17 得 73 0 由表 4 1 17 得 2 68 1 k9 78 5492 1 3431 TWKMS 8 1 S 1 8 則 軸的強度滿足要求 2 截面 校核 mNMw 136890mNnPT 34725 105 6333 97242dW 31 5mT 由表 4 1 2 得 MPa31 0 齒輪軸的齒 k 472 16 0647 19 k 由表 4 1 17 得 8 0 由表 4 1 17 得 0 3 k 32 271 k 1976 52 1343 TWKMS 8 1 S 1 8 則 軸的強度滿足要求 3 如下圖 6 345 2圖 軸 33 第九章 主軸設(shè)計 9 1 計算作用在軸上的力 1 齒輪的受力 扭矩 T T mN 9 105379 25 圓周力 1F1dT68 24 徑向力 1rtg 053 60 軸向力 a 2 工作盤的合彎矩 Mt M0 M 2 K 8739 N m 式中 K 為彎曲時的滾動摩擦系數(shù) K 1 05 按上述計 算方法同樣可以得出 50I 級鋼筋 b 450 N mm2 彎矩所需彎矩 Mt 8739 N m 由公式 Mt 式中 F 為撥斜柱對鋼筋的作用力 F r為 F 的徑向分力 a 為 sini0LFr F 與鋼筋軸線夾角 08 43 mL71690 則 NFr 工作盤的扭矩 mNLTr 1 270496 1086sin02 所以 T 齒輪能夠帶動工作盤轉(zhuǎn)動2 9 2 計算支力和彎矩 1 垂直平面中的支反力 BR NlcFb 8 53421837 0245 6 2 21 lac 1 6 1037 2 2 水平面中的支反力 lcbFdFRrrfaB 5 0 1211 34 18325 16 075 2063468 12 11198 37N ldFadFbaR frfarc 11222 1833468 75 605 1608 3217 9N 3 支點的合力 BRC B N6 124073 98 5342 2 RCC 71222 軸向力 NFa68 應由軸向固定的軸承來承受 aF 4 垂直彎矩 截面 1 wM1 mNaRB 58 3247 6085342 截面 C 9 1 5 水平彎矩 截面 mNaRBw 3 68075 3 198 1 dFMBa 3 1427 4 22 1 截面 mNCRw 7 65 0937 2 11 dFbaarBa 11198 37 3468 5 06 5 6 66 77N m 6 合成彎矩 截面 35 mNMww 38 12 4517 03 22 aa 7469 截面 www 5 23 4582 5 2 2 mNMaa 64 7 計算軸徑 截面 TdWw 60357 04 119827 0 13322 截面 mMaw 85 33222 9 3 對截面進行校核 1 截面 校核 mNw 3180mNnPT 1508 2430595 96633312dW 340mT 由表 4 1 2 得 MPa351 齒輪軸的齒 k 472 16 06470 19 k 由表 4 1 17 得 3 由表 4 1 17 得 2 36 268 1 k9 47 68 53431 TWKMS 8 1 S 1 8 則 軸的強度滿足要求 2 如下圖 圖 7 主 軸 37 第十章 軸承的選擇 10 1 滾動軸承選擇 1 根據(jù)撥盤的軸端直徑選取軸承 軸承承受的力主要為徑向力 因而采用深溝球軸承 選定為型號為 16008 的軸承 其中 16008 的技術(shù)參數(shù)為 d 40mm D 68mm B 9mm 2 16008 軸承的配合的選擇 軸承的精度等級為 D 級 內(nèi)圈與軸的配合采用過盈配合 軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基 孔制 由此軸的公差帶選用 k6 查表得在基本尺寸為 200mm 時 IT 6DE 公差數(shù)值為 29um 此時軸得基本下偏差 ei 0 017mm 則軸得尺寸為 mm 外圈與殼體孔的配合采用046 17 基軸制 過渡配合 由此選用殼體孔公差帶為 M6 IT 6基本尺寸為 68mm 時的公差數(shù)值為 0 032mm 孔的基本上偏差 ES 0 020 則孔的尺寸為 mm 02 58 38 第十一章 控制設(shè)備的選擇 11 1 變頻器的概述 變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝 置 把工頻電源 50Hz 或 60Hz 變換成各種頻率的交流電源 以實現(xiàn)電機的變速運行的設(shè) 備 其中控制電路完成對主電路的控制 整流電路將交流電變換成直流電 直流中間電 路對整流電路的輸出進行平滑濾波 逆變電路將直流電再逆成交流電 對于如矢量控制 變頻器這種需要大量運算的變頻器來說 有時還需要一個進行轉(zhuǎn)矩計算的 CPU 以及一些 相應的電路 變頻調(diào)速是通過改變電機定子繞組供電的頻率來達到調(diào)速的目的 變頻器的分類方法有多種 按照主電路工作方式分類 可以分為電壓型變頻器和電 流型變頻器 按照開關(guān)方式分類 可以分為 PAM 控制變頻器 PWM 控制變頻器和高載 頻 PWM 控制變頻器 按照工作原理分類 可以分為 V f 控制變頻器 轉(zhuǎn)差頻率控制變頻 器和矢量控制變頻器等 按照用途分類 可以分為通用變頻器 高性能專用變頻器 高 頻變頻器 單相變頻器和三相變頻器等 1 檢知異常狀態(tài)后自動地進行修正動作 如過電流失速防止 再生過電壓失速 防止 2 檢知異常后封鎖電力半導體器件 PWM 控制信號 使電機自動停車 如過電流 切斷 再生過電壓切斷 半導體冷卻風扇過熱和瞬時停電保護等 11 2 變頻器的工作原理 目前 通用型變頻器絕大多數(shù)是交 直 交型變頻器 通常尤以電壓器變頻器為通 用 其主回路圖 它是變頻器的核心電路 由整流回路 交 直交換 直流濾波電路 能耗電路 及逆變電路 直 交變換 組成 當然還包括有限流電路 制動電路 控 制電路等組成部分 1 整流電路 39 如圖 1 2 所示 通用變頻器的整流電路是由三相橋式整流橋組成 它的功能是將工 頻電源進行整流 經(jīng)中間直流環(huán)節(jié)平波后為逆變電路和控制電路提供所需的直流電源 三相交流電源一般需經(jīng)過吸收電容和壓敏電阻網(wǎng)絡引入整流橋的輸入端 網(wǎng)絡的作用 是吸收交流電網(wǎng)的高頻諧波信號和浪涌過電壓 從而避免由此而損壞變頻器 當電源電 壓為三相 380V 時 整流器件的最大反向電壓一般為 1200 1600V 最大整流電流為變頻 器額定電流的兩倍 2 濾波電路 逆變器的負載屬感性負載的異步電動機 無論異步電動機處于電動或發(fā)電狀態(tài) 在直流 濾波電路和異步電動機之間 總會有無功功率的交換 這種無功能量要靠直流中間電路 的儲能元件來緩沖 同時 三相整流橋輸出的電壓和電流屬直流脈沖電壓和電流 為了 減小直流電壓和電流的波動 直流濾波電路起到對整流電路的輸出進行濾波的作用 通用變頻器直流濾波電路的大容量鋁電解電容 通常是由若干個電容器串聯(lián)和并聯(lián) 構(gòu)成電容器組 以得到所需的耐壓值和容量 另外 因為電解電容器容量有較大的離散 性 這將使它們隨的電壓不相等 因此 電容器要各并聯(lián)一個阻值等相的勻壓電阻 消 除離散性的影響 因而電容的壽命則會嚴重制約變頻器的壽命 3 逆變電路 逆變電路的作用是在控制電路的作用下 將直流電路輸出的直流電源轉(zhuǎn)換成頻率和 電壓都可以任意調(diào)節(jié)的交流電源 逆變電路的輸出就是變頻器的輸出 所以逆變電路是 變頻器的核心電路之一 起著非常重要的作用 最常見的逆變電路結(jié)構(gòu)形式是利用六個功率開關(guān)器件 GTR IGBT GTO 等 組成的 三相橋式逆變電路 有規(guī)律的控制逆變器中功率開關(guān)器件的導通與關(guān)斷 可以得到任意 頻率的三相交流輸出 通常的中小容量的變頻器主回路器件一般采用集成模塊或智能模塊 智能模塊的內(nèi) 部高度集成了整流模塊 逆變模塊 各種傳感器 保護電路及驅(qū)動電路 如三菱公司生 產(chǎn)的 IPMPM50RSA120 富士公司生產(chǎn)的 7MBP50RA060 西門子公司生產(chǎn)的 BSM50GD120 等 內(nèi)部集成了整流模塊 功率因數(shù)校正電路 IGBT 逆變模塊及各種檢測保護功能 模塊的 典型開關(guān)頻率為 20KHz 保護功能為欠電壓 過電壓和過熱故障時輸出故障信號燈 逆變電路中都設(shè)置有續(xù)流電路 續(xù)流電路的功能是當頻率下降時 異步電動機的同 步轉(zhuǎn)速也隨之下降 為異步電動機的再生電能反饋至直流電路提供通道 在逆變過程中 寄生電感釋放能量提供通道 另外 當位于同一橋臂上的兩個開關(guān) 同時處于開通狀態(tài) 40 時將會出現(xiàn)短路現(xiàn)象 并燒毀換流器件 所以在實際的通用變頻器中還設(shè)有緩沖電路等 各種相應的輔助電路 以保證電路的正常工作和在發(fā)生意外情況時 對換流器件進行保 護 自 20 世紀 70 年代以來 隨著交流電動機調(diào)速控制理論 電力電子技術(shù) 以微處理 器為核心的全數(shù)字化控制等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展 交流電動機變頻調(diào)速技術(shù)逐步成熟 目前 變頻調(diào)速技術(shù)的應用幾乎已經(jīng)擴展到了工業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域 并且在空調(diào) 洗衣機 電 冰箱等家電產(chǎn)品中得到了廣泛的應用 如果變頻器的型號選擇不當 不但可引起不必要的浪費 甚至導致設(shè)備無法正常運 行 所以必須正確的選擇與三相異電動機及設(shè)備相配套的變頻器型號并進行良好的日常 維護方能達到最佳使用效果 一 變頻器的選擇應滿足以下條件 一 電壓等級應與三相異電動機的額定電壓相符 二 變頻器的類型選擇 對于風機和泵類負載 由于低速時轉(zhuǎn)矩較小 對過載能力和轉(zhuǎn)速精度要求較低 故選用價廉的變頻器 對于希望具有恒轉(zhuǎn)矩特性 但在轉(zhuǎn)速精度及動態(tài)性能方面要求不高的負載 可選 用無矢量控制型變頻器 對于低速時要求有較硬的機械特性 并要求有一定的調(diào)速精度 但在動態(tài)性能方 面無較高要求的負載 可選用不帶速度反饋的矢量控制型變頻器 對于某些在調(diào)速精度和動態(tài)性能方面都有較高要求 以及要求高精度同步運行等 負載 可選用帶速度反饋的矢量控制型變頻器 三 變頻器容量的選擇 變頻器的容量通常用額定輸出電流 A 輸出容量 kVA 適用電動機功率 kw 表示 其中 額定輸出電流為變頻器可以連續(xù)輸出的最大交流電流有效值 不論什么用途都不 允許連續(xù)輸出超過此值的電流 輸出容量是決定于額定輸出電流與額定輸出電壓的三相 視在輸出功率 適用電動機功率是以 2 至 4 極的標準電動機為對象 表示在額定輸出電 流以內(nèi)可以驅(qū)動的電動機功率 6 極以上的電動機和變極電動機等特殊電動機的額定電流 比標準電動機大 不能根據(jù)適用電動機的功率選擇變頻器容量 因此 用標準 2 至 4 極 電動機拖動的連續(xù)恒定負載 變頻器的容量可根據(jù)適用電動機的功率選擇 對于用 6 極 以上和變極電動機拖動的負載 變動負載 斷續(xù)負載和短時負載 變頻器的容量應按運 41 行過程中可能出現(xiàn)的最大工作電流來選擇 即 IN IMmax 式中 IN 變頻器的額定 電流 IMmax 電動機的最大工作電流 11 3 技術(shù)參數(shù) 輸入頻率 Hz 45Hz 到 55Hz 輸入功率因數(shù) 0 95 20 負載 變頻器效率 額定負載下 0 96 輸出頻率范圍 Hz 0 5Hz 到 120Hz 輸出頻率分辨率 Hz 0 01Hz 過載能力 120 一分鐘 150 立即保護 模擬量輸入 0 10V 4 20mA 任意設(shè)定 模擬量輸出 兩路 0 10V 4 20mA 可選 加減速時間 0 1 到 3000s 控制開關(guān)量輸入輸 出 可按用戶要求擴展 運行環(huán)境溫度 0 到 40 貯存 運輸溫度 40 到 70 冷卻方式 風冷 環(huán)境濕度 90 無凝結(jié) 安裝海拔高度 1000 米 防護等級 IP20 3KV 系列 變頻器型號 A03 050 A03 150 含 A03 150 A03 300 含 變頻器容量 KVA 250 750 750 1500 適配電機功 率 KW 200 600 600 1250 42 額定輸出電 流 A 50 150 150 300 額定輸入電 壓 V 3000V 10 外型尺寸 mm W H D 3900 2480 1200 3900 5400 2480 1200 重量 Kg 3000 5000 5000 7300 6KV 系列 變頻 器型號 A06 025 A06 050 含 A06 050 A06 170 含 A06 170 A06 220 含 A06 220 A06 400 含 變頻 器容量 KVA 250 500 500 1750 1750 2200 2250 4000 適配 電機功率 KW 200 400 400 1400 1400 1800 1800 3200 額定 輸出電流 A 25 50 50 170 170 220 220 400 額定 輸入電壓 V 6000V 10 外型 尺寸 mm W H D 3600 2480 1200 3900 5100 2480 1200 4900 2480 1200 5400 72 00 2480 1200 重量 Kg 3500 4200 4200 6000 6000 8000 8000 12000 10KV 系列 43 變頻 器型號 A10 010 A10 050 含 A10 050 A10 110 含 A10 110 A10 220 含 A10 220 A10 400 含 變頻 器容量 KVA 250 780 780 2000 2000 3800 3800 6250 適配 電機功率 KW 200 630 630 1600 1600 3000 3000 5000 額定 輸出電流 A 10 50 50 110 110 220 220 400 額定 輸入電壓 V 10000V 10 外型 尺 mm W H D 4200 48 00 2480 1200 5700 2480 1200 6800 2480 1600 8000 90 00 2480 1600 重量 Kg 4000 5000 8000 9500 12000 12000 18000 綜合考慮各種因素后確定選用 VFD M 型變頻器 44 第十二章 電機的選擇 12 1 電動機的介 紹 電動機是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的設(shè)備 分布于各個用戶處 電動機按使用電源不同 分為直流電動機和交流電動機 電力系統(tǒng)中的電動機大部分是交流電機 可以是同步電 機或者是異步電機 電機定子磁場轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不保持同步速 它是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的一種機器 通常電動機的作功部分作旋轉(zhuǎn)運動 這種電動機 稱為轉(zhuǎn)子電動機 也有作直線運動的 稱為直線電動機 電動機能提供的功率范圍很大 從毫瓦級到萬千瓦級 電動機的使用和控制非常方便 具有自起動 加速 制動 反轉(zhuǎn) 掣住等能力 能滿足各種運行要求 電動機的工作效率較高 又沒有煙塵 氣味 不污 染環(huán)境 噪聲也較小 由于它的一系列優(yōu)點 所以在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 交通運輸 國防 商 業(yè)及家用電器 醫(yī)療電器設(shè)備等各方面廣泛應用 各種電動機中應用最廣的是交流異步電動機 又稱感應電動機 它使用方便 運 行可靠 價格低廉 結(jié)構(gòu)牢固 但功率因數(shù)較低 調(diào)速也較困難 大容量低轉(zhuǎn)速的動 力機常用同步電動機 見同步電機 同步電動機不但功率因數(shù)高 而且其轉(zhuǎn)速與負載大 小無關(guān) 只決定于電網(wǎng)頻率 工作較穩(wěn)定 在要求寬范圍調(diào)速的場合多用直流電動機 但它有換向器 結(jié)構(gòu)復雜 價格昂貴 維護困難 不適于惡劣環(huán)境 20 世紀 70 年代以后 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展 交流電動機的調(diào)速技術(shù)漸趨成熟 設(shè)備價格日益降低 已開 始得到應用 電動機在規(guī)定工作制式 連續(xù)式 短時運行制 斷續(xù)周期運行制 下所能 承擔而不至引起電機過熱的最大輸出機械功率稱為它的額定功率 使用時需注意銘牌上 的規(guī)定 電動機運行時需注意使其負載的特性與電機的特性相匹配 避免出現(xiàn)飛車或停 轉(zhuǎn) 電動機的調(diào)速方法很多 能適應不同生產(chǎn)機械速度變化的要求 一般電動機調(diào)速時 其輸出功率會隨轉(zhuǎn)速而變化 從能量消耗的角度看 調(diào)速大致可分兩種 保持輸入 功率不變 通過改變調(diào)速裝置的能量消耗 調(diào)節(jié)輸出功率以調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速 控制 電動機輸入功率以調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速 12 2 電機的選擇原則 電機的選擇一般包括選擇電動機的類型 電動機的功率及額定轉(zhuǎn)矩等 其具體思路 如下 首先 選擇電動機的類型 然后比較電動機的機械特性與負載特性 看它們是否 吻合 并在此基礎(chǔ)上檢查是否滿足調(diào)速范圍與精度 順便考慮一下經(jīng)濟性的問題 如果 45 以上各個方面均滿足 接下來 我們便可以開始計算電動機功率 進行起動轉(zhuǎn)矩過載倍 數(shù)及加速轉(zhuǎn)矩校驗 發(fā)熱校驗等 如過發(fā)熱校驗不通過 可以減小功率數(shù)或改用 FSN 小 的電機 或者 在滿足加速度要求下 看能否通過減小加速轉(zhuǎn)矩來滿足上述要求 最后 再作出具體決定 步進電機的選擇 步進電機有步距角 涉及到相數(shù) 靜轉(zhuǎn)矩 及電流三大要素組成 一旦三大要素確定 步進電機的型號便確定下來了 1 步距角的選擇 電機的步距角取決于負載精度的要求 將負載的最小分辨率 當量 換算到電機軸上 每個當量電機應走多少角度 包括減速 電機的步距角應等于或小于此角度 目前市場 上步進電機的步距角一般有 0 36 度 0 72 度 五相電機 0 9 度 1 8 度 二 四相電 機 1 5 度 3 度 三相電機 等 2 靜力矩的選擇 步進電機的動態(tài)力矩一下子很難確定 我們往往先確定電機的靜力矩 靜力矩選擇的依 據(jù)是電機工作的負載 而負載可分為慣性負載和摩擦負載二種 單一的慣性負載和單一 的摩擦負載是不存在的 直接起動時 一般由低速 時二種負載均要考慮 加速起動時 主要考慮慣性負載 恒速運行進只要考慮摩擦負載 一般情況下 靜力矩應為摩擦負載 的 2 3 倍內(nèi)好 靜力矩一旦選定 電機的機座及長度便能確定下來 幾何尺寸 3 電流的選擇 靜力矩一樣的電機 由于電流參數(shù)不同 其運行特性差別很大 可依據(jù)矩頻特性曲線圖 判斷電機的電流 參考驅(qū)動電源 及驅(qū)動電壓 綜上所述選擇電機一般應遵循以下步驟 4 力矩與功率換算 步進電機一般在較大范圍內(nèi)調(diào)速使用 其功率是變化的 一般只用力矩來衡量 力矩與 功率換算如下 P M 2 n 60 P 2 nM 60 其 P 為功率單位為瓦 為每秒角速度 單位為弧度 n 為每分鐘轉(zhuǎn)速 M 為力矩單位 為牛頓 米 P 2 fM 400 半步工作 46 其中 f 為每秒脈沖數(shù) 簡稱 PPS 二 應用中的注意點 1 步進電機應用于低速場合 每分鐘轉(zhuǎn)速不超過 1000 轉(zhuǎn) 0 9 度時 6666PPS 最 好在 1000 3000PPS 0 9 度 間使用 可通過減速裝置使其在此間工作 此時電機工 作效率高 噪音低 2 步進電機最好不使用整步狀態(tài) 整步狀態(tài)時振動大 3 由于歷史原因 只有標稱為 12V 電壓的電機使用 12V 外 其他電機的電壓值不是驅(qū) 動電壓伏值 可根據(jù)驅(qū)動器選擇驅(qū)動電壓 建議 57BYG 采用直流 24V 36V 86BYG 采用直流 50V 110BYG 采用高于直