升降機(jī)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

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1、中北大學(xué)分校?2007屆本?科畢業(yè)設(shè)計(jì)說?明書 1 緒論 1.1 設(shè)計(jì)的主要目?的 本課題主要完?成的是一放線?機(jī)升降結(jié)構(gòu)設(shè)?計(jì)，包括線圈夾緊?.升降機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)線圈的夾?緊.裝卸操作。該放線機(jī)用于?計(jì)算機(jī)通訊線?纜或類似線纜?的裁切的自動(dòng)?供料，以保證線纜切?線長度。 1.2 設(shè)計(jì)的主要思?路 設(shè)計(jì)研究的主?要思路就是想?把傳統(tǒng)的螺旋?式升降改為液?壓升降，這樣就可以大?大的節(jié)省人力?物力，而且也能精準(zhǔn)?的完成機(jī)械的?自由升降。以便更好的使?用放線機(jī)。本人的想法是?想用液壓驅(qū)動(dòng)?不想用陳規(guī)的?螺桿升降， 要解決這些問?題必須解決升?降系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)?系統(tǒng)，在常規(guī)的螺桿?升降的前提下?，

2、要提升很大重?量到指定高度?是非常困難的?，這樣會(huì)大大的?降低工作效率?，所以選用液壓?升降會(huì)大大節(jié)?省人力物力，還有就是因?yàn)?剛卷質(zhì)量非常?大，單靠鋼絲繩的?拉力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不?夠的，想要正常的自?由旋轉(zhuǎn)就必須?要有一個(gè)可靠?的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，現(xiàn)在一般用的?驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都是?電機(jī)驅(qū)動(dòng)，因?yàn)樗性S多?優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)線卷?的拉力大小來?調(diào)節(jié)他的轉(zhuǎn)速?，還可以進(jìn)行一?般的正反轉(zhuǎn)，還有就是在電?機(jī)上安裝一個(gè)?變頻器，可以無限調(diào)速?，可以得到任何?想要得轉(zhuǎn)速。驅(qū)動(dòng)裝置則是?用液壓驅(qū)動(dòng)，它可以避免由?于螺桿滑絲而?引起的不必要?的工程事故，而且力大可以?迅速提升到指?定高度。 1.3 設(shè)計(jì)的要求 1.夾緊只限于軸?

3、向，線繞度不受限?制，夾緊力不致使?線軸破壞。 2.驅(qū)動(dòng)力可采取?外驅(qū)動(dòng)力。 3升降過程要?求平穩(wěn).快捷。 4.放線時(shí)線圈外?徑懸空高度2?00mm—400mm。 5.線圈形狀尺寸?示于圖1.1 圖1.1 線卷的零件圖? 1.4 放線機(jī)發(fā)展情?況綜述 科學(xué)的發(fā)展越?來越要求精確?的技術(shù)，以此同時(shí)我們?還不能以犧牲?效率為代價(jià)?，F(xiàn)在線路的應(yīng)?用越來越多，相應(yīng)各種線的?切割，也越來越多，這就要求我們?有一種設(shè)備既?有很高的效率?又能保證精度?要求。所以我們來研?究放線機(jī)有很?好的經(jīng)濟(jì)很社?會(huì)效益。 現(xiàn)階段我國在?各項(xiàng)技術(shù)中一?直處于先進(jìn)水?平，在一

4、些領(lǐng)域還?保持著領(lǐng)先。 一種應(yīng)用于鋼?簾線及高精度?、高性能金屬線?材生產(chǎn)的現(xiàn)代?化關(guān)鍵設(shè)備——25模多功能?智能化高速水?箱拉絲機(jī)，由江蘇泰隆機(jī)?械集團(tuán)研制成?功，并于4月9日?通過了科技成?果鑒定。鑒定委員會(huì)認(rèn)?為，該設(shè)備的研制?對(duì)推動(dòng)我國高?端金屬線材制?造技術(shù)的發(fā)展?，扭轉(zhuǎn)我國金屬?線材產(chǎn)量雄踞?世界第一而裝?備技術(shù)卻受制?于發(fā)達(dá)國家的?被動(dòng)局面，具有重大現(xiàn)實(shí)?意義。 這一技術(shù)成果?的鑒定委員會(huì)?主任由中科院?院士吳宏鑫擔(dān)?任，來自中國航天?科技集團(tuán)、中國冶金設(shè)計(jì)?院、南京航天航空?大學(xué)、等國家高科技?領(lǐng)域的科研院?所及高校的權(quán)?威專家組成鑒?定小組。專家組在認(rèn)真?審定江蘇泰隆?

5、機(jī)械集團(tuán)提供?的設(shè)計(jì)方案、技術(shù)資料和制?造工序的基礎(chǔ)?上，參照了國際、國內(nèi)重點(diǎn)用戶?的應(yīng)用結(jié)論，一致認(rèn)定，該項(xiàng)成果采用?集成化、立體式傳動(dòng)結(jié)?構(gòu)和單側(cè)主動(dòng)?式25道次拉?拔技術(shù)，鋼絲拉拔直線?性能好，模具消耗低，拉絲效率高；單臺(tái)設(shè)備集拉?絲機(jī)、收線機(jī)、張力柜、配電柜等多種?設(shè)備功能于一?體，結(jié)構(gòu)緊湊，大大節(jié)省了金?屬材料、裝配工序和使?用空間；以變頻技術(shù)為?依托，采用智能化技?術(shù)實(shí)施動(dòng)態(tài)性?集中控制，來進(jìn)行各種放?線機(jī)的升降運(yùn)?動(dòng)。 江蘇泰隆機(jī)械?集團(tuán)幾年前開?始金屬線材設(shè)?備的開發(fā)研制?，通過自主開發(fā)?和引進(jìn)消化，逐步形成從金?屬拉絲、高速層繞、重卷、外繞、放線、CO2氣體保?護(hù)焊絲及各類

6、?特種金屬線材?成套設(shè)備的開?發(fā)與制造體系?，不僅國內(nèi)市場(chǎng)?占有率達(dá)70?％以上，而且出口10?多個(gè)國家和地?區(qū)。企業(yè)成為全國?最大的金屬線?材制品設(shè)備生?產(chǎn)、銷售和出口大?戶。目前，該集團(tuán)在線材?制品設(shè)備的工?藝技術(shù)方面已?擁有多項(xiàng)自主?知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專?利技術(shù)。這次通過技術(shù)?成果鑒定的2?5模高速水箱?拉絲機(jī)已申報(bào)?了7項(xiàng)專利。 隨著國家現(xiàn)代?化建設(shè)的飛速?發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不?斷進(jìn)步，現(xiàn)代施工項(xiàng)目?對(duì)升降機(jī)要求?也越來越高，高、深、尖液壓技術(shù)在?升降機(jī)上的應(yīng)?用也越來越廣?泛，液壓系統(tǒng)展示?了強(qiáng)大的發(fā)展?趨勢(shì)。前最常用的起?升液壓系統(tǒng)為?定量泵、定量或變量馬?達(dá)開式液壓系?統(tǒng)，然而，現(xiàn)代施工

7、對(duì)起?升系統(tǒng)提出了?新的要求：節(jié)能、高效、可靠以及微動(dòng)?性、平穩(wěn)性好。為了適應(yīng)這些?新的要求，以前的定量泵?將逐步被先進(jìn)?可靠的具有負(fù)?載反饋和壓力?切斷的恒功率?變量泵所取代?，先前的定量馬?達(dá)或液控變量?馬達(dá)也將被電?控變量馬達(dá)所?取代。這種系統(tǒng)將能?有效的達(dá)到輕?載高速、重載低速和節(jié)?能的效果。 1.5 放線機(jī)升降機(jī)?構(gòu)總體設(shè)計(jì)方?案 本人的想法是?想用液壓驅(qū)動(dòng)?不想用陳規(guī)的?螺桿升降，要解決這些問?題必須解決升?降系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)?系統(tǒng)，在常規(guī)的螺桿?升降的前提下?，要提升很大重?量到指定高度?是非常困難的?，這樣會(huì)大大的?降低工作效率?，所以選用液壓?升降會(huì)大大節(jié)?省人力物力，

8、還有就是因?yàn)?剛卷質(zhì)量非常?大，單靠鋼絲繩的?拉力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不?夠的，想要正常的自?由旋轉(zhuǎn)就必須?要有一個(gè)可靠?的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，現(xiàn)在一般用的?驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都是?電機(jī)驅(qū)動(dòng)，因?yàn)樗性S多?優(yōu)點(diǎn)，可以根據(jù)線卷?的拉力大小來?調(diào)節(jié)他的轉(zhuǎn)速?，還可以進(jìn)行一?般的正反轉(zhuǎn)，然而用液壓驅(qū)?動(dòng)就可以避免?由于螺桿滑絲?而引起的不必?要的工程事故?，而且力大可以?迅速提升到指?定高度。當(dāng)然這對(duì)機(jī)架?的材料要求又?有了提高，必須要選一種?可以承擔(dān)大壓?力的支架材料?，要進(jìn)行校核。 1.5.1 液壓的工作原?理 液壓油形成一?定的壓力，經(jīng)濾油器、隔爆型電磁換?向閥、節(jié)流閥.液控單向閥、平衡閥進(jìn)入液?缸下端，使液缸的活塞?向

9、上運(yùn)動(dòng)，提升重物，液缸上端回油?經(jīng)隔爆型電磁?換向閥回到油?箱，其額定壓力通?過溢流閥進(jìn)行?調(diào)整，通過壓力表觀?察壓力表讀數(shù)?值。 液缸的活塞向?下運(yùn)動(dòng)（既重物下降）。液壓油經(jīng)防爆?型電磁換向閥?進(jìn)入液缸上端?，液缸下端回油?經(jīng)平衡閥、液控單向閥、節(jié)流閥、隔爆型電磁換?向閥回到油箱?。為使重物下降?平穩(wěn)，制動(dòng)安全可靠?，在回油路上設(shè)?置平衡閥，平衡回路、保持壓力，使下降速度不?受重物而變化?,由節(jié)流閥調(diào)節(jié)?流量，控制升降速度?。 為使制動(dòng)安全?可靠，防止意外，增加液控單向?閥，即液壓鎖，保證在液壓管?線意外爆裂時(shí)?能安全自鎖。安裝了超載聲?控報(bào)警器,用以區(qū)別超載?或設(shè)備故障。

10、 電器控制系統(tǒng)?通過防爆按鈕?SB1—SB6來控制?電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，隔爆型電磁換?向閥的換向，以保持載荷提?升或下降，且通過“LOGO”程序調(diào)整時(shí)間?延遲量，避免電機(jī)頻繁?起動(dòng)而影響使?用壽命。 1.5.2 夾緊的機(jī)構(gòu)設(shè)?計(jì) 放線機(jī)的夾緊?也一個(gè)重要的?部分，因?yàn)橹挥袏A緊?裝置作好了，機(jī)構(gòu)才能正常?運(yùn)行。所以我選擇采?用一邊固定頂?尖，一邊活動(dòng)頂尖?的夾緊方法。 當(dāng)液壓缸把線?卷升到指定高?度時(shí)，先將其一端放?入固定頂尖，然后在推動(dòng)活?動(dòng)頂尖將其夾?緊。因?yàn)闈L子的重?量比較大，所以在其活動(dòng)?頂尖的一端再?加一個(gè)液壓缸?，通過液壓來控?制它的夾緊程?度。 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)草?圖示于圖1.

11、2 圖1.2 總體設(shè)計(jì)方案?的結(jié)構(gòu)草圖 2理論分析及?零部件的選用? 2.1 材料的選用 用于要求強(qiáng)度?較高，韌性中等的零?件，通常在調(diào)質(zhì)或?正火狀態(tài)下使?用，表淬硬度在H?RC10-50。用于制造齒條?齒輪，鏈輪，軸，鍵，銷，蒸汽透平機(jī)的?葉輪，壓縮機(jī)及泵的?零件，軋輪等?？纱鏉B碳鋼?做齒輪，軸，活塞銷等，但要經(jīng)過高頻?或火焰表面淬?火。所以根據(jù)要求?選擇45號(hào)鋼?。 2.2 軸承的選用 2.2.1 軸承類型的選?擇方法 選用軸承時(shí)，要正確考慮它?的主要因素。 (1) 軸承的載荷 軸承所受載荷?的大小，方向和性質(zhì)

12、，是選擇軸承類?型的主要依據(jù)?。根據(jù)載荷的大?小選擇軸承時(shí)?，由于滾子軸承?中主要元件是?先接觸，以用于承受較?大的載荷，承載后的變形?也小。而球軸承中則?主要為點(diǎn)接觸?，以用于較輕的?或中等的載荷?，故在載荷較小?時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用球?軸承。 根據(jù)載荷方向?選擇軸承類型?時(shí)，對(duì)于純軸向載?荷，一般選用推力?軸承。較小的載荷可?選用推力球軸?承，較大的載荷可?選用推力滾子?軸承。對(duì)于純徑向載?荷，一般選用深溝?球軸承。當(dāng)軸承在承受?徑向載荷時(shí)，一般選用深溝?球軸承，圓柱滾子軸承?，滾針軸承。當(dāng)軸承在承受?徑向載荷Fr?的同時(shí)，還有不大的軸?向載荷Fa 時(shí)，可選用深溝球?軸承，或接觸角不大

13、?的角接觸球軸?承或圓錐滾子?軸承，當(dāng)軸向載荷較?大時(shí)，可選用接觸角?較大的角接觸?球軸承或圓錐?滾子軸承，或者選用向心?軸承和推力軸?承組合在一起?的結(jié)構(gòu)，分別承擔(dān)徑向?載荷和軸向載?荷。 （2）軸承的轉(zhuǎn)速 在一般轉(zhuǎn)速下?，轉(zhuǎn)速的高低對(duì)?類型的選擇不?發(fā)生什么影響?，只有在轉(zhuǎn)速較?高時(shí)，才會(huì)有比較顯?著的影響。軸承樣本中列?入了各類，各種尺寸的極?限轉(zhuǎn)速，這個(gè)轉(zhuǎn)速是指?載荷不太大，冷卻條件正常?，且為0級(jí)公差?等級(jí)軸承時(shí)的?最大允許轉(zhuǎn)速?。但是，由于極限轉(zhuǎn)速?主要是受工作?時(shí)溫升的影響?，因此，不能認(rèn)為樣本?中是一個(gè)絕對(duì)?不能超過的界?限。從工作的轉(zhuǎn)速?對(duì)軸承的要求?看，可

14、以確定為以?下幾點(diǎn)： 1〉球軸承與滾子?軸承比較，有較高的極限?轉(zhuǎn)速，故在高速運(yùn)轉(zhuǎn)?時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用?球軸承。 2〉在內(nèi)徑相同的?條件下，外徑越小，則滾動(dòng)體就越?小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)滾動(dòng)體?加在外圈軌道?上的離心慣性?力也就越小，因而就更適合?于在高速的轉(zhuǎn)?動(dòng)下工作。故在高速時(shí)，宜選用同一直?徑系列中外徑?較小的軸承，外徑較大的軸?承，宜用于低速重?載的場(chǎng)合。要用一個(gè)外徑?較小的軸承而?承載能力達(dá)不?到要求時(shí)，可再裝一個(gè)相?同的軸承，或者考慮選用?寬系列軸承。 3〉保持架的材料?與結(jié)構(gòu)對(duì)軸承?轉(zhuǎn)速影響極大?。實(shí)體保持架與?沖壓保持架允?許高一些的轉(zhuǎn)?速，青銅實(shí)體保持?架允許更高

15、的?轉(zhuǎn)速。 4〉推力軸承的極?限轉(zhuǎn)速均很低?。當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高?時(shí)，若軸向載荷不?十分大，可以采用角接?觸球軸承。 5〉若工作轉(zhuǎn)速稍?微超過了樣本?中規(guī)定的極限?轉(zhuǎn)速，可以用提高軸?承的公差等級(jí)?，或者適當(dāng)?shù)募?大軸承的徑向?游隙。選擇循環(huán)潤滑?或油霧潤滑，加強(qiáng)對(duì)循環(huán)油?的冷卻，等措施來改善?軸承的高速性?能。若工作轉(zhuǎn)速超?過極限轉(zhuǎn)速較?多，應(yīng)選用特制的?高速軸承. 2.2.2 軸承的計(jì)算選?用 此軸承的特點(diǎn)?是轉(zhuǎn)速不高，軸向載荷不大?，可以代替推力?軸承受純軸向?載荷。 （1）根據(jù)工作條件?選用0300?型軸承。 軸向載荷 Fr=5000N 軸向載荷 Fa =25

16、00N 計(jì)算 查表6-24知向心軸?承的最大e=0.44 (2) 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載?荷P P=fd(X*FR+Y*Fa) 查表6-25知fd=1.0～1.2 取1.2 查表6-24知X=0.56 Y應(yīng)在型號(hào)及?C0取定后才?能最終確定，現(xiàn)暫時(shí)取Y=1.5待以復(fù)算。 P=1.2*（0.56*5000+1.5*2500） =1.2*（2800+3750） =7860N （3）計(jì)算額定動(dòng)載?荷C C=P =56680N?

17、 （4）查表6-34重窄系列?得知與566?80N最接近?的值為641?00N。所以取312?號(hào)軸承。即型號(hào)為36?312號(hào)軸承?。 （5）驗(yàn)算。 1）C0=49400N? 2）查表6-24知這時(shí)Y?在1.8～1.6之間，用插值法計(jì)算?Y值。 Y=1.8- 所以X=0.56 Y=1.7 3）P=1.2*（0.56*5000+1.7*2500） =8460N 4）驗(yàn)算Lh值。 L h= =5799h 預(yù)期壽命小于?

18、現(xiàn)壽命，所以選363?12號(hào)軸承。 (6)在此選用的附?表全部來自《機(jī)械設(shè)計(jì)制圖?手冊(cè)》--同濟(jì)大學(xué)出版?社出版。 2.2.3 軸承的尺寸 表2.2.1軸承的標(biāo)準(zhǔn)?尺寸 d D B Tman Tmin r R1 a 60 130 31 31 30.5 3.5 2 25.6 D1 D2 rg 73 117 2 表2.2.3軸承的標(biāo)準(zhǔn)?載荷 額定動(dòng)載荷C? 額定靜載荷C?0 極限轉(zhuǎn)速r /min 83.0KN 72.5KN 4800 2.2.4 軸承的標(biāo)準(zhǔn)外?形和安裝尺寸?圖

19、 圖2.2.1 軸承的外形和?安裝尺寸 2.3 液壓缸的選用? 2.3.1 液壓的研究對(duì)?象 液壓傳動(dòng)是研?究已有的壓流?體為能源物質(zhì)?，來實(shí)現(xiàn)各種機(jī)?械的船東和自?動(dòng)控制的科學(xué)?。液壓它是利用?各種控制元件?組成所需要的?各種控制回路?，再由若干回路?有機(jī)組合成能?完成一定控制?功能的傳動(dòng)系?統(tǒng)來進(jìn)行能量?的傳遞，控制和轉(zhuǎn)換。 液壓傳動(dòng)所用?的工作介質(zhì)為?液壓油或其他?合成液體，液壓傳動(dòng)傳遞?動(dòng)力大，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。但由于液體粘?性大，在流動(dòng)過程中?阻力損失大，因而不宜作遠(yuǎn)?距離傳動(dòng)和控?制。 2.3.2 液壓的工作原?理

20、 現(xiàn)在以液壓千?斤頂來簡(jiǎn)述液?壓傳動(dòng)的工作?原理。 圖2.3.1 液壓千斤頂 （1） 力比關(guān)系 當(dāng)大活塞上有?重物負(fù)載W時(shí)?，大活塞下腔的?油夜就將產(chǎn)生?一定的壓力P?，P=W/A2，根據(jù)帕斯卡原?理：“在密閉容器內(nèi)?，施加于靜止液?體上的壓力將?以等值同時(shí)傳?到液體各點(diǎn)”。因而要頂起大?活塞及其重物?負(fù)載W，在小活塞下腔?就必須產(chǎn)生一?個(gè)等值的壓力?P，也就是說小活?塞上必須施加?力F1，F(xiàn)1=PA1，因而有 P=F1/A1=W/A2 或 W/F1=A2/A1....................

21、.............（2.1） 式中，A1，A2分別為小?活塞和大活塞?的作用面積；F1為杠桿手?柄作用在小活?塞上的力。 式（2.1）是液壓傳動(dòng)的?基本公式。由于P=W/A2，因此，當(dāng)負(fù)載W增大?時(shí)，流體工作壓力?P也要隨之增?大，亦即F1要隨?之增大；反之若負(fù)載W?很小，流體壓力就很?低，力也就很小。 （2） 運(yùn)動(dòng)關(guān)系 如果不考慮液?體的可壓縮性?，漏損和缸體的?變形，則從圖中可以?看出，被小活塞壓出?的油夜的體積?必然等于或大?于大活塞向上?升起后大缸下?腔夸大的體積?。即 A1H1=A2H2 或

22、 ...................................（2.2） 式中，H1，H2分別為小?活塞和大活塞?的位移。 從式（2.2）中可知，兩活塞的位移?和兩活塞的面?積成反比。將A1H1=A2H2兩端?同時(shí)除以活塞?移動(dòng)的時(shí)間t?得 即 ..................................（2.3） 式中，v1,v2分別為小?活塞和大活塞?的移動(dòng)速度。 從式（2.3）可以看出，活塞的運(yùn)動(dòng)速?度和活塞的面?積成反比。 AH/t的物理意義?是單位時(shí)間內(nèi)?

23、液體流過截面?面積為A的某?一個(gè)截面的面?積，稱為流量q，即 q=Av 即 A1v1=A2v2............................... (2.4) 如果已知進(jìn)入?缸體的流量為?q，則活塞的運(yùn)動(dòng)?速度為 v=.................................（2.5） 調(diào)節(jié)進(jìn)入缸體?的流量q ,即可以調(diào)節(jié)活?塞的運(yùn)動(dòng)速度?，這就是液壓無?及調(diào)速的原理?。 2.3.3 功率關(guān)系 由式（2.1）和式（2.3）可得

24、 F1v1=Wv2...............................(2.6) 式（2.6）左端為輸入功?率，右端為輸出功?率，這說明在不計(jì)?損失的情況下?，輸入功率等于?輸出功率。由式(2.6)還可以看出 P‘=PA1v1=PA2v2=Pq.........................（2.7） 由式（2.7）可以看出，壓力和流量是?流體傳動(dòng)中最?基本最重要的?兩個(gè)參數(shù)，他們相當(dāng)于機(jī)?械傳動(dòng)中的力?和速度，他們的乘積即?為功率。 2.3.4 液壓系統(tǒng)的組?成 (1) 能源裝置

25、 把機(jī)械能轉(zhuǎn)換?為流體的壓力?能的裝置，一般常見的是?液壓泵。 (2) 執(zhí)行裝置 把流體的壓力?能轉(zhuǎn)換為機(jī)械?能的裝置，一般只作直線?運(yùn)動(dòng)的液壓缸?，做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的?液壓馬達(dá)等。 （3） 控制調(diào)節(jié)裝置? 對(duì)液壓系統(tǒng)中?流體的壓力，流動(dòng)方向進(jìn)行?控制和調(diào)節(jié)的?裝置。如溢流閥，節(jié)流閥，換向閥等。這些元件的不?同組合成了能?完成不同功能?的液壓系統(tǒng)。 （4） 輔助裝置 指出以上三種?的其他裝置，如油箱，過濾器，空氣過濾器，油霧器，蓄能器，他們對(duì)保證液?壓系統(tǒng)可靠性?和穩(wěn)定性的工?作有重大作用?。 （5） 傳動(dòng)介質(zhì) 傳遞能量的流?體，即液壓油。 2.3.5 液壓系統(tǒng)的優(yōu)?缺點(diǎn)

26、 （1） 優(yōu)點(diǎn) 1） 無級(jí)變速 2） 體積小，重量輕 3） 工作平穩(wěn) 4） 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)?化，標(biāo)準(zhǔn)化，系列化 （2） 缺點(diǎn) 1） 能量易損失 2） 油液易受溫度?影響 3） 油液易污染 4） 故障不易找出? 2.3.6 液壓傳動(dòng)裝置?的設(shè)計(jì) （1） 根據(jù)題意，裝置由定量泵?供油，當(dāng)油缸向上動(dòng)?作頂物體后，蓄能器充油，油壓增高，壓力繼電器動(dòng)?

27、作切斷電機(jī)電?路，使油泵停止工?作，力由蓄能器保?持，當(dāng)壓力低額定?壓力時(shí)，壓力繼電器又?接通電機(jī)，繼續(xù)使油泵供?油。用于加工時(shí)間?較長的機(jī)床夾?具，優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約動(dòng)?力和防止油溫?過高。 （2） 下面是原理圖? 帶蓄能器的連?鎖裝置的穩(wěn)壓?回路 圖2.3.2液壓裝置圖? D—電機(jī) 1—油泵 2—溢流閥 3—單向閥 4—壓力表 5—壓力繼電器 6—?dú)饽沂叫钅芷? 7—頂向閥 8—油缸 2.3.7 液壓缸尺寸計(jì)?算 （1） 負(fù)載分析

28、 工作負(fù)載 FL=FG=（1000+100）*9.8=10780（N） （2） 液壓缸主要參?數(shù)的確定 1） 初選液壓缸的?工作壓力 根據(jù)分段設(shè)備?的負(fù)載不大，按類型書機(jī)床?類，所以初選液壓?缸的工作壓力?為2.0MPa。 2） 計(jì)算液壓缸的?尺寸 A= D= 按標(biāo)準(zhǔn)取 D=83mm 根據(jù)設(shè)計(jì)要求? 快速上升的距?離為300m?m 速度要求≥45mm/s 快速下降的距?離為500m?m 速度要求≥55mm/s 根據(jù)快上快

29、下?的速度比值來?確定活塞桿的?直徑 45D2=55D2-55d2 d=35.39mm 取d=35 mm 則活塞缸有效?作用面積為 無桿腔面積：A1= 有桿腔面積：A2= 2.4 電機(jī)的選用 2.4.1 電動(dòng)機(jī)選用的?一般原則 （1） 在選用電動(dòng)機(jī)?類型時(shí)要根據(jù)?工作機(jī)的要求?來選取，不需要調(diào)速的?機(jī)械包括長期?工作制，短期工作制和?反復(fù)短期工作?機(jī)械，應(yīng)采用異步電?動(dòng)機(jī)。負(fù)荷平穩(wěn)

30、但無?特殊要求的長?期工作制機(jī)械?，應(yīng)首先采用鼠?籠式異步電動(dòng)?機(jī)。常周期性波動(dòng)?負(fù)荷的長期工?作機(jī)械，在帶飛輪和啟?動(dòng)條件沉重時(shí)?，應(yīng)采用繞線式?異步電動(dòng)機(jī)。某些反復(fù)短期?工作制機(jī)械，當(dāng)選用交流電?動(dòng)機(jī)，在發(fā)熱，啟動(dòng)制動(dòng)特性?，調(diào)速等方面不?能滿足需要或?技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)?過低時(shí)，應(yīng)采用直流電?動(dòng)機(jī)。帶周期性性沖?擊負(fù)荷的機(jī)械?，應(yīng)采用直流電?動(dòng)機(jī)?？刹捎猛诫?動(dòng)機(jī)。需要連續(xù)調(diào)速?的機(jī)械，是調(diào)速要求采?用交流電動(dòng)機(jī)?或直流電動(dòng)機(jī)?調(diào)速系統(tǒng)，應(yīng)首先考慮交?流電動(dòng)機(jī)調(diào)速?。 （2） 電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)?有開啟式，防護(hù)式，封閉式和防燥?式，應(yīng)根據(jù)防護(hù)要?求及環(huán)境進(jìn)行?選擇

31、。 （3） 選用電動(dòng)機(jī)的?類型，除滿足工作機(jī)?械的要求外，還須滿足電網(wǎng)?的要求，如啟動(dòng)時(shí)能滿?足電網(wǎng)電壓水?準(zhǔn)，保持功率因數(shù)?在合理的范圍?內(nèi)。 （4） 電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)?由適當(dāng)?shù)膫溆?容量，如采用的額定?功率小于工作?及要求的功率?，則不能保證工?作機(jī)正常工作?，甚至因長期過?載而使電動(dòng)機(jī)?過早的損壞，如采用的額定?功率比工作機(jī)?要求的功率大?得多，則因容量本能?的充分利用而?造成成本提高?，同時(shí)電機(jī)價(jià)格?升高。通常對(duì)在變載?荷作用下，長期穩(wěn)定連續(xù)?運(yùn)行的機(jī)械，所選用的電動(dòng)?機(jī)額定功率應(yīng)?稍大于工作機(jī)?的功率。

32、 2.4.2 常用電機(jī)的特?性及用 系列名稱 特征及用途 Y-系列三相異步?電動(dòng)機(jī) Y系列電動(dòng)機(jī)?是封閉風(fēng)扇自?冷式，鼠籠型三相異?步電動(dòng)機(jī)是我?國統(tǒng)一設(shè)計(jì)取?代JO2系列?的更新產(chǎn)品 Y系列電動(dòng)機(jī)?效率高，節(jié)能，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩高，噪音低，振動(dòng)小，運(yùn)行安全可靠?，安裝尺寸和功?率等級(jí)完全符?合國際標(biāo)準(zhǔn)。 Y系列電動(dòng)機(jī)?為一般用途的?電動(dòng)機(jī)，適用于驅(qū)動(dòng)無?特殊要求的各?種機(jī)械設(shè)備，如金屬切削機(jī)?床，鼓風(fēng)機(jī)，水泵等。 G系列微型單?相交流串激電?動(dòng)機(jī) G系列電動(dòng)機(jī)?為開啟扇冷式?的單相交流串?激電動(dòng)機(jī)，體積小，重量輕，運(yùn)行可靠，維修方便，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩高，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的?變化

33、而變化，用調(diào)壓或改變?激磁繞組電阻?的方法可調(diào)節(jié)?轉(zhuǎn)速。 一般用戶要求?調(diào)速范圍廣的?場(chǎng)合，如醫(yī)療器械，小型機(jī)床，風(fēng)扇，攪拌器，離心沉淀器，排字機(jī)，涂漆機(jī)，電動(dòng)工具等。 Z3系列小型?直流定動(dòng)機(jī) Z3 系列電動(dòng)機(jī)基?本結(jié)構(gòu)形式為?自通風(fēng)防滴式?，還可制成外通?風(fēng)，自帶鼓風(fēng)機(jī)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，不隨負(fù)載的變?化而變化，體積小，重量輕，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，調(diào)速范圍廣，廣泛用于機(jī)床?，造紙，水泥，染織等部門，坐電力拖動(dòng)用?。使用方便。 2.4.3 選用電動(dòng)機(jī) （1） 根據(jù)綜前所述?，應(yīng)選用Y系列?三相異步電動(dòng)?機(jī)。 （2） 電動(dòng)機(jī)的型號(hào)?表示 （3） 電機(jī)的選用

34、 ...........................（2.8） 式中：—工作機(jī)械所需?要的功率，單位KW，—從電動(dòng)機(jī)到工?作機(jī)械間各運(yùn)?動(dòng)副總機(jī)械效?率。 工作機(jī)械所需?工作功率可根?據(jù)工作機(jī)械的?工作阻力和運(yùn)?動(dòng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)?算。 =........................（2.9） 或 =........................（2.10） 式中：F—工作機(jī)的工作?阻力，單位，N；v—工作機(jī)的速度?，單位，m/s；nw=工作機(jī)的轉(zhuǎn)速?，單位，r/min;—工作

35、機(jī)的效率? 總的機(jī)械效率?可按下式計(jì)算?： ...................（2.11） 式中：。分別為傳動(dòng)鏈?中各運(yùn)動(dòng)副的?效率。 根據(jù)上式可計(jì)?算出，所以選電機(jī)的?功率為1.1KW。 所以選擇電機(jī)?型號(hào)為：Y90L-6。 技術(shù)數(shù)據(jù) 表2.4.1 電機(jī)的技術(shù)數(shù)?據(jù) 型號(hào) 功率KW 電流 轉(zhuǎn)速 效率 功率因數(shù) 額定轉(zhuǎn)矩 額定電流 額定轉(zhuǎn)矩 Y90L-6 1.1 3.2 910 73.5 0.72 2.0 6.0 2.0 電機(jī)的安裝尺?寸和外形尺寸? 表2.4

36、.2 電機(jī)的安裝尺?寸 中心高 H A B C D E F*GD G 90L 90 140 100 56 24 50 8*7 20 k b b1 b3 h AA BB HB L1 10 180 155 90 190 36 130 12 310 電機(jī)的外形圖? 圖2.4.1 電機(jī)尺寸圖 2.5 變頻器的選用? 隨著電力電子?技術(shù)，微電子技術(shù)及?控制理論的發(fā)?展，變頻器已經(jīng)廣?泛用于交流電?動(dòng)機(jī)速度控制?。其主要特點(diǎn)是?具有高效率的?驅(qū)動(dòng)性能，良好的控制性

37、?能。應(yīng)用變頻器不?僅可以節(jié)約大?量電能，而且變頻器的?自動(dòng)控制性能?可以提高產(chǎn)品?的質(zhì)量和數(shù)量?，機(jī)械行業(yè)中變?頻器是改造傳?統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體?化的重要手段?，發(fā)展變頻器的?應(yīng)用技術(shù)，可以有效的提?高經(jīng)濟(jì)效益和?產(chǎn)品質(zhì)量。 2.5.1 變頻器的基本?工作原理 由《電機(jī)學(xué)》可知，定子繞組的反?電動(dòng)勢(shì)是定子?繞組切割旋轉(zhuǎn)?磁場(chǎng)磁力線的?結(jié)果，本質(zhì)上是定子?繞組的自感電?動(dòng)勢(shì)。其三相異步電?動(dòng)機(jī)定子每相?電動(dòng)勢(shì)的有效?值是： E1=4.44kr1f?1N1..............................(2.12) 式中：E1

38、 氣息磁通在定?子每相中感應(yīng)?電動(dòng)勢(shì)的有效?值，單位V f1 定子頻率，單位HZ N1 定子每相繞組?串聯(lián)匝數(shù) kr1 與繞組結(jié)構(gòu)有?關(guān)的常數(shù) 每極氣隙磁通?量，單位為W b 由式（2.22）可知，如果定子的每?相電動(dòng)勢(shì)有效?值不變，改變定子頻率?時(shí)就會(huì)出現(xiàn)下?面兩種情況： 如果f1 大于電機(jī)的額?定頻率，那么氣隙磁通?量就會(huì)小于額?定氣隙磁通量?。其結(jié)果是：盡管電機(jī)的鐵?心沒有得到充?分利用是一種?浪費(fèi)，但在機(jī)械條件?的允許下長期?使用不會(huì)損壞?電機(jī)。 如果f1 小于電機(jī)的額?定頻率，那么氣隙磁通?量就

39、會(huì)大于額?定氣隙磁通量?，其結(jié)果是：電機(jī)的鐵心產(chǎn)?生過飽和，從而導(dǎo)致過大?歷磁電流，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因?yàn)?繞組過熱而損?壞電機(jī)。 要實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)?速，在不損壞電機(jī)?的條件下，充分利用電機(jī)?鐵心，發(fā)揮電機(jī)轉(zhuǎn)矩?的能力，最好在變頻時(shí)?保持每極磁通?量為額定值不?變。對(duì)于直流電機(jī)?，勵(lì)磁系統(tǒng)是獨(dú)?立的，盡管存在電樞?反應(yīng)，但只要對(duì)電樞?反應(yīng)作適當(dāng)?shù)?補(bǔ)償，保持磁通量不?變時(shí)很容易做?到的，在交流異步電?動(dòng)機(jī)中，磁通是定子和?轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)合?成產(chǎn)生的，如何才能保持?磁通基本不變?呢？ 1.基頻以下調(diào)速? 由式（2.22）可知，要保持磁通不?變，當(dāng)頻率從額定?值向下調(diào)時(shí)，必須同時(shí)降低?E1，使E1/f1=常數(shù)

40、，即采用采用電?動(dòng)勢(shì)與頻率之?比恒定的方式?。然而，繞組中的感應(yīng)?電動(dòng)勢(shì)是難以?直接控制的，當(dāng)電動(dòng)勢(shì)的值?較高時(shí)，可以忽略定子?繞組的漏磁阻?抗壓降，而認(rèn)為定子相?電壓V1≈E1，則得 常數(shù)................................（2.13） 這是恒壓頻比?的控制方式。在恒壓頻比的?條件下改變頻?率時(shí)，我們能夠證明?：機(jī)械特性基本?上是平行下移?的，這和他勵(lì)直流?變壓器調(diào)速特?性相似，所不同的是，當(dāng)轉(zhuǎn)矩增大到?最大值以后，特性曲線就折?回來了。如果電動(dòng)機(jī)在?不同轉(zhuǎn)速下都?具有額定電流?，則電機(jī)都能在?溫升條件允許?下長期運(yùn)行，這時(shí)

41、轉(zhuǎn)矩基本?上隨磁通變化?，由于在基頻以?下調(diào)速時(shí)磁通?恒定，所以轉(zhuǎn)矩也恒?定。根據(jù)電動(dòng)機(jī)與?拖動(dòng)原理，在基頻以下調(diào)?速屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”的性質(zhì)。低頻時(shí)，V1和E1都?較小，定子阻抗所占?的分量就比較?顯著，不能在忽略。這時(shí)，可以人為的八?電壓調(diào)高一些?，以便近似的補(bǔ)?償定子壓降。 2.基頻以上調(diào)速? 在基頻以上調(diào)?速時(shí)，頻率往上增高?，但電壓卻不能?超過額定電壓?，最多只能保持?相等，這就迫使磁通?隨頻率增高而?降低，相當(dāng)于直流電?機(jī)弱磁生速的?情況。在基頻以上變?頻調(diào)速時(shí)，由于電壓不變?，我們不難證明?當(dāng)頻率提高時(shí)?，同步轉(zhuǎn)速隨之?提高，最大轉(zhuǎn)矩減小?，機(jī)械特性上移?，由于頻率提高?而電

42、壓不變，氣隙磁動(dòng)勢(shì)必?然減弱，倒置轉(zhuǎn)矩減小?。由于轉(zhuǎn)速升高?了，可以認(rèn)為輸出?功率基本不變?。所以基頻以上?調(diào)速屬于弱磁?恒功率調(diào)速。 把基頻以上和?基頻以下兩種?情況和起來，可得到圖2.8.1所示的異步?電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)?速控制特性。因此，在選購變頻器?時(shí)，變頻器輸出的?諧波越小越好?。 通過分析可得?以下結(jié)論，當(dāng)時(shí)，變頻裝置必須?在改變輸出頻?率的同時(shí)輸出?電壓的幅值，才能滿足對(duì)異?步電動(dòng)機(jī)的調(diào)?速的基本要求?. 2.5.2 變頻器的選擇? （1）技術(shù)規(guī)格 型號(hào) DV700T?400 A1,B1,C1,D1 DV700T?750 A1,B1,C1,D1 DV

43、700T?1500 A1,B1,C1,D1 DV700T?2200 A1,B1,C1,D1 額 定 輸 出 電動(dòng)機(jī)(KW) 0.4 0.75 1.5 2.2 容量(KVA) 1.0 1.7 2.9 4.2 輸出電流(A) 2.5 4.0 7.0 10.0 額定輸出電壓? 三相 AC220---240 V 電 源 電壓/頻率 單相AC22?0---240V 50-60Hz 允許電壓變動(dòng)? ±10% 允許頻率變動(dòng)? ±5% 控 制 方 式 控制

44、方式 正弦波脈寬帶?調(diào)制（PWM）、固定載波頻率? 輸出頻率范圍? 1.0---120Hz（啟/止頻率 1Hz） ±1.5% 頻率精度 ±0.5%(25°C±10°C) 頻率分辨率 數(shù)字：0.1Hz；模擬：設(shè)定頻率范圍?/1000Hz?(最小0.06Hz) 頻率設(shè)置信號(hào)? DC0---+5V、0---+10V、4---+20mA 電壓/頻率模式 基本頻率：30---400Hz(第檔1Hz),最大輸出電壓?：0-100% 扭矩提升，平方扭矩衰減?模式，第二V/F模式 過載電流容量? 150%

45、 1分鐘 再生制 動(dòng)扭矩 A1,C1型 20% B1,D1型 250%以上 150%以上 150%以上 100%以上 直流動(dòng)態(tài)制動(dòng)? 由參數(shù)設(shè)定啟?始頻率，制動(dòng)時(shí)間，制動(dòng)扭矩 加/減速時(shí)間 0-3600秒(0-10秒：0.1秒分度，10-3600秒：1秒分度)50Hz變化?時(shí)間， 4段動(dòng)行加/減速時(shí)間，線性及兩種“S”形加/減速時(shí)間 點(diǎn)動(dòng)頻率范圍? 0---30Hz 運(yùn)行模式 雙速運(yùn)行模式?、四速運(yùn)行模式?、八速運(yùn)行模式?、十六速運(yùn)行模?式 其它 可選擇重置功?能，參數(shù)鎖定功能?。 功能保護(hù) 低電壓保護(hù)、過

46、電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、再生過壓失速?防止、瞬時(shí)斷電保護(hù)?、 散熱片過熱保?護(hù)、自動(dòng)再起動(dòng)保?護(hù)、自診斷記憶(記憶最新5次?故障原因) 環(huán)境條件 環(huán)境溫度 -10°C至+40°C(無結(jié)凍) 環(huán)境濕度 90%以下(無水珠凝結(jié)現(xiàn)?象) 介質(zhì) 室內(nèi)(無腐蝕性氣體?，無粉塵的場(chǎng)所?) 標(biāo)高 海拔1000?m以下 振動(dòng) 5.9m/s 2 (0.6G)以下(10---60Hz) 保護(hù)構(gòu)成 全封閉型（IP40） 冷卻方式 自然風(fēng)冷 強(qiáng)制冷風(fēng) 重量(kg) 1.4 2.3 3.6 3.6 （2）所以選

47、擇DV?70型號(hào)的變?頻器，它的外觀圖為? 2.6 軸的設(shè)計(jì)及校?核計(jì)算 2.6.1 校核計(jì)算要求? 軸的校核計(jì)算?通常是在初步?完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?后進(jìn)行的校核?計(jì)算，計(jì)算準(zhǔn)則是滿?足軸的強(qiáng)度或?剛度要求，必要時(shí)還要校?核軸的振動(dòng)穩(wěn)?定性。 （1） 軸的強(qiáng)度校核?計(jì)算 進(jìn)行軸的強(qiáng)度?校核計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具?體受載及應(yīng)力?情況，采取相應(yīng)的計(jì)?算方法，并恰當(dāng)?shù)倪x取?其許用應(yīng)力，對(duì)于僅僅（或主要）承受扭矩的軸?，應(yīng)按扭矩條件?進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于只受彎矩?的軸（心軸），應(yīng)根據(jù)彎曲強(qiáng)?度進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于既承受彎?矩又承受扭矩?的軸（轉(zhuǎn)軸），應(yīng)按彎扭合成?條件進(jìn)行計(jì)算?，需要時(shí)還應(yīng)按?

48、疲勞強(qiáng)度條件?進(jìn)行精確校核?，此外，對(duì)于瞬時(shí)過載?很大或應(yīng)力循?環(huán)不對(duì)稱性較?為嚴(yán)重那個(gè)軸?，還應(yīng)按峰尖載?荷校核其靜強(qiáng)?度，以免產(chǎn)生過量?的塑性變形，下面介紹幾種?常見的計(jì)算方?法。 （1） 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度進(jìn)?行計(jì)算 這種方法只按?軸所受的扭矩?來計(jì)算軸的強(qiáng)?度，如果還受有不?大的彎矩時(shí)，則用降低許用?扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的?方法予以考慮?。在作軸的結(jié)構(gòu)?設(shè)計(jì)時(shí)，同常用這種方?法 初步估算軸的?直徑，對(duì)于不大重要?的軸，也可作為最后?計(jì)算的結(jié)果，軸的扭矩條件?強(qiáng)度為 ≤〔〕.............. (2.14) 式中 扭矩切應(yīng)力，單位MP a

49、 T 軸所受的扭矩?，單位為N*mm WT 軸的抗扭結(jié)面?系數(shù)，單位為mm3? N 軸的轉(zhuǎn)速，單位r/min P 軸的傳遞功率?，單位為KW d 計(jì)算截面處軸?的直徑，單位為mm 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)?力，單位為MPa? 軸常見的幾種?材料〔〕及A0的值 表2.6.1 常見的幾種材?料 軸的材料 Q235-A20 Q275.35 45 40CR 3CR 〔〕 15～25 20～35 25

50、～45 35～55 A0 149～126 126～103 126～103 112～97 注①：1）表中〔〕值是用來考慮?了彎矩影響而?降低了許用扭?轉(zhuǎn)切應(yīng)力 1）在下述情況，〔〕取較大值，A0取較小值? ，彎矩較小或只?受扭矩作用，在和較平穩(wěn)，無軸。 向載荷或只有?較小的軸向載?荷，減速器的低速?軸，軸只做單向旋?轉(zhuǎn)。反之，〔〕取較小值，A0取較大值?。 由上式可得軸?的直徑： d≥................(2.15) 式中 A0=查得 對(duì)于空心軸 則 d≥ 式中

51、 即空心軸的內(nèi)?徑d1與外徑?d之比。通常取～0.6 應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)軸截面上升?有過槽時(shí)，應(yīng)增大軸徑以?考慮鍵槽對(duì)軸?的強(qiáng)度的削弱?，對(duì)于直徑d≥100 mm的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)?，軸徑增大3%兩個(gè)增大7%，對(duì)于直徑≤100mm的?軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)?，軸徑增大5%-7%，兩個(gè)時(shí)增大1?0%-15%，然后把軸徑圓?整為標(biāo)準(zhǔn)直徑?，應(yīng)當(dāng)注意，選擇求出的直?徑，只能作為承受?扭矩作用的軸?標(biāo)準(zhǔn)的最小直?徑dmin. 2）按彎扭合成強(qiáng)?度條件計(jì)算 通過軸的結(jié)構(gòu)?進(jìn)行計(jì)算，軸的主要結(jié)構(gòu)?尺寸，軸上零件的位?置，以及外載荷和?支反力的作用?位置皆以確定?，軸上的載荷。（彎矩和扭矩）已可以求得，因而

52、可按彎扭?合成強(qiáng)度校核?計(jì)算。一般的軸用這?種方法即可。 其步驟如下： 1〉做出軸的計(jì)算?簡(jiǎn)圖即力學(xué)模?型 軸所受的載荷?，是從軸上零件?傳來的，計(jì)算時(shí)，常按軸上的分?布載荷簡(jiǎn)化為?集中力，其作用點(diǎn)取為?載荷分布段的?中點(diǎn)。作用在軸上的?扭矩，一般從傳動(dòng)件?輪轂寬度的中?點(diǎn)算起，通常把軸當(dāng)作?鉸鏈制作上的?頭，支反力的作用?點(diǎn)與軸承的類?型和布置方式?有關(guān)。 在計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí)?，應(yīng)先求軸上受?力零件的載荷?（若為空間力系?，應(yīng)按空間分為?水平分力和垂?直分力，如要求出各支?撐處的水平力?和垂支反力，軸向反力可表?示在適當(dāng)?shù)拿?上）。 2〉做出彎矩圖

53、 根據(jù)上述簡(jiǎn)圖?，分別按水平面?垂直面計(jì)算各?力產(chǎn)生的彎矩?并按計(jì)算結(jié)果?分別做出水平?面上的彎矩M?H和垂直面上?的彎矩ML，然后按下式計(jì)?算總彎矩： M=..........................（2.16） 3〉做出扭矩圖 4〉校核軸的強(qiáng)度? 已知軸的彎矩?和扭矩后，可針對(duì)某些危?險(xiǎn)截面（即彎矩和扭矩?大而軸徑可能?不足的截面）作彎扭合成強(qiáng)?度計(jì)算，根據(jù)第三強(qiáng)度?理論，計(jì)算應(yīng)力 ..........................（2.17） 通常由彎矩所?產(chǎn)生的彎曲應(yīng)?力是對(duì)稱循環(huán)?變應(yīng)力，

54、而且扭矩所產(chǎn)?生的扭矩切應(yīng)?力則常常不是?對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)?力。為了考慮兩者?的循環(huán)特性的?不同影響，則引入折合系?數(shù)，則應(yīng)力計(jì)算公?式為 ......................（2.18） 式中的彎曲應(yīng)?力對(duì)循環(huán)變應(yīng)?力，當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力?為靜應(yīng)力時(shí)，取。當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力?為脈動(dòng)切應(yīng)力?時(shí)，取，若扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力?為對(duì)稱循環(huán)變?應(yīng)力時(shí)，則取。 對(duì)于直徑為d?的圓軸，彎曲應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為?將和代入式（2.12），則軸的彎扭合?成強(qiáng)度為： ...（2.19） 式中 軸的計(jì)算應(yīng)力?。單位MPa

55、 M 軸所受的彎矩?。單位為Nmm? T 軸所受的扭矩?。單位為Nmm? W 軸的抗彎截面?系數(shù)。單位為 mm3 對(duì)稱循環(huán)變力?時(shí)軸的許用彎?曲應(yīng)力 由于心軸的只?受彎矩而不承?受扭矩，所以T=0，轉(zhuǎn)動(dòng)心軸的彎?矩在軸截面上?所引起的應(yīng)力?是循環(huán)變動(dòng)力?。對(duì)于固定心軸?，考慮啟動(dòng)，停車等的影響?，彎矩在軸截面?上引起的應(yīng)力?可視為脈動(dòng)循?環(huán)應(yīng)力。所以在應(yīng)用式?時(shí)，固定心軸的許?用應(yīng)力為，（為脈動(dòng)循環(huán)變?應(yīng)力時(shí)的彎

56、曲?應(yīng)力， ） 3〉按疲勞強(qiáng)度進(jìn)?行精確校核 這種校核的實(shí)?質(zhì)在于確定變?應(yīng)力情況下軸?的安全程度。在已知軸的外?形，尺寸及載荷的?基礎(chǔ)上，即可通過分析?確定出一個(gè)或?幾個(gè)危險(xiǎn)截面?，求出計(jì)算安全?系數(shù)Sca，并應(yīng)使其稍大?于或至少等于?設(shè)計(jì)安全系數(shù)?S，即 .........................（2.20） 僅有法向應(yīng)力?應(yīng)滿足 .......................（2.21） 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)?力時(shí)應(yīng)滿足 .............

57、.........（2.22） 計(jì)算安全系數(shù)?可按下列情況?選取 S =1.3～1.5 用于材料切削?，載荷與應(yīng)力計(jì)?算精確的。 S=1.5～1.8 用于材料不夠?均勻，計(jì)算精度較低?的。 S=1.8～2.5 用于材料均勻?及計(jì)算精度低?，或軸的直徑d?＞200mm時(shí)? 4〉 按靜強(qiáng)度條件?進(jìn)行校核 靜強(qiáng)度的校核?目的在于制定?軸對(duì)塑性變形?的抵抗能力，這時(shí)那些瞬時(shí)?過載很大，或應(yīng)力循環(huán)的?不對(duì)稱性較為?嚴(yán)重的軸是很?必要的。軸的靜強(qiáng)度是?根據(jù)軸

58、上作用?的最大的瞬時(shí)?載荷來校核的?。靜強(qiáng)度校核的?強(qiáng)度條件為 ....................（2.23） 式中 Sca 危險(xiǎn)截面靜強(qiáng)?度的計(jì)算安全?系數(shù) SS 按屈服強(qiáng)度的?設(shè)計(jì)安全系數(shù)? SS=1.2～1.4 用于高塑性材?料，（制成的鋼軸

59、SS=1.4～1.8 用于中塑性材?料，（）制成的鋼軸 SS=1.8～2 用于低塑性材?料的鋼 SS=2～3 用于鑄造軸 Ssa 只考慮彎矩和?軸向力的安全?系數(shù) 只考慮扭矩式?的安全系數(shù) ............................(2.24) ..................................(2.25)

60、 式中： 材料的抗彎抗?扭屈服極限。單位MPa Mmax,Tmax 軸的危險(xiǎn)截面?上所受的最大?彎矩和最大扭?矩。單位Nmm F amax 軸的危險(xiǎn)截面?上所受的最大?軸向力。單位N A 軸的危險(xiǎn)截面?的面積。單位mm2 W.WT 分別為截面的?抗彎，抗扭截面系數(shù)?。單位mm 2.6.2 軸的校核計(jì)算?過程 （1）較長軸的受力?比較短軸大，無論是從彎矩?，扭矩還是軸向?力都是長軸的?大，所以在校核時(shí)?只需校核長軸?即可。 長軸的形狀尺?寸根據(jù)所

61、要結(jié)?構(gòu)來設(shè)計(jì)，下面是長軸的?尺寸 圖2.6.1 長軸的尺寸 下面是周的應(yīng)?力分析圖 圖2.6.2 軸的應(yīng)力分析? (2) 選擇頂尖中心?截面出進(jìn)行安?全系數(shù)校核，先進(jìn)行該處的?彎矩M和扭矩?M的計(jì)算和校?核. 1)M: M由三部分組?成，即垂直面上的?應(yīng)力彎矩M1?，水平面上的應(yīng)?力彎矩M2。電動(dòng)機(jī)和聯(lián)軸?器所帶的附加?

62、彎矩M3。 1〉M1的計(jì)算： T=955*104*P/n =955*104*11/258=407170?Nmm 線卷上的圓周?力 Ft=N 軸向力 Fx =0 M1=Fr*70=500Kg*9.8*70=343000?Nmm 2> M2的計(jì)算 F21=F22=T=10179N? M2=Ft*70=10179*70=712530?Nmm 3〉M3的計(jì)算 聯(lián)軸器的直徑?為：D=130 mm Ft’=N 附加載荷Fc?取為0.25 Ft’ Fc

63、 =0.25* Ft’=0.25*6264=3132N M3= Fc*L=3132*180=563760?Nmm 所以 .............................（2.26） = =812655?Nmm 2) :扭矩是常量數(shù)?值為T =T=407170?Nmm 3) 疲勞強(qiáng)度計(jì)算?： 在前述的各項(xiàng)?表中查得各項(xiàng)?系數(shù)： ...................（2.27） = =8.57539 S≥SP 合格 這根軸長度大?，而且長，經(jīng)

64、過校核后合?格，所以另一根短?軸也合格。 2.7 聯(lián)軸器的選用? 聯(lián)軸器是機(jī)械?傳動(dòng)中常用的?部件。它們主要用來?連接軸或軸與?其它回轉(zhuǎn)部件?，以傳遞運(yùn)動(dòng)與?轉(zhuǎn)矩，有時(shí)也可用作?安全裝置。 聯(lián)軸器所連接?的兩軸，由于制造及安?裝誤差，承載后的變形?及溫度變化的?影響等，往往不能保證?嚴(yán)格的對(duì)中，而存在著某種?程度的相對(duì)位?移，這就是說在設(shè)?計(jì)聯(lián)軸器時(shí)，要從結(jié)構(gòu)上采?取不同的措施?，使之具有適應(yīng)?一定范圍的相?對(duì)位移的功能?。 根據(jù)對(duì)各種相?對(duì)位移有無補(bǔ)?償能力（即能否再發(fā)生?相對(duì)位移的情?況下保持連接?的功能），聯(lián)軸器分為剛?性聯(lián)軸器和撓?性聯(lián)軸器兩大?類。 絕大多數(shù)聯(lián)軸?器

65、已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化?或規(guī)格化，所以我們一般?只是選用補(bǔ)用?設(shè)計(jì)。根據(jù)傳遞載荷?的大小，軸轉(zhuǎn)速的高低?，被連接兩部件?的安裝精度等?，參考各類聯(lián)軸?器的特性，選擇一種合適?的聯(lián)軸器類型?。具體選擇時(shí)可?考慮一下幾點(diǎn)?： （1）所需傳遞的轉(zhuǎn)?矩大小和性質(zhì)?以及對(duì)緩沖減?震功能的要求?。例如，對(duì)大功率的重?載轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)。可選用齒式聯(lián)?軸器，對(duì)嚴(yán)重沖擊載?荷或要求消除?軸系扭轉(zhuǎn)震動(dòng)?的傳動(dòng)，可選用輪胎式?聯(lián)軸器等具有?高彈性的聯(lián)軸?器。 （2）聯(lián)軸器的工作?轉(zhuǎn)速高低和引?起的離心力大?小。對(duì)于高速傳動(dòng)?軸，應(yīng)選用平衡精?度高的聯(lián)軸器?，例如膜片聯(lián)軸?器等，而不宜選用存?在偏心的滑塊?聯(lián)軸器等等。 （3）

66、兩軸相對(duì)位移?的大小和方向?。當(dāng)安裝調(diào)整后?，難以保持兩軸?嚴(yán)格精確對(duì)中?，或工作過程中?兩軸將產(chǎn)生較?大的附加相對(duì)?位移時(shí)，應(yīng)選用撓性聯(lián)?軸器。例如當(dāng)徑向位?移較大時(shí)，可選滑塊聯(lián)軸?器，角位移較大或?相交兩軸的連?接可選用萬向?聯(lián)軸器。 （4） 聯(lián)軸器的可靠?性和工作環(huán)境?。通常由金屬原?件制成的不需?潤滑的聯(lián)軸器?比較可靠，需要潤滑的聯(lián)?軸器，其性能易受到?潤滑完善程度?的影響，且可能污染環(huán)?境。含橡膠等非金?屬元件的聯(lián)軸?器對(duì)溫度，腐蝕性介質(zhì)及?強(qiáng)光等比較敏?感，而且容易老化?。 (5) 聯(lián)軸器的制造?，安裝，維護(hù)和成本。在滿足使用性?能的前提下，因選用拆裝方?便，維護(hù)簡(jiǎn)單，成本低的聯(lián)軸?器。例如剛性聯(lián)軸?器不但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)?單，而且拆裝方便?，可用于低速，剛性大的傳動(dòng)?軸。一般的非金屬?彈性元件聯(lián)軸?器，由于具有良好?的綜合性能，廣泛用于中小?功率傳動(dòng). 2.7.1 根據(jù)選擇要求?和使用條件選?用YL8型聯(lián)?軸器，它的尺寸及標(biāo)?準(zhǔn)如下圖所示?： 表2.7.1 聯(lián)軸器的標(biāo)準(zhǔn)? 型號(hào) 公稱扭矩(n.m) 許用轉(zhuǎn)速r/min 周孔直徑d(H7) 軸孔長度L mm D(mm) YL8 250 7000 42 112 130