畢業(yè)論文分馬力電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31924

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題 目 分馬力電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 院（系） 電氣信息學(xué)院 專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí) 0503 學(xué)號(hào) 200501010310 學(xué)生姓名 劉布亭 導(dǎo)師姓名 劉 金 澤 完成日期 2009.6 目 錄摘 要iabstractii第1章 概述11.1 電機(jī)的總體結(jié)構(gòu)的分類11.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和原則2第2章 電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42.1 軸與軸承的設(shè)計(jì)42.1.1 軸的設(shè)計(jì)步驟42.2 端蓋與機(jī)殼的設(shè)計(jì)102.2.1端蓋的設(shè)計(jì)102.2.2機(jī)殼的設(shè)計(jì)152.3 風(fēng)扇與風(fēng)罩的設(shè)計(jì)162.4 機(jī)頂盒的設(shè)計(jì)172.5 電機(jī)的總裝線172.5.1電機(jī)裝配尺寸鏈的計(jì)算172.5.2 電機(jī)的總裝

2、工藝簡(jiǎn)要20第3章 電機(jī)的型式試驗(yàn)203.1 st曲線測(cè)試213.2 空載實(shí)驗(yàn)213.3 定轉(zhuǎn)速測(cè)試223.4 8個(gè)點(diǎn)的堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)223.5 熱運(yùn)行實(shí)驗(yàn)223.6 過(guò)電流測(cè)試223.7 堵轉(zhuǎn)扭矩測(cè)試233.8 最小轉(zhuǎn)矩測(cè)試233.9 堵轉(zhuǎn)試驗(yàn)23第4章 電機(jī)的噪聲與振動(dòng)測(cè)試254.1 噪聲測(cè)試254.1.1空載測(cè)試254.1.2 負(fù)載測(cè)試264.2 電機(jī)的振動(dòng)測(cè)試28結(jié)束語(yǔ)30致謝33參考文獻(xiàn)34附錄a 轉(zhuǎn)軸機(jī)械加工圖附錄b 軸與軸承的裝配圖附錄c 傳動(dòng)端端蓋圖附錄d 非傳動(dòng)端端蓋圖附錄e 嵌線定子圖附錄f 機(jī)殼圖附錄g 風(fēng)扇圖附錄h 端子板圖附錄i 風(fēng)罩圖附錄j 電機(jī)總裝圖分馬力電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3、 單相電容運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)摘要：?jiǎn)蜗嚯姍C(jī)的使用很廣泛，在生活生產(chǎn)的應(yīng)用中是很大的一方面。在當(dāng)今中國(guó)，單相電機(jī)的應(yīng)用特別是在農(nóng)村中非常之普遍，而中國(guó)農(nóng)村的比重很大，因而對(duì)于單相電機(jī)的研究很有現(xiàn)實(shí)價(jià)值。單相電容電機(jī)因具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉,運(yùn)行可靠,維修方便等一系列優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于家用電器和各行各業(yè)的小功率驅(qū)動(dòng)中。本次主要以電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主，其中包括電機(jī)的轉(zhuǎn)軸、軸承的設(shè)計(jì)與選擇，以及二者之間的公差與配合，有關(guān)端蓋的設(shè)計(jì)主要包括端蓋的材料的選擇以及端蓋的厚度以及附加部件的設(shè)計(jì)。機(jī)殼主要是采用拉伸件，可以在機(jī)殼的外表面設(shè)計(jì)成散熱筋的形式，設(shè)計(jì)過(guò)程采用ul1004標(biāo)準(zhǔn)。風(fēng)葉和風(fēng)罩的設(shè)計(jì)主要是材料的選擇

4、和形狀的設(shè)計(jì)以及與電機(jī)的機(jī)殼和端蓋的配合。端子板的主要是便于引線的連接 ，本設(shè)計(jì)還主要包括電機(jī)的型式試驗(yàn)以及噪聲與振動(dòng)試驗(yàn)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)蜗嚯姍C(jī),電容,結(jié)構(gòu), 型式 sub-structure design horsepower motor            -single-phase capacitor run asynchronous motor abstract： the use of single-phase motor is a wide range of appl

5、ications in the life of the production is on the one hand, great. in today's china, the application of single-phase motors, particularly in rural areas is very common, and a large proportion of china's rural areas, thus single-phase motor for the practical value of research. single-phase cap

6、acitor motors have a simple structure, low-cost and reliable operation, maintenance and other advantages of convenience, has been widely used in household appliances and all walks of life in low-power drive. mainly in the structural design of the main motor, including the motor shaft, bearing design

7、 and selection, as well as the tolerance between the two and coordination of the design on the cover mainly the choice of cover material and cover the thickness, as well as the design of additional components. the main chassis is stretched pieces of the chassis can be designed to heat the outer surf

8、ace of the form of bars, ul1004 standards for the use of the design process. blade design and wind shield is the choice of materials and shapes as well as the design of the chassis and motor co-ordination of end caps. the main terminal board is to facilitate the connection lead. key words: one-phase

9、 motor；capacitor；structure; type第1章 概述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和機(jī)械計(jì)算是電機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)組成部分，它主要在電磁設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行，其目的是解決機(jī)械部分的設(shè)計(jì)問(wèn)題，對(duì)它的要求是從結(jié)構(gòu)上來(lái)保證電機(jī)性能、制造時(shí)的經(jīng)濟(jì)合理和運(yùn)行可靠等。1.1 電機(jī)的總體結(jié)構(gòu)的分類影響電機(jī)總體結(jié)構(gòu)的因素很多，例如電機(jī)的類別、運(yùn)行條件、原動(dòng)機(jī)或被傳動(dòng)機(jī)械的種類及傳動(dòng)方式、電機(jī)的容量與轉(zhuǎn)速、冷卻方式、防護(hù)類型、軸承型式和數(shù)目、安裝方式等等?？傮w結(jié)構(gòu)應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。 1. 按通風(fēng)冷卻系統(tǒng)分類空冷有自冷、自扇冷、他扇冷、管道通風(fēng)、自由循環(huán)通風(fēng)、封閉循環(huán)通風(fēng)等多種型式，采用其它冷卻介質(zhì)時(shí)，從總體結(jié)構(gòu)上

10、看，通常都是封閉循環(huán)系統(tǒng)。 2. 按防護(hù)類型分類按防護(hù)型式的不同，可將電機(jī)分成許多類型，目前主要的防護(hù)類型有開(kāi)啟、防護(hù)、封閉、防爆、防水、水密、潛水、潛油等數(shù)種。 3. 按安裝結(jié)構(gòu)型式分類表1.1 電機(jī)的基本安裝結(jié)構(gòu)順序號(hào) 基本安裝結(jié)構(gòu)型式分類代號(hào)1具有端蓋式軸承，用底腳安裝的電機(jī)im12具有端蓋式軸承，用底腳和凸緣安裝的電機(jī)im23具有端蓋式軸承，其中一個(gè)端蓋帶凸緣，用凸緣安裝的電機(jī)im34具有端蓋式軸承，機(jī)座帶凸緣，用凸緣安裝的電機(jī)im45無(wú)軸承電機(jī)im56具有端蓋式軸承和座式軸承的電機(jī)im67具有座式軸承的電機(jī)（無(wú)端蓋）im78除上述1至4以外的立式電機(jī)im89特殊安裝形式的電機(jī)im91

11、.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和原則結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容大致如下：1. 本次設(shè)計(jì)的電機(jī)為ip44防護(hù)類型的泵電機(jī)，ip44防護(hù)類型，即防止大于1.0mm的固體物侵入， 防止直徑或厚度大于1.0mm的工具、電線或類似的細(xì)節(jié)小外物侵入而接觸到燈具內(nèi)部的零件；防止飛濺的水侵入，防止個(gè)方向飛濺而來(lái)的水進(jìn)入燈具造成損害。電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)指的是電動(dòng)機(jī)所用絕緣材料的耐熱等級(jí)，可分為a、e、b、f、h級(jí)。允許溫升是指電動(dòng)機(jī)的溫度與周?chē)h(huán)境溫度相比升高的限度。本設(shè)計(jì)絕緣方式采用b級(jí)絕緣，最高允許溫度為130，繞組溫升限值80k，性能參考溫度1002. 零部件的結(jié)構(gòu)形式、材料、形狀、尺寸、加工精度、形位公差、表面粗糙度和

12、技術(shù)要求等如附圖。3. 機(jī)殼與定子采用熱套的方式，利用機(jī)殼的熱脹冷縮原理使的定子牢牢地固定在機(jī)殼之內(nèi)，轉(zhuǎn)子和軸也是采用熱套的方式，原理同機(jī)殼與定子。機(jī)殼與端蓋采用的是過(guò)渡配合的方式，使其緊固。軸承采用一定的緊配合的方式，同時(shí)利用軸肩和擋圈來(lái)進(jìn)行徑向和軸向的配合。風(fēng)扇亦是利用過(guò)渡配合的方式進(jìn)行緊固。4. 核算零部件的機(jī)械性能，本設(shè)計(jì)主要對(duì)軸與軸承進(jìn)行了校核，因?yàn)檫@兩個(gè)是電機(jī)的核心部分。其余的零部件的機(jī)械性能均是參考同一類型的電機(jī)的尺寸，其主要的最小尺寸和配合方式則是由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得。一般說(shuō)來(lái)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要著重考慮一下原則：1. 應(yīng)保證電機(jī)在規(guī)定期限內(nèi)安全可靠運(yùn)行。其中最關(guān)鍵的部位是轉(zhuǎn)軸和軸承

13、。設(shè)計(jì)時(shí)保證在力和轉(zhuǎn)矩的作用下，強(qiáng)度和剛度應(yīng)滿足要求，帶電部分和姐弟部分間應(yīng)有足夠的絕緣距離，軸承應(yīng)有合理的壽命，轉(zhuǎn)子上的緊固零件需加設(shè)鎖緊裝置（彈簧墊圈、制動(dòng)墊圈等），以防松動(dòng)。2. 所用的結(jié)構(gòu)型式一般應(yīng)符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并滿足客戶和環(huán)保部門(mén)提出的要求。例如電機(jī)的防護(hù)型式、軸承型式、中心高、外形尺寸、安裝尺寸、軸伸型式和尺寸、出線盒位置等，此外在裝配時(shí)也應(yīng)該注意轉(zhuǎn)子與機(jī)殼的同心度問(wèn)題，要按照?qǐng)D紙上的技術(shù)要求來(lái)進(jìn)行總裝，否則電機(jī)的不平衡度將會(huì)產(chǎn)生很大的噪音問(wèn)題，嚴(yán)重者，過(guò)大的單邊磁拉力會(huì)使電機(jī)發(fā)生不安全的事故。3. 要盡量的使零部件符合“標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化”的要求，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)件和

14、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的材料，注意零部件間的通用。4. 具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，也即要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、生產(chǎn)周期短、制造成本低。5. 應(yīng)考慮電機(jī)裝拆和維修方便。為了方便拆裝，所設(shè)計(jì)的電機(jī)的端蓋的固定螺孔處常做成凸耳，在凸耳與機(jī)座端面間留出一定的間隙。6. 適當(dāng)注意電機(jī)的外表。本次所設(shè)計(jì)電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)包括機(jī)殼、端蓋、風(fēng)罩、風(fēng)扇、轉(zhuǎn)軸、軸承、端子板等。圖1.1 電機(jī)的外型圖電機(jī)的外型圖是根據(jù)用戶的基本的需求而考慮設(shè)計(jì)的，用戶指定了電機(jī)的高度、長(zhǎng)度、出軸的長(zhǎng)度以及外觀的要求。機(jī)座是電機(jī)的主要的結(jié)構(gòu)零件，對(duì)電機(jī)的互換性和氣隙的均勻度影響很大。本次設(shè)計(jì)采用鑄鋁機(jī)座，其上帶有散熱筋，可以在電機(jī)使用時(shí)更好的散熱。風(fēng)扇采

15、用自扇冷式，套在軸的后端。轉(zhuǎn)軸采用45#鋼，經(jīng)機(jī)加工及調(diào)質(zhì)處理。軸承采用6201和6202開(kāi)式深溝球滾動(dòng)軸承。軸伸端依照客戶要求，長(zhǎng)度為65.6±0.04mm，攻螺紋。因?yàn)殡姍C(jī)的外形是按照用戶的要求并結(jié)合已有的電機(jī)的形狀進(jìn)行的設(shè)計(jì)，下面將按照電機(jī)的總裝圖進(jìn)行分解設(shè)計(jì)。第2章 電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 軸與軸承的設(shè)計(jì)軸是組成機(jī)械的重要零件之一。它用來(lái)安裝各種傳動(dòng)零件，使之繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，傳遞轉(zhuǎn)矩或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)軸承與機(jī)架或機(jī)座相聯(lián)結(jié)。軸與其上的零件組成一個(gè)組合體軸系部件，在軸的設(shè)計(jì)時(shí)，不能只考慮軸本身，必須和軸系零、部件的整個(gè)結(jié)構(gòu)密切聯(lián)系起來(lái)。軸按受載情況分為：1. 轉(zhuǎn)軸：支承傳動(dòng)機(jī)件又傳

16、遞轉(zhuǎn)矩，即同時(shí)承受彎矩和扭矩的作用。2. 心軸：只支承旋轉(zhuǎn)機(jī)件而不傳遞轉(zhuǎn)矩，即只承受彎矩作用。心軸又可分為固定心軸（工作時(shí)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)）和轉(zhuǎn)動(dòng)心軸（工作時(shí)軸 轉(zhuǎn)動(dòng)）兩種。3. 傳動(dòng)軸：主要傳遞轉(zhuǎn)矩，即主要承受扭矩，不承受或承受較小的彎矩。本次設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)一個(gè)傳動(dòng)實(shí)心軸。軸的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列幾方面的要求：1. 在結(jié)構(gòu)上要受力合理、盡量避免或減少應(yīng)力集中。2. 足夠的強(qiáng)度（靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度），必要的剛度，特殊情況下的耐腐蝕性和耐高溫性。3. 高速軸的振動(dòng)穩(wěn)定性及良好的加工工藝性，并應(yīng)使零件在軸上定位可靠、裝配適當(dāng)和拆裝方便。2.1.1 軸的設(shè)計(jì)步驟1. 確定軸上零件裝配方案：軸的結(jié)構(gòu)與軸上零件的位置及

17、從軸的哪一端裝配有關(guān)。2. 確定軸上零件定位方式：根據(jù)具體工作情況，對(duì)軸上零件的軸向和周向的定位方式進(jìn)行選擇。軸向定位通常是軸肩或軸環(huán)與套筒、螺母、擋圈等組合使用，周向定位多采用平鍵、花鍵或過(guò)盈配合聯(lián)結(jié)。3. 確定各軸段直徑：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在初步估算軸徑的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，為了零件在軸上定位的需要，通常軸設(shè)計(jì)為階梯軸。根據(jù)作用的不同，軸的軸肩可分為定位軸肩和工藝軸肩（為裝配方便而設(shè)），定位軸肩的高度值有一定的要求；工藝軸肩的高度值則較小，無(wú)特別要求。所以直徑的確定是在強(qiáng)度計(jì)算基礎(chǔ)上，根據(jù)軸向定位的要求，定出各軸段的最終直徑。4. 確定各軸段長(zhǎng)度：主要根據(jù)軸上配合零件轂孔長(zhǎng)度、位置、軸承寬度、軸承端

18、蓋的厚度等因素確定。5. 確定軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)：如倒角尺寸、過(guò)渡圓角半徑、退刀槽尺寸、軸端螺紋孔尺寸；鍵槽尺寸等6. 確定軸的加工精度、尺寸公差、形位公差、配合、表面粗糙度及技術(shù)要求：軸的精度根據(jù)配合要求和加工可能性而定。精度越高，成本越高。通用機(jī)器中軸的精度多為it5it7。軸應(yīng)根據(jù)裝配要求，定出合理的形位公差，主要有：配合軸段的直徑相對(duì)于軸頸（基準(zhǔn)）的同軸度及它的圓度、圓柱度；定位軸肩的垂直度；鍵槽相對(duì)于軸心線的平行度和對(duì)稱度等。7. 畫(huà)出軸的工作圖：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常與軸的強(qiáng)度計(jì)算和剛度計(jì)算、軸承及聯(lián)軸器尺寸的選擇計(jì)算、鍵聯(lián)結(jié)強(qiáng)度校核計(jì)算等交叉進(jìn)行，反復(fù)修改，最后確定最佳結(jié)構(gòu)方案，畫(huà)出軸的結(jié)構(gòu)圖

19、。本設(shè)計(jì)初步預(yù)選電機(jī)為泵用分馬力單相電容運(yùn)行異步電動(dòng)機(jī)，其主要的銘牌數(shù)據(jù)：電壓 220v ； 頻率 50hz ；功率 0.75hp ；額定轉(zhuǎn)速 2850rpm2.1.1.1 選擇軸的材料選擇軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，45#鋼是很常用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，它的強(qiáng)度較高，韌性一般，適合調(diào)質(zhì)或正火狀態(tài)下使用，還可以表面淬火（如高頻淬火），使零件全部或部分表面獲得較高硬度（通常hrc45-50）。查表可得：抗拉強(qiáng)度b=650，屈服點(diǎn)s=360，彎曲疲勞極限-1=270，扭轉(zhuǎn)疲勞極限-1=155。2.1.1.2 初步確定軸端直徑查閱參考資料如下表：表2.1 常用軸材料的及a值軸的材料 q235-a、20q

20、275、35（1cr18ni9ti）4540cr、35simn、42simn40mnb、38simnmo、3cr13/mpa15-2520-3525-4535-55a149-126135-112126-103112-97按表2.1取值，初步取a=126，則軸的最小直徑 d 17.2=a=126=7.32mm，d軸端直徑，mmt軸所傳遞的扭矩，n.m t=9550p軸所傳遞的功率，kw n軸的工作轉(zhuǎn)速，在此本設(shè)計(jì)取電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，mpa，按表一取值a系數(shù)，按表2.1取值即軸的最小直徑部分應(yīng)不小于7.32mm。 2.1.1.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以下均為從非軸伸端到軸伸端開(kāi)始計(jì)算： 1.

21、第一段軸的選擇由于第一段軸上裝有標(biāo)準(zhǔn)件-軸承，本次設(shè)計(jì)之電機(jī)為水泵電機(jī)，故由其工作方式可知，電機(jī)的轉(zhuǎn)軸主要承受徑向力，軸向力非常的小，通?？梢院雎?，可選擇開(kāi)式深溝球軸承，預(yù)選軸承為：深溝球軸承nsk 6201，其主要尺寸為d=12,d=32,b=10，與軸采用過(guò)渡配合。由于該段通過(guò)壓裝裝有散熱風(fēng)扇，所以其尺寸b110。圖2.1 nsk 6201深溝球軸承結(jié)構(gòu)圖為了防止軸承內(nèi)圈與軸在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生不應(yīng)有的相對(duì)滑動(dòng)，必須選擇正確的配合。通常軸與內(nèi)圈采用適當(dāng)?shù)木o配合是防止軸與內(nèi)圈相對(duì)滑動(dòng)的最簡(jiǎn)單而有效的方法，特別是對(duì)于軸承的薄壁套圈，采用適當(dāng)?shù)木o配合可使軸承套圈在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)受力均勻，以致軸承的承載能力得

22、到充分的發(fā)揮。但是軸承的配合又不能太緊，因內(nèi)圈的彈性膨脹和外圈的收縮而使軸承徑向游隙減小以至完全消除，從而影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)。有查表可得，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表7-2-20，對(duì)于泵電機(jī)的軸與軸承的配合采用j5或js5。根據(jù)所選軸承6201，故取軸第一段的直徑為d1=12j5，b1=30。2. 第二段軸的選擇這段軸為非定位軸肩，非定位軸肩是為了加工和裝配方便而設(shè)置的，其高度沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)定。根據(jù)電磁計(jì)算，轉(zhuǎn)子疊厚為89mm，考慮到電機(jī)的安裝尺寸以及散熱，軸需要加長(zhǎng)。 故取d2=12.70，b2=120.643. 第三段軸的設(shè)計(jì)該段軸的軸肩為定位軸肩，一般取定位軸肩高度為h=(0.070.1)d,其中，d 為與零

23、件相配處的軸徑，此處，d=d2=12.70。第三段軸的直徑為d3d2+2(0.070.1)d2=12.70+2*0.09*12.70=14.986考慮到安全高度和安裝尺寸，取b3=43因此取d3=15，b3=43。4. 第四段軸的設(shè)計(jì)該段軸上裝有標(biāo)準(zhǔn)件-軸承，由于該段軸接近軸伸端，即承受載荷大，故預(yù)選軸承為：深溝球軸承nsk 6202，d=15,d=35,b=11。故選擇d4=15j5，b4=11，軸與軸承之間采用過(guò)渡配合。5. 伸出軸的設(shè)計(jì)該段根據(jù)客戶需求而定，軸總長(zhǎng)為280.7mm，本次設(shè)計(jì)取螺紋軸m12，l17；光軸通過(guò)尺寸鏈來(lái)計(jì)算。6. 確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為2*45

24、76;，各軸肩圓角半徑見(jiàn)附圖。 2.1.1.4 求軸上的載荷 t=9550p/n=9550*559/2850=1873.14n2.1.1.5 軸的校核1. 精確強(qiáng)度校核軸強(qiáng)度的精確校核是在軸的結(jié)構(gòu)及尺寸確定后進(jìn)行的，通常采用安全系數(shù)校核。軸的安全系數(shù)校核計(jì)算包括兩個(gè)方面：疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)和靜強(qiáng)度安全系數(shù)校核疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核軸的疲勞強(qiáng)度是根據(jù)長(zhǎng)期作用在軸上的最大變載荷來(lái)計(jì)算的，危險(xiǎn)截面應(yīng)是受力較大、截面較小及應(yīng)力集中較嚴(yán)重的即實(shí)際應(yīng)力較大的若干個(gè)截面。危險(xiǎn)截面安全系數(shù)s的校核 s=s其中s=，s=s只考慮彎矩作用時(shí)的安全系數(shù)s按疲勞強(qiáng)度計(jì)算的許用安全系數(shù)，查表得s=1.5對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力下的材料

25、彎曲疲勞極限，mpa，查表得=270對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力下的材料扭轉(zhuǎn)疲勞極限，mpa，查表得=155、彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的有效應(yīng)力集中系數(shù)，=2.6，=1.9表面質(zhì)量系數(shù)，查表得=0.54s只考慮扭矩作用時(shí)的安全系數(shù)、彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的尺寸影響系數(shù)，= 0.91 = 0.89、材料拉伸和扭轉(zhuǎn)的平均應(yīng)力折算系數(shù)，= 0.43 = 0.29、彎曲應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力，mpa，=66.5 = 66.5、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力，mpa，= 23.4 =23.4 l1l2l3f1f2g1g2mx圖2.2 彎矩的計(jì)算示意圖有彎矩示意圖可得 m=2.661n.m 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得： s=7.1 s=1.56s=1.52由

26、于載荷較確定，故選擇需用安全系數(shù)為1.5，計(jì)算可知s=1.521.5成立，即疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)合格。靜強(qiáng)度安全系數(shù) s=其中 s=，s=s只考慮彎曲時(shí)的安全系數(shù)s只考慮扭轉(zhuǎn)時(shí)的安全系數(shù)z、z軸危險(xiǎn)截面的抗彎和抗扭截面模數(shù)，z=0.02，z=0.04s靜強(qiáng)度的許用安全系數(shù)，s=1.4材料的拉伸屈服點(diǎn)，=360材料的扭轉(zhuǎn)屈服點(diǎn)，=216m、t軸危險(xiǎn)截面上的最大彎矩和最大扭矩，最大扭矩可由經(jīng)驗(yàn)值取得為1.52 t所使用值得選取見(jiàn)后表。代入數(shù)據(jù)計(jì)算得： s=2.7 s=2.88s=1.961.4即靜強(qiáng)度安全系數(shù)符合安全規(guī)定。2、軸的剛度校核軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核是計(jì)算軸的在工作時(shí)的扭轉(zhuǎn)變形量，是用每米軸長(zhǎng)的扭

27、轉(zhuǎn)角度來(lái)度量的。本次設(shè)計(jì)的軸為階梯實(shí)心軸，為一般的傳動(dòng)，按經(jīng)驗(yàn)值取p=0.51(°)/m 。 =t軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩,n·m軸受扭矩作用部分的長(zhǎng)度,mm、d第i段軸的長(zhǎng)度、直徑、空心軸內(nèi)徑，mmt第i段軸所受扭矩，n·m分析各段軸可知，將軸分為= =26.19（0.0015+0.00049+0.002+0.000054+0.0016+0.0086+0.003） =0.45° 其剛度符合標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述，該軸符合所需之要求。式中的數(shù)據(jù)選擇可參考如表2.2至表2.8所示，并結(jié)合實(shí)際之情況選擇。表2.2 軸的常用材料及其主要力學(xué)性能材料牌號(hào)熱處理毛坯直徑/mm硬度h

28、b抗拉強(qiáng)度屈服點(diǎn)彎曲疲勞極限扭轉(zhuǎn)疲勞極限mpa45正火25241610360260150正火回火100100300300500500750170217162217156217600580560540300290280270240235225215140135130125調(diào)質(zhì)200217255650360270155表2.3 應(yīng)力幅及平均應(yīng)力計(jì)算公式循環(huán)特性 應(yīng)力名稱彎曲應(yīng)力扭轉(zhuǎn)應(yīng)力對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力幅=平均應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力幅平均應(yīng)力說(shuō)明m、t軸危險(xiǎn)截面上的彎矩和扭矩，n·mz、z軸危險(xiǎn)截面的抗彎和抗扭的截面系數(shù)，cm，對(duì)于實(shí)心軸有z=，z表2.4 許用安全系數(shù)條件s材料的力學(xué)性能符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

29、定（或有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)），加工質(zhì)量能滿足設(shè)計(jì)要求載荷確定精確，應(yīng)力計(jì)算準(zhǔn)確載荷確定不夠精確，應(yīng)力計(jì)算較近似載荷確定不精確，應(yīng)力計(jì)算叫粗略或軸徑較大（d>200mm）脆性材料制造的軸1.31.51.51.81.82.52.53表2.5 鋼的平均應(yīng)力折算系數(shù)及值應(yīng)力種類系數(shù)表面狀態(tài)拋光磨光車(chē)削熱軋鍛造彎曲0.500.430.340.2150.14拉壓0.410.360.300.180.10扭轉(zhuǎn)0.330.290.210.11表2.6 絕對(duì)尺寸影響系數(shù)、 直徑d/mm2030304040505060碳鋼0.910.880.840.81合金鋼0.830.770.730.70各種鋼0.890.810.7

30、80.76表2.7 各種腐蝕情況的表面質(zhì)量系數(shù) 工作條件抗拉強(qiáng)度/mpa4005006007008009001000淡水中，有應(yīng)力集中0.70.630.560.520.460.430.40淡水中，無(wú)應(yīng)力集中海水中，有應(yīng)力集中0.580.500.440.370.330.280.25海水中，無(wú)應(yīng)力集中0.370.300.260.230.210.180.16表2.8 靜強(qiáng)度的許用安全系數(shù)/0.450.550.550.70.70.9鑄造軸s1.21.51.41.81.72.21.62.52.1.1.6 軸承的校核軸承壽命：指一套滾動(dòng)軸承，其中一個(gè)套圈（或墊圈）或滾動(dòng)體的材料出現(xiàn)第一個(gè)疲勞擴(kuò)展跡象之前，

31、一個(gè)套圈相對(duì)于另一個(gè)套圈（或墊圈）的轉(zhuǎn)數(shù)。軸承的壽命與所受載荷的大小有關(guān)，工作載荷越大，引起的接觸應(yīng)力也就越大，因而在發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前所經(jīng)受的應(yīng)力變化次數(shù)也就越少，亦即軸承的壽命越短。 軸承的壽命有 l=（）n 轉(zhuǎn)速c-額定動(dòng)載荷p-功率-為指數(shù)，對(duì)于球軸承=3代入數(shù)值計(jì)算： l=（）=10619.93小時(shí)電機(jī)的經(jīng)驗(yàn)時(shí)間是連續(xù)工作8000小時(shí)，所選軸承的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所規(guī)定時(shí)間，故該軸承符合安全要求。軸承為開(kāi)放式，引線端選擇軸承為6202，其極限轉(zhuǎn)速為22000rpm，而電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速為3000rpm；非引線端的軸承為6201，其極限轉(zhuǎn)速為20000rpm，故從極限轉(zhuǎn)速來(lái)講，軸承符合要求。2.1.

32、1.7軸的加工工藝根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)，可取45#鋼，其直徑為18mm，允許偏差為2組的熱軋圓鋼，其標(biāo)記為，軸的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)附圖。對(duì)軸的加工精度和表面粗糙度的要求都比較高，軸與其他零件的配合也比較緊密，因此，對(duì)軸的加工技術(shù)要求應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：1. 尺寸精度 兩個(gè)軸承擋的直徑是與軸承配合的，通過(guò)軸承確定轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)腔中的徑向位置，軸承擋得直徑一般按it6精度制造。2. 形狀精度 滾動(dòng)軸承的內(nèi)外圈都是薄壁零件，軸承擋的形狀誤差會(huì)造成內(nèi)外圈變形，從而影響軸的回轉(zhuǎn)精度，并產(chǎn)生噪聲。故對(duì)軸的這一部位應(yīng)有圓柱度要求。3. 位置精度 兩端的中心孔是軸加工的定位基準(zhǔn)，也應(yīng)有良好的同軸度。4. 表面粗糙度 配合面的

33、表面粗糙度值過(guò)大，配合面容易磨損，將影響配合的可靠性，非配合面的表面粗糙度值過(guò)大，將降低軸的疲勞強(qiáng)度。軸承擋和軸伸的圓柱面是軸的關(guān)鍵面，其表面粗糙度ra=1.6-0.8m。軸的加工過(guò)程：軸的加工過(guò)程分為預(yù)備加工和成型加工兩個(gè)階段。預(yù)備加工包括圓鋼調(diào)直、毛坯下料、平端面和鉆中心孔等，預(yù)備加工的目的是提供合格的毛坯，并做出工藝定位標(biāo)準(zhǔn)，以便成形加工。成形加工包括粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)、磨外圓、銑鍵槽等，成形加工的目的是將毛坯加工成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的形狀和尺寸。軸的加工工藝的注意事項(xiàng)：軸在加工之前，首先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，所謂調(diào)質(zhì)處理主要是指中碳鋼，調(diào)質(zhì)淬火時(shí)，要求零件整個(gè)截面淬透，使它得到以細(xì)針狀淬火馬氏體為主的纖

34、維組織。通過(guò)高溫回火（550600度），得到以均勻回火索氏體為主的纖維組織。調(diào)質(zhì)后的中碳鋼綜合機(jī)械性能，得到合理的強(qiáng)度和韌性。但硬度一般改變不大。在進(jìn)行軸表面處理和機(jī)械加工時(shí)要特別注意其工藝要求，以防出現(xiàn)軸疲勞現(xiàn)象。1. 平端面和鉆中心孔 由于鋸床下料的毛坯端面既不整齊，也不與軸線垂直，軸長(zhǎng)的精度也不能保證。因此，毛坯下料后必須車(chē)平或銑端面并達(dá)到規(guī)定的軸向長(zhǎng)度。2. 車(chē)削 軸外圓表面的車(chē)削都要分為粗車(chē)和精車(chē)。粗車(chē)時(shí)多采用強(qiáng)力切削，工作溫度高，要求車(chē)床動(dòng)力大，裝夾牢固。精車(chē)是使軸獲得所需要的加工精度和表面粗糙度。精車(chē)時(shí)，除需要磨削的臺(tái)階留出磨削加工余量外，其余各軸擋的直徑和長(zhǎng)度全都車(chē)削到圖樣規(guī)定

35、的尺寸。端面倒角和砂輪越程槽也同時(shí)車(chē)出。3. 磨削 由于軸較細(xì)，當(dāng)軸壓入鐵芯后容易產(chǎn)生壓彎，因此磨削常在軸在壓入鐵芯后進(jìn)行。磨削時(shí)，將工件頂在兩個(gè)死頂尖之間，并用撥盤(pán)和卡箍帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。采用縱向進(jìn)給，磨削余量是在多次縱向進(jìn)給下磨去的。每一往復(fù)行程終了，砂輪作橫向切入（0.0050.02）mm。下表表示的是軸的加工順序，以及加工所需要的車(chē)床設(shè)備。在加工時(shí)，所需要的表面粗糙度以及各個(gè)形位公差都要符合圖示所要求的標(biāo)準(zhǔn)。加工時(shí)必須嚴(yán)格按照?qǐng)D示所要求的尺寸標(biāo)注。表2.9 軸的機(jī)械加工順序序號(hào)工序內(nèi)容機(jī)械加工設(shè)備工藝設(shè)備定位基準(zhǔn)i下料鋸床1鉆中心孔（兩面）銑端面打中心孔機(jī)床中心鉆毛坯外圓2粗車(chē)軸伸端各外圓，以

36、左面定位至軸84.2mm處，保留余量0.2mm。臥式車(chē)床中心孔3粗車(chē)風(fēng)扇端各外圓臥式車(chē)床中心孔4精車(chē)軸伸端各外圓臥式車(chē)床中心孔5精車(chē)風(fēng)扇端各外圓臥式車(chē)床中心孔6修中心孔臥式車(chē)床中心孔7熱處理8磨軸伸、軸承擋等外圓外圓磨床中心孔9倒角臥式車(chē)床中心孔10切退刀槽，以右端面定位至33.84mm處，切槽刀切左面兩個(gè)11車(chē)螺紋臥式車(chē)床右端面外圓12電火花成型加工右端面內(nèi)螺絲孔圖2.2 機(jī)械加工r與c的關(guān)系在加工的時(shí)候，要注意r應(yīng)小于倒角c，h=c+(0.52)mm。圖2.3 機(jī)械加工r與r的關(guān)系且r應(yīng)小于外圓角半徑，h=r+(0.52)mm。由gb 6403.41986得，軸上所倒圓角為0.8mm。圖2

37、.4 退刀槽的示意圖其中f的值查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得，f=2mm。軸端加工倒角為45度。加工完畢以后，裝配前還要進(jìn)行必要的磷化處理，有的還依照客戶的需求進(jìn)行涂防銹油和電鍍鎳處理，所謂的磷化處理即是通過(guò)電化學(xué)置換反應(yīng)，使金屬表面形成一層均勻的磷酸鹽圖層，該涂層對(duì)礦物油、植物油、苯、甲苯等耐腐蝕性好，但耐酸、堿性較差，并且要涂油。鍍鎳的主要目的是提高部件的耐磨性，同時(shí)可以起到耐腐蝕、美觀的作用。2.2 端蓋與機(jī)殼的設(shè)計(jì)2.2.1端蓋的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)采用的端蓋的材料為gb/t 1173-1995，zl102號(hào)鑄鋁合金，其合金牌號(hào)為zalsi12,主要元素為al、si、mn、ti等，為了提高其力學(xué)性能，在其

38、中允許含義釔0.08%0.20%，此時(shí)它們的鐵含量不大于0.3%。表2.10 各種鋁合金的性能比較(5-最好，1-最差）牌號(hào)流動(dòng)性線收縮率/%補(bǔ)縮性氣密性抗吸氣性耐熱性抗熱裂性耐蝕性砂模鐵模zl10250.91.10.50.8453354(在潮濕大氣中很好)zl10450.91.00.50.8443353（在潮濕大氣中較好）zl10150.81.1454353（在潮濕大氣中較好）zl10340.91.1444532zl10540.91.1444443zl20321.31.5233312zl30131.01.3113135（在水中最高）zl30331.01.3223534水泵電機(jī)的工作環(huán)境為水中

39、，故從耐蝕性可選擇zl102、zl104、zl101，zl303，但zl303的耐熱性、補(bǔ)縮性和氣密性較低，故綜合考慮可選擇zl102。設(shè)計(jì)端蓋時(shí)，既要考慮功能要求，諸如端蓋應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，也要考慮工藝上的要求，使端蓋便于制造、加工、裝配和拆卸等。端蓋鑄造時(shí)的結(jié)構(gòu)要素:鑄造時(shí)采用砂型鑄造方法，端蓋的成分為鋁合金，且端蓋的直徑介于0200*200mm之間，故端蓋的最小厚度為35mm?，F(xiàn)將這些工藝要求說(shuō)明如下：1. 蓋的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于制造 為便于制模和造型，端蓋內(nèi)外壁的形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單，盡可能具有直線和圓形的輪廓。在端蓋的長(zhǎng)度方向上須有適當(dāng)?shù)男倍?，以便在鑄造時(shí)能夠順利拔模。端蓋的壁厚應(yīng)該適當(dāng)，

40、不能太厚，也不能太薄。端蓋的厚度應(yīng)該力求均勻，以免引起較大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，使鑄件產(chǎn)生變形或裂紋等。當(dāng)端蓋各部分的壁厚不能做到均勻一致時(shí)，從厚壁到薄壁應(yīng)逐漸過(guò)渡，要避免壁厚的突變。考慮端蓋的剛度時(shí)，必須注意到端蓋在加工過(guò)程中，因裝夾和切削所受到的應(yīng)力比電機(jī)運(yùn)行時(shí)要大得多。為使端蓋在裝夾和切削時(shí)不產(chǎn)生變形，通常增設(shè)加強(qiáng)筋以提高端蓋的剛度。軸承室、加強(qiáng)筋凸緣等與端蓋壁的連接處應(yīng)有適當(dāng)?shù)膱A角半徑。應(yīng)該指出，有些需要機(jī)械加工的鑄孔，在留出加工余量后，孔變的很小而難以鑄造。這種情況下，孔不宜鑄出，而改由機(jī)械加工做出較為方便。2. 端蓋的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工 精度等級(jí)與表面粗糙度的選擇要合理。與軸承配合的軸承室內(nèi)徑

41、采用it7級(jí)精度，其端蓋止口也應(yīng)采用it7級(jí)精度。軸承室內(nèi)孔的圓柱度、軸承室內(nèi)孔與止口圓的同軸度、止口端面對(duì)軸承室軸線的端面跳動(dòng)等根據(jù)電機(jī)氣隙均勻度和直徑大小進(jìn)行選擇。表面粗糙度根據(jù)配合種類、精度等級(jí)和尺寸大小進(jìn)行選擇。3. 端蓋的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝配和拆卸 為便于裝配，端蓋與機(jī)座、軸承等的配合種類要選擇合理。電機(jī)的機(jī)座與止口配合采用h8/js7，與軸承外徑配合的軸承室內(nèi)徑采用k7，端蓋的止口應(yīng)倒角。設(shè)計(jì)端蓋結(jié)構(gòu)時(shí)，還須考慮拆卸方便。在小型電機(jī)中，端蓋凸耳與機(jī)座之間應(yīng)保持36mm的間隔。將端蓋固定螺栓旋出后，用工具插入間隔內(nèi)，便可敲開(kāi)端蓋。端蓋的加強(qiáng)筋按經(jīng)驗(yàn)至少去厚度2mm以上，并且其縱深長(zhǎng)度依照電

42、機(jī)裝配時(shí)的所剩余空間的大小而定，剩余空間比較小的話，則可適當(dāng)減小其長(zhǎng)度。本次設(shè)計(jì)的端蓋圖如附圖傳動(dòng)端端蓋示意圖。本次設(shè)計(jì)的電機(jī)的端蓋為帶軸承的鑄鋁端蓋，端蓋上具有裝放軸承的內(nèi)孔以及與機(jī)座相配合的止口。這種端蓋起著支承轉(zhuǎn)動(dòng)部分、確定轉(zhuǎn)子與定子的相對(duì)位置保護(hù)電機(jī)內(nèi)部以及導(dǎo)風(fēng)的作用。鑄造時(shí)注意事項(xiàng)：1. 鑄件的壁厚變化對(duì)金屬的力學(xué)性能均有影響，一般壁厚增加時(shí)，鋁合金的強(qiáng)度下降，塑性提高。2. 鑄件的最小壁厚必須結(jié)合零件的復(fù)雜程度、尺寸大小、材料以及制造工藝來(lái)確定。3. 鑄件結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單，在可能情況下盡量采用直線形的輪廓。4. 拔模方向應(yīng)留適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)斜度和圓角，便于拔模，保證砂型質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

43、5. 避免出現(xiàn)使造型發(fā)生困難的死角。6. 分型面形狀力求簡(jiǎn)單，數(shù)目力求減少。本端蓋為階梯孔軸承室端蓋，分為傳動(dòng)端端蓋和分傳動(dòng)端端蓋，其加工要求如下：止口的尺寸精度、圓度和表面粗糙度應(yīng)符合圖樣規(guī)定。軸承室的尺寸精度、圓柱度和表面粗糙度應(yīng)符合圖樣規(guī)定。端蓋的深度（即止口端面至軸承室端面的距離）應(yīng)符合圖樣規(guī)定。止口圓與軸承室內(nèi)孔德同軸度、止口端面對(duì)軸心線的跳動(dòng)量應(yīng)符合圖樣規(guī)定。端蓋是一種以變形的薄壁零件，過(guò)大的夾緊力或過(guò)大的切削用量都可能是端蓋的尺寸超差和變形。減小夾緊力又將導(dǎo)致切削用量降低，從而降低生產(chǎn)率。端蓋的加工，可以采用一個(gè)組合機(jī)床，兩側(cè)同時(shí)加工，加工工序?yàn)椋阂悦髦箍谕鈭A為定位基準(zhǔn)，用卡盤(pán)

44、加緊端蓋車(chē)止口、端面、軸承室、軸孔以止口外圓為基準(zhǔn)夾緊端蓋，精車(chē)止口、端面、軸承室、軸孔以止口為定位基準(zhǔn)，利用電機(jī)端蓋七孔鉆床鉆端蓋的固定孔、內(nèi)軸承蓋固定孔。用立式鉆床鉆螺釘孔預(yù)孔、攻螺紋。傳動(dòng)端端蓋和非傳動(dòng)端端蓋的加工方式及扽一致，所不同的是處動(dòng)端端蓋由于客戶要求，需要車(chē)削表面以形成凸臺(tái)，具體見(jiàn)附圖“傳動(dòng)端端蓋圖”。在轉(zhuǎn)軸與端蓋的加工過(guò)程中，要注意軸與軸承，軸承與端蓋的配合，同時(shí)也要注意端蓋與機(jī)殼的止口的配合。選擇軸配合時(shí)應(yīng)考慮如下因素：1. 載荷的方向和性質(zhì)2. 載荷的大小，較重的載荷需要較大的過(guò)盈量，較小的載荷采用較小的過(guò)盈量。3. 工作溫度的影響，軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，套圈的溫度經(jīng)常高于其相鄰

45、零件的溫度，因此，軸承內(nèi)圈可能因熱膨脹而與軸松動(dòng)，外圈可能因熱膨脹而影響軸承的軸向游動(dòng)。所以在選擇配合時(shí)必須仔細(xì)考慮軸承裝置各部分的溫度差及其熱傳導(dǎo)方向。4. 軸承的旋轉(zhuǎn)精度，當(dāng)軸承有較高的精度要求時(shí)，為了消除彈性變形和振動(dòng)的影響，避免采用間隙配合。與軸承配合的軸應(yīng)采用公差等級(jí) it5制造，外殼孔應(yīng)至少采用公差等級(jí)it7制造，幾何形狀的精度以也應(yīng)該有嚴(yán)格的要求。5. 軸與外殼的結(jié)構(gòu)和材料。6. 安裝便于拆卸方便。軸承與軸的配合采用基孔制，軸承與外殼的配合采用基軸制，軸承與軸的配合與及其制造業(yè)中所采用的公差配合制度不同，軸承的內(nèi)徑公差多為負(fù)公差。因此，在采用相同配合的條件下，軸承內(nèi)徑與軸的配合比

46、通常的配合較為緊密。軸承外徑的公差雖為負(fù)公差，但其公差取值與一般公差制度也不相同。由此我們通過(guò)查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，表7-2-20可得，軸與軸承的配合公差采用j5或js5，械加工尺寸公差為12mm，傳動(dòng)端為15由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，表7-2-24可得，軸承與外殼的公差配合采用k7配合，故傳動(dòng)端的機(jī)械加工尺寸公差為35，非傳動(dòng)端的機(jī)械加工尺寸為32。表2.11 軸與外殼配合面及端面的表面粗糙度軸或軸承座直徑/mm軸或外殼配合表面直徑公差等級(jí)it7it6it5表面粗糙度超過(guò)到rrrrrr磨車(chē)磨車(chē)磨車(chē)80101.63.26.30.81.640.40.880500161.63.2101.63.26.30.81.

47、6端面253.26.3253.26.3101.63.2圖2.5 軸與外殼配合面及端面的表面粗糙度示意圖本次設(shè)計(jì)的軸與外殼的形位公差可由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表7-2-29查得，一般軸承用0級(jí)公差，故有圓柱度軸頸為0.003mm，外殼孔為0.005mm，端面圓跳動(dòng)軸肩為0.008mm，外殼孔肩為0.012mm。軸承潤(rùn)滑油的選擇：本次設(shè)計(jì)泵電機(jī)的正常工作時(shí)的溫度為3742。此類電機(jī)，我們通常選用潤(rùn)滑油脂來(lái)對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑， nsk 常用軸承油脂型號(hào)：eem， ea3，ns7， sdr。軸承內(nèi)圈的固定形式非傳動(dòng)端的軸承的固定，利用軸肩作為內(nèi)圈的單面支承。圖2.6 非傳動(dòng)端的軸承固定傳動(dòng)端的軸承的固定，利用彈性擋

48、圈來(lái)固定圖2.7 傳動(dòng)端的軸承固定圖2.8 軸承外圈的固定形式傳動(dòng)端和非傳動(dòng)端的緊固形式是一樣的，直接用軸承室的孔肩來(lái)作為其擋肩，不同的是在傳動(dòng)端要加一個(gè)波形墊圈來(lái)增加軸向的彈性，同時(shí)，也是為了在安裝的時(shí)候，可以把軸承的外圈卡死，來(lái)減少軸承的外圈與軸承室的相對(duì)滑動(dòng)。在安裝時(shí)，軸承室通常要預(yù)留1.5mm左右的空間。2.2.2機(jī)殼的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)所用機(jī)殼的材料為6063（ld31）t6，主要的成分有al、si、fe、cu、mn、mg、cr、zn、ti，6063是一種鍛鋁，可用作對(duì)強(qiáng)度要求不高，（200mpa）、耐蝕性能好、有美觀裝飾表面、在+50-70工作的零件?？捎脕?lái)裝飾飛機(jī)座艙、民用建筑中廣泛用

49、作窗框、門(mén)框、升降梯，家具等。合金經(jīng)特殊機(jī)械熱處理后，具有較高強(qiáng)度和高的導(dǎo)電性能，在電氣工業(yè)方面得到廣泛的應(yīng)用，同時(shí)6063是中等強(qiáng)度、焊接性優(yōu)良，耐蝕性及冷加工性好，是使用范圍廣，很有前途的合金。鋁合金拉伸機(jī)殼：經(jīng)特殊工藝技術(shù)制造，具有重量輕、強(qiáng)度高、散熱性好、抗拉伸強(qiáng)度大、外形美觀、內(nèi)孔精度高，可直接壓裝定子，避免內(nèi)孔車(chē)削產(chǎn)生浪費(fèi)、費(fèi)工費(fèi)時(shí)耗成本，應(yīng)節(jié)約成本30。廣泛適用于出口電機(jī)、電動(dòng)工具、真空泵、汽保機(jī)械等多行業(yè)配套電機(jī)的使用。根據(jù)ul1004標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電機(jī)的外殼必須考察以下的性能：機(jī)械強(qiáng)度，主要是考慮機(jī)殼的止口和端蓋的止口之間所承受的力的大小，其制必須滿足電機(jī)在最大功率下的運(yùn)行，且不

50、會(huì)變形的要求。其余主要為耐碰撞性、抗腐蝕性、吸潮性、耐溫性、耐紫外線性、阻燃性等。外殼的止口采用外止口的形式，拉伸制造的機(jī)殼只需要將其止口進(jìn)行機(jī)械加工即可，端蓋的止口與機(jī)殼的止口采用公差配合。如下圖所示：圖2.9 蓋的止口與機(jī)殼的止口公差配合定子的外徑?jīng)Q定了機(jī)殼的直徑，由于本次設(shè)計(jì)只是設(shè)計(jì)電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分，故假設(shè)定子的外徑為已知量。機(jī)殼的形狀有客戶來(lái)決定，但由于本次設(shè)計(jì)電機(jī)為ip44全封閉類型，故散熱是其主要的問(wèn)題，增強(qiáng)散熱筋設(shè)計(jì),使機(jī)組具備更強(qiáng)的冷卻能力，在惡劣的環(huán)境下維持電機(jī)良好的運(yùn)行性能，散熱筋的厚度為11.5mm，高度則有客戶的所需來(lái)定。機(jī)殼與定子的組裝采用的是熱套，即將機(jī)殼適當(dāng)加熱

51、，利用外力將機(jī)殼與定子進(jìn)行壓套。2.3 風(fēng)扇與風(fēng)罩的設(shè)計(jì)風(fēng)扇的外形圖見(jiàn)附圖，與轉(zhuǎn)軸的配合采用間隙配合，配合應(yīng)該過(guò)緊，以防電機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力的作用，使得風(fēng)扇脫離轉(zhuǎn)軸。為確保安全，在電機(jī)的外面應(yīng)該有一個(gè)外殼。風(fēng)扇是塑料制品，安裝在電機(jī)的端蓋的外邊，其直徑稍稍大于端蓋的直徑。在安裝時(shí)，要注意風(fēng)扇的同心度，以免運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生振動(dòng)，產(chǎn)生噪音。風(fēng)罩的直徑的大小與機(jī)座的散熱筋的直徑的大小相當(dāng)，如此，在電機(jī)運(yùn)行時(shí)帶動(dòng)風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，便可產(chǎn)生氣流，冷空氣被吸入，由于風(fēng)罩的影響，使得風(fēng)扇所形成的氣流沿著散熱筋所形成的通道運(yùn)行，如此使得冷空氣可以冷卻整個(gè)機(jī)殼。風(fēng)扇罩是利用生鐵拉伸制造的，因?yàn)轱L(fēng)罩是鐵制材料，故為防生

52、銹，便把其涂上防銹漆。圖2.10 風(fēng)扇與軸、端蓋、風(fēng)罩的組裝圖其中風(fēng)扇與軸采用的是過(guò)盈配合。2.4 機(jī)頂盒的設(shè)計(jì)機(jī)頂盒是用來(lái)裝配電機(jī)的連線的。其注意事項(xiàng)即在安裝的時(shí)候要注意位置的選擇，要確保引出線的安裝方便。本設(shè)計(jì)所采用的安裝方式為專門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)安裝平臺(tái)，確保機(jī)頂盒的安裝可以不阻塞機(jī)殼的散熱片的通道，以確保電機(jī)的良好的散熱方式，其主要的形狀如附圖所示。2.5 電機(jī)的總裝線在定子和轉(zhuǎn)子的工序都已經(jīng)準(zhǔn)備好了之后，便要開(kāi)始進(jìn)行電機(jī)的總裝。總裝時(shí)要切實(shí)注意定子組件在浸漆后要充分的冷卻，否則對(duì)后序工序的生產(chǎn)帶來(lái)負(fù)面影響。另有，電機(jī)的裝配必須滿足一定的要求：保證電機(jī)徑向裝配精度；保證電機(jī)軸向裝配精度；繞組接線正確，絕緣良好，無(wú)碰擦損傷；端蓋與機(jī)座的止口接觸面應(yīng)無(wú)碰傷；軸承潤(rùn)滑良好，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，溫升合格，噪聲與振動(dòng)小；轉(zhuǎn)子運(yùn)行平穩(wěn)，振動(dòng)不超過(guò)規(guī)定值；風(fēng)扇及風(fēng)罩位置應(yīng)符合規(guī)定；電機(jī)內(nèi)部應(yīng)無(wú)雜物。2.5.1電機(jī)裝配尺寸鏈的計(jì)算 在電機(jī)的裝配關(guān)系中，由相關(guān)零件的尺寸或位置關(guān)系所組成的尺寸鏈，稱為裝配尺寸鏈。尺寸鏈的