電機轉(zhuǎn)子計算書

1、一 . 軸的撓度及臨界轉(zhuǎn)速、強度、剛度計算書（一）、軸的撓度及臨界轉(zhuǎn)速計算1. 轉(zhuǎn)子重量： G= 38000Kg2. 有效鐵心長度： L= 109cm3. 轉(zhuǎn)子外徑： 288.6cm4. 轉(zhuǎn)軸的簡化圖形如圖 1 所示圖 1 轉(zhuǎn)軸簡化圖形di cmXi cm33(Xi3- X i-1 3 )/ j ij i3 XiXi - X i-1軸段3 cm4 cm3 cm-1cm112.511985.5166.375166.3750.139214.0188615.53723.8753557.51.886a-b315.6290747.5107171.87510344835.586417.7481892.57

2、91453.125684281.25142.026Ekab =179.637112.511985.5166.375166.3750.139214.0188615.53723.8753557.51.886c-b315.6290753.5153130.375149406.553.395417.7481898.5955671.625802541.25166.571EKbc =222.1915. 單邊平均氣隙 ：3= 0.22cm6. 軸在 b 點的撓度系數(shù)：2 2 丄J L iKcb2522 2179.124.8OC bb =2-8.11.17103EL232106 2431.17. 磁拉力剛度.

3、3DLBs 2 3 288.6 109 5160 2,ko =( s )20.7()2 73257Kg/cm700070008. 初始單邊磁拉力P0= k0.e 0=73257 X 0.1 x 0.7=5153Kg9. 由重量 G 引起在 b 點的撓度：-6f 1=Ga bb =2200 x 16.8 x 10 =0.03696cm10. 單邊磁拉力引起軸在 b 點的撓度：f2 二 f°(1-m)=0.0237(1-0.086)=0.0055式中： f0= P0 /Gf1 = 1412 / 2200 x 0.03696 =0.0237m= f 0/e 0=0.0237/0.022=1

4、.0773 e0=0.1S =0.1 x 0.22=0.02211. 軸在 b 點的總撓度 f=f 1+f 2=0.02688+0.0055=0.049512. 撓度占?xì)庀兜陌俜謹(jǐn)?shù) f =0.0495/0.7 x 100%=7.1%13. 許用撓度 f =8%>7.1% 因此軸的撓度滿足要求。14. 轉(zhuǎn)軸臨界轉(zhuǎn)速： nkp =200 ( 1m)/ 仏 200 (1 0.086)/0.044 912r/min(n kp -nN ) /n N=(912-200)/200=356%>30%,因此軸的臨界轉(zhuǎn)速滿足要求。( 二)、軸的疲勞強度的安全系數(shù)計算：軸的疲勞強度按軸上長期作用的最大變

5、載荷進行計算，對同步電動機來說可按 3 倍的額定轉(zhuǎn)矩來計算，軸的疲勞強度校核主要是長期受載荷作時危險截面的安全系數(shù)校核，具體計算如下：1、軸系受力分布圖軸系受力可按集中載荷考慮，受力如下圖所示，其中G= 38000Kg(按轉(zhuǎn)歡迎下載2子整個重量計算 ) ， 單邊磁拉力 P0=5153Kg,P0+G=43153Kg歡迎下載3-"-p-,1-_門 II 11Trnrrn-按受力及彎矩關(guān)系得：RA RB= 43153 RAX 2091 = RBX 2520 計算得：R 心 23584Kg RB = 19569Kg額定轉(zhuǎn)矩TN= 9550 X P/ n = 9550 X 6400 / 200

6、 = 305600N.m3 倍額定轉(zhuǎn)矩 3TN= 916800 N.m軸的疲勞強度安全系數(shù)校核計算公式如下：( 具體參數(shù)代表的含義見下面說明)彎曲應(yīng)力安全系數(shù)：KS c=1- (a)a 1 ms歡迎下載4扭轉(zhuǎn)應(yīng)力安全系數(shù) :s = -1(b)a1 ms彎扭合成安全系數(shù)：S= , S S (c)2、參數(shù)選取(1)、材料性能由表15-1, 材料的拉伸強度極限c B =1080MPa , 材料的拉伸屈服強度°s=930MPa材料的彎曲疲勞極限c -1 =543MPa 材料扭轉(zhuǎn)疲勞極限 T -1 =314MP Q 取材料的扭轉(zhuǎn)屈服強度T s =0.585 Xc s =0.585 X930=5

7、44MPa(2) 、尺寸系數(shù)：由軸徑d>150- 500 , 查表 2 8 得:c 0.6, T=0.6 。J(3)、表面質(zhì)量系數(shù)：因軸未作任何強化處理，由粗糙度野，查表2 10 得 8 = 0.96。(4)、應(yīng)力集中系數(shù)歡迎下載5a.由 軸 徑 D= ?680,erB=1080MPa,D/d=680/580=1.17,r/d=25/680=0.0367,由表 2-5 查得Kc = 1.96 , K T = 1.43b.由 軸 徑 d= ? 470, cB=1080MPaD/d=580/470=1.23,r/d=25/470=0.05,由表 2-5 查得 ,Kc = 2.04 , K T

8、 = 1.60 。c.由 軸 徑 d= ?440, cB=1080MPa,D/d=580/440=1.32,r/d=25/580=0.043,由表 2-5 查得,K( T = 2.06 , K T = 1.703、疲勞強度校核：（按傳動軸校核）（含主要參數(shù)計算如下）彎矩 M E 23584 X XX 10抗彎截面模數(shù) :Z =n d3 /32抗扭截面模數(shù)： Zp=2Z彎曲應(yīng)力的應(yīng)力幅：。a=Mc/Z平均應(yīng)力幅：。 m=03 倍額定轉(zhuǎn)矩時扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力幅：T a= T m= TV （ 2 X Zp）參數(shù)計算結(jié)果見下表：er a=r mT a= T m = T/ ( 2XZp )Mc

9、(N.m )Z（ m）zp( m)(MPa)(MPa) ( 3Mc/Z(MPa)倍額定轉(zhuǎn)矩時 )(?680)4931410.0310.06215.907.40(?440)2526360.0080.01615.6028.65(?470)2438350.0100.02019.4022.92對于以上截面的參數(shù)代入公式（ a）、 （ b）、（ c）得下面數(shù)據(jù)表 :歡迎下載6SrS（ 3 倍額定轉(zhuǎn)矩S（ 3 倍額定轉(zhuǎn)矩時）時）(?680)10.113.98.17(?470)7.94.083.63(?440)9.73.112.96對于鍛鋼 S =1.3 -1.5, 各個臺階的安全系數(shù)最小為2.96 均大于

10、 1.5,因此軸的疲勞強度計算合格。（三）、 軸的靜強度校核軸的靜強度校核是計算軸的危險截面在短時最大載荷（包括沖擊截荷）時的安全系數(shù)，所謂危險截面是受力較大截面積較小即靜應(yīng)力較大的截面。危險截面的安全系數(shù)的校核式為：So=SS（d）o2o 2（ S。） （S。）式中： So 只考慮彎曲時的安全系數(shù)So 只考慮扭矩時的安全系數(shù)S0 一( e)MmaxZsSo 一T m ax(f)Z P式中：。 S材料的拉伸屈服強度T S 材料的扭轉(zhuǎn)屈服強度Mmax Tmax- 軸危險截面的最大彎矩和最大扭矩Z、Zp軸危險截面的抗彎和抗扭截面模數(shù)歡迎下載7對于 42CrMo 不銹鋼， c S= 930MpaT

11、s=0.585S =0.585X 930=544MPa受沖擊載荷時轉(zhuǎn)矩為：T=丄P16400955095501519143.39N.mXd''nN0.201166 200其它數(shù)據(jù)列表如下 :M ( N.m)Z( m)Zp( m)(? 680)4931410.0310.062(? 440)2526360.0080.016(? 470)2438350.0100.020歡迎下載8將以上數(shù)據(jù)代入公式( d) 、( e)、 ( f) 中得各截面安全系數(shù)列表如下:S0 T ( 受沖擊載荷 )S ( 受沖擊載荷時 )(? 680)58.522.220.8(? 440)29.42.862.8(

12、? 470)38.13.583.6查表得 42CrMo 不銹鋼許用安全系數(shù)S°=1.2 - 1.4, 以上各危險截面在受沖擊載荷作用下最小安全系數(shù)為2.8 均大于 1.4 ，因此軸的靜強度計算合格。( 四) 軸的剛度計算1、 軸的扭轉(zhuǎn)強度計算(1)額定轉(zhuǎn)矩TN= 9550 X P/ n = 9550 X 6400 / 200 = 305600N.m(2) 軸系中軸伸端最小軸徑為 ? 470mm 由扭轉(zhuǎn)應(yīng)力公式：33T= TN/( n d/16)= 16 X 305600 /( 3.14 x 0.47 ) =15MPa15MPa< T =30MPa 所以扭轉(zhuǎn)強度滿足要求。2、 軸

13、的扭轉(zhuǎn) 剛度計算(1)額定轉(zhuǎn)矩TN= 9550 X P/ n = 9550 X 6400 / 200 = 305600N.m(2) 軸系中軸伸端最小軸徑為 ? 470mm 由扭轉(zhuǎn)剛度公式：180305600180( o/m )GI3.14 0.4740.01893.14200 1032式中 G- 材料的剪切彈性模量對于 42CrMo鍛鋼 G=200 x10卜/卅Ip 橫截面對圓心的極慣性矩Ip32歡迎下載9在精密、穩(wěn)定的傳動中，許用扭轉(zhuǎn)角e = 0.25 0.5( o /m),0.0327<e ,所以扭轉(zhuǎn)剛度滿足要求。二 . TAW6400- 30 / 3250 轉(zhuǎn)子支架強度計算書1.

14、基本數(shù)據(jù)：單位 :cm(1) 額定功率： 6400(kW)(2) 額定轉(zhuǎn)速： nN=200(rpm)(3) 過 速： np=240(rpm)(4) 過載倍數(shù)： Kp = 3(5) 輻板上數(shù)目： m=6(6) 彈性系數(shù)： E= 1750000(Kg/cm 2 )(7) 鑄鋼材料屈服點：。 s=2700(Kg/cm 2 )(8) 額定轉(zhuǎn)矩：歡迎下載10Mn - 97500 97500 XP N6400/200=3120000(Kgcm)nN(9) 磁極數(shù)目： 2P=2 X 15=30(1) 磁軛截面面積2. 截面面積與重心直徑 :1 1 2ll(D4 D3 )144(244.6 222.4) 15

15、98.4 (cm)(2) 輪轂截面面積：2Fg - g(D2 D1)1 (96 68) 109 1526 (cm)(3) “輻條”的截面積：Dc ,3.1415 1412310.6 (cm)Ff h( d) 8 (m35)6(4)輪轂重心直徑：11Dg= 2( D1 D2 )專(68 96) 82 (11(5) 磁軛重心直徑 :Re-嚴(yán) D4 )-(222.4 244.6)4(6) 磁極重心半徑 : Rj = 133 ( cm )3. 柔度:(1) 輪轂柔度 :Fe -cm)233.5 (cm)入 g= Dg824.89 10 92 EF g 2 3.1415 1750000 1526(2)

16、磁軛柔度 :De233.5入e=2 EFe 2 3.1415 1750000 1598.41.33 10(3) 輻條柔度 :入 f=222.4962.33 10 7EFf 1750000310.64. 過速時作用力的確定 :(1) 磁極重量 Gj - 12600 ( Kg)歡迎下載11(2)磁軛重量： Ge= 9141 ( Kg)(3)磁極與磁軛的總離心力：C =np 2211.2(G jRj GeRe)( 磊 )11.2 (12600 133 9141 116.75) (240/1000)=1769571.74( Kg)(4)每個輻條的拉應(yīng)力P= J 33仃 69571*7468788.5

17、( kg)m( e g ) f 6 (1.330.489)23.3(5)磁軛上的周向拉力 :Q 三 Pctgctg-222063.5(kg)22 m 226(6)磁軛上最大彎矩Me 0.325PD e(m ctg) 0.325 68788.5 233.5(丄 ctg 吐)6m3.14=927705kg.cm5. 過速時的應(yīng)力 :(1) 輻條的拉應(yīng)力十衛(wèi) 68788.52221.5 (Kg/cm )Ff 310.6(T g = mP6 68788.5243(Kg/cm )2 3.1415 152612M1) 453 (Kg/cm)(T e 二丄(222063.5(QD4D1598.4244.62

18、22.43F e5.結(jié)論：對于鑄鋼許用應(yīng)力 2 =1000 Kg/cm 2 3 ，以上計算均小于此歡迎下載12值，所以滿足要求。三 . TAW6400-30/3250 轉(zhuǎn)子支架與軸過盈量計算書1. 傳遞扭矩1PN16400MM=955095501519143.4N.mxd''nN0.2011662002. 傳遞負(fù)荷所需的最小結(jié)合壓力： Rmin =犁29?4341 °°17.5(N/mm2)=df2lf3.14 680 21090 0.11eamin =PfminEaCa0.171mm17.5 210000 3.013. 包容件直徑比：專鬻 0.7。84. 被包容件直徑比：qi 十 0 df包容件傳遞負(fù)荷所需的最小直徑變化量5. 被包容件傳遞負(fù)荷所需的最小直