鋼筋彎曲機(jī)的設(shè)計

1、南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計摘要：通過強(qiáng)度計算分析，認(rèn)為現(xiàn)有GW-40彎曲機(jī)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(jī)功率即可大幅度提高加工能力滿足40鋼筋的彎曲加工。還可升級為GW-50鋼筋彎曲機(jī)。GW-40型半自動鋼筋彎曲機(jī)適用于彎曲6-40毫米鋼筋之用，本機(jī)的傳動機(jī)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(jī)械部分通過電器控制實現(xiàn)半自動。關(guān)鍵詞：鋼筋彎曲機(jī) 始彎矩 終彎矩 主軸扭矩 控制設(shè)備南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文Steel bending machines Structure DesignAb

2、stract: Strength Analysis by,that existing GW-40 Steel Bar Benders Most parts have a greater design margin, Need to change the motor power of individual components and processing capacity can be greatly improved40 Bending steel. Can also be upgraded to GW-50 steel bending machine.GW-40 semi-automati

3、c bending machine for bending steel 6-40 mm steel used, the machine uses fully enclosed transmission, shift lever, the work can get two kinds of disk rotational speed, angle of bending steel plate by the work Side of the block adjustment, mechanical electrical control to achieve through the semi-aut

4、omatic.Keywords：Steel bending machine Moment before Final moments Spindle torque Control Equipment南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文目 錄完整的說明書與圖紙1 緒論 . 錯誤！未定義書簽。1.1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 . 錯誤！未定義書簽。1.2 概 述 . 錯誤！未定義書簽。 2 鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 錯誤！未定義書簽。2.1 系統(tǒng)性能與參數(shù) . 錯誤！未定義書簽。2.2 系統(tǒng)工作原理及框圖 . 錯誤！未定義書簽。2.3 彎矩計算 . 錯誤！未定義書簽。2.3.1 工作狀態(tài) . 錯誤！未定義書簽。2

5、.3.2 材料達(dá)到屈服極限時的始彎矩 . 錯誤！未定義書簽。2.4電動機(jī)選擇 . 錯誤！未定義書簽。2.4.1. 電動機(jī)的介紹 . 錯誤！未定義書簽。2.4.2. 電機(jī)的選擇原則 . 錯誤！未定義書簽。2.5軸承的選擇 . 錯誤！未定義書簽。2.5.1 滾動軸承的選擇 . 錯誤！未定義書簽。2.5.2 16008軸承的配合的選擇 . 錯誤！未定義書簽。2.6控制設(shè)備的選擇 . 錯誤！未定義書簽。2.6.1 變頻器的概述 . 錯誤！未定義書簽。2.6.2 變頻器的工作原理 . 錯誤！未定義書簽。2.6.3 變頻器的類型選擇 . 錯誤！未定義書簽。2.6.4 變頻器容量的選擇 . 錯誤！未定義書簽

6、。2.6.5 技術(shù)參數(shù) . 錯誤！未定義書簽。 3 參數(shù)的計算 . 錯誤！未定義書簽。3.1 V帶傳動設(shè)計 . 錯誤！未定義書簽。3.2 第一級圓柱齒輪設(shè)計 . 錯誤！未定義書簽。3.2.1 選擇材料 . 錯誤！未定義書簽。3.2.2 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計 . 錯誤！未定義書簽。3.2.3 齒輪校核 . 錯誤！未定義書簽。3.2.4 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算 . 錯誤！未定義書簽。3.3 第三級圓柱齒輪的設(shè)計 . 錯誤！未定義書簽。3.3.1 選擇材料 . 錯誤！未定義書簽。3.3.2 按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計 . 錯誤！未定義書簽。3.3.3 校核齒輪 . 錯誤！未定義書簽。3.3.4

7、 齒輪及齒輪副精度的檢驗項目計算 . 錯誤！未定義書簽。3.4 中間軸的設(shè)計 . 錯誤！未定義書簽。3.4.1 計算作用在軸上的力 . 錯誤！未定義書簽。3.4.2 計算支力和彎矩 . 錯誤！未定義書簽。3.4.3 對截面進(jìn)行校核 . 錯誤！未定義書簽。3.4.4 中間軸的工作圖 . 錯誤！未定義書簽。3.5 主軸設(shè)計 . 錯誤！未定義書簽。 3南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文3.5.1 計算作用在軸上的力 . 錯誤！未定義書簽。3.5.2 計算支力和彎矩 . 錯誤！未定義書簽。3.5.3 對截面進(jìn)行校核 . 錯誤！未定義書簽。 4 鋼筋彎曲機(jī)的建模與仿真設(shè)計 . 錯誤！未定義書簽。4.1 U

8、G簡介 . 錯誤！未定義書簽。4.2 主要零件造型 . 錯誤！未定義書簽。4.2.1 工作臺 . 錯誤！未定義書簽。4.2.2 齒輪 . 錯誤！未定義書簽。4.2.3 軸 . 錯誤！未定義書簽。4.2.4 彎曲機(jī)三維模型的模擬裝配 . 錯誤！未定義書簽。 結(jié)論 . 錯誤！未定義書簽。 參考文獻(xiàn) . 錯誤！未定義書簽。 致 謝 . 錯誤！未定義書簽。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文1. 緒論1.1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀我國工程建筑機(jī)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(jìn)國外先進(jìn)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

9、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(jī)械行 業(yè)來說可謂是難得的機(jī)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(jī)械產(chǎn)品的出口形勢也明顯好轉(zhuǎn)。 我國建筑機(jī)械行業(yè)運(yùn)行的基本環(huán)境、建筑機(jī)械行業(yè)運(yùn)行的基本狀況、建筑機(jī)械行業(yè)創(chuàng)新、建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境、國內(nèi)建筑機(jī)械公司與國外建 筑機(jī)械公司的競爭力比較以及2004年我國建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的前景趨勢進(jìn)行 了深入透徹的分析。1.2概 述鋼筋彎曲機(jī)屬于

10、一種對鋼筋彎曲機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。本實用新型包括減速機(jī)、大齒輪、小齒輪、彎曲盤面，其特征在于結(jié)構(gòu)中：雙級制動電機(jī)與減速機(jī)直聯(lián)作一級減速；小齒輪與大齒輪嚙合作二級減速；大齒輪始終帶動彎曲盤面旋轉(zhuǎn)；彎曲盤面上設(shè)置有中心軸孔和若干彎曲軸孔；工作臺面的定位方杠上分別設(shè)置有若干定位軸孔。由于雙級制動電機(jī)與減速機(jī)直聯(lián)作一級減速，輸入、輸出轉(zhuǎn)數(shù)比準(zhǔn)確，彎曲速度穩(wěn)定、準(zhǔn)確，且可利用電氣自動控制變換速度，制動器可保證彎曲角度。利用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，對鋼筋進(jìn)行雙向彎曲。中心軸可替換，便于維修。可以采用智能化控制。當(dāng)前我國正在大力發(fā)展基礎(chǔ)建設(shè)及城市化建設(shè),各種建筑耗費(fèi)了大量的鋼筋,其中箍筋加工的效率和質(zhì)量是最難解決的問題之一

11、,箍筋不僅使用量非常大,而且形狀和尺寸變化復(fù)雜,尺寸精度要求高,箍筋的制做在原鋼筋加工中是勞動強(qiáng)度大,人力物力消耗大,低效率,低質(zhì)量保證的環(huán)節(jié)。隨著我國建筑行業(yè)的快速發(fā)展，為了響應(yīng)政府及各建筑單位對箍筋制做自動化技術(shù)的迫切要求，我們進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)改進(jìn)工藝，終于在經(jīng)過不懈的努力研制出自有專利技術(shù)的-可調(diào)速鋼筋彎曲機(jī)GW-40BGW-40B鋼筋彎曲試驗機(jī)玉牌鋼筋彎曲試驗機(jī)-最新研制，裝備完善，專利技術(shù)，十大名優(yōu)，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社建筑用鋼筋標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范匯編推薦品牌 1、采用擺線針輪減速系統(tǒng) 2、單片機(jī)控制電器及精度，數(shù)顯角度 3、獨(dú)有可靠限位裝置 4、增加防 5南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文止鋼屑、螺釘

12、泄漏對設(shè)備危害措施 5、附件結(jié)構(gòu)合理，零件更換簡單 6、電動安全操控彎曲，工作噪音小，環(huán)境清潔 7、設(shè)計合理，裝備完善，工藝先進(jìn)，整機(jī)壽命長 8、主要型號：GW-50A GW-40C/B GW-25A（28） GW-40B型鋼筋彎曲試驗機(jī)系根據(jù)GB/T232-1999(eqvISO7438:1985)及GB1499-1998（neqISO6935-2:1991）的要求，對GW-40B,GW-40A進(jìn)行了改進(jìn)提高，從而替代原來GW-40、GW-40A等機(jī)型，該設(shè)備符合YB/T5126-93鋼筋平面反向彎曲試驗方法的要求。是一款價歉物美,經(jīng)濟(jì)實惠型產(chǎn)品。 （注：GW-40B型最大彎心輪徑為5X40

13、=200，而GW-40C型為7X40=280） 技術(shù)參數(shù)指標(biāo)項目 技術(shù)指標(biāo)彎曲鋼筋直徑范圍 隨機(jī)25-40可選6-2 鋼筋正向彎曲角度 0°180°內(nèi)任意設(shè)定鋼筋反向彎曲角度 0°180°內(nèi)任意設(shè)定工作盤轉(zhuǎn)速 2 r/min, 12°/S 輥心距離 205mm 工作盤直徑 580mm 電動機(jī)功率 1.5kw 隨機(jī)配標(biāo)準(zhǔn)彎心套 一套（2540）機(jī)器外形尺寸 960×780×1190(mm) 機(jī)器重量 1100kg。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文2. 鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1系統(tǒng)性能與參數(shù)GW40型鋼筋彎曲機(jī)適用于建筑行業(yè)彎

14、曲640鋼筋之用。本機(jī)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Q23540圓鋼或832螺紋鋼筋彎曲成工程中所需要的各種形狀。2.2系統(tǒng)工作原理及框圖GW-40鋼筋彎曲及的工作原理框圖如圖1、：圖1 工作框圖其中減速箱由軸、軸承和齒輪組成。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文GW-40彎曲機(jī)的工作機(jī)構(gòu)是一個在垂直軸上旋轉(zhuǎn)的水平工作圓盤，如圖2所示，把鋼筋置于圖中虛線位置，支承銷軸固定在機(jī)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(yīng)地更換不同直徑的中心銷軸。圖2 工作原理圖2.3彎矩計算2

15、.3.1工作狀態(tài)1) 鋼筋受力情況與計算有關(guān)的幾何尺寸標(biāo)記。設(shè)鋼筋所需彎矩：Mt=FrsinL0sin式中 F為撥斜柱對鋼筋的作用力；Fr為F的徑向分力;a為F與鋼筋軸線夾角。當(dāng)Mt一定，a越大則撥斜柱及主軸徑向負(fù)荷越??；a=arcos(L1/Lo)一定，Lo越大。因此，彎曲機(jī)的工作盤應(yīng)加大直徑，增大撥斜柱中心到主軸中心距離L0GW-50鋼筋彎曲機(jī)的工作盤設(shè)計：直徑400mm，空間距120mm，L0=169.7 mm，Ls=235，a=43.8°，其受力情況如圖3所示。圖3 鋼筋受力情況南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文2) 鋼筋彎曲機(jī)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

16、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(yīng)力超過屈服極限產(chǎn)生塑性變形。2.3.2材料達(dá)到屈服極限時的始彎矩1) 按40螺紋鋼筋公稱直徑計算M0=K1Ws式中，M0為始彎矩，W為抗彎截面模數(shù)，K 對圓截面K 1為截面系數(shù)，1=1.7；對于25MnSi螺紋鋼筋M0=373（N/mm2）,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(qiáng)化），產(chǎn)生變形硬化后的終彎矩：M=（K 1+K0/2Rx）Ws式中，K0為強(qiáng)化系數(shù)，K0=2.1/p=2.1/0.14=15, p為延伸率，25MnSi的p=14%，Rx=R/d0,R為

17、彎心直徑，R=3 d0，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：Mt=8739（N·m）,取較大者作為以下計算依據(jù)。4) 電動機(jī)功率由功率扭矩關(guān)系公式 A0=T·n/9550=2.9KW,考慮到部分機(jī)械效率=0.75，則電動機(jī)最大負(fù)載功率A= A0/=2.9/0.75=3.9（KW），電動機(jī)選用Y系列三相異步電動機(jī)，額定功率為Ae=4（KW）,額定轉(zhuǎn)速ne=1440r/

18、min。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文2.4電動機(jī)選擇2.4.1.電動機(jī)的介紹電動機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備，分布于各個用戶處，電動機(jī)按使用電源不同分為直流電動機(jī)和交流電動機(jī)，電力系統(tǒng)中的電動機(jī)大部分是交流電機(jī)，可以是同步電機(jī)或者是異步電機(jī)（電機(jī)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(jī)械能的一種機(jī)器。通常電動機(jī)的作功部分作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，這種電動機(jī)稱為轉(zhuǎn)子電動機(jī)；也有作直線運(yùn)動的，稱為直線電動機(jī)。電動機(jī)能提供的功率范圍很大，從毫瓦級到萬千瓦級。電動機(jī)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(yùn)行要求；電動機(jī)的工作效率較高，又沒有煙塵、氣味，不

19、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(yùn)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(yīng)用。各種電動機(jī)中應(yīng)用最廣的是交流異步電動機(jī)（又稱感應(yīng)電動機(jī) ）。它使用方便 、運(yùn)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(jī)常用同步電動機(jī)（見同步電機(jī)）。同步電動機(jī)不但功率因數(shù)高，而且其轉(zhuǎn)速與負(fù)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(jī)。但它有換向器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，維護(hù)困難，不適于惡劣環(huán)境。20世紀(jì)70年代以后，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流電動機(jī)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(yīng)用

20、。電動機(jī)在規(guī)定工作制式（連續(xù)式、短時運(yùn)行制、斷續(xù)周期運(yùn)行制）下所能承擔(dān)而不至引起電機(jī)過熱的最大輸出機(jī)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(jī)運(yùn)行時需注意使其負(fù)載的特性與電機(jī)的特性相匹配，避免出現(xiàn)飛車或停轉(zhuǎn)。電動機(jī)的調(diào)速方法很多，能適應(yīng)不同生產(chǎn)機(jī)械速度變化的要求。一般電動機(jī)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(jī)的轉(zhuǎn)速?？刂齐妱訖C(jī)輸入功率以調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。2.4.2.電機(jī)的選擇原則電機(jī)的選擇一般包括選擇電動機(jī)的類型、電動機(jī)的功率及額定轉(zhuǎn)矩等。其具體思路如下：首先，選擇電動機(jī)

21、的類型，然后比較電動機(jī)的機(jī)械特性與負(fù)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(jì)性的問題，如果以上各個方面均滿足，接下來，我們便可以開始計算電動機(jī)功率，進(jìn)行起動轉(zhuǎn)矩 10南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文過載倍數(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(jī)?；蛘?，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(jìn)電機(jī)的選擇1) 步距角的選擇電機(jī)的步距角取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機(jī)軸上，每個當(dāng)量電機(jī)應(yīng)走多少角度（包括減速）。電機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角度。目前市

22、場上步進(jìn)電機(jī)的步距角一般有0.36度/0.72度（五相電機(jī)）、0.9度/1.8度（二、四相電機(jī)）、1.5度/3度 （三相電機(jī)）等。2) 靜力矩的選擇步進(jìn)電機(jī)的動態(tài)力矩一下子很難確定，我們往往先確定電機(jī)的靜力矩。靜力矩選擇的依據(jù)是電機(jī)工作的負(fù)載，而負(fù)載可分為慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載二種。單一的慣性負(fù)載和單一的摩擦負(fù)載是不存在的。直接起動時（一般由低速）時二種負(fù)載均要考慮，加速起動時主要考慮慣性負(fù)載，恒速運(yùn)行進(jìn)只要考慮摩擦負(fù)載。一般情況下，靜力矩應(yīng)為摩擦負(fù)載的2-3倍內(nèi)好，靜力矩一旦選定，電機(jī)的機(jī)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(jī)，由于電流參數(shù)不同，其運(yùn)行特性差別很大，

23、可依據(jù)矩頻特性曲線圖，判斷電機(jī)的電流（參考驅(qū)動電源、及驅(qū)動電壓）4) 力矩與功率換算步進(jìn)電機(jī)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/60P=2nM/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=2fM/400(半步工作）其中f為每秒脈沖數(shù)（簡稱PPS)應(yīng)用中的注意點1) 步進(jìn)電機(jī)應(yīng)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(jī)工作效率高，噪音低。

24、2) 步進(jìn)電機(jī)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(biāo)稱為12V電壓的電機(jī)使用12V外，其他電機(jī)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 11南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文24V-36V，86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V），當(dāng)然12伏的電壓除12V恒壓驅(qū)動外也可以采用其他驅(qū)動電源， 不過要考慮溫升。4) 轉(zhuǎn)動慣量大的負(fù)載應(yīng)選擇大機(jī)座號電機(jī)。5) 電機(jī)在較高速或大慣量負(fù)載時，一般不在工作速度起動，而采用逐漸升頻提速，一電機(jī)不失步，二可以減少噪音同時可以提高停止的定位精度。6) 高精度時，應(yīng)通過機(jī)械減速、提高電

25、機(jī)速度,或采用高細(xì)分?jǐn)?shù)的驅(qū)動器來解決，也可以采用5相電機(jī)，不過其整個系統(tǒng)的價格較貴，生產(chǎn)廠家少，其被淘汰的說法是外行話。7) 電機(jī)不應(yīng)在振動區(qū)內(nèi)工作，如若必須可通過改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。8) 電機(jī)在600PPS（0.9度）以下工作，應(yīng)采用小電流、大電感、低電壓來驅(qū)動。9) 應(yīng)遵循先選電機(jī)后選驅(qū)動的原則。綜合以上等因素，最后覺定選用MSM590502C型電機(jī)2.5軸承的選擇2.5.1滾動軸承的選擇根據(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=9mm2.5.216008

26、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，IT6DE 公差數(shù)值0.046為29um，此時軸得基本下偏差ei=+0.017mm，則軸得尺寸為40+0.017mm。外圈與殼體孔的配合采用基軸制，過渡配合，由此選用殼體孔公差帶為M6，IT6基本尺寸為68mm0.020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68-0.052mm。2.6控制設(shè)備的選擇2.6.1變頻器的概述變頻器是利用電力半導(dǎo)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(

27、50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)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(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆成交流電。對 12南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文于如矢量控制變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來說，有時還需要一個進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。變頻調(diào)速是通過改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來達(dá)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

28、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(jìn)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(dǎo)體器件PWM控制信號，使電機(jī)自動停車。如過電流切斷、再生過電壓切斷、半導(dǎo)體冷卻風(fēng)扇過熱和瞬時停電保護(hù)等。2.6.2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(dāng)然還包括有限流電路、制動電路、

29、控制電路等組成部分。濾波電路逆變器的負(fù)載屬感性負(fù)載的異步電動機(jī)，無論異步電動機(jī)處于電動或發(fā)電狀態(tài)，在直流濾波電路和異步電動機(jī)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(jìn)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(yán)重制約變頻

30、器的壽命。整流電路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(jìn)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(luò)引入整流橋的輸入端。網(wǎng)絡(luò)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(dāng)電源電壓為三相380V時，整流器件的最大反向電壓一般為12001600V，最大整流電流為變頻 13南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文器額定電流的兩倍。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

31、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(dǎo)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(hù)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(hù)功能。模塊的典型開關(guān)頻率為20KHz，保護(hù)功能為欠電

32、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(dāng)頻率下降時，異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速也隨之下降。為異步電動機(jī)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(dāng)位于同一橋臂上的兩個開關(guān)，同時處于開通狀態(tài)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(yīng)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(jìn)行保護(hù)自20世紀(jì)70年代以來，隨著交流電動機(jī)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(jī)變頻調(diào)速技術(shù)逐步成熟。目前，變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)擴(kuò)展

33、到了工業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域，并且在空調(diào)、洗衣機(jī)、電冰箱等家電產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。如果變頻器的型號選擇不當(dāng)，不但可引起不必要的浪費(fèi)，甚至導(dǎo)致設(shè)備無法正常運(yùn)行，所以必須正確的選擇與三相異電動機(jī)及設(shè)備相配套的變頻器型號并進(jìn)行良好的日常維護(hù)方能達(dá)到最佳使用效果。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文2.6.3變頻器的類型選擇在選擇變頻器時應(yīng)注意電壓等級應(yīng)與三相異電動機(jī)的額定電壓相符并遵循如下原則：1) 對于風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)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。2) 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(fù)載，可選用無矢量控制型變頻器。3) 對于低速時要求

34、有較硬的機(jī)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(fù)載，可選用不帶速度反饋的矢量控制型變頻器。4) 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(yùn)行等負(fù)載，可選用帶速度反饋的矢量控制型變頻器。2.6.4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(jī)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(jī)功率是以2至4極的標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)為對象，表示在額定輸出電流以內(nèi)可以驅(qū)動的電動機(jī)功率。

35、6極以上的電動機(jī)和變極電動機(jī)等特殊電動機(jī)的額定電流比標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)大，不能根據(jù)適用電動機(jī)的功率選擇變頻器容量。因此，用標(biāo)準(zhǔn)2至4極電動機(jī)拖動的連續(xù)恒定負(fù)載，變頻器的容量可根據(jù)適用電動機(jī)的功率選擇。對于用6極以上和變極電動機(jī)拖動的負(fù)載、變動負(fù)載、斷續(xù)負(fù)載和短時負(fù)載，變頻器的容量應(yīng)按運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的最大工作電流來選擇，即INIMmax式中 IN變頻器的額定電流，IMmax 電動機(jī)的最大工作電流。2.6.5技術(shù)參數(shù)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文3KV系列南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文6KV系列10KV系列南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文綜上所述最后確定選用VFD-M型變頻器。 18南昌航空大學(xué)科

36、技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文3. 參數(shù)的計算3.1 V帶傳動設(shè)計電動機(jī)與齒輪減速器之間用普通v帶傳動，電動機(jī)為Y112M-4，額定功率P=4KW，轉(zhuǎn)速n1=1440，減速器輸入軸轉(zhuǎn)速n2=514，輸送裝置工作時有輕微沖擊，每天工作16個小時設(shè)計功率根據(jù)工作情況由表8122查得工況系數(shù)KA=1.2，Pd=KAP=1.24=4.8KW 選定帶型根據(jù)Pd=4.8KW和轉(zhuǎn)速n1=1440計算傳動比 Ì=，有圖812選定A型 n11440=2.8 514n2小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1由表8112和表8114取小帶輪基準(zhǔn)直徑dd1=75mm大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2大帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2=idd1（1-）取彈性滑動

37、率=0.02dd2= idd1（1-）=2.875(1-0.02)=205.8mm實際傳動比i=dd2=2.85 dd1(1-)n11440=505.26 i2.85 從動輪的實際轉(zhuǎn)速n2=轉(zhuǎn)速誤差n2=514-505.26=1.7% 514對于帶式輸送裝置，轉(zhuǎn)速誤差在±5%范圍是可以的。帶速=d1n1601000=751440=5.62 601000南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文初定軸間距a00.7（dd1+dd2）a02（dd1+dd2） 0.7（75+205）a02（75+205）196a0560取a0=400mm所需v帶基準(zhǔn)長度Ld0(dd2-dd1)2Ld0=2a0+(d

38、d1+dd2)+24a0(205-75)2=2400+(75+205)+ 24400 =800+439.6+10.56=1250.16mm查表818選取Ld=1250mm 實際軸間距aa=a0+Ld-Ld0=400mm 2小帶輪包角11=1800-dd2-dd157.30 a=1800-18.620=161.380>1200單根v帶的基本額定功率p1根據(jù)dd1=75mm和n1=1440由表8127（c）用內(nèi)插法得A型v帶的p1=0.68KW額定功率的增量p1 根據(jù)n1=1440和i=2.85由表8127（c）用內(nèi)插法得A型v帶的 20南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文p1=0.17KWV帶

39、的根數(shù)Z Z=pd (p1+p1)kkL根據(jù)1=161.380查表8123得k=0.95 根據(jù)LD=1250mm查表得818得kL=0.93 Z=pd4.8=6.38 (p1+p1)kkL(0.68+0.17)0.950.93取Z=7根單根V帶的預(yù)緊力F0F0=500（p2.5-1)d+m2 由表8124查得A型帶m=0.10kg kzp2.5-1)d+m2=99.53N kz則F0=500（壓軸力FQ161.380=1372N FQ=2F0Zsin=299.537sin221繪制工作圖圖4 V帶輪南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文3.2第一級圓柱齒輪設(shè)計3.2.1選擇材料確定Hlim和Flim

40、及精度等級，參考表8324和表8325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838（d）中的MQ級質(zhì)量指標(biāo)查得Hlim=Flim=1120Mpa；由圖839（d）中的MQ級質(zhì)量指標(biāo)查得Flim1FE1=FE2=700Mpa, =Flim2=350 MPa3.2.2按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計確定中心距a(按表8328公式進(jìn)行設(shè)計)a>CmAa(+1)HKT12Cm=1A=483K=1.7T2=1646Nm=0.4H=1008MPaa=175mm 取a=200mm確定模數(shù)m(參考表834推薦表)m=(0.007

41、0.02)a=1.44, 取m=3mm確定齒數(shù)z1,z2z1=2a2200=20.51 取z1=21 m(+1)3(5.5+1)z2=z1=5.521=115.5 取z2=116計算主要的幾何尺寸（按表835進(jìn)行計算）分度圓的直徑 d1=m z1=321=63mm南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文d2=m z2=3*116=348mm 齒頂圓直徑 da1= d1+2ha=63+23=69mm da2= d2+2ha=348+23=353mm 端面壓力角 =200 基圓直徑 db1= d1cos=63cos200=59.15mm db2= d2cos=348cos200=326.77mm 齒頂圓壓

42、力角 at1=arccosdb1=31.020 da1db2=22.630 da2at1 at2= arccos端面重合度 a=1 z1（tg2-tg）+ z2(tgat2-tg)=1.9 齒寬系數(shù) d=b80=1.3 d163縱向重合度 =03.2.3齒輪校核校核齒面接觸強(qiáng)度（按表8315校核） 強(qiáng)度條件：H=H 計算應(yīng)力：H1=ZHZBZEZZZDZBkAKVKHKHFt+1 d1b H2=H1式中： 名義切向力Ft=2000T1200063.17=2005N 63d1 使用系數(shù) KA=1（由表8331查?。?23南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文動載系數(shù) KV=（式中 V=AA+200V=

43、）-B =1.7 d1n163.17514601000601000A=83.6 B=0.4 C=6.57KV=1.2齒向載荷分布系數(shù) KH=1.35（由表8332按硬齒面齒輪，裝配時檢修調(diào)整，6級精度KH1.34非對稱支稱公式計算）齒間載荷分配系數(shù) KH=1.0（由表8333查取）節(jié)點區(qū)域系數(shù) ZH=1.5（由圖8311查?。┲睾隙鹊南禂?shù) Z=0.77 （由圖8312查?。┞菪窍禂?shù) Z=0.80 （由圖8313查?。椥韵禂?shù) ZE=189.MPa（由表8334查?。﹩螌X嚙合系數(shù) ZB=1= H1H2=11.5189.80.770.1.051.351.0許用應(yīng)力：H=5.5+12005=14

44、3.17MPa 5.56380HlimSHlimZNTZLZVZRZWZX式中：極限應(yīng)力Hlim=1120MPa最小安全系數(shù)SHlim=1.1（由表8335查取）壽命系數(shù)ZNT=0.92（由圖8317查?。櫥瑒┫禂?shù)ZL=1.05（由圖8319查取，按油粘度等于350） 速度系數(shù)ZV=0.96（按=1.7,由圖8320查取）粗糙度系數(shù)ZR=0.9（由圖8321查?。┠喜娇沾髮W(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文齒面工作硬化系數(shù)ZW=1.03（按齒面硬度45HRC，由圖8322查?。?尺寸系數(shù)ZX=1（由圖8323查?。?則： H=11200.921.050.960.851.03=826MPa 1.1滿足HH

45、校核齒根的強(qiáng)度（按表8315校核）強(qiáng)度條件：F1=F1許用應(yīng)力：F1 =FtYFaYSaYYKAKVKFKF； bmnYF2YS2 YF1YS1F2=F1式中：齒形系數(shù)YF1=2.61， YF2=2.2（由圖8315（a）查?。?應(yīng)力修正系數(shù)YSa1=1.6，YSa2=1.77（由圖8316（a）查?。?重合度系數(shù) Y=1.9螺旋角系數(shù)Y=1.0（由圖8314查?。?齒向載荷分布系數(shù)KF=KH=1.3（其中N=0.94，按表8330計算） 齒間載荷分配系數(shù)KF=1.0（由表8333查取） 則 F1=94.8MPa NF2=F11.772.2=88.3MPa 2.611.6許用應(yīng)力：F=FlimSFlimYSTYNTYrelTYRelTYX （按Flim值較小齒輪校核）式中： 極限應(yīng)