基于多點(diǎn)潤(rùn)滑脂泵的智能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)9300字【論文】

基于多點(diǎn)潤(rùn)滑脂泵的智能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄摘要第一章緒論 41.1課題研究背景 51.2潤(rùn)滑脂的簡(jiǎn)介 51.3多點(diǎn)潤(rùn)滑脂泵的簡(jiǎn)介 51.4論文內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排 6第二章:多點(diǎn)潤(rùn)滑脂泵的整體設(shè)計(jì) 62.1.壓力潤(rùn)滑泵的選擇與確定 62.11齒輪泵的介紹 72.12葉片泵的介紹 72.13柱塞泵的介紹 82.14螺旋泵的介紹 92.15壓力潤(rùn)滑泵的選用 102.2多點(diǎn)潤(rùn)滑脂泵的總體設(shè)計(jì) 102.2.1多點(diǎn)潤(rùn)滑脂泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 102.2.2多點(diǎn)壓力潤(rùn)滑泵的具體設(shè)計(jì) 113.傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 123.1總體設(shè)計(jì)方案 123.2選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào) 123.3傳動(dòng)比計(jì)算 123.4傳動(dòng)裝置動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 134.傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 144.1聯(lián)軸器選擇 144.2減速器內(nèi)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 144.2.1蝸輪蝸桿傳動(dòng)高速級(jí)設(shè)計(jì) 144.2.2蝸桿傳動(dòng)低速級(jí)設(shè)計(jì) 175.潤(rùn)滑泵機(jī)體、油箱與軸的設(shè)計(jì) 205.1機(jī)體的設(shè)計(jì) 205.2油箱的設(shè)計(jì) 205.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21第六章智能傳感器控制 226.1傳感器的介紹 226.2智能油量檢測(cè) 226.3智能油壓監(jiān)測(cè) 236.31傳感器原理 236.32安裝油壓傳感器 23第七章結(jié)束語 25

摘要現(xiàn)如今我國(guó)工業(yè)發(fā)展十分迅速，但在很多機(jī)械型企業(yè)之中，大型設(shè)備因磨損嚴(yán)重，給企業(yè)造成了十分重大的損失，也是對(duì)社會(huì)資源造成了浪費(fèi)。為了減少這種因潤(rùn)滑不當(dāng)導(dǎo)致的機(jī)械損壞，本文給大家設(shè)計(jì)了一種智能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)，在傳統(tǒng)的潤(rùn)滑系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了由壓力傳感器為主的智能壓力監(jiān)測(cè)以及由油量傳感器為主的流量檢測(cè)裝置，并設(shè)計(jì)以潤(rùn)滑脂泵為主的多點(diǎn)潤(rùn)滑系統(tǒng)，其中選用的潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑能夠承受住比較大的載荷，使?jié)櫥秶鼜V，潤(rùn)滑效果更佳，有效的減少了機(jī)械摩擦造成的損害，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的使用壽命。此次設(shè)計(jì)主要包括了油箱、柱塞部件、電動(dòng)機(jī)、機(jī)體機(jī)座、輸入軸部件和傳動(dòng)部件，由電機(jī)提供動(dòng)力，在傳動(dòng)部件的兩級(jí)減速之后，傳輸?shù)街考鰜砘胤磸?fù)的活塞運(yùn)動(dòng)，完成吸油、排油的過程，并通過各支路管輸送至各個(gè)潤(rùn)滑部位。并通過大量對(duì)比選用了最為理想的壓力潤(rùn)滑泵，以及設(shè)計(jì)了一套合適的傳動(dòng)減速裝置以及傳動(dòng)零件，本文主要還新增了油壓監(jiān)測(cè)和油量檢測(cè)裝置，主要由放置傳感器來實(shí)現(xiàn)，大大增加了產(chǎn)品的安全和可靠性。

此次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，潤(rùn)滑效果顯著，成本相對(duì)較低，更是提高了人力效率，是各個(gè)大型企業(yè)為減少機(jī)械磨損的不錯(cuò)選擇。

關(guān)鍵詞：多點(diǎn)潤(rùn)滑脂泵潤(rùn)滑脂油壓監(jiān)控油量檢測(cè)傳動(dòng)部件第一章緒論1.1課題研究背景21世紀(jì)以來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)、建筑、科技等領(lǐng)域的迅速發(fā)展，間接的加速了能源的使用與開發(fā)，而不可再生資源的匱乏也引起了對(duì)可再生能源的重視與研究。風(fēng)能作為一種具有使用廣泛的天然能源，具有良好的發(fā)展前景、穩(wěn)定的投資效益和不產(chǎn)生二次污染的特點(diǎn)。從我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電利用情況看，雖然與以前相比在技術(shù)方面有很大的提升，但與國(guó)際上的先進(jìn)水平相比，仍然存在著一些差距。為了提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的性能，提高其利用率，必須對(duì)其進(jìn)行深入的研究。

中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)量已經(jīng)達(dá)到9000萬千瓦，有著全球最大的風(fēng)力發(fā)電量，但同時(shí)也有許多問題，尤其是在幾年、十幾年后，機(jī)械故障發(fā)生的頻率較高，需要頻繁地更換大型設(shè)備。究其外因，這主要是由于我國(guó)大部分地區(qū)的風(fēng)力資源都集中在偏遠(yuǎn)山區(qū)、荒漠、海島、海洋等地區(qū)，受沙塵暴、高溫、高原、海洋等復(fù)雜氣候變化和強(qiáng)烈地震的影響。其內(nèi)部原因是潤(rùn)滑不足，在特殊條件下，需要采用合適的潤(rùn)滑方法。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，由于潤(rùn)滑不當(dāng)造成的機(jī)械損壞占30%以上。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)損壞的主要原因是缺少潤(rùn)滑油或機(jī)油壓力太高或太低，往往因維修不當(dāng)而導(dǎo)致機(jī)器損壞。正常的運(yùn)作期內(nèi)，假如一個(gè)或好幾個(gè)潤(rùn)化部位堵塞，系統(tǒng)軟件仍能正常的運(yùn)作，但因?yàn)闈?rùn)滑點(diǎn)的堵塞難以發(fā)現(xiàn)，油路堵塞、供油不足的現(xiàn)象很容易出現(xiàn)，沒法及時(shí)反饋操縱，嚴(yán)重影響生產(chǎn)制造，造成零部件損壞，減少使用壽命。傳統(tǒng)式的油液監(jiān)測(cè)系統(tǒng)沒法完成對(duì)油液壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，因而必須增加一個(gè)完善的智能檢測(cè)系統(tǒng)軟件。所以一個(gè)成熟的智能傳感器系統(tǒng)顯得尤為重要。

所以，本次設(shè)計(jì)的是以多點(diǎn)潤(rùn)滑脂泵為基礎(chǔ)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)，并增加了油量檢測(cè)和油壓檢測(cè)的智能控制系統(tǒng)，能有效提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)潤(rùn)滑的效率以及安全。1.2潤(rùn)滑脂的簡(jiǎn)介潤(rùn)滑脂是一種以礦物油和稠化劑為主要原料的油脂狀潤(rùn)滑油，可分成全合成潤(rùn)滑脂和礦物潤(rùn)滑脂，具備耐高溫高壓、耐磨損、密封性等優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑特性。適用于各種機(jī)器摩擦部分，具有密封和潤(rùn)滑的功能。它還粘附在金屬表層，具有防護(hù)和填補(bǔ)縫隙的的功效。在礦物油和稠化劑做成的潤(rùn)滑脂，尤其是在泵的滾動(dòng)軸承中起著關(guān)鍵功效。

優(yōu)點(diǎn)：持續(xù)供給，無需頻繁添加，對(duì)經(jīng)常難以潤(rùn)滑的磨擦部分，用潤(rùn)滑脂效果最好。1.3多點(diǎn)潤(rùn)滑脂泵的簡(jiǎn)介多點(diǎn)潤(rùn)滑脂泵的整體構(gòu)造包含潤(rùn)滑泵、潤(rùn)滑調(diào)節(jié)器、管路部件和自動(dòng)控制系統(tǒng)四個(gè)關(guān)鍵構(gòu)件。其作用是為設(shè)備磨擦給予潤(rùn)滑液。與以前的潤(rùn)滑方式相比，新式的多點(diǎn)潤(rùn)滑脂泵潤(rùn)滑效率極高，提升了四到六倍的潤(rùn)滑效果，成本降低，潤(rùn)滑時(shí)間減少。也相對(duì)減少了過度摩擦導(dǎo)致的磨損，多點(diǎn)潤(rùn)滑脂泵的應(yīng)用，可以有效減少常用潤(rùn)滑油的使用量。安裝簡(jiǎn)單，拼裝和實(shí)際操作便捷，清理便捷，應(yīng)用安全性。

(1)潤(rùn)滑泵。用于輸送潤(rùn)滑的液體，貯存容器等；

(2)調(diào)節(jié)器。根據(jù)各部件的需要，分配各部件的潤(rùn)滑油數(shù)量。

(3)管路。在該系統(tǒng)中，潤(rùn)滑泵和分配器向不同的潤(rùn)滑部位輸送它們所需的潤(rùn)滑介質(zhì)，例如聯(lián)軸器、柔性鋼管或軟管等。

(4)控制系統(tǒng)。由控制器、壓力閥、液壓閥等組成.控制油泵按照一定的循環(huán)工作，控制油泵和系統(tǒng)的開閉，從而檢測(cè)到系統(tǒng)壓力和儲(chǔ)液器的液面，并發(fā)出警報(bào)。能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。重整化潤(rùn)滑體系是一種將一定數(shù)量的潤(rùn)滑介質(zhì)逐步分布到各個(gè)潤(rùn)滑部位的全封閉潤(rùn)滑體系。

多點(diǎn)潤(rùn)滑壓力泵的工作原理是：將高壓、半液態(tài)的潤(rùn)滑劑從注油口流入分油器，然后用分流閥將一定數(shù)量的油脂經(jīng)高壓軟管注入到各潤(rùn)滑點(diǎn)，以確保各潤(rùn)滑部位在各種工況下都能精確、有效地潤(rùn)滑。在該分配閥和各潤(rùn)滑點(diǎn)之間設(shè)置了一條高壓油管，因而在活塞的徑向和行程上都采用了潤(rùn)滑和輸送系統(tǒng)。1.4論文內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排論文的主要工作內(nèi)容是：針對(duì)現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電模式，選用多點(diǎn)潤(rùn)滑脂泵為潤(rùn)滑系統(tǒng)，并增加了智能油量監(jiān)測(cè)和液壓監(jiān)測(cè)，以提高機(jī)械的使用壽命，從而進(jìn)一步保證機(jī)械的安全、可靠。主要結(jié)構(gòu)

第一章主要闡述了風(fēng)能技術(shù)的發(fā)展背景和問題，并對(duì)本文的研究方向進(jìn)行闡述。

第二章是對(duì)油泵整體方案的選擇、選型和結(jié)構(gòu)的分析。

第三章主要論述了電機(jī)的選擇與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

第四章為具體的聯(lián)接零件及減速器零件的數(shù)值計(jì)算

第五章為油泵本體與油罐的設(shè)計(jì)

第六章重點(diǎn)介紹了在原有的潤(rùn)滑系統(tǒng)中，通過引入智能油量監(jiān)測(cè)和智能液壓監(jiān)測(cè)技術(shù)來克服原有的缺點(diǎn)

第七章對(duì)本文進(jìn)行了總結(jié)和展望.

第二章多點(diǎn)潤(rùn)滑脂泵的整體設(shè)計(jì)2.1.壓力潤(rùn)滑泵的選擇與確定

根據(jù)其可調(diào)節(jié)性，目前看來，潤(rùn)滑泵主要有四個(gè)種類：齒輪泵，葉片泵，柱塞泵，螺桿泵。

根據(jù)四種泵體不同的種類和作用，下面將通過對(duì)其作用和種類的區(qū)分說明來選則最合適的潤(rùn)滑泵。2.11齒輪泵的介紹齒輪泵的主要形狀和具體結(jié)構(gòu)組成如下圖所示，是目前使用較多的一種潤(rùn)滑泵，按照其嚙合方式可分為內(nèi)、外嚙合齒輪泵兩種類型。

工作原理：如圖所示，兩個(gè)互相嚙合的齒輪把整一個(gè)泵體分成兩部分，通過齒輪的不停轉(zhuǎn)動(dòng)，相互嚙合的兩個(gè)齒輪開始嚙合的的那一邊的體積縮小，通過油口排出油，退出齒輪嚙合的那一邊密封體積變大，通過吸油口吸油。

2.12葉片泵的介紹葉輪泵的主要形狀和具體結(jié)構(gòu)組成如下圖所示，

工作原理：隨著轉(zhuǎn)子和葉片的不停轉(zhuǎn)動(dòng)，定子的長(zhǎng)度和內(nèi)部曲率發(fā)生變化，導(dǎo)致內(nèi)部的封閉體積隨之不停改變，右邊的潤(rùn)滑油經(jīng)定子內(nèi)部曲面長(zhǎng)度從短到長(zhǎng)的變化導(dǎo)致內(nèi)部空間減少?gòu)亩晃?，再?jīng)過轉(zhuǎn)動(dòng)使定子內(nèi)部曲率從長(zhǎng)到短變化，體積增加，達(dá)到排油的目的。其主要工作原理也是根據(jù)內(nèi)部的體積變化來實(shí)現(xiàn)吸油排油。2.13柱塞泵的介紹

柱塞泵的具體結(jié)構(gòu)和主要形狀如下圖所示，

工作原理：是通過在潤(rùn)滑內(nèi)的缸體內(nèi)，柱塞在受到力的作用下沿軸向的方向做來回反復(fù)運(yùn)動(dòng)，使里面的體積和壓力受到改變，從而達(dá)到對(duì)潤(rùn)滑油的抽吸和排放。柱塞泵具有高額定壓強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、高效、流量調(diào)整容易等特點(diǎn)，適用于水壓機(jī)、工程機(jī)械、船舶等領(lǐng)域。因?yàn)樗慕M成比較復(fù)雜，因此它的成本很高，但是它的品質(zhì)很好，性能很好，因此它是最值得信賴的。2.14螺旋泵的介紹螺桿泵的具體結(jié)構(gòu)和主要形狀如下圖所示

工作原理：通過調(diào)節(jié)螺桿和襯套之間的密封性容積大小，來達(dá)到吸油和排油的效果。

螺桿泵主要是一種容積泵，其主要特點(diǎn)有工作壓力脈率小，誘惑力大，噪聲小，高效率，使用期限長(zhǎng)，工作中可以信賴。較大的特點(diǎn)是能在介質(zhì)上造成渦旋，可以傳送對(duì)粘性介質(zhì)不比較敏感、粘性高的原材料。2.15壓力潤(rùn)滑泵的選用該項(xiàng)目所研制的油壓油泵的直徑為8mm，壓強(qiáng)10mp；電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速1390r/min；輸出軸的轉(zhuǎn)速是每分鐘6.22轉(zhuǎn)。本文針對(duì)潤(rùn)滑泵的設(shè)計(jì)要求及考慮了柱塞泵效率高，吸油穩(wěn)定，噪聲低等特點(diǎn)，最終選用了柱塞式潤(rùn)滑泵。2.2多點(diǎn)潤(rùn)滑脂泵的總體設(shè)計(jì)2.2.1多點(diǎn)潤(rùn)滑脂泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路和普通壓力潤(rùn)滑泵基本一致，由電動(dòng)機(jī)、油箱、機(jī)體、輸入軸、輸出軸、傳動(dòng)部件、柱塞泵等組成，由電動(dòng)機(jī)提供初始驅(qū)動(dòng)力，經(jīng)傳動(dòng)部件減速后在柱塞泵的作用下傳遞到各潤(rùn)滑點(diǎn)，層層遞進(jìn)，分工明確，結(jié)構(gòu)緊湊，還可在外面增加控制系統(tǒng)，進(jìn)行自主控制設(shè)計(jì)整體機(jī)身的下邊有一個(gè)挪動(dòng)導(dǎo)向性設(shè)備，用以聯(lián)接挪動(dòng)的部件(如汽車、管路等)，便于于挪動(dòng)。尤其是在上面增加潤(rùn)滑脂的過程更加便捷，構(gòu)造如下所示多點(diǎn)壓力潤(rùn)滑泵結(jié)構(gòu)圖2.2.2多點(diǎn)壓力潤(rùn)滑泵的具體設(shè)計(jì)為了提高潤(rùn)滑效果，本次采用了無級(jí)調(diào)速控制油流量，使?jié)櫥粩嗔魅胼S承，達(dá)到散熱、潤(rùn)滑、密封等目的。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，該裝置的輸油管線數(shù)目為2-16個(gè)。根據(jù)實(shí)際需要，確定供油管數(shù)以及各個(gè)油路的油量。

本次設(shè)計(jì)的潤(rùn)滑泵主要由電機(jī)推動(dòng)。根據(jù)電機(jī)的工作中特性和工作標(biāo)準(zhǔn)，選用三相異步電機(jī)來為它提供原始動(dòng)力。潤(rùn)滑泵主要包含電機(jī)、油桶、機(jī)體、底座、柱塞泵、輸入軸、輸出軸、傳動(dòng)零部件組成。油脂在壓力板的作用下經(jīng)過濾網(wǎng)進(jìn)入到機(jī)體的內(nèi)部到達(dá)柱塞的進(jìn)油口處，然后柱塞在凸輪的作用下做來回反復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)排油，從支管傳至相對(duì)應(yīng)的潤(rùn)滑部位。

多點(diǎn)潤(rùn)滑脂泵的主要結(jié)構(gòu)為柱塞座，在它的上面有設(shè)置了柱塞孔、主軸孔、進(jìn)油孔、輸油管和排油口，主軸孔包含主軸(兩邊外伸)、齒輪軸、擋板等，定位板以及無齒齒輪依次被固定于主軸的一側(cè)，運(yùn)輸料板為L(zhǎng)形，一部分在柱塞座的外側(cè)，主軸上主要設(shè)置了定位板、擋板、各種齒輪等。它的其中一部分裸露在柱塞座的外側(cè)。柱塞座的柱塞和軸都安放在每一個(gè)柱塞孔中。每個(gè)柱塞的外端都對(duì)應(yīng)設(shè)置了一段寬槽。每一個(gè)寬槽聯(lián)接到端表面的凸輪，柱塞外部有可更改的螺釘，每一個(gè)間歇齒輪齒數(shù)都是無齒齒輪的二倍，還可分為長(zhǎng)短齒，與每個(gè)齒相對(duì)應(yīng)的槽都被組裝在定位板上。

按照各個(gè)部件的設(shè)計(jì)需求，最終制定出了兩套方案。

方案①：由三相異步電動(dòng)機(jī)的提供起動(dòng)功率，通過它的輸出軸以及聯(lián)軸器把功率傳遞到另一個(gè)傳動(dòng)部件進(jìn)行減速。在經(jīng)過傳動(dòng)組件的減速后，能量傳遞到了柱塞組件上。通過柱塞的作用，將潤(rùn)滑油順利送入柱塞間的油孔，通過凸輪的作用，使活塞產(chǎn)生吸油動(dòng)作，使軸桿帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使?jié)櫥驮诨钊耐鶑?fù)運(yùn)動(dòng)中被排出，起到潤(rùn)滑的作用。這個(gè)設(shè)計(jì)選用了軸向柱塞。

方案②只要將方案①中的軸向活塞改成徑向活塞，其余的操作都是相同的。方案對(duì)比：方案②中使用徑向活塞，其作用是吸收油脂，然后利用凸輪的運(yùn)動(dòng)將油脂排出，起到潤(rùn)滑的作用?；钊谐踢^短，無法產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲毫?，?yán)重地影響了潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作效率。另外，由于其設(shè)計(jì)復(fù)雜，制作成本高昂，采用軸向柱塞泵送油脂，會(huì)增大油壓，且活塞元件結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)成本相對(duì)較低。所以，最終的方案是①。

由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速很高，所以需要設(shè)計(jì)在進(jìn)行了兩次減速之后，就會(huì)把油輸送到柱塞達(dá)到吸油效果第三章傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)3.1總體設(shè)計(jì)方案在全傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，主要有：確定驅(qū)動(dòng)方案、選用電動(dòng)機(jī)的種類、合理的傳動(dòng)比分配、以及各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算。3.2選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y型三相異步電機(jī)是當(dāng)前在各個(gè)大型機(jī)械中應(yīng)用最多的一種，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。根據(jù)此次設(shè)計(jì)需要，最終選擇Y形全封閉籠型異步電機(jī)。（1）確定電機(jī)的轉(zhuǎn)速輸出軸轉(zhuǎn)速為6.22r/min，電機(jī)的同步速度是1390r/min，輸出功率是0.37kw，其額定速度小于實(shí)際的同步速度，經(jīng)過參考，最終選定了Y80M1-4型電機(jī)。3.3傳動(dòng)比計(jì)算計(jì)算得出總傳動(dòng)比：設(shè)n為滿載轉(zhuǎn)速，n為輸出軸轉(zhuǎn)速i=n/n=223.47（式3-1）因?yàn)樵O(shè)計(jì)的減速裝置為二級(jí)渦輪減速裝置，為了產(chǎn)品合理性要求，第一級(jí)減速的蝸桿傳動(dòng)比暫時(shí)選擇為i=20,所以第二級(jí)傳動(dòng)比則為i=223.47/20=11.2

3.4傳動(dòng)裝置動(dòng)力參數(shù)計(jì)算(1)各軸轉(zhuǎn)速n=n=1390r/minn===69.5r/minn===6.89r/min

（2）各個(gè)輸入軸的功率P=P·=0.370.98=0.36kwP=P·=0.370.980.8=0.29kwP=P···=0.370.980.80.8=0.23kw

其中、、是聯(lián)軸器以及兩級(jí)蝸桿的傳動(dòng)效率。（3）各輸入軸的轉(zhuǎn)矩電機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩TT=9550·P/n=95500.37/1390N·m=2.54N·m（式3-2）故有:1軸T=T·=2.540.98=2.49N·m2軸T=T·i··=2.49180.980.8=35.16N·m3軸T=T·=35.1612.40.8=348.75N·m

表3-1傳動(dòng)裝置對(duì)應(yīng)動(dòng)力參數(shù)表

參數(shù)/軸名電機(jī)軸1軸2軸3軸轉(zhuǎn)速n(r/min)1390139069.56.89輸入功率P(kw)0.370.360.290.23輸入轉(zhuǎn)矩T(N·m)2.542.4935.16348.75傳動(dòng)比i223.472011.2效率η0.980.80.8第四章傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)

4.1聯(lián)軸器選擇由于其由一階和一階的螺旋組成，其旋轉(zhuǎn)速度較快，所以在結(jié)構(gòu)上有較好的間隙，可以有效地補(bǔ)償軸與軸的相對(duì)位移。按照要求設(shè)計(jì)如下：按照設(shè)計(jì)需求和國(guó)家的設(shè)計(jì)規(guī)范，與機(jī)器說明書比較，可以獲得下述相關(guān)尺寸

表3.1聯(lián)軸器相關(guān)尺寸型號(hào)軸孔長(zhǎng)L/mmL1/mmD1/mmD/mmd/mmd1/mmJ型44624512025384.2減速器內(nèi)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)減速器是由多個(gè)部件組成，每個(gè)部件的性能都會(huì)對(duì)其它部件產(chǎn)生較大的影響，因此必須對(duì)減速器的傳動(dòng)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.2.1蝸輪蝸桿傳動(dòng)高速級(jí)設(shè)計(jì)1.選用蝸輪傳感種類根據(jù)GB/T10085-1988的建議，選用螺旋式蝸桿（ZI）2.材料選取以節(jié)約開支，渦輪以ZCuSn10PI為原料，齒圈選用青銅。3.基于齒型接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算方法根據(jù)蝸輪軸傳動(dòng)準(zhǔn)則，首先根據(jù)嚙合疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，再對(duì)齒根彎折位置進(jìn)行檢驗(yàn)，可得a（式4-1）1)確定作用于蝸輪上的轉(zhuǎn)距T，按Z=2，取效率為η=0.8，則T=9.55×106×=9.5510=9.55×10N·mm=3.56104N·mm（式4-2）2)決定載荷系數(shù)因工作載荷震動(dòng)幅度小，取K=1，選取使用系數(shù)為K=1.1，因?yàn)檗D(zhuǎn)數(shù)低，沖擊小，可取K最小值=1.05，則K=K·K·K=1.111.05=1.16（式4-3）

3）確定許用接觸應(yīng)力[]蝸桿為鑄鐵ZCuSnP為原材料，采用金屬模具制作，螺桿的螺旋齒表面硬度達(dá)到中等硬度水平，因此可以得到許用應(yīng)力[]=268MPa。時(shí)長(zhǎng)按5000計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù)N=60jnL=6015000=2.3210所以壽命系數(shù)k==0.9000（式4-5）[]=k·[]=0.9000268=241MPa4）計(jì)算中心距

根據(jù)設(shè)計(jì)需要取Z=160MPaZ=2.9中心距a=59.324（式4-6）所以選擇中心距為a=63mm因?yàn)閕=20，所以選模數(shù)m=3，蝸桿分度圓直徑d=33.6mm，d/a=0.56，從圖中可查得接觸系數(shù)Z=2.74，所以Z＞Z上述計(jì)算都可行

4.主要參數(shù)表格

蝸輪蝸桿各系數(shù)表格蝸桿蝸輪模數(shù)m2.5變位系數(shù)-0.100直徑系數(shù)q11.2齒數(shù)Z29齒根圓直徑d22mm分度圓直徑d97.5mm分度圓直徑d28mm咽喉圓直徑r14.025mm分度圓導(dǎo)程角10o0729喉圓直徑97.95mm軸向齒厚s3.925m

5.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度要驗(yàn)證彎曲只需要驗(yàn)證彎曲應(yīng)力即可，公式如下

=YY[]（式4-7）當(dāng)量齒數(shù)Z===40.83（式4-8）因?yàn)閤=-0.100,Z=40.83所以根據(jù)查表查數(shù)據(jù)可得齒形系數(shù)Y=2.35所以螺旋角系數(shù)==0.93許用彎曲應(yīng)力[]=[]·K（式4-9因?yàn)閇]=56MPaK==0.644（式4-10）[]=560.644MPa=36.08MPa=2.350.93=14.66Mpa所以可得<[]所以設(shè)計(jì)的彎曲疲勞強(qiáng)度符合。4.2.2蝸桿傳動(dòng)低速級(jí)設(shè)計(jì)在已知的情況下，輸入功率p=0.29kw，蝸輪轉(zhuǎn)速77.22r/分鐘，傳動(dòng)比11.2，傳動(dòng)不反轉(zhuǎn)，工作負(fù)載穩(wěn)定，使用壽命5000小時(shí)。1.選擇蝸桿傳動(dòng)類型按GB/T10085-1988的建議，使用漸開線蝸桿。2.材料的選擇綜合比較經(jīng)濟(jì)、成本等因素，并綜合考慮了蝸輪的低轉(zhuǎn)速，最終選擇45鋼作為加強(qiáng)材料。

3.齒形接觸疲勞強(qiáng)度的計(jì)算根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的原理，建立了以嚙合齒輪嚙合疲勞強(qiáng)度為理論基礎(chǔ)，并進(jìn)行了相應(yīng)的數(shù)值模擬。a1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T取Z=2，選擇對(duì)應(yīng)效率0.8所以T=9.5510N·m=3.2110N·m2)確定載荷系數(shù)K因工作載荷震動(dòng)幅度小，取K=1，選取使用系數(shù)為K=1.1，因?yàn)檗D(zhuǎn)數(shù)低，沖擊小，可取K最小值=1.05，所以可得K=K·K·K=1.111.05=1.163)確定許用接觸應(yīng)力[]根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCnSnP，蝸桿螺旋齒面硬度大于中等硬度水平,所以根據(jù)資料可查得所需應(yīng)力[]=268MPa應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：N=60jnL=6015000=2.0710壽命系數(shù)：K==1.21則[]=K[]=1.21268MPa=324MPa4）計(jì)算中心距a==92.455mm將中心距離設(shè)為90毫米，由于i=11.2，表格取模數(shù)m=3.15，蝸桿分度圓徑d=35.5毫米，此時(shí)d由該表可知，接觸系數(shù)為Z由于Z，所以=2.8<Z>因此，上述的計(jì)算是可行的。4.蝸桿與蝸輪主要參數(shù)設(shè)計(jì) 蝸桿蝸輪模數(shù)m3.15變位系數(shù)-0.100直徑系數(shù)q11.2齒數(shù)Z29齒根圓直徑d27.9mm分度圓直徑d166.95mm分度圓直徑d35.5mm咽喉圓直徑r13.8mm分度圓導(dǎo)程角10o0348喉圓直徑172.5mm軸向齒厚s4.955.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度

要驗(yàn)證彎曲只需要驗(yàn)證彎曲應(yīng)力即可，公式如下=YY[]當(dāng)量齒數(shù)Z===53.8據(jù)X=-0.135,Z=53.8,所以Y=2.28螺旋角系數(shù)Y===0.93許用彎曲應(yīng)力[]=[]·K發(fā)現(xiàn)ZCuSnP蝸輪所需要的基本彎曲應(yīng)力[]=56MPaK==0.86[]=560.86MPa==47.5MPa

所以很顯然<[]彎曲強(qiáng)度是滿足的6.精度公差等級(jí)的確定考慮到蝸桿是一種動(dòng)力傳動(dòng)裝置，因此是一種通用的機(jī)械減速裝置。通過查閱表格得，最終選用得公差等級(jí)是8FGB/T10089-1988。

第五章潤(rùn)滑泵機(jī)體、油箱與軸的設(shè)計(jì)5.1機(jī)體的設(shè)計(jì)

首先在設(shè)計(jì)機(jī)體是應(yīng)明確目標(biāo)，即在保證整體剛度和耐磨性能的同時(shí)來節(jié)約成本，以及減少機(jī)體整體的重量，方便機(jī)體的移動(dòng)。

本次設(shè)計(jì)選用整體式結(jié)構(gòu)，把整個(gè)機(jī)體作為一個(gè)整體進(jìn)行設(shè)計(jì)，因?yàn)閷?duì)其剛度要求較高，所以選用鑄造工藝，為了減少成本，選用價(jià)格較低的鑄鐵，同時(shí)方便施工在架構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了更好地有利于組裝和維護(hù)保養(yǎng)，需要在合適的地方打上定位孔，便于每一次組裝時(shí)都能精確精準(zhǔn)定位。

圖5-15.2油箱的設(shè)計(jì)在整體構(gòu)造中，油箱的功能是存儲(chǔ)油量、散熱等，也起到分離汽泡沉淀雜質(zhì)的作用。首先，首先應(yīng)選擇油箱的最大容量，一般像移動(dòng)式的設(shè)備應(yīng)選擇泵體出油量的兩倍到三倍。同時(shí)在油箱頂部設(shè)計(jì)透氣帽，主要用于排出里面熱量。應(yīng)在油箱內(nèi)安裝一個(gè)垂直擋板，使油箱內(nèi)的潤(rùn)滑油進(jìn)出流程最長(zhǎng)，也用于增加散熱性。

此次設(shè)計(jì)主要選擇了下置式油箱，可以把潤(rùn)滑泵放在油箱的底下，安裝與維修都顯的十分方便。5.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.軸上零件裝配按照整體結(jié)構(gòu)的需要，提出了由軸承、齒輪、右軸承、連軸塊等組成的裝配方案。從而，可以初步地布置軸段的順序。2.工件沿軸線的定位根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要，對(duì)擋圈、軸肩、螺母、銷等進(jìn)行了軸向定位。3.軸的長(zhǎng)度計(jì)算

軸最小直徑（式5-1）=取=110.用公式計(jì)算，最小的直徑d=14.3毫米，選擇=15毫米，=17毫米；

在軸上有一個(gè)鍵槽時(shí)，增加軸徑來減小軸的強(qiáng)度.其中一個(gè)鍵槽增加了3%，等于20毫米，軸肩=22毫米；外軸長(zhǎng)為20毫米；半連軸器的軸向定位取為=15mm；每根軸節(jié)的長(zhǎng)度：與左端支座配合的軸取為52毫米；軸肩的長(zhǎng)度取62毫米，與齒輪嚙合的軸段取136毫米，軸肩2的長(zhǎng)度取24毫米。半軸與軸的裝配長(zhǎng)度取102毫米.4.軸的抗扭強(qiáng)度與剛性檢驗(yàn)想要將測(cè)軸的剛性，需要先計(jì)算軸的應(yīng)力

（式5-2）=19.2Mpa<60Mpa.這樣，軸的強(qiáng)度就能達(dá)到要求，所以是安全的。通過對(duì)其強(qiáng)度的分析，其強(qiáng)度達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。因?yàn)檩S不會(huì)出現(xiàn)瞬間的壓力過載的情況，所以可以不用考慮它的靜力計(jì)算。軸具體的尺寸和結(jié)構(gòu)形狀在圖紙上顯示

第六章智能傳感器控制6.1傳感器的介紹所謂傳感器，就是將各種信號(hào)轉(zhuǎn)化為不同信號(hào)的設(shè)備，此次設(shè)計(jì)主要采用了油壓傳感器和油量傳感器兩大類，說到底就是一種壓力傳感器裝置，可以將壓力大小轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后通過各種電路傳遞給控制器的過程。6.2智能油量檢測(cè)以前的潤(rùn)滑系統(tǒng)計(jì)算油量主要是通過計(jì)時(shí)來完成，但時(shí)常會(huì)產(chǎn)生機(jī)油壓力不夠、管路阻塞等問題，造成汽車機(jī)油產(chǎn)能過?；虿粔?。在某一時(shí)時(shí)刻刻油路被阻塞，因此在各回路中設(shè)定油量傳感器，在各油路中設(shè)置油量傳感器，在各油路中設(shè)定油量傳感器。各油路為3個(gè)油路的總數(shù)，即使閘閥開啟，都不向控制器發(fā)送一切數(shù)據(jù)信號(hào)，或是油量達(dá)不上標(biāo)準(zhǔn)值，那么就會(huì)被認(rèn)為是油管堵塞。

本系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器的實(shí)際需求，設(shè)置了3條啟動(dòng)指令：(1)定時(shí)開泵指令在接收到起動(dòng)命令后，由終端對(duì)命令進(jìn)行分析，得到潤(rùn)滑點(diǎn)的起動(dòng)次數(shù)和打開時(shí)間N秒。在啟動(dòng)泵時(shí)，接通繼電器，N秒開始計(jì)時(shí)，定時(shí)完成后，關(guān)閉相應(yīng)的繼電器。當(dāng)開始命令被執(zhí)行時(shí)，沒有出現(xiàn)任何堵塞的提示

(2)定時(shí)開閥指令其基本作用類似于定時(shí)啟動(dòng)水泵，但需打開堵塞管警報(bào)。通常來說，三十分鐘內(nèi)沒有探測(cè)到信號(hào)，就會(huì)被誤認(rèn)為是管道堵塞。(3)計(jì)量開閥指令測(cè)量值m、限定時(shí)長(zhǎng)n、脈沖間較大間隔時(shí)間t等。接受到信息后，相匹配的閥開啟，測(cè)算出測(cè)量脈沖。假如在n的特殊時(shí)間范圍測(cè)量結(jié)論為m，則對(duì)應(yīng)的閥關(guān)掉。時(shí)間到了也沒法測(cè)量時(shí)，關(guān)掉閘閥，傳出阻塞報(bào)警。閘閥在t秒左右內(nèi)并沒有脈沖時(shí)，表明管路堵塞，開展堵塞警報(bào)。

6.3智能油壓監(jiān)測(cè)6.31油壓傳感器原理本系統(tǒng)由三個(gè)主要部件組成：調(diào)壓器、變送器、電氣輸出接口?；竟ぷ髟硎怯么鸥袘?yīng)壓力調(diào)整電阻的輸出功率，根據(jù)惠斯通電橋?qū)⒆柚档淖兓儞Q為壓力的變化，進(jìn)而清除和過濾不必要的噪音信號(hào)。最終，這一信號(hào)被發(fā)送給了控制板。在油道中開展壓力試驗(yàn)時(shí)，溫度變化對(duì)測(cè)定結(jié)論有較大的危害。為了避免高液壓造成的撞擊，一般選用倒流式控制器，以降低液壓沖擊性