鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、 鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘要：經(jīng)過(guò)強(qiáng)度計(jì)算剖析，以為現(xiàn)有GW-40折彎?rùn)C(jī)的大部分有較大的設(shè)計(jì)裕量，必須改動(dòng)一些零部件及電動(dòng)機(jī)功率即可大幅度加強(qiáng)加工能力滿(mǎn)足ф40鋼筋的彎曲加工。還可升級(jí)為GW-50鋼筋彎曲機(jī)。 GW-60型半自動(dòng)鋼筋折彎?rùn)C(jī)適用于彎曲Φ4-Φ18毫米鋼筋之用，本機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采納全封閉式，變速桿換擋，可使工部盤(pán)取得兩種轉(zhuǎn)速，鋼筋的彎曲角度由工作盤(pán)旁面的擋塊調(diào)理，機(jī)械局部經(jīng)過(guò)電器管制完成半自動(dòng)。 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 1緒論 1.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)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

2、通過(guò)引進(jìn)國(guó) 外先進(jìn)技術(shù)提升自身產(chǎn)品檔次和國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力成本低廉是一個(gè)原因，另一方面 我國(guó)不斷多年實(shí)行的踴躍的財(cái)政政策更是促使行業(yè)增長(zhǎng)的基本動(dòng)因。 受?chē)?guó)家連續(xù)多年實(shí)施的積極財(cái)政政策的刺激，包括西部大開(kāi)發(fā)、西氣東輸、 西電東送、青藏鐵路、房地產(chǎn)開(kāi)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(xiàng)目的實(shí)施，這對(duì)于重大建設(shè)項(xiàng)目裝備行業(yè)的工程建筑機(jī)械行 業(yè)來(lái)說(shuō)可謂是難得的機(jī)遇，因此整個(gè)行業(yè)的內(nèi)需勢(shì)頭旺盛。同時(shí)受我國(guó)加入 WTO和我國(guó)鼓舞進(jìn)口政策的鼓勵(lì)，工程建筑機(jī)械產(chǎn)品的進(jìn)口情勢(shì)也明顯好轉(zhuǎn)。 我國(guó)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)

3、展的政策環(huán)境、國(guó)內(nèi)建筑機(jī)械公司與國(guó)外建 筑機(jī)械公司的競(jìng)爭(zhēng)力比較以及2004年我國(guó)建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的前景趨勢(shì)進(jìn)行 了深入透徹的分析。 1.2概 述 鋼筋折彎?rùn)C(jī)屬于一種對(duì)鋼筋彎曲機(jī)構(gòu)造的改良。本實(shí)用新型包含減速器、大齒輪、小齒輪、折彎盤(pán)面，其特色在于構(gòu)造中：雙級(jí)制動(dòng)電機(jī)與減速器直聯(lián)作一級(jí)減速；小齒輪與大齒輪嚙組成二級(jí)減速；大齒輪不斷帶動(dòng)彎曲盤(pán)面旋轉(zhuǎn)；彎曲盤(pán)面上設(shè)置有核心軸孔和若干彎曲軸孔；工作臺(tái)面的定位方杠上分布設(shè)置有若干定位軸孔。因?yàn)殡p級(jí)制動(dòng)電機(jī)與減速器直聯(lián)作一級(jí)減速，輸進(jìn)、輸外轉(zhuǎn)數(shù)比精確，折彎速度堅(jiān)定、精確，且可利用電氣自動(dòng)控制變更速度，制動(dòng)器可保障彎曲角度。應(yīng)用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，對(duì)鋼筋取

4、得雙向折彎。中心軸可交替，便于維修?？梢允褂弥悄芑目刂?。 目前我國(guó)正在大力發(fā)展基建及建設(shè)城市化,各種修建耗費(fèi)了大批的鋼筋,其中箍筋加工的效率和品質(zhì)是最難處理的過(guò)程之一,箍筋不但使用量非常大,并且形態(tài)和尺寸變更多樣,尺寸精度要求高,箍筋的制做在原鋼筋加工中是勞動(dòng)強(qiáng)度大,人力物力耗費(fèi)大,低效率,低質(zhì)量保障的環(huán)節(jié)。隨著我國(guó)建筑業(yè)的迅速蔓延，在政府的回應(yīng)和箍筋的制造自動(dòng)化技術(shù)的迫切要求建設(shè)單位，我們進(jìn)行技術(shù)研究過(guò)程改進(jìn)，終于在經(jīng)過(guò)不懈努力開(kāi)發(fā)的專(zhuān)利技術(shù)——速度gw-60鋼筋彎曲機(jī) gw-60鋼筋彎曲機(jī)鋼筋彎曲試驗(yàn)機(jī)-漁排上新開(kāi)發(fā)的，設(shè)備齊全，專(zhuān)利技術(shù)，著名的十，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社”的建筑用

5、鋼標(biāo)準(zhǔn)”，大會(huì)推薦品牌1擺線針輪減速機(jī)，電機(jī)和精密微機(jī)2單片機(jī)控制系統(tǒng)，數(shù)字顯示角度，3種獨(dú)特可靠的限位裝置增加4，防止廢鋼，螺釘泄漏對(duì)設(shè)備的危害5，結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單附件，備件6，電氣安全控制的彎曲，噪音低，清潔的環(huán)境，7，設(shè)計(jì)合理，設(shè)備完善，技術(shù)先進(jìn)，使用壽命長(zhǎng)，主要有8類(lèi)：gw-50a gw-40c / B gw-25a（28）gw-40b鋼筋彎曲試驗(yàn)機(jī)按對(duì)GB方法（eqviso7438:1985）和GB1499-1998（neqiso6935-2:1991）的要求，對(duì)gw-40b，gw-40a進(jìn)行改進(jìn)，以取代原有的gw-40，gw-40a等模型，該設(shè)備符合YB / t5126-93鋼筋平面反

6、向彎曲試驗(yàn)方法的要求。是質(zhì)量差的價(jià)格，實(shí)惠的產(chǎn)品。（注：gw-40b最大彎心輪尺寸5xΦ40= 200，和gw-40c 7XΦ40= 280）項(xiàng)目的技術(shù)規(guī)格彎曲鋼筋直徑φ25φ40范圍內(nèi)隨機(jī)選擇φ6φ2鋼筋向前彎曲0角的技術(shù)參數(shù)，180任意設(shè)置鋼筋反向彎曲0，180的任何設(shè)置車(chē)輪轉(zhuǎn)速＜2 r/min，12/S和距離205mm工作盤(pán)直徑Φ580mm電機(jī)功率1.5KW隨機(jī)分布的標(biāo)準(zhǔn)曲線設(shè)置（直徑25直徑40）機(jī)器尺寸960 x 780x 1190（mm）整機(jī)重量1100kg 1. 鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1系統(tǒng)性能與參數(shù) GW60型鋼筋彎曲機(jī)應(yīng)用于建筑業(yè)于彎曲Φ4—Φ18鋼所用。

7、 本機(jī)工序簡(jiǎn)易，折彎形狀相同，整理簡(jiǎn)便，性能穩(wěn)衡，它能將Q235Φ40圓鋼或Φ8—Φ32螺紋鋼筋折彎成工程中所急需的各種類(lèi)型和形狀。 彎曲鋼筋直徑 Φ4-Φ18mm 工作盤(pán)直徑 Φ300mm 工作盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù) 35轉(zhuǎn)/分 電動(dòng)機(jī) Y100L-4-1.5KW 外型尺寸 350350700 整機(jī)重量 180kg 2.2系統(tǒng)工作原理及框圖 GW-60鋼筋折彎和工作原理框架如圖1： 控制設(shè)備 工作臺(tái) 減 速 箱 帶 輪 電動(dòng)機(jī) 圖1 工作框圖 其中減速器由軸、軸承和齒輪組合而成。 一個(gè)垂直軸上

8、水平旋轉(zhuǎn)盤(pán)是gw-60彎曲機(jī)的工作機(jī)構(gòu)，如圖2所示，鋼筋布置在虛線位置，支承銷(xiāo)軸固定在機(jī)器上，中心銷(xiāo)軸和折彎銷(xiāo)軸裝在圓盤(pán)上，圓盤(pán)回轉(zhuǎn)時(shí)便將鋼筋折彎。為了折彎各種各樣鋼筋， 在圓盤(pán)上有幾個(gè)孔，用于插折彎銷(xiāo)軸，也可相應(yīng)地?fù)Q取不同直徑的中心銷(xiāo)軸。 圖2 工作原理圖 2.3彎矩計(jì)算 2.3.1工作狀態(tài) 1) 鋼筋受力情況與計(jì)算有關(guān)的幾何尺寸標(biāo)記。 設(shè)鋼筋需要的彎矩：Mt=式中 F為撥斜柱對(duì)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?。籥=arcos(L1/Lo)一定，Lo越大。因此，彎曲機(jī)的工作盤(pán)應(yīng)加大直徑，增大撥斜柱中心到

9、主軸中心距離L0 GW-60鋼筋彎曲機(jī)的工作盤(pán)設(shè)計(jì)：直徑Ф300mm，空間距118mm，L0=150.7 mm，Ls=235，a=43.7，所受力情況如圖所示。 圖3 鋼筋受力情況 2) 鋼筋彎曲機(jī)所需主軸扭矩及功率 根據(jù)鋼筋折彎加工規(guī)則規(guī)定的折彎半徑折彎鋼筋，其折彎部分的變形量都靠近或超過(guò)材料的額定延伸率，鋼筋應(yīng)力超越屈服極限產(chǎn)生塑性變形。 2.3.2材料達(dá)到屈服極限時(shí)的始彎矩 1) 按Ф40螺紋鋼筋公稱(chēng)直徑計(jì)算 M0=K1Wσs式中，M0為始彎矩，W為抗彎截面模數(shù)，K 1為截面系數(shù)，對(duì)圓截面K 1=1.7；對(duì)于25MnSi螺紋鋼筋M0=372（N/mm2）,則

10、得出始彎矩M0=3976（Nm） 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），變形硬化后的終彎矩：M=（K 1+K0/2Rx）Wσs式中，K0為強(qiáng)化系數(shù)，K0=2.0/δp=2.0/0.13=17, δp為延伸率，25MnSi的 δp=14%，Rx=R/d0,R為彎心直徑，R=3 d0，則得出終彎矩 M=11850（Nm） 3) 鋼筋彎曲所需距 Mt=[(M0+M)/2]/K=8738（Nm）式中，K為彎曲時(shí)的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，K=1.05 按上述計(jì)算方法同樣可以得出Ф50I級(jí)鋼筋（σb=450 N/mm2）彎矩所需彎矩：Mt=8738（Nm）,取比較

11、大的作為下面計(jì)算依據(jù)。 4) 電動(dòng)機(jī)功率 由功率扭矩關(guān)系公式 A0=Tn/9550=2.9KW,考慮到部分機(jī)械效率η=0.75，則電動(dòng)機(jī)最大負(fù)載功率 A= A0/η=2.9/0.75=3.9（KW），電動(dòng)機(jī)選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為=4（KW）,額定轉(zhuǎn)速=1440r/min。 2.4電動(dòng)機(jī)選擇 2.4.1.電動(dòng)機(jī)的介紹 電機(jī)機(jī)是電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能源裝備分配給每個(gè)用戶(hù)在，電機(jī)采用直流電機(jī)、交流電機(jī)能力電機(jī)功率系統(tǒng)主要交流電機(jī)，并且可以同步電機(jī)的或異步電動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)定子磁場(chǎng)的場(chǎng)的速度和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不會(huì)維持同步高速）。 這種電氣能源機(jī)

12、器的機(jī)械能源。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通常電機(jī)功率，電機(jī)轉(zhuǎn)子電機(jī)；也可以以直線運(yùn)動(dòng)，稱(chēng)為直線電機(jī)。電動(dòng)機(jī)能提供的功率范圍廣泛，從毫瓦級(jí)到萬(wàn)千瓦級(jí)。使用電機(jī)及其控制非常方便，具有自起動(dòng)，加速，制動(dòng)，反轉(zhuǎn)，開(kāi)關(guān)等能力，能滿(mǎn)足各種運(yùn)行要求；電動(dòng)機(jī)的工作效率較高，沒(méi)有煙霧和氣味，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，噪音小。由于它具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，因此在各方面的工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，貿(mào)易，交通，國(guó)防，商業(yè)和家用電器，廣泛用于醫(yī)療器械和設(shè)備。 各種電機(jī)中廣泛使用的是交流異步電動(dòng)機(jī)（又稱(chēng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)）。它使用方便，運(yùn)行可靠，成本低，結(jié)構(gòu)牢固，但功率因數(shù)低，難以控制。動(dòng)力機(jī)低速用于大容量（參見(jiàn)同步電機(jī)同步電機(jī)的）。不僅對(duì)同步電機(jī)的功率因數(shù)高，和速度是獨(dú)

13、立負(fù)載只取決于電力系統(tǒng)，頻。工作更穩(wěn)定。在要求寬范圍調(diào)速的場(chǎng)合多直流電機(jī)。但它有換向器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，維護(hù)困難，不適于惡劣環(huán)境。第二十世紀(jì)的70年代后，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)的日趨成熟，設(shè)備價(jià)格日益降低，已開(kāi)始得到應(yīng)用。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電機(jī)（連續(xù)，短線操作系統(tǒng)，間歇循環(huán)運(yùn)行）能承受以免引起電機(jī)過(guò)熱的最大輸出機(jī)械功率表示其額定功率，使用時(shí)要注意銘牌上的規(guī)定。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)需注意其負(fù)荷特性和電機(jī)相匹配的特點(diǎn)，避免速度或停止開(kāi)關(guān)。很多的電機(jī)速度控制的方法，能適應(yīng)不同生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速變化。一般的電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)輸出功率的變化速度。從能量消耗的角度，速度可分為兩種：第一，保持恒定的輸入功率。通

14、過(guò)改變能源消費(fèi)速度調(diào)節(jié)裝置，來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)輸出功率。電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)的輸入功率。 2.4.2.電機(jī)的選擇原則 電機(jī)類(lèi)型通常包括選擇馬達(dá)功率和轉(zhuǎn)矩等。這些具體的設(shè)想如下：首先，電機(jī)和電機(jī)的負(fù)載特性機(jī)械特性選型發(fā)現(xiàn)他們是一致的，根據(jù)是否滿(mǎn)足調(diào)速范圍和準(zhǔn)確性來(lái)考慮，經(jīng)濟(jì)，如果所有方面問(wèn)題，滿(mǎn)足。接下來(lái)，我們就可以開(kāi)始計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率，起動(dòng)和加速轉(zhuǎn)矩標(biāo)定，標(biāo)定扭矩過(guò)載倍數(shù)發(fā)燒。如果發(fā)燒檢查不通過(guò)，可以減少功率開(kāi)關(guān)數(shù)電機(jī)FSN小?；蛘撸瑵M(mǎn)足加速的要求，無(wú)論是通過(guò)降低加速轉(zhuǎn)矩滿(mǎn)足上述要求。最后，做出具體決定。 步進(jìn)電機(jī)的選擇 1) 步距角的選擇 電機(jī)的步距角決定于負(fù)載精度的要求，

15、將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機(jī)軸上，每個(gè)當(dāng)量電機(jī)需走多少角度（包括減速）。電機(jī)的步距角需等于或小于這角度。當(dāng)前市場(chǎng)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(dòng)力矩一般很難確定，我們一般先確定電機(jī)的靜力矩。靜力矩選取的根據(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。單一的慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載是不存在的。直接發(fā)動(dòng)時(shí)（一般由低速）二種負(fù)載都要思考，加速起動(dòng)時(shí)主要思考慣性負(fù)載，勻速運(yùn)行只要思考摩擦負(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，靜力矩一旦選擇好

16、，電機(jī)的機(jī)座和長(zhǎng)度就能定下來(lái)。 3) 電流的選擇 靜力矩相同的電機(jī)，由于電流數(shù)據(jù)不同，其運(yùn)行特性差別非常大，可根據(jù)矩頻特性曲線圖，判別電機(jī)的電流（參考驅(qū)動(dòng)電源、及驅(qū)動(dòng)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)整速度應(yīng)用、其功率肯定是變化的，一般就用力矩來(lái)?yè)Q算，力矩和功率換算如下： P= ΩM Ω=2πn/60 P=2πnM/60 其P為功率單位為瓦，Ω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=2πfM/400(半步工作） 其中f為每秒脈沖數(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)PPS) 應(yīng)用中的注意點(diǎn) 1) 步進(jìn)電機(jī)使用于低速場(chǎng)合

17、---每分鐘轉(zhuǎn)速不過(guò)1000轉(zhuǎn)，（0.9度時(shí)6666PPS)，最好在1000-3000PPS(0.9度）這中間使用，可使用減速裝置使其在此數(shù)據(jù)間工作，此時(shí)電機(jī)工作效率比較高，噪音低點(diǎn)。 2) 步進(jìn)電機(jī)別使用整步狀態(tài)，整步狀態(tài)時(shí)振動(dòng)較大。 3) 因?yàn)槠渌?，只有?biāo)稱(chēng)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(dòng)電壓伏值 ，可依據(jù)驅(qū)動(dòng)器選取驅(qū)動(dòng)電壓（建議：57BYG采用直流24V-36V，86BYG應(yīng)用直流50V,110BYG應(yīng)用高于直流80V），12伏的電壓除12V恒壓驅(qū)動(dòng)外也可以使用其他驅(qū)動(dòng)電源， 不過(guò)應(yīng)該考慮溫度升高。 4) 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的負(fù)載應(yīng)該選取大機(jī)座電動(dòng)機(jī)。 5

18、) 電動(dòng)機(jī)在高速或大慣量負(fù)載時(shí)，個(gè)別不要在任務(wù)速度起始動(dòng)作，采納逐步升頻提高速度，一電動(dòng)機(jī)不失掉工步，二可能減輕工作噪音同時(shí)可以提升中止的定位精度。 6) 高精度時(shí)，應(yīng)經(jīng)過(guò)機(jī)械減小速度、提升電機(jī)速度,或采納高細(xì)分?jǐn)?shù)的驅(qū)動(dòng)器來(lái)處理，也能夠采用5相電機(jī)，但是整個(gè)系統(tǒng)的價(jià)錢(qián)昂貴，生產(chǎn)廠家比較少，被淘汰的說(shuō)法是外行話。 7) 電機(jī)不應(yīng)在振動(dòng)區(qū)內(nèi)使用，如若必需可通過(guò)改動(dòng)電壓、電流或加一些阻尼的處置。 8) 電機(jī)在600PPS（0.9度）以下使用，應(yīng)該采納小電流、大電感、低電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)。 9) 應(yīng)遵照先選電機(jī)后選驅(qū)動(dòng)的準(zhǔn)則。 綜合以上等因素，最后覺(jué)定選用MSM590—502C型電機(jī) 2.5軸承的

19、選擇 2.5.1滾動(dòng)軸承的選擇 依據(jù)撥盤(pán)的軸端直徑選擇軸承，軸承所承受力主要是徑向力，因此采納深溝球軸承，選擇型號(hào)為16008的軸承,其中16008的技術(shù)參數(shù)為： d=40mm D=68mm B=9mm 2.5.216008軸承的配合的選擇 軸承的精度等級(jí)為D級(jí)，內(nèi)圈與軸的配合采納過(guò)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,查表得在基寸為200mm時(shí)，IT6DE 公差數(shù)值為29um，此時(shí)軸得基本下偏差ei=+0.017mm，則軸得尺寸為mm。外圈與殼體孔的配合采納基軸制，過(guò)渡配合，由此選用殼體孔公差帶為M6，IT6基寸

20、為68mm時(shí)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mm。 2.6控制設(shè)備的選擇 2.6.1變頻器的概述 變頻器是用于功率半導(dǎo)體器件將工頻電源變換為另一頻率的開(kāi)關(guān)電源控制設(shè)備的作用。工頻（50Hz或60Hz）變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備，其中控制電路完成對(duì)主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，對(duì)平滑濾波整流電路輸出的直流中間電路，逆變電路直流和然后逆變成交流電。對(duì)于矢量控制變頻器需要大型變壓器的計(jì)算，有時(shí)也需要一個(gè)CPU以及一些相應(yīng)的電路轉(zhuǎn)矩計(jì)算。通過(guò)改變定子繞組的電源來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的頻率控制頻率。 有許多類(lèi)型的變頻器

21、，根據(jù)主電路模式的分類(lèi)可以分為電壓型逆變器和電流源型變頻器；按照開(kāi)關(guān)方式分類(lèi)，可以分為PAM逆變器控制，PWM控制的逆變器和高頻PWM逆變器的控制；根據(jù)分類(lèi)工作原理可分為V/F控制變頻器，滑差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等；按照用途分類(lèi)可以分為通用變頻器，高性能專(zhuān)用變頻器，變頻器，單相逆變器和三相逆變器。 1）檢測(cè)自動(dòng)糾正行動(dòng)后的異常狀態(tài)，如過(guò)電流失速防止，過(guò)電壓失速防止再生。 2）異常檢測(cè)的功率半導(dǎo)體器件的PWM控制信號(hào)阻斷后，電機(jī)自動(dòng)停止。如過(guò)電流切斷，再生過(guò)電壓切斷，半導(dǎo)體冷卻風(fēng)扇過(guò)熱和瞬時(shí)停電保護(hù)。 2.6.2變頻器的工作原理 目前，大多數(shù)是通用逆變器的交流-直

22、流-交流轉(zhuǎn)換器，通常是一個(gè)電壓頻率轉(zhuǎn)換器的將軍，主電路圖，它是人的核心電路，探頭是由一整流電路的AC - DC轉(zhuǎn)換電路（能源），直流濾波電路和逆變電路的消費(fèi)）（直流-交流轉(zhuǎn)換器），當(dāng)然，電流限制電路，制動(dòng)電路，控制電路等部分。 濾波電路 逆變器的負(fù)載是異步電動(dòng)機(jī)的電感性負(fù)載，無(wú)論在電動(dòng)或發(fā)電狀態(tài)的異步電機(jī)，直流濾波電路和異步電動(dòng)機(jī)之間，沒(méi)有交換的無(wú)功功率，無(wú)功電量取決于能量存儲(chǔ)元件的直流中間電路緩沖。同時(shí)，三相整流橋輸出電壓和直流脈沖電壓和電流。為了減小直流電壓和電流的波動(dòng)，直流濾波電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行濾波功能。 通用變頻器直流濾波電路的高鋁電解電容器的容量

23、通常是由若干個(gè)電容器串聯(lián)和并聯(lián)電容器組，以得到所需的電壓值的能力。此外，因?yàn)殡娊怆娙莸娜萘坑休^大的離散性，這將使它們與電壓不相等。因此，電容器的并聯(lián)電阻和壓力均勻性，消除離散的影響，而電容器的壽命將嚴(yán)重制約了換能器的生活。 整流電路 通用變頻器的整流電路是由三相橋式整流橋。它的功能是將電源進(jìn)行整流，中間直流平波逆變電路和控制電路提供所需要的直流電源。三相交流電源一般只在輸入電容和壓敏電阻吸收網(wǎng)絡(luò)分為整流橋。網(wǎng)絡(luò)的作用是吸收交流高頻諧波信號(hào)和浪涌電壓，以避免造成損壞的驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)電源電壓為380V三相，整流器件的最大反向電壓一般為1200－1600V，最大整流電流是兩倍的變頻器的額

24、定電流。 逆變電路 逆變電路是在控制電路中，直流電路輸出的直流電源轉(zhuǎn)換成頻率和電壓可以任意調(diào)節(jié)的交流電源。逆變電路的輸出是逆變器，所以逆變電路是變頻器的核心電路，起著非常重要的作用。 最常見(jiàn)的逆變電路結(jié)構(gòu)形式是利用六個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件（GTR，IGBT，GTO）組成的三相橋式逆變電路，對(duì)變頻器的功率開(kāi)關(guān)器件，關(guān)機(jī)控制導(dǎo)則，對(duì)三相交流輸出任意頻率可以得到。 逆變主電路器件一般用于中、小容量的集成模塊或智能模塊。內(nèi)部模塊的高度集成的整流模塊，逆變模塊，各種傳感器，保護(hù)電路和驅(qū)動(dòng)電路。例如三菱ipmpm50rsa120，富士7mbp50ra060，西門(mén)子公司生產(chǎn)的BSM5

25、0GD120等，對(duì)整流模塊的內(nèi)部集成，功率因數(shù)校正電路，IGBT逆變模塊及各種檢測(cè)和保護(hù)功能。該模塊的典型開(kāi)關(guān)頻率為20kHz，保護(hù)欠電壓，過(guò)電壓和過(guò)熱故障信號(hào)輸出。 在逆變電路具有續(xù)流電路。續(xù)流電路的功能是當(dāng)頻率降低，電機(jī)轉(zhuǎn)速下降。針對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的再生電能的直流電路通道提供反饋。在反演過(guò)程中，寄生電感能量釋放通道。同時(shí)在兩個(gè)開(kāi)關(guān)同一橋臂的時(shí)候。在同一時(shí)間開(kāi)放狀態(tài)將短路現(xiàn)象，并燒毀整流裝置。所以在實(shí)際的通用變頻器也提供了各種輔助電路相應(yīng)的緩沖電路，保護(hù)，保證電路能正常工作，事故發(fā)生時(shí)，該轉(zhuǎn)換裝置自第二十世紀(jì)70年代，隨著交流電機(jī)調(diào)速理論，電力電子技術(shù)，微處理器的全數(shù)字控制關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展

26、的核心，交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)逐漸成熟。目前，變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)擴(kuò)展到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，并已廣泛應(yīng)用于空調(diào)，洗衣機(jī)，冰箱等家用電器。 如果逆變器模型選擇不當(dāng)，不僅會(huì)造成不必要的浪費(fèi)，甚至導(dǎo)致設(shè)備的正常運(yùn)行，所以我們必須有一個(gè)正確的選擇，三種不同的電機(jī)和設(shè)備匹配變換器模型和良好的日常維護(hù)以達(dá)到最好的效果。 2.6.3變頻器的類(lèi)型選擇 在逆變器的選擇應(yīng)注意電壓等級(jí)應(yīng)額定電壓和三種不同的電機(jī)線和遵循以下原則： 1）風(fēng)機(jī)和泵類(lèi)負(fù)載，由于低速扭矩小，過(guò)載能力和速度精度要求較低，所以廉價(jià)的變頻器的選擇。 2）希望與恒轉(zhuǎn)矩特性，但在速度、精度和動(dòng)態(tài)性能要求不高的負(fù)載

27、可不使用矢量控制變頻器。 3）低速需要硬的機(jī)械特性，需要一定的精度，但在動(dòng)態(tài)性能沒(méi)有苛刻的負(fù)載可用于無(wú)速度反饋矢量控制變頻器。 4）對(duì)于一些在速度、精度和動(dòng)態(tài)性能方面有了更高的要求，高精度同步運(yùn)行負(fù)荷要求，可以選擇帶速度反饋的矢量控制變頻器。 2.6.4變頻器容量的選擇 通常額定輸出電流逆變器的容量（一），輸出容量（kVA），適用于電機(jī)功率（KW）說(shuō)。額定輸出電流的變換器可連續(xù)輸出的最大交流電流有效值，不管使用不得超過(guò)連續(xù)輸出電流值。產(chǎn)能為三的額定輸出電流和電壓在輸出額定的輸出功率確定。適用電機(jī)的功率為2至4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)為對(duì)象的在額定輸出電流，可以通過(guò)電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)。6以上的電機(jī)和變電

28、機(jī)和特殊電機(jī)額定電流超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)，不能根據(jù)適用電機(jī)電源選擇容量。2因此，用標(biāo)準(zhǔn)的4電機(jī)驅(qū)動(dòng)持續(xù)的恒定負(fù)載的逆變器，按照適用電機(jī)容量選擇。6以上的變極電機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載，在負(fù)載和間歇負(fù)荷和短期負(fù)荷變化時(shí)，逆變器的容量應(yīng)按最大工作電流可能出現(xiàn)在選擇操作過(guò)程，即IN≥IMmax式中 IN——變頻器的額定電流，IMmax ——電動(dòng)機(jī)的最大工作電流。 2.6.5技術(shù)參數(shù) 輸入頻率(Hz) 45Hz到55Hz 輸入功率因數(shù) 0.95（>20%負(fù)載） 變頻器效率 額定負(fù)載下>0.96 輸出頻率范圍(Hz) 0.5Hz到120Hz 輸出頻率分辨率(Hz) 0.01Hz 過(guò)載能力

29、120%一分鐘，150%立即保護(hù) 模擬量輸入 0～10V/4～20mA，任意設(shè)定 模擬量輸出 兩路0～10V/4～20mA可選 加減速時(shí)間 0.1到3000s 控制開(kāi)關(guān)量輸入輸出 可按用戶(hù)要求擴(kuò)展 運(yùn)行環(huán)境溫度 0到40℃ 貯存/運(yùn)輸溫度 -40到70℃ 冷卻方式 風(fēng)冷 環(huán)境濕度 <90%,無(wú)凝結(jié) 安裝海拔高度 <1000米 防護(hù)等級(jí) IP20 3KV系列 變頻器型號(hào) A03/050 ～ A03/150（含） A03/150 ～ A03/300（含） 變頻器容量(KVA) 250 ～ 750 750 ～1500 適配電機(jī)功率(KW)

30、 200 ～ 600 600 ～ 1250 額定輸出電流(A) 50 ～ 150 150 ～ 300 額定輸入電壓(V) 3000V10% 外型尺寸(mm) (WHD) 390024801200 （3900～5400）24801200 重量(Kg) 3000 ～ 5000 5000 ～ 7300 6KV系列 變頻器型號(hào) A06/025 ～ A06/050（含） A06/050 ～ A06/170（含） A06/170 ～ A06/220（含） A06/220 ～ A06/400（含） 變頻器容量(KVA) 250 ～ 500 500 ～ 1750

31、1750 ～ 2200 2250 ～ 4000 適配電機(jī)功率(KW) 200 ～ 400 400 ～ 1400 1400 ～ 1800 1800 ～ 3200 額定輸出電流(A) 25 ～ 50 50 ～ 170 170 ～ 220 220 ～ 400 額定輸入電壓(V) 6000V10% 外型尺寸(mm) (WHD) 360024801200 3900～5100）24801200 490024801200 （5400～7200）24801200 重量(Kg) 3500 ～ 4200 4200 ～ 6000 6000 ～ 8000 8000 ～

32、12000 10KV系列 變頻器型號(hào) A10/010 ～ A10/050（含） A10/050 ～ A10/110（含） A10/110 ～ A10/220（含） A10/220 ～ A10/400（含） 變頻器容量(KVA) 250 ～ 780 780 ～ 2000 2000 ～ 3800 3800 ～ 6250 適配電機(jī)功率(KW) 200 ～ 630 630 ～ 1600 1600 ～ 3000 3000 ～ 5000 額定輸出電流(A) 10 ～ 50 50 ～ 110 110 ～ 220 220 ～ 400 額定輸入電壓(V) 10000

33、V10% 外型尺(mm) (WHD) （4200～4800）24801200 570024801200 680024801600 （8000～9000）24801600 重量(Kg) 4000 5000 ～ 8000 9500 ～ 12000 12000 ～ 18000 最后選用VFD-M型變頻器。 2. 參數(shù)的計(jì)算 3.1 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 一般電動(dòng)機(jī)和齒輪減速器間用普通v帶傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)使用Y112M-4，額定功率P=4KW，轉(zhuǎn)速=1440，減速器輸入軸轉(zhuǎn)速=514，輸送裝置工作時(shí)有略微沖擊，每天工作16個(gè)小時(shí) 設(shè)計(jì)功率 根據(jù)工作情況由表8

34、—1—22查得工況系數(shù)=1.2，=P=1.24=4.8KW 選定帶型 根據(jù)=4.8KW和轉(zhuǎn)速=1440，有圖8—1—2選定A型 計(jì)算傳動(dòng)比 ===2.8 小帶輪基準(zhǔn)直徑 由表8—1—12和表8—1—14取小帶輪基準(zhǔn)直徑=75mm 大帶輪的基準(zhǔn)直徑 大帶輪的基準(zhǔn)直徑=（1-） 取彈性滑動(dòng)率=0.02 = （1-）=2.8=205.8mm 實(shí)際傳動(dòng)比==2.85 從動(dòng)輪的實(shí)際轉(zhuǎn)速===505.26 轉(zhuǎn)速誤差=1.7% 對(duì)帶式輸送裝備來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)速誤差在范圍是能接受的。 帶速 ==5.62 初定軸間距 0.7（+）（+） 0.7（

35、75+205）（75+205） 196 取=400mm 所需v帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 =2+ =2 =800+439.6+10.56 =1250.16mm 查表8—1—8選取 實(shí)際軸間距a =400mm 小帶輪包角 =- = = 單根v帶的基本額定功率 根據(jù)=75mm和=1440由表8—1—27（c）用內(nèi)插法得A型v帶的=0.68KW 額定功率的增量 根據(jù)和由表8—1—27（c）用內(nèi)插法得A型v帶的=0.17KW V帶的根數(shù)Z Z= 根據(jù)查表8—1—23得=0.9

36、5 根據(jù)=1250mm查表得8—1—8得=0.93 Z===6.38 取Z=7根 單根V帶的預(yù)緊力 =500（ 由表8—1—24查得A型帶m=0.10 則=500（=99.53N 壓軸力 ==2=1372N 繪制工作圖 圖4 V帶輪 3.2第一級(jí)圓柱齒輪設(shè)計(jì) 3.2.1選擇材料 選擇，和精度等級(jí)，參照表8—3—24和表8—3—25選取兩齒輪材料為：大，小齒輪都是40Cr，并經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)和表面淬火，齒面硬度是48-50HRc，精度等級(jí)是6級(jí)。按照硬度下限值，由圖8—3—8（d）中的MQ級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得==1120Mpa；由圖8—3—9（d）的MQ級(jí)質(zhì)量指標(biāo)看

37、得σFE1=σFE2=700Mpa, σFlim1=σFlim2=350 3.2.2按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì) 確定中心距a(按表8—3—28公式進(jìn)行設(shè)計(jì)) a>CmAa(μ+1) =1 K=1.7 取 確定模數(shù)m(參考表8—3—4推薦表) m=(0.007~0.02)a=1.4~4, 取m=3mm 確定齒數(shù)z,z z===20.51 取z=21 z=μz=5.521=115.5 取z=116 計(jì)算主要的幾何尺寸（按表8—3—5進(jìn)行計(jì)算） 分度圓的直徑 d=m z=321=63mm

38、 d=m z=3*116=348mm 齒頂圓直徑 d= d+2h=63+23=69mm d= d+2h=348+23=353mm 端面壓力角 基圓直徑 d= dcos=63cos20=59.15mm d= dcos=348cos20=326.77mm 齒頂圓壓力角 =arccos=31.02 = arccos=22.63 端面重合度 =[ z（tg-tg）+ z(tg-tg)] =1.9 齒寬系數(shù) ===1

39、.3 縱向重合度 =0 3.2.3齒輪校核 校核齒面接觸強(qiáng)度 （按表8—3—15校核） 強(qiáng)度條件：=[] 計(jì)算應(yīng)力：=ZZZZZ = 式中： 名義切向力F===2005N 使用系數(shù) K=1（由表8—3—31查?。? 動(dòng)載系數(shù) =（） 式中 V= A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.2 齒向載荷散布系數(shù) K=1.35（由表8—3—32按硬齒面齒輪，組裝時(shí)修整，6級(jí)精度K非對(duì)稱(chēng)支稱(chēng)公式計(jì)算） 齒

40、間載荷分配系數(shù) （由表8—3—33查?。? 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) =1.5（由圖8—3—11查取） 重合度的系數(shù) （由圖8—3—12查?。? 螺旋角系數(shù) （由圖8—3—13查?。? 彈性系數(shù) （由表8—3—34查?。? 單對(duì)齒嚙合系數(shù) Z=1 = =143.17MPa 許用應(yīng)力：[]= 式中：極限應(yīng)力=1120MPa 最小安全系數(shù)=1.1（由表8—3—35查?。? 壽命系數(shù)=0.9

41、2（由圖8—3—17查?。? 潤(rùn)滑劑系數(shù)=1.05（由圖8—3—19查取，按油粘度等于350） 速度系數(shù)=0.96（按由圖8—3—20查?。? 粗糙度系數(shù)=0.9（由圖8—3—21查?。? 齒面工作硬化系數(shù)=1.03（按齒面硬度45HRC，由圖8—3—22查取） 尺寸系數(shù)=1（由圖8—3—23查?。? 則： []==826MPa 滿(mǎn)足[] 校核齒根的強(qiáng)度 （按表8—3—15校核） 強(qiáng)度條件：=[] 許用應(yīng)力：

42、=； 式中：齒形系數(shù)=2.61， =2.2（由圖8—3—15（a）查?。? 應(yīng)力修正系數(shù)，（由圖8—3—16（a）查?。? 重合度系數(shù) =1.9 螺旋角系數(shù)=1.0（由圖8—3—14查取） 齒向載荷分布系數(shù)==1.3（其中N=0.94，按表8—3—30計(jì)算） 齒間載荷分配系數(shù)=1.0（由表8—3—33查?。? 則 =94.8MPa ==88.3MPa 許用應(yīng)力：[]= （按值較小齒輪校核） 式中： 極限應(yīng)力=350MPa 安全系數(shù)=1.25（按表8—3—35查?。?

43、 應(yīng)力修正系數(shù)=2（按表8—3—30查?。? 壽命系數(shù)=0.9（按圖8—3—18查取） 齒根圓角敏感系數(shù)=0.97（按圖8—3—25查?。? 齒根表面狀況系數(shù)=1（按圖8—3—26查取） 尺寸系數(shù)=1（按圖8—3—24查?。? 則 []= 滿(mǎn)足，〈〈[] 驗(yàn)算結(jié)果安全 3.2.4齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算 確定使用齒厚偏差代號(hào)為：6KL GB10095—88（參考表8—3—54選取）。 確定齒輪的三個(gè)公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值（參考表8—3—58查?。┑冖窆?/p>

44、差組檢驗(yàn)切向綜合公差，==0.063+0.009=0.072mm,(按表8—3—69計(jì)算，由表8—3—60，表8—3—59查取)；第Ⅱ公差組檢驗(yàn)齒切向綜合公差，=0.6（）=0.6（0.009+0.011）=0.012mm，（按表8—3—69計(jì)算，由表8—3—59選?。坏冖蠊罱M檢測(cè)齒向公差=0.012（由表8—3—61選?。? 確定齒輪的試驗(yàn)項(xiàng)目和公差值（見(jiàn)表8—3—58）齒輪，切線長(zhǎng)度偏差檢驗(yàn)。按齒厚偏差的代號(hào)KL，根據(jù)表8-3-53m的計(jì)算式求得齒厚的上偏差= 12 = 120.009 = - 0.108mm，齒厚下偏差= 16 = 160.009 = - 0.144mm；公法線的平

45、均長(zhǎng)度上偏差= * cos-0.72sin = -0.108cos-0.72 = - 0.110mm，下偏差= cos + 0.72sin = - 0.144cos + 0.720.036sin = - 0.126mm；按表8-3-19及其表注說(shuō)明求得公法線長(zhǎng)度= 87.652，跨齒數(shù)k = 10，則公法線長(zhǎng)度偏差可表示為：，對(duì)齒輪傳動(dòng)，檢驗(yàn)中心距極限偏差，根據(jù)中心距= 200mm，由表查得8-3-65查得=；檢驗(yàn)接觸斑點(diǎn)，由表8-3-64查得接觸斑點(diǎn)沿齒高不小于40%，沿齒長(zhǎng)不小于70%；檢驗(yàn)齒輪副的切向綜合公差= 0.05 + 0.072 = 0.125mm（根據(jù)表8-3-58的表注3，由

46、表8-3-69，表8-3-59及表8-3-60計(jì)算與查?。?；檢驗(yàn)齒切向綜合公差= 0.0228mm，（根據(jù)8-3-58的表注3，由表8-3-69，表8-3-59計(jì)算與查取）。在身體上，平行試驗(yàn)，軸的= 0.012mm，= 0.006毫米（表8－3－63檢查）。根據(jù)表8的要求，- 3 - 66和8 - 3 - 67檢查確定齒坯的精度。車(chē)輪直徑50mm的確定根據(jù)大齒輪的功率和尺寸和形狀公差的6，即0.016mm，一個(gè)齒輪跳動(dòng)公差014毫米徑向和端面。 齒輪工作圖如下： 圖5 大齒輪 因?yàn)榈谝患?jí)齒輪傳動(dòng)比和第二級(jí)傳動(dòng)比一樣，則對(duì)齒輪的抉擇、計(jì)算及校核都和第一級(jí)相同。 3.3第三級(jí)

47、圓柱齒輪的設(shè)計(jì) 3.3.1選擇材料 決定σHlim，σFlim和精度等級(jí)： 參照表8—3—24和表8—3—25抉擇兩齒輪數(shù)據(jù)為：大，小齒輪都是40Cr，并且通過(guò)調(diào)質(zhì)和表面淬火，齒面硬度是48~50HRc，精度等級(jí)是6級(jí)。按照硬度下限值，由圖8—3—8（d）中的MQ級(jí)質(zhì)量指標(biāo)查得σHlim=σHlim=1120Mpa；由圖8—3—9（d）中的MQ級(jí)質(zhì)量指標(biāo)取得σFE1=σFE2=700Mpa, σFlim1=σFlim2=350 Mpa. 3.3.2按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì) 確定中心距a(按表8—3—28公式進(jìn)行設(shè)計(jì)) a>CmAa(μ+1) =1 K=1.7

48、 則 a=325mm 取a=400mm 確定模數(shù)m(參考表8—3—4推薦表) m=(0.007~0.02)a=2.8~8, 取m=4mm 確定齒數(shù)z,z z===28 取z=28 z=172 取z=172 計(jì)算主要的幾何尺寸（按表8—3—5進(jìn)行計(jì)算） 分度圓的直徑 d=m z=428=112mm d=m z==688mm 齒頂圓直徑 d= d+2h=112+24=120mm d= d+2h=688+24=696mm 齒根圓直徑

49、 端面壓力角 基圓直徑 d= dcos=112cos20=107.16mm d= dcos=688cos20=646.72mm 齒頂圓壓力角 =arccos= = arccos= 端面重合度 =[ z（tg-tg）+ z(tg-tg)] =1.15 齒寬系數(shù) ===1.3 齒寬 縱向重合度 =0 3.3.3校核齒輪 校核齒面接觸強(qiáng)度 （按表8—3—30校核

50、） 強(qiáng)度條件：=[] 計(jì)算應(yīng)力：=ZZZZZ = 式中： 名義切向力F===34107N 使用系數(shù) K=1（由表8—3—31查?。? 動(dòng)載系數(shù) =（） 式中 : V= A=83.6 B=0.4 C=6.57 =1.05 齒向載荷散布系數(shù) K=1.35（由表8—3—32按硬齒面齒輪，裝備時(shí)檢修調(diào)6級(jí)精度K非對(duì)稱(chēng)支稱(chēng)公式計(jì)算） 齒間載荷分配系數(shù) （由表8—3—33查?。? 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) =1.5（由圖8—3—11查取） 重合度的系數(shù) （由圖8—3—12查?。? 螺旋角系

51、數(shù) （由圖8—3—13查取） 彈性系數(shù) （由表8—3—34查?。? 單對(duì)齒齒合系數(shù) Z=1 = =301.42MPa 許用應(yīng)力：[]= 式中：極限應(yīng)力=1120MPa 最小安全系數(shù)=1.1（由表8—3—35查取） 壽命系數(shù)=0.92（由圖8—3—17查?。? 潤(rùn)滑劑系數(shù)=1.05（由圖8—3—19查取，按油粘度等于350） 速度系數(shù)=0.96（按由圖8—3—20查取） 粗糙度系數(shù)=0.9（由圖8—3—21查?。? 齒面工作硬化系數(shù)=

52、1.03（按齒面硬度45HRC，由圖8—3—22查?。? 尺寸系數(shù)=1（由圖8—3—23查取） 則： []==826MPa 滿(mǎn)足[] 校核齒根的強(qiáng)度 （按表8—3—15校核） 強(qiáng)度條件：=[] 許用應(yīng)力： =； 式中：齒形系數(shù)=2.61， =2.2（由圖8—3—15（a）查取） 應(yīng)力修正系數(shù)，（由圖8—3—16（a）查取） 重合度系數(shù) =1.9 螺旋角系數(shù)=1.0（由圖8—3—14查?。? 齒向載荷分布系數(shù)==1.3（其中N=0.94，按表8—3—30計(jì)算） 齒間載荷分配系數(shù)=1.0（由表8—3—33查取）

53、 則 =94.8MPa ==88.3MPa 許用應(yīng)力：[]= （按值較小齒輪校核） 式中： 極限應(yīng)力=350MPa 安全系數(shù)=1.25（按表8—3—35查?。? 應(yīng)力修正系數(shù)=2（按表8—3—30查?。? 壽命系數(shù)=0.9（按圖8—3—18查?。? 齒根圓角敏感系數(shù)=0.97（按圖8—3—25查取） 齒根表面狀況系數(shù)=1（按圖8—3—26查取） 尺寸系數(shù)=1（按圖8—3—24查?。? 則 []= 滿(mǎn)足，〈〈[] 驗(yàn)算結(jié)果安全 3.3.4齒輪及齒輪副精度的檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算

54、 確定齒厚偏差代號(hào)為：6KL GB10095—88（參考表8—3—54查?。? 確定齒輪的三個(gè)公差組的檢驗(yàn)項(xiàng)目及公差值（參考表8—3—58查?。? 第Ⅰ公差組檢驗(yàn)切向綜合公差，==0.063+0.009=0.072mm,(按表8—3—69計(jì)算，由表8—3—60，表8—3—59取得)； 第Ⅱ公差組測(cè)驗(yàn)齒切向綜合公差，=0.6（）=0.6（0.009+0.011）=0.012mm，（按表8—3—69計(jì)算，由表8—3—59取得）； 第Ⅲ公差組測(cè)驗(yàn)齒向公差=0.012（由表8—3—61取得）。 齒輪的切線長(zhǎng)度偏差的試驗(yàn)。按齒厚偏差的代號(hào)根據(jù)表8-3-53的計(jì)算式求得齒厚的上偏差：KL，- 12-

55、 120.0090.108mm為齒厚下偏差表示16–，160.009==0.144mm為公法線的平均長(zhǎng)度上偏差為cos-0.72sin——-0.108cos-0.72；0.110mm***=-下偏差為=，0.72sinCOS0.144cos+0.720.036sin+=-按表8-3-19及其表注說(shuō)明求得公法線長(zhǎng)度——0.126mm為=；k =87.652，跨齒數(shù)：10，則公法線長(zhǎng)度偏差可表示為對(duì)齒輪傳動(dòng)檢驗(yàn)中心距極限偏差根據(jù)中心距為，，200MM，由表查得8-3-65查得為檢驗(yàn)接觸斑點(diǎn)；由表8-3-64查得接觸斑點(diǎn)沿齒高不小于沿齒長(zhǎng)不小于，了70%40%，0.05 += 0.072檢驗(yàn)齒輪副的

56、切向綜合公差；=（根據(jù)表為8-3-58的表注由表8-3-69表～3，及表8-3-60計(jì)算與查取3~59，（0.0228mm；檢驗(yàn)齒切向綜合公差為），根據(jù)8-3-58的表注由表8-3-69表8-3-59上，3，計(jì)算與查取主體上，）了。平行性測(cè)試，軸的0.012mm為（表8，0.006mm=- 3 -63的支票）。 按照表8-3-66和8-3-67支票要求決定齒輪的精度。有輪子的直徑50MM的大齒輪按照功率及尺寸與形狀公差為6級(jí)0.016mm就是，，齒輪跳動(dòng)容忍0.014毫米的徑向、端面。 齒輪如圖6所示： 圖6 小齒輪 3.4中間軸的設(shè)計(jì) 3

57、.4.1計(jì)算作用在軸上的力 大輪的受力： 圓周力 == 徑向力 軸向力 小輪的受力： 圓周力 = 徑向力 = 軸向力 = 3.4.2計(jì)算支力和彎矩 垂直平面中的支反力 水平面中的支反力 = =2752.3N = =261N 支點(diǎn)的合力 ， = 軸向力 應(yīng)該由軸向固定軸承來(lái)承接。 垂直彎矩 截面Ⅰ—Ⅰ 截面Ⅱ—Ⅱ 水平彎矩 截面Ⅰ—Ⅰ 截面Ⅱ—Ⅱ =2752

58、 =504N 合成彎矩 截面Ⅰ—Ⅰ 截面Ⅱ—Ⅱ 計(jì)算軸徑 截面Ⅰ—Ⅰ 截面Ⅱ—Ⅱ 圖7 軸的受力和結(jié)構(gòu)尺寸簡(jiǎn)圖 3.4.3對(duì)截面進(jìn)行校核 截面Ⅰ—Ⅰ校核 （由表4—1—2得） 齒輪軸的齒 （由表4—1—17得） （由表4—1—17得） S>1.8 則 軸的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求 截面Ⅱ—Ⅱ校核 （由表4—1—2得） 齒輪軸的齒 （由表4—1—17得） （由表4—1—17得

59、） S>1.8 則 軸的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求 3.4.4中間軸的工作圖 中間軸的尺寸及配合公差等如圖8所示： 圖8 中間軸 3.5主軸設(shè)計(jì) 3.5.1計(jì)算作用在軸上的力 齒輪的受力 扭矩 T T= 圓周力 == 徑向力 軸向力 工作盤(pán)的合彎矩 Mt=[(M0+M)/2]/K=8739（Nm）式中，K是折彎時(shí)的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，K=1.05 按上述計(jì)算方法一樣能夠取得Ф50I級(jí)鋼筋（σb=450 N/mm2）彎矩所需要的彎矩：Mt=8739（Nm） 由公式Mt=式中 F是撥斜柱對(duì)鋼筋的作用力；Fr是F的徑向分力;a

60、是F與鋼筋軸線夾角。 則 工作盤(pán)的扭矩 所以T>齒輪能夠帶動(dòng)工作盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng) 3.5.2計(jì)算支力和彎矩 垂直平面中的支反力 水平面中的支反力 = =11198.37N = =-3217.9N 支點(diǎn)的合力 ， = 軸向力 應(yīng)該由軸向固定的軸承來(lái)固定。 垂直彎矩 截面Ⅰ—Ⅰ 截面Ⅱ—Ⅱ 水平彎矩 截面Ⅰ—Ⅰ 截面Ⅱ—Ⅱ =11198.37 =-66.77N 合成彎矩

61、 截面Ⅰ—Ⅰ 截面Ⅱ—Ⅱ 計(jì)算軸徑 截面Ⅰ—Ⅰ 截面Ⅱ—Ⅱ 3.5.3對(duì)截面進(jìn)行校核 截面Ⅰ—Ⅰ校核 （由表4—1—2得） 齒輪軸的齒 （由表4—1—17得） （由表4—1—17得） S>1.8 所以軸的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求 主軸工作圖 圖9 4鋼筋彎曲機(jī)的建模與仿真設(shè)計(jì) 4.1 UG簡(jiǎn)介 UG是Unigraphics的簡(jiǎn)稱(chēng)。這是一個(gè)互動(dòng)的CAD／

62、CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造）系統(tǒng)，它功能強(qiáng)大，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的實(shí)體和其他建筑。這主要是基于工作站，但隨著PC硬件的發(fā)展和個(gè)人用戶(hù)的快速增長(zhǎng)，PC上的應(yīng)用取得了快速的成長(zhǎng)?，F(xiàn)在它已成為模具行業(yè)的三維設(shè)計(jì)應(yīng)用的主流。 UG開(kāi)發(fā)始于1990、七月，它是基于C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。UG一二和立體空間沒(méi)有采用自適應(yīng)網(wǎng)格方法進(jìn)行軟件工具的偏微分方程的數(shù)值解柔性網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)具有足夠的靈活性，以支持多個(gè)離散格式。所以該軟件可用于許多不同的應(yīng)用程序。 一特定的需要從應(yīng)用知識(shí)過(guò)程中（自然科學(xué)或工程）模擬數(shù)學(xué)（和，計(jì)算數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)分析。然而，所有這些技術(shù)在復(fù)雜應(yīng)用的用途和不太易。這是

63、因?yàn)樗羞@些方法的組合需要巨大的復(fù)雜性和跨學(xué)科知識(shí)。軟件的最終實(shí)現(xiàn)也越來(lái)越復(fù)雜，使人能超越管理范圍。一些非常成功的解偏微分方程的技術(shù)，特別是網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)加密（adaptivemeshrefinement）在過(guò)去的十年內(nèi)，多重網(wǎng)格方法已經(jīng)研究的數(shù)學(xué)家，并隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的巨大進(jìn)步，尤其是大規(guī)模并行計(jì)算機(jī)的發(fā)展帶來(lái)了許多新的可能性。 UG的目標(biāo)是用最新的數(shù)學(xué)技術(shù)，即自適應(yīng)局部網(wǎng)格加密，多重網(wǎng)格和并行計(jì)算，為解決復(fù)雜的應(yīng)用程序的一個(gè)靈活的、可復(fù)用的軟件庫(kù)。 4.2主要零件造型 4.2.1工作臺(tái) 工作臺(tái)是鋼筋彎曲機(jī)的主要組成部分，主要由三個(gè)圓柱體組成，在底部有孔。工作臺(tái)的建立是

64、彎曲機(jī)整個(gè)建模過(guò)程的基礎(chǔ)工作，需要充分利用UG的草圖、拉伸求和、拉伸求差、孔、邊倒圓等功能。首先要建立起整個(gè)工作臺(tái)的輪廓，然后添加凸臺(tái)、圓角、孔等特征。如圖10所示。 圖10 工作臺(tái)立體圖 4.2.2齒輪 齒輪機(jī)構(gòu)是機(jī)械機(jī)構(gòu)中被廣泛應(yīng)用的一種高效率的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以傳遞空間兩軸或多軸間的傳動(dòng)和動(dòng)力，具有傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)比精確、功率范圍大、工作壽命長(zhǎng)以及工作性能安全可靠等特點(diǎn)。 可調(diào)速鋼筋彎曲機(jī)的調(diào)速功能主要依靠大小齒輪之間的嚙合來(lái)控制，齒輪的主要參數(shù)是漸開(kāi)線、基圓、齒頂圓、分度圓、齒數(shù)和模數(shù)等參數(shù)，在輸入完成一個(gè)表達(dá)式方程組之后即可通過(guò)簡(jiǎn)單修改齒數(shù)來(lái)快速繪制不同特征的

65、齒輪模型。當(dāng)所有模型制作完成之后即可開(kāi)始虛擬裝配。 大齒輪模型的建立 啟動(dòng)UG軟件，在表達(dá)式一欄一次輸入如下表達(dá)式方程： 模數(shù)：m=3 齒數(shù)：z=116 壓力角：a=20 漸開(kāi)線展角：b=45*t 基圓：db=m*z*cos(a) 齒根圓：df=(z-2.5)*m 分度圓：d=z*m 齒頂圓：da=(z+2)*m 漸開(kāi)線方程：x=db*cos(b)/2++(b*pi()/360*db*sin(b) y=db*sin(b)/2-(b*pi()/360)*db*cos(b) z=0 輸入完成之后便可導(dǎo)出到文

66、件夾，方便下次使用。 完成之后先繪制大齒輪的漸開(kāi)線，然后添加齒頂圓、齒根圓和分度圓等，再應(yīng)用UG的“實(shí)例特征”功能繪制出一個(gè)特征齒，拉伸出實(shí)體后使用“陣列”功能來(lái)完善齒輪，最后添加上鍵槽、沉孔等特征。完成之后的大齒輪模型如圖11所示。 圖11 大齒輪的三維模型 小齒輪模型的建立 導(dǎo)入大齒輪的表達(dá)式，齒數(shù)z的值改為21，繪制好漸開(kāi)線之后創(chuàng)建出小齒輪的基本模型，然后添加上通孔和鍵槽等特征。完成后的模型如圖12所示。 圖12 小齒輪的三維模型 4.2.3軸 軸的主體模型使用草圖和拉伸功能可以輕松完成，在建立好主體模型之后于需要加工鍵槽的曲面插入新的基準(zhǔn)面，繪制好鍵槽的草圖之后使用拉伸求差功能加工出鍵槽，再添加倒角、圓角等特征。效果如下圖所示。 圖13 中間軸的三維模型 圖14 主軸的三維模型 其他零件的模型較為簡(jiǎn)單，運(yùn)用UG基本功能可以輕松完成，這里就不一一介紹了。 圖15 支架立體圖 4.2.4彎曲機(jī)三維