【正文】 () 同步 滿載 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速 r/min) 總傳 齒輪傳 減速器 動(dòng)比 動(dòng)比 1 1500 1440 240 11 2 1500 1440 240 35 由于電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速較大，一般在 1500r/min，通過減速器難以實(shí)現(xiàn)門體轉(zhuǎn)速 6r/min，因此在選電機(jī)時(shí)可以選用帶減速器的電機(jī)來實(shí)現(xiàn)要求。查文 獻(xiàn) [3]中小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪的材料選用 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240HBS，其材料硬度相差40HBS。由 文獻(xiàn) [3]中圖 10— 3 查得 FaKK?? 由文獻(xiàn) [3]中表 102 查得兩段的齒輪的使用系數(shù) ? ， 由文獻(xiàn) [3]中表 1047 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承懸臂布置時(shí)， 2 2 31. 12 0. 18 ( 1 0. 6 ) 0. 23 10H d dKb? ?? ?? ? ? ? ? 式 () 將數(shù)據(jù)代入后得 31 .4 0 .1 8 ( 1 6 .7 ) 1 0 .2 3 1 0 5 2 .8 5 2 .7 9HK ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 式 () 由 b/h=, HK? =，查文獻(xiàn) [3]中圖 1013 得 FK? = 故載荷系數(shù) 1 .2 5 1 .4 1 .2 2 .7 9 5 .8 5 9A V H HK K K K K??? ? ? ? ? ? 式 () 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式可得 331 K 5 .8 5 95 7 .8 5 9 6 .8 2K 1 .2 5td d m mt? ? ? ?1 式 () 計(jì)算模數(shù) 9 6 . 8 23 . 2 330dm m mz? ? ?11 式 () 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)計(jì)算公式 ? ?3 22 Fa SadFYYKTm z??????????? 式 (） ① 確定計(jì)算公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù) 由文獻(xiàn) [3]中圖 1020c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1 500FE MPa? ? ；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2 380FE MPa? ? ； 由文獻(xiàn) [3]中圖 1018 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? ， 2 ? ； 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，由下式得 ? ? 11 0 . 8 9 5 0 0 3 1 7 . 8 61 . 4F N F EF K M P aS ?? ? ?? ? ?1 式 () ? ? 22 0 . 9 3 3 8 0 2 5 2 . 4 31 . 4F N F EF K M P aS ?? ? ?? ? ?2 式 () 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 4 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 計(jì)算載荷系數(shù) K 1 .2 5 1 .4 1 .2 2 .6 5 5 .5 6 5A V H FK K K K K??? ? ? ? ? ? 式 () 查取齒形系數(shù) 由文獻(xiàn) [3]中表 105 查得 1 ? ， 2 ? ； 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由文獻(xiàn) [3]中表 105 可查得 1 ? ， 2 ? ； 計(jì)算大、小齒輪的 ? ?Fa SaFYY?? 并加以比較 ? ?11 2 .5 2 1 .6 2 5 0 .0 1 2 8 8 33 1 7 .8 6F a S aFYY? ? ???1 式 () ? ?22 2 . 1 0 1 . 9 0 . 0 1 5 8 12 5 2 . 4 3F a S aFYY? ? ???2 式 () 由上式可得大齒輪的數(shù)值較大。 表 電機(jī)參數(shù)表 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率（ W） 額定電流（ A） 額定電壓（ V） 效率（ %） 功率因素 最 大 轉(zhuǎn) 矩額 定 轉(zhuǎn) 矩 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 2( . )kgm 飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Y8814 550 380 73 ①驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī) 對(duì)于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的變頻器必須同時(shí)滿足下列 3 項(xiàng)計(jì)算公式： 滿足負(fù)載輸出 /kVA： cosmcm kPP ??? 式 () 550( )?? ? ? 滿足電動(dòng)機(jī)容量 /kVA： 310 3cm e eP U I?? 式 () 31 0 3 3 8 0 1 . 5 10 . 9 4?? ? ? ?? 滿足電動(dòng)機(jī)電流 /A： cm eI kI? 式（ ) ??? 式中： cmP 為變頻器的容量 /kVA mP 負(fù)載要求的電動(dòng)機(jī)軸輸出功率 /kw eU 電動(dòng)機(jī)額定電壓 /v eI 電動(dòng)機(jī)額定電流 /A ? 電動(dòng)機(jī)效率 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 控制系統(tǒng)部分設(shè)計(jì) 24 cos? 電動(dòng)機(jī)功率因數(shù) k 電流波形補(bǔ)償系數(shù) k 是電流波形補(bǔ)償系數(shù) ，由于變頻器的輸出波形并不是完全的正弦波，而含有高次諧波的成分，其電流應(yīng)有所增加。當(dāng)反饋能量過大時(shí)，變頻器本身的過電壓保護(hù)電路將會(huì)動(dòng)作并切斷變頻器的輸出，使電動(dòng)機(jī)處于自由減速狀態(tài)，反而無法達(dá)到快速減速的目的。所以制動(dòng)電阻的最小值 min /ccR U I? 。該變頻器的參數(shù)如下； 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 控制系統(tǒng)部分設(shè)計(jì) 27 表 變頻器參數(shù)表 變頻器型號(hào) JP6CT79 適配電動(dòng)機(jī)功率 /kW 額 定 電 流 額定容量 /kVA 電壓 /V 3相 ,380~440 額定頻率 /Hz 50/60 額定電流 /A 額定過載 短時(shí)間 額定電流的 150%1min 電 源 相數(shù) ,電壓 ,頻率 3相 ,380~440,50Hz/60Hz 允許波動(dòng) 電壓 10%~15%,頻率 5%~5% 瞬間電壓降低范圍 310V以上 ,繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 所需電源容量 /kVA 輸 出 功 率 調(diào)整 最高頻率 /Hz 50~400可變?cè)O(shè)定 基本頻率 /Hz 50~400可變?cè)O(shè)定 啟動(dòng)頻率 /Hz ~60可變?cè)O(shè)定 載波頻率 /Hz 2~6可變?cè)O(shè)定 精度 模擬設(shè)定 設(shè)定分辨率 模擬設(shè)定 控 制 電壓 /頻率特性 用基本頻率可變?cè)O(shè)定 320~440V 電矩提升 自動(dòng) :按照負(fù)載轉(zhuǎn)矩 ,調(diào)整至最 佳 手動(dòng)設(shè)定 :~ 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 150%以上 (轉(zhuǎn)矩矢量控制 ) 制 動(dòng) 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 100%以上 可選使用時(shí) 150%以上 (用 DBR時(shí) ) 直流制動(dòng) 可設(shè)定制動(dòng)開關(guān)開始頻率 ,時(shí)間等 外殼防護(hù)等級(jí) IP40 冷卻方式 自冷 質(zhì)量 /kg 傳感器與安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ①檢測(cè)傳感器的選用 檢測(cè)系統(tǒng)是由安裝于門口上面的四個(gè)傳感器來實(shí)現(xiàn)的，其主要功能是感知人的進(jìn)出從而發(fā)出開門信號(hào)。 紅外線防夾安全感應(yīng)器防止門扇與曲壁柱之間夾傷行人，當(dāng) 人在 門扇 與 曲壁立柱 安全距離內(nèi) 時(shí)，感應(yīng)器與接近開關(guān)信號(hào)同時(shí)生效 ,門扇 應(yīng) 馬上停止。如果在防夾區(qū)域內(nèi)，則接近感應(yīng)器發(fā)出信號(hào)表示，如果此時(shí)有人進(jìn)入防夾區(qū)則有可能被夾。因此當(dāng)人在防夾區(qū)域時(shí)，傳感器只有通過豎直檢測(cè)才不會(huì)誤判。這時(shí)我們就需要接近開關(guān)，當(dāng)門靠近門停位置時(shí)，就產(chǎn)生信號(hào)發(fā)出制動(dòng)信息，使門體在這個(gè)位置。根據(jù)相關(guān)自動(dòng)門產(chǎn)品類推，可選用 5mm 感應(yīng)距離高周波振動(dòng)角柱型接近開關(guān) 。 6)接近開關(guān)的選用 而鎖門接近開關(guān)則時(shí)為了看門翼是否靠近門的鎖門位置，因此應(yīng)該安裝在門安裝電子鎖的位置附近。 ⑤防碰功能 行 人在旋轉(zhuǎn)門內(nèi)通行過程中， 如遇到門扇碰到行人腳后跟，則門立即停轉(zhuǎn)，以防止碰傷行人。過載消除后門自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。沒扇門扉底邊裝有全開內(nèi)藏式感應(yīng)器，如碰到物體或受壓，門扇馬上停止轉(zhuǎn)動(dòng)，防止門扇打倒行人。 由以上可得，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性原則。 Middl、 high、殘疾、開關(guān)為 LA2，急停開關(guān)為 LA2（紅色）， STOP 關(guān)為 LA2A 紅色（十字型）。因此，選擇型號(hào)為 ZBA10/24 型整流器，它的輸入電壓為交流220V，輸出電壓為直流 0～ 24V，額定電流 10A。雙向晶閘管輸出（交流）和達(dá)林頓晶體管輸出（直流）都屬干無觸點(diǎn)開關(guān)輸出，適用于通斷頻繁的感性負(fù)載。當(dāng)輸入口端連接電感類設(shè)備時(shí) ,為了防止電路關(guān)斷時(shí)刻產(chǎn)生高電壓對(duì)輸入輸出口造成破壞 ,應(yīng)在感性元件兩端加接保護(hù)元件。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 控制系統(tǒng)部分設(shè)計(jì) 33 表 輸入地址分配表 輸入地址 對(duì)應(yīng)的外部設(shè)配 急停按鈕 殘疾按鈕 STOP開關(guān) Middle開關(guān) High高速按鈕 鎖鑰 直流制動(dòng)接 近開關(guān) 防夾接近開關(guān) 1 紅外線傳感器 1 防撞傳感器 1 防碰傳感器 1 防夾傳感器 1 變頻過載報(bào)警輸入 鎖門接近開關(guān) 防夾接近開關(guān) 2 紅外線傳感器 2 紅外線傳感器 3 紅外線傳感器 4 防撞傳感器 2 防碰傳感器 2 防夾傳感器 2 防碰傳感器 3 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 控制系統(tǒng)部分設(shè)計(jì) 34 表 輸出地址分配表 輸出地址 信號(hào)內(nèi)容 上電及報(bào)警信號(hào) 電磁鎖控制繼電器 電動(dòng)機(jī)啟停（變頻器智能端子 FWD） 速度控制（變頻器職能端子 X2） 速度控制（變頻器職能端子 X1） 直流制動(dòng)（變頻智能端子 REV） 變頻器復(fù)位（變頻智能端子 RESET） 表 控制系統(tǒng)電氣元件表 序號(hào) 符號(hào) 名稱 型號(hào) 規(guī)格 1 SB1 停止按鈕開關(guān) LAY8 紅色， DC24V 2 SB2 停止按鈕開關(guān) LAY8 紅色， DC24V 3 SB3 高速按鈕開關(guān) LAY8 綠色， DC24V 4 SB4 高速按鈕開關(guān) LAY8 綠色， DC24V 5 SB5 中速按鈕 開關(guān) LAY8 綠色， DC24V 6 SB6 中速按鈕 開關(guān) LAY8 綠色， DC24V 7 SB7 殘疾按鈕開關(guān) LAY8 綠色， DC24V 8 SB8 殘疾按鈕開關(guān) LAY8 綠色， DC24V 9 SA1 急停開關(guān) LW22 DC24V 10 SA2 電 磁鎖 D4JL DC24V 11 FR1 熱繼電器 JR16B20／ 3 12 報(bào)警指示燈 XD8 DC24V 13 FU PLC 輸入回路熔斷器 RL115 6 級(jí) 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 控制系統(tǒng)部分設(shè)計(jì) 35 圖 PLC接線圖 軟件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 1)當(dāng)電源打開時(shí)，要設(shè)置 PLC 的上電程序，由于西門子 PLC 系統(tǒng)有專門的特殊內(nèi)部繼電器 ，用內(nèi)部繼電器 ，則程序設(shè)計(jì)如下；