【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 壓無負(fù)載時(shí)，分合操動(dòng)之用。其使用環(huán)境條件：海拔高度不超過 1000 米；周圍介質(zhì)溫度不高于 +40℃，不低于 30℃（注：海拔高度及周圍介質(zhì)溫度不能滿足上述條件時(shí)，可按 GB311— 64國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求使用此種隔離開關(guān)）；無大量導(dǎo)電氣體和塵埃及去爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所；風(fēng)壓不超過 700pa（相當(dāng)于風(fēng)速 34m/s）。 HGW4— 10KV 型戶外隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)由底座、支柱瓷絕緣子、導(dǎo)電部分及接地部分組成。每極有兩個(gè)瓷柱，一個(gè)瓷柱裝在底座一端軸承上，另一個(gè)瓷柱固定在 9 底座的另一端，其導(dǎo)電部分采用閘刀插入式結(jié)構(gòu)分成兩半，分別固定 在兩個(gè)瓷柱的頂端，作水平分閘運(yùn)動(dòng)。觸頭接觸地方在兩個(gè)瓷柱的中間，當(dāng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)操動(dòng)時(shí)，裝在底座軸承上一端的瓷柱幾導(dǎo)電體轉(zhuǎn)動(dòng) 91176。，另一端固定，閘刀便向同一側(cè)方向斷開或閉合。接地型開關(guān)當(dāng)閘刀斷開時(shí)，接地連桿可開始聯(lián)動(dòng)，合閘動(dòng)作先把接地開關(guān)斷開，再閉合開關(guān)。 控制電路的設(shè)計(jì) （ 1）合分閘的指示燈控制電路 圖 32 合、分閘的指示燈控制電路 （ 2）合分閘開關(guān)的控制電路 （ 1） 10 （ 2） 圖 33 合、分閘開關(guān)的控制電路 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 由選定的電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 mn 和高壓斷路器主軸轉(zhuǎn)速 n ,可得傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 ai ，即 m i n5 m i n17 ??? rrnni ma （ 33） 總傳動(dòng)比為各級(jí)傳動(dòng)比的乘積，即 na iiii ???? 21 （ 34） 所以有 21iiia ?? （ 35） 初步選取 ?i ， 則 ??? iii a 確定傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1 各軸轉(zhuǎn)速 查機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 [6]，由公式算得 min171 rrinn m ???? （ 36） m in5 m rrinn ??? ??? （ 37） 2 各軸輸入功率 P 、輸出功率 39。P 11 WWdd ?????????? ? 電?? （ 38） WW ???????????? ???? 齒輪軸套 ??? WW 39。 ??????? ?? 軸套? （ 39） WW 39。 ??????? ???? 軸套? 3 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 ? 、輸出轉(zhuǎn)矩 39。? 電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為 mNmNmNn mdd ????????? 0955 0 （ 310） mNmNii dd ??????????????? ? 電?? （ 311）mNmNi ???????????? ??? ? mNmN ????????? ?? 39。 軸套? （ 312） mNmN ????????? ???? 1 1 339。 軸套? 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表： 表 32 各軸運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 根據(jù)選擇的微電機(jī)和計(jì)算出來的傳動(dòng)裝置的數(shù)據(jù)參數(shù)， 對(duì)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行預(yù)設(shè)計(jì)，畫出預(yù)設(shè)計(jì)的三維效果視圖，如下圖所示： 功率 P/W 轉(zhuǎn)矩 T/ mN? 轉(zhuǎn)速 n minr 輸入 輸出 輸入 輸出 電動(dòng)機(jī)軸 70 17 I 軸 II 軸 5 12 圖 34 預(yù)設(shè)計(jì)三維效果圖 13 4 主要零部件的設(shè)計(jì)和工藝制定 齒輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算 確定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) （ 1）由于傳遞的功率和轉(zhuǎn)矩不是很大，考慮到齒輪加工的難易程度和成本等因素，故而選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 （ 2）此負(fù)載開關(guān)的主軸轉(zhuǎn)速不大，所以齒輪傳動(dòng)的速速不高，故選用 7 級(jí)精度即可滿足要求。 （ 3）材料選取 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 28~32HRC，小齒輪齒面硬度略高于大齒輪齒面硬度。 （ 4）初步 選取小齒輪齒數(shù) 201?z ，大齒輪齒數(shù) ????? ziz 。 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 查機(jī)械設(shè)計(jì) [7]得齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為 ? ?3 239。1 ???????? ???????? ?HEdt uud ?? （ 41） （ 1） 確定公式中各計(jì)算數(shù)值 1）由于載荷不大，初步試選載荷系數(shù) ??t ； 2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mmNmN ????? ? 39。 ； 3）小齒輪做懸臂布置，選取齒寬系數(shù) ?d? ； 4）由齒輪的材料，查機(jī)械設(shè)計(jì)得材料的彈性影響系數(shù) MPaE ?? ； 5）按齒面硬度，查機(jī)械設(shè)計(jì)得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 7801lim ?? ，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPaH 7602lim ?? ； 6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 21 ???????? ? hjLnN （ 42） 22212 ????? iNN （ 43） 7）按計(jì)算出的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，取得 接觸疲勞壽命系數(shù) ???N ， ???N ； 14 8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取安全系數(shù) 1?S ，則 ? ? MP aMP aSN i m11 ?????? ??? ?? （ 44） ? ? MP aMP aSN ?????? ??? ?? （ 2） 計(jì)算 1）試算小齒輪分度圓直徑 td1 ，代入 ? ??? 中較小的值 即 ? ?3 239。1 ???????? ??????????? ?? uuddtt mm3 21216 ??????????? ? 2）計(jì)算圓周速度 v smsmndv t 1 ?? ????? ? ?? （ 45） 3）計(jì)算齒寬 mmmmdb td ????? ? 4）計(jì)算齒寬與齒高之 比 hb 模數(shù) mmmmZdm tt ??? （ 46） 齒高 mmmmmh t ???? （ 47） 所以 ?? mmmmhb 5）計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) smv ? ， 7 級(jí)精度，查機(jī)械設(shè)計(jì)得動(dòng)載荷系數(shù) ?vK ； 由于是直齒輪，所以取 1??? ?? FKK ； 此齒輪傳動(dòng)并不經(jīng)常運(yùn)作，運(yùn)作時(shí)，載荷也較平穩(wěn)，故而查機(jī)械設(shè)計(jì)得使用系數(shù) 1?AK ； 由 7 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置，用插值法查機(jī)械設(shè)計(jì)，得 15 ??HK ； 由 ?hb ， ??HK 查機(jī)械設(shè)計(jì)得 ??FK ； 故，載荷系數(shù) ?????? ?? HHvA KKKKK （ 48） 6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 mmmmKKddtt 3311 ????? （ 49） 7） 計(jì)算模數(shù) mmmmzdm ??? （ 410） 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 查機(jī)械設(shè)計(jì)得齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為 ? ?3 2139。2 ???????? ????? ?FSaFad zKm ?? （ 411） （ 1）確定公式中的各計(jì)算數(shù)值 1）由齒面硬度，查機(jī)械設(shè)計(jì)得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 5401 ?? ，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 5202 ?? ； 2）由應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)得彎曲疲勞壽命系數(shù)為 ?FNK , ?FNK ； 3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) ?S ，則有 ? ? MP aMP aSK FEFNF ????? ?? （ 412） ? ? MP aMP aSK FEFNF ????? ?? 4）計(jì)算載荷系數(shù) ?????? ?? FFvA KKKKK （ 413） 5）查取齒形系數(shù) 按齒輪齒數(shù)，并用插值法查機(jī)械設(shè)計(jì)有 ??Fa ， ??Fa ； 6）查取應(yīng)力校正系數(shù) 16 按齒輪齒數(shù)，并用插值法查機(jī)械設(shè)計(jì)得 ??Sa ， ??Sa ； 7） 計(jì)算大小齒輪得 ? ?FSaFa???? ，并加以比較 ? ? 111 11 ?? ?????? MP aMP aF SaFa? （ 414） ? ? 112 22 ?? ?????? MP aMP aF SaFa ? 小齒輪的數(shù)值較大，用小齒輪的數(shù)值代入計(jì)算。 （ 2） 計(jì)算 ? ? mmmmzKm F SaFad 0 4 3 2 2 0 3 23 21 ??? ??????????? ????? ? ?? 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，故而可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) ，并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 ?m ，按接觸強(qiáng)度算得得分度圓直徑mmd ? 算出小齒輪得齒數(shù)。 即 1 ???? mmmmmdz （ 415） 則有 大齒輪齒數(shù) ????? ziz （ 416） 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免 浪費(fèi)。 齒輪幾何尺寸的計(jì)算 （ 1）計(jì)算分度圓直徑 mmmmmzd ???? （ 417） mmmzd ???? （ 2）計(jì)算中心距 mmmmdda 90252 21 ????? （ 418） （ 3）計(jì)算齒輪寬度 17 mmmmdb d ????? ? （ 419） 取大齒輪寬度 mmB 152 ? ，小齒輪寬度 mmB 201 ? 根據(jù)算得的數(shù)據(jù)，畫出大齒輪的三維效果圖，如下圖所示： 圖 41 大齒輪的三維視圖 軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 I 軸（小齒輪軸）的設(shè)計(jì)及計(jì)算 （ 1）求出 I 軸上傳 遞的功率 39。?? 、轉(zhuǎn)速 ?n 和傳遞的轉(zhuǎn)矩 39。?? 由前面的計(jì)算有 39。 ??? , rn ?? ， mN???? 39。 （ 2）初步確定 I 軸的最小直徑 選取軸的材料為 2Cr13，由于此操作機(jī)構(gòu)中的軸主要承受的是扭矩，故而按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算，并且許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ???? 取較大值， 0A 取較小值，查表，取870?A ， ? ? MPa55??? ,彎曲疲勞極限 MPa2901 ??? 則 18 mmmmnAd 3 33 39。0mi n ??????? ???? （ 420） 所以取 I 軸（小齒輪軸）的最小直徑為 mm15 。 II 軸（大齒輪軸）的設(shè)計(jì)及計(jì)算 （ 1）求 出 II 軸上傳遞的功率 39。??? 、轉(zhuǎn)速 ??n 和傳遞的轉(zhuǎn)矩 39。??? 由前面的計(jì)算有 39。 ???? , min5rn ??? ， mN ????? 39。 （ 2）初步確定 II 軸的最小直徑 則 mmmmnAd 33339。0m i n ?????????????? （ 421） 所以取 II