【導(dǎo)讀】以前的小機(jī)組盤(pán)車已經(jīng)難以在大機(jī)組上使用。本設(shè)計(jì)就是關(guān)于現(xiàn)在。國(guó)內(nèi)普遍裝機(jī)的300MW以上汽輪機(jī)檢修時(shí)所用盤(pán)車傳動(dòng)系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)。要利用汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的聯(lián)軸器法蘭，采用剖分齒輪與其用螺栓連接，得以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子，該盤(pán)車傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括：電動(dòng)機(jī)、減速器、齒輪傳動(dòng)。矩較大；傳動(dòng)比較大；兩嚙合齒輪中心距可以適當(dāng)調(diào)節(jié)，得以保證齒輪正確嚙合；支撐立柱高度可調(diào)。導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致。含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。明并表示了謝意。以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。對(duì)本文的研究做出重要貢。獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的。法律后果由本人承擔(dān)。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。

　　

【正文】 劑，使密封圈保持柔軟和彈性，有效減少潤(rùn)滑油漏； (3)減速機(jī)安裝位置的選擇。位置允許的情況下，盡量不采用立式安裝。立式安裝時(shí)，潤(rùn)滑油的添加量要比水平安裝多很多，易造成減速機(jī)發(fā)熱和漏油； (4)建立潤(rùn)滑維護(hù)制度?？筛鶕?jù)潤(rùn)滑工作 “ 五定 ” 原則對(duì)減速機(jī)進(jìn)行維護(hù)，做到每 一臺(tái)減速機(jī)都有責(zé)任人定期檢查，發(fā)現(xiàn)溫升明顯，超過(guò) 40℃ 或油溫超過(guò) 80℃ ，油的質(zhì)量下降或油中發(fā)現(xiàn)較多的銅粉以及產(chǎn)生不正常的噪聲等現(xiàn)象時(shí)，要立即停止使用，及時(shí)檢修，排除故障，更換潤(rùn)滑油。加油時(shí)，要注意油量，保證減速機(jī)得到正確的潤(rùn)滑。 總體設(shè)計(jì)方案比較及論證 總體擬訂方案 1） 利用與啟動(dòng)停止盤(pán)車相嚙合的蝸輪，設(shè)計(jì)一減速裝置與其嚙合，實(shí)現(xiàn)大機(jī)組汽輪機(jī)檢修時(shí)的盤(pán)動(dòng)。 2） 利用汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子法蘭盤(pán)上十二個(gè)螺栓孔，在其內(nèi)加裝圓柱銷，使銷軸與蝸桿嚙合，蝸桿后續(xù)連接減速機(jī)，實(shí)現(xiàn)大型汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的盤(pán)動(dòng)。 3） 利用汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子法蘭盤(pán)上十二個(gè)螺栓孔，在其內(nèi)加裝鋼絲繩輪，再繩輪上纏繞卷?yè)P(yáng)機(jī)鋼絲繩，卷?yè)P(yáng)機(jī)后續(xù)連接減速機(jī)，實(shí)現(xiàn)大型汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的盤(pán)動(dòng)。 4） 采用剖分齒輪與轉(zhuǎn)子法蘭盤(pán)用螺栓連接，剖分齒輪與減速系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)大型汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的盤(pán)動(dòng)。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 21 頁(yè) 共 53 頁(yè) 減速機(jī)設(shè)計(jì)方案 1） 可用減速機(jī)方案 (1)采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)； (2)采用諧波齒輪傳動(dòng)； (3)采用擺線針輪減速傳動(dòng)。 2） 不同方案的比較： 方案 1 的特點(diǎn)是：設(shè)計(jì)任務(wù)較少，設(shè)計(jì)過(guò)程簡(jiǎn)單，只需設(shè)計(jì)一個(gè)帶蝸桿的減速系統(tǒng)與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的蝸輪相嚙合。但蝸輪蝸桿嚙合條件比較苛刻，中心距要求嚴(yán)格，并且汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的蝸輪是用于啟動(dòng)停止盤(pán)車的，如果也用于汽輪機(jī)的檢修，將會(huì)使得該蝸輪磨損過(guò)快，難以保證汽輪機(jī)的啟動(dòng)停止正常進(jìn)行。 方案 2 的特點(diǎn)：原理上可行，但銷軸蝸輪嚙合的計(jì)算理論不成熟。 方案 3 的特點(diǎn)：原理上可行，設(shè)計(jì)任務(wù)較大，特別是要實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的雙向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼絲繩的纏繞方式不還確定。 方案 4 的特點(diǎn)：齒輪嚙合理論成熟，齒輪傳動(dòng)應(yīng)用也是相當(dāng)廣泛，因此設(shè)計(jì)起來(lái)應(yīng)該簡(jiǎn)單可行 。該方案最大困難在于剖分齒輪剖分點(diǎn)的必須保證齒輪的正確嚙合。 3）減速機(jī)方案的比較： 表 減速機(jī)特點(diǎn)比較 減速機(jī)類型 特點(diǎn) 蝸輪蝸桿減速機(jī) 承載能力不高，單級(jí)傳動(dòng)比較小，相對(duì)體積較大。 諧波齒輪減速機(jī) 運(yùn)動(dòng)精度高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，傳動(dòng)比較大，結(jié)構(gòu)緊湊。 擺線針輪減速機(jī) 結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，傳動(dòng)比較大，相比諧波齒輪減速機(jī)價(jià)格便宜。 最終方案確定 1)通過(guò)對(duì)不同方案的對(duì)比論證，最終我們確定采用方案 4減速機(jī)選用擺線減速器。方案框圖如圖 ： 2)最終方案系統(tǒng)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 如圖 圖中各代號(hào)的意義 1Y90L4 系列三相異步電動(dòng)機(jī)，電機(jī)額定功率 ，同步轉(zhuǎn)速 1500r/min,滿陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 22 頁(yè) 共 53 頁(yè) 載轉(zhuǎn)速 1400 r/min 2 針輪擺線減速器，傳動(dòng)比 i=649； 4大、小嚙合齒輪，小齒輪齒數(shù) ，大齒輪齒數(shù) ，傳動(dòng)比 i=6，模數(shù) ，特別注意大齒輪為剖分齒輪； 5汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的聯(lián)軸器； 6汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子。 3)最終方案的特點(diǎn) ： （ 1）選用 Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，外形尺寸緊湊，可與減速器直連，價(jià)格便宜； （ 2）選用針輪擺線減速器，傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力合適； (3)選用齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，傳動(dòng)功率大，傳動(dòng)比準(zhǔn)確； (4)設(shè)計(jì)專門(mén)盤(pán)車支撐結(jié)構(gòu)，支撐方便可靠，可以實(shí)現(xiàn)齒輪傳動(dòng)中心距可調(diào)； (5)充分利用汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上原有部件以及部件上的孔、配合面進(jìn)行設(shè)計(jì)。 圖 圖 方案框圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 23 頁(yè) 共 53 頁(yè) 設(shè)計(jì)參數(shù)的擬定 表 汽輪機(jī)參數(shù) 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子 質(zhì)量（ t） 軸徑（ m） 摩擦系數(shù)（ f） 高壓段軸 40 中壓段軸 50 低壓段軸 70 傳動(dòng)部分設(shè)計(jì) 傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)主要包括：摩擦阻力矩的求解；電機(jī)和減速器的選??；齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)；以及盤(pán)車傳動(dòng)部分的固定部件的設(shè)計(jì)。 摩擦阻力矩的計(jì)算 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的摩擦力矩 電機(jī)、減速器的選取 1)效率的計(jì)算： 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 24 頁(yè) 共 53 頁(yè) 2)電機(jī)的選取： 初選 = r/min 故，電機(jī)選取 Y90L4 異步電動(dòng)機(jī)，電機(jī)的外形尺寸： 335 245 190；電機(jī)的動(dòng)力參數(shù)：同步轉(zhuǎn)速 1500r/min ，滿載轉(zhuǎn)速 1400r/min ,額定功率 。 3）減速 器 的選擇： 根據(jù)電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)比查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取 擺線針輪 減速 器 為： XWEDY 減速器，外形尺寸 529 430 64。外形具體尺寸和安裝尺寸見(jiàn)右圖和下表： 表 XWEDY 、安裝尺寸 外形尺寸 安裝尺寸 H M N DC A LI C G R E F V 529 440 530 430 560 644 250 155 35 380 480 120 輸出軸 輸入軸 nd D e b h s t D1 e1 b1 h1 t1 420 90 120 25 95 M12 81 22 40 6 4)擺線針輪減速器簡(jiǎn)介 概述 擺線針輪減速器是采用 K－ H－ V 少齒差一式傳動(dòng)原理及擺線針齒嚙合的新穎傳動(dòng)機(jī)械，廣泛應(yīng)用于紡織印染、輕工食品、冶金礦山、石油化工、起重運(yùn)輸及工程機(jī)械領(lǐng)域中的驅(qū)動(dòng)和減速裝置。 結(jié)構(gòu)原理 行星 擺線減速器全部傳動(dòng)裝置可輸入軸上裝有一個(gè)錯(cuò)位 1800 的雙偏心套，在偏心套上裝有兩個(gè)滾柱軸承，形成 H 機(jī)構(gòu)，兩個(gè)擺線輪的中心孔即為信心套上轉(zhuǎn)臂軸承的滾道，并由擺線輪與針齒殼上一組環(huán)行排列的針齒銷相嚙哈，以組成少齒差內(nèi)嚙合 減速機(jī)構(gòu)，為了減少摩擦，在速比小的減速機(jī)中，針齒銷上帶有針齒套。當(dāng)輸入軸帶著偏心套轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，由于擺線輪上齒廊 曲線 的特點(diǎn)及其受針齒殼上圖 減速器外形尺寸、安裝尺寸 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 25 頁(yè) 共 53 頁(yè) 針齒銷限制之故，擺線輪的運(yùn)動(dòng)成為即有公轉(zhuǎn)又有自轉(zhuǎn)的平面運(yùn)動(dòng)，在輸入軸正轉(zhuǎn)一周時(shí)，偏心套亦轉(zhuǎn)動(dòng)一周，擺線輪于相反方向轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒差從而得到減速，再借助 W輸出機(jī)構(gòu)，將擺線輪的低速自轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)銷軸，傳遞給輸出軸，從而獲得較低的輸出轉(zhuǎn)速。 特點(diǎn) 擺線針輪減速器是按照 JB/T2982— 94 采用擺線針齒嚙合的、少齒差行星傳動(dòng)原理設(shè)計(jì)而成的一種新型傳動(dòng)機(jī)械，已廣泛地應(yīng)用到石油、化工、建筑、冶金、礦山、起重運(yùn)輸、紡織印染、工程機(jī)械、食品工業(yè)、電子電視等各個(gè)領(lǐng)域，深受用戶的信賴和一致好評(píng)。擺線針輪減速器有如下特點(diǎn)： 具有減速比大，傳動(dòng)效率高，體積小，重量輕，故障少，壽命長(zhǎng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，噪音小 ，拆裝方便，容易維修，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過(guò)載能力強(qiáng)，耐沖擊，慣性力矩小 等特點(diǎn)。 5）機(jī)械傳動(dòng)部分各個(gè)部件的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速如下表： 表 各個(gè)傳動(dòng)件功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速表 電機(jī) 減速機(jī) 齒輪 P(KW) 輸入功率 T(N?m) 輸出轉(zhuǎn)矩 4133 24798 n（ r∕ min） 輸出轉(zhuǎn)速 1400 傳動(dòng)比 649 6 嚙合齒輪設(shè)計(jì)： 本設(shè)計(jì)選擇齒輪傳動(dòng)減速，齒輪的主要失效形式是輪齒的失效，最常見(jiàn)的主要有：輪齒折斷、工作齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合和塑性變形等。齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則主要有：保證齒根彎曲強(qiáng)度和保證齒面接觸疲勞強(qiáng)度兩準(zhǔn)則。本設(shè)計(jì)主要考慮齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)。 對(duì)于齒輪設(shè)計(jì)過(guò)程如下 ： 圖 擺線針輪減速機(jī) 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 26 頁(yè) 共 53 頁(yè) (1)選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) : 選用 標(biāo)準(zhǔn) 直齒圓柱齒輪傳動(dòng)；齒輪等級(jí)選用 7 級(jí)精度；選取小齒輪材料 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度 350HBS 大齒輪材料 ZG30NiCrMo（調(diào)質(zhì)），硬度 300HBS；選小齒輪齒數(shù) =30，則大齒輪齒數(shù) = i=180 (2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) : 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 試選載荷系數(shù) = , = 查得材料的彈性影響系數(shù) = 查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：假定每次檢修時(shí)間 4年，每次檢修盤(pán)車工作 100 小時(shí)，盤(pán)車壽命 20 年，則 查得接觸疲勞壽命系數(shù) 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1% ，安全系數(shù) S=1 ，則 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 27 頁(yè) 共 53 頁(yè) 因此 : =1184 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 ，代入 ，則 計(jì)算圓周速度ν 計(jì)算齒寬 b 計(jì)算齒寬與齒高之比 模數(shù) 齒高 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù)圓周速度和齒輪精度，查得動(dòng)載系數(shù) = 由于是直齒輪，則 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 28 頁(yè) 共 53 頁(yè) 查得使用系數(shù) 用插值法查得 7 級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承懸臂布置時(shí)， 由， ,查得 故載荷系數(shù)為： 由于實(shí)際載荷系數(shù)與初選載荷系數(shù)接近，所以 計(jì)算模數(shù) (3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 29 頁(yè) 共 53 頁(yè) 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，則 計(jì)算載荷系數(shù) K 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) 計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較 故取 則 （ 4） 計(jì)算齒輪的幾何尺 寸 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 30 頁(yè) 共 53 頁(yè) 故取 （ 5）兩齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 剖分大齒輪結(jié)構(gòu)圖如圖 ，小齒輪結(jié)構(gòu)圖如圖 。 兩剖分齒輪連接用螺栓的計(jì)算 兩剖分大齒輪與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的聯(lián)軸器連接選用普通六角螺栓，借助于聯(lián)軸器上的螺栓孔實(shí)現(xiàn)連接。普通螺栓連接的主要失效形式主要為螺栓桿和螺紋部分發(fā)生塑性變形或者斷裂。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本知道有公式 參數(shù)選取 圖 剖分大齒輪結(jié)構(gòu)圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 31 頁(yè) 共 53 頁(yè) 故 選擇普通螺栓（ 級(jí)），六 角螺母（ 8 級(jí)），則 由緊螺栓拉伸強(qiáng)度校核公式 知，螺栓設(shè)計(jì)公式 由公式 選取 S=,則 則螺栓的直徑為 圖 螺栓組示意圖 圖 小齒輪結(jié)構(gòu)圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 32 頁(yè) 共 53 頁(yè) 故選取螺栓為 M24（ ） 滿足要求。 小齒輪用鍵的校核 小齒輪與減速器伸出軸的連接選用普通平頭平鍵。其主要失效形式為工作面被壓潰。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本知道有鍵的連接強(qiáng)度計(jì)算公式 式中： T傳遞扭矩， N m； k鍵與輪轂鍵槽的接觸高度， k=，此處 h 為鍵的高度， mm； l鍵的工作長(zhǎng)度， mm，圓頭平鍵 l=L，這里 L為鍵的公稱長(zhǎng)度， mm； 鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力， MPa。 式中參數(shù)的確定，減速器與小齒輪的連接平頭平鍵為：鍵 ，則 故所選擇的普通平鍵滿足要求。 支撐底板的設(shè)計(jì) 底板設(shè)計(jì)要求：（ 1）底板與減速器底座之間的距離要有一定的微調(diào)； （ 2）底板尺寸不能過(guò)大。 底板設(shè)計(jì)過(guò)程 : （ 1）材料的選擇， 材料的選用，主要是根據(jù)機(jī)架的使用要求。多數(shù)機(jī)架形狀較復(fù)雜，故一般采用鑄造，由于鑄鐵的的鑄造性能好、價(jià)廉和吸振能力強(qiáng)，所以應(yīng)用很廣。重型機(jī)架常采用鑄鋼，當(dāng)要求重量輕時(shí)，可以用鑄造或壓鑄鋁合金等輕金屬制造。焊接機(jī)架具有制造周期短、重量輕和成本低等優(yōu)點(diǎn)，故在機(jī)器制造業(yè)中，焊接機(jī)架日益增多。焊接機(jī)架主要由鋼板、型鋼或鑄鋼件等焊接而成。有的機(jī)架宜用非金屬材料。 （ b） （ a） 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 33 頁(yè) 共 53 頁(yè) 本次汽輪機(jī)檢修盤(pán)車的 底板 材料為 HT250，即鑄鐵，目前鑄鐵是機(jī)架使用最多的一種材料，它的流動(dòng)性好，體收縮和線收縮小，容易獲得形狀復(fù)雜的鑄件。在鑄造中加入少量合金元素可提高耐磨性能。鑄件的內(nèi)摩擦大、阻尼作用強(qiáng)，故動(dòng)態(tài)剛性好。鑄鐵還具有切削性能好、價(jià)格便宜和易于大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。但鑄件的壁厚超過(guò)臨界值時(shí)，其力學(xué)性能會(huì)顯著下降，故不宜設(shè)計(jì)成很厚的鑄件。 HT250流動(dòng)性好。用于承受中等彎曲應(yīng)力（約為），摩擦面間壓強(qiáng)大于的