【導讀】（一）.方案一----------------------------------------------------------------------------6. 二．機械結(jié)構(gòu)的計算------------------------------------------------------------------------7. （二）.碎渣牙輪及碎渣座的計算---------------------------------------------------9. （三）.工作軸磨齒----------------------------------------------------------------------11. （四）.受剪螺栓-------------------------------------------------------------------------13. （五）.磨齒的計算----------------------------------------------------------------------14. （七）.焊接強度的計算----------------------------------------------------------------16. （八）.軸的計算-------------------------------------------------------------------------17. （十）.齒輪輪齒的計算----------------------------------------------------------------20. （十一）.大齒輪輪轂的計算----------------------------------------------------------21. （十二）.彎曲疲勞強度的計算-------------------------------------------------------21. （十三）.成型軸的表面擠壓應(yīng)力的計算-------------------------------------------22. （十四）.小齒輪軸鍵的選擇----------------------------------------------------------22. （十五）.間隔環(huán)尺寸的確定----------------------------------------------------------23. （十六）.軸承座固定螺栓的計算----------------------------------------------------24. （十七）.花鍵軸的計算----------------------------------------------------------------25. （十八）.軸承座的設(shè)計及其計算----------------------------------------------------26. （十九）.軸承的潤滑-------------------------------------------------------------------27如需。轉(zhuǎn)引文獻資料，應(yīng)如實說明。篡改文獻和數(shù)據(jù)等，均屬學術(shù)不端行為致謝一項科研成果或技術(shù)創(chuàng)新,往往不是獨自一人可以完成的,還需要各方面。3)著錄參考文獻能起索引作用。學位申請者如果能通過規(guī)定的課程考試，而論文的審查和答辯合格，那么就給予學位。程考試通過了，但論文在答辯時被評為不合格，那么就不會授予他學位。

　　

【正文】 較高，是單片機系統(tǒng)的 2— 3 倍。但是，從整體上說， PLC 的性能價格比是令人滿意的。 5 PLC 的分類 PLC 的種類很多，其實現(xiàn)的功能、內(nèi)存容量、控制規(guī)模、外型等方面均存在較大差異 。因此， PLC 的分類沒有一個嚴格統(tǒng)一的標準，而是按照結(jié)構(gòu)形式、控制規(guī)模、實現(xiàn)的功能進行大致地分類。 1．按結(jié)構(gòu)形式分類 34 PLC 按照硬件的結(jié)構(gòu)形式可以分為整體式和組合式。整體式 PLC 外觀上是一個長方形箱體，又稱為箱式 PLC。組合式 PLC 在硬件構(gòu)成上具有較高的靈活性，其模塊可以像拼積木似的進行組合，構(gòu)成具有不同控制規(guī)模和功能的 PLC，因此這種 PLC又稱為積木式 PLC。 (1)整體式 PLC：整體式 PLC 的 CPU、存儲器、輸入輸出安裝在同一個機體內(nèi)，如立石公司的 C20P、 C40P 等。這種結(jié) 構(gòu)的特點是：結(jié)構(gòu)簡單，體積小，價格低，輸入輸出路數(shù)固定，實現(xiàn)的功能和控制規(guī)模固定，靈活性較低。 (2)組合式 PLC：組合式 PLC 為總線結(jié)構(gòu)。其總線做成總線板、上面有若干個總線槽，每個總線槽上可安裝一個 PLC 模塊，不同的模塊實現(xiàn)不同的功能。 PLC 的 CPU、存儲器和電源等做成一個模塊，該模塊在總線板上的安裝位置一般來說是固定的，而且該模塊也是構(gòu)成組合式 PLC 所必需的。其他的模塊可根據(jù) PLC 的控制規(guī)模、實現(xiàn)的功能選取，安裝在總線板的其他任一總線槽上。組合式 PLC 安裝完成后，需進行登記，使 PLC對安裝在各總 線槽上的模塊進行確認。組合式 PLC 的總線板又稱為基板。組合式 PLC的特點是構(gòu)成靈活性較高，可構(gòu)成具有不同控制規(guī)模相功能的 PLC；價格較高。 2．按控制規(guī)模分類 輸入輸出的總路數(shù)，又稱為 I/O 點數(shù)，是表征 PLC 控制規(guī)模的重要參數(shù)。因此按控制規(guī)模對 PLC 分類時，可根據(jù) I/O 點數(shù)的不同大致分為小型、中型和大型 PLC。 (1)小型 PLC： I/O 點數(shù)較少 ,在 256 點以下的 PLC。 (2)中型 PLC： I/O 點數(shù)較多 ,在 256 點以上、 2048 點以下的 PLC。 (3)大型 PLC： I/O點數(shù)較多，在 2048 點以上的 PLC。 3．按實現(xiàn)的功能分類 按照 PLC 所能實現(xiàn)的功能的不同，可以把 PLC 大致地分為低檔、中檔和高檔機三類。 (1)低檔機：具有邏輯運算、計時、計數(shù)、移位、自診、監(jiān)控等基本功能，還具有— 定的算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通訊、遠程和模擬量處理功能。 (2)中檔機：除具有低擋機的功能外，還具有較強的算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送相比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、遠程、通訊、子程序、中斷處理棚回路控制功能。 (3)高檔機：除具有中檔機酌功能外，還具有帶符號數(shù)的算術(shù)運算、矩 陣運算。函數(shù)、表格、 CRT 顯示、打印機打印等功能。 一般地，低檔機多為小型 PLC，采用整體式結(jié)構(gòu)；中檔機可為大、中、小型 PLC,其中小型 PLC多采用整體式結(jié)構(gòu) ,中型和大型 PLC采用組合式結(jié)構(gòu)；高檔機多為大型 PLC 采用組合式結(jié)構(gòu)。目前，在國內(nèi)工業(yè)控制中應(yīng)用最廣泛的是中、低檔機。 6 PLC 的應(yīng)用范圍 日前，在冶金、化工、機械、電子、電力、輕工、建筑建材、交通等幾乎所有的工業(yè)控制過程均可用 PLC 實現(xiàn)。但是，不同檔次的 PLC 又有其不同的應(yīng)用范圍。低檔小型PLC 可廣泛地代替繼電器控制線路，進行邏輯控制 ,適用于開關(guān) 量較多，沒有或只有很少幾路模擬量的場合，如行車的自動控制等。中擋 PLC 可廣泛應(yīng)用于具有較多開關(guān)量，少量模擬量的場合，如自動加工機床等。高檔 PLC 適用于具有大量開關(guān)量和模擬量的場合，如化工生產(chǎn)過程等。 7 可編程控制器的工作方式 當 PLC 運行時， CPU 就要執(zhí)行用戶程序中的操作。但是 CPU 不可能同時執(zhí)行多個操作，只能分時地一個操作一個操作地執(zhí)行。 PLC利用系統(tǒng)軟件在其內(nèi)部建立了輸入輸出映像區(qū)，當 PLC 的 CPU 執(zhí)行用戶程序時．從輸入映像區(qū)中讀取軸入信號的狀態(tài)，進行相 35 應(yīng)的操作。當 CPU 執(zhí)行完第一個操作后，將操作結(jié)果送 到輸出映像區(qū)，然后再執(zhí)行第二個操作，操作結(jié)果送到輸出映像區(qū)。在程序執(zhí)行過程中， PLC并不讀取輸入信號的真正狀態(tài)，執(zhí)行結(jié)果也并沒有輸出到 PLC 外部。只有當程序執(zhí)行到結(jié)束指令 (END)時，將輸出映像區(qū)中執(zhí)行結(jié)果向 PLC 外部輸出一次，將輸入信號的狀態(tài)讀取一次送別輸入映像區(qū)。對輸入輸出信號的這一操作過程稱為 I/O 刷新。 I/O 刷新完成后， CPU再從用戶程序的第一條指今開始 ,進行下一次程序執(zhí)行。 PIC 的這種工作方式被稱為掃描方式。由于 PLC 在執(zhí)行用戶程序過程中不對 I/O 信號進行讀入和輸出，只在程序執(zhí)行完 — 遍后進行 I/O 創(chuàng)新 ,所以從外觀上看，用戶程序好像是同時執(zhí)行的。但是，如果程序中有兩個操作相互用到對方的操作結(jié)果，那么前一個操作所用到的是后 — 個操作在上一次執(zhí)行程序時的結(jié)果，后面 — 個操作用到的是前一個操作當次的執(zhí)行結(jié)果。如果程序中兩個操作相互用不到對方的操作結(jié)果，那么這兩個操作的程序在整個用戶程序中的相對位置是無 關(guān)緊要的。圖 顯示的是 C200H 型 PLC CPU 工作流程圖。圖 顯示的是三菱 PLC系統(tǒng)工作流程圖。 圖 36 圖 C200H 型 PLC CPU 工作流程圖 37 (二 ). PLC 機型的選擇與控制： 的選型 選用 型（繼電器輸出）00114 ?? MRF X O S 輸入點數(shù) 8，輸出點數(shù) 6，輸入電壓 AC250V 或 DC30V 以下。輸入輸出均為開關(guān)量。 I/O 分配表 輸入 過流過壓及欠壓信號緊急停止信號啟動信號)()()(22110SBXSBXSBX O 輸入 反轉(zhuǎn) 正轉(zhuǎn)10YY 正常工作指示燈報警燈斷開主回路432YYY 2 PLC 控制面版圖： 38 圖 3 梯形圖： 圖 4 指令表： 0 LD X0 8 ANI M1 1 OR Y2 9 ANI X2 2 ANI X1 10 OUT T0 39 3 OR Y0 11 K 10 4 OR Y1 12 LD T0 5 OUT Y2 13 OR Y5 6 LD Y2 14 ANI X1 7 ANI X1 15 ANI M1 16 ANI X2 36 LD X2 17 OUT Y5 37 OR M0 18 LD Y5 38 ANI T0 19 ORI M0 39 OUT M0 20 ANI Y3 40 LD M0 21 ANI Y1 41 ANI X2 22 ANI X2 42 OUT T0 23 ANI X1 43 K 100 24 ANI M1 44 LD X0 25 OUT Y0 45 RST C10 26 OUT Y4 46 LD X2 27 LD X2 47 OUT C10 28 OR Y1 48 K 2 29 ANI Y3 49 LD C10 30 ANI Y0 50 OUT Y3 31 ANI X0 51 OUT M1 32 ANI X1 33 AND M0 34 ANI M1 35 OUT Y1 5 電機的選型及其計算： 由設(shè)計任務(wù)書給定的電機 轉(zhuǎn)速 1440r/ 要求。但因啟動時慣性較大。故選高啟動轉(zhuǎn)矩異步電機（繞線式）。 型號： YQ, Y— 132M4 △ 接法 額定電流 (4 級 ) 效率 87% 功率因數(shù) 電壓 380V 溫升 75176。 ??? 額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定電流堵轉(zhuǎn)電流額定轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 中心高 132mm 地腳孔距離：軸向 178mm 橫向 216mm. 軸徑 38mm 軸伸長 80mm. 鍵槽寬 10mm 長 515mm 寬 345mm 高 315mm AIII ??? 堵額堵 40 變頻器上限頻率設(shè)置為額定頻率 50HZ 下限頻率的計算： 因出料 6t— 7t 當出料為 6 噸時 322 )( mV ?????? ? m i n/1 0 3 m i n/18/1 1 3 33506 0 0 0%80)0 0 0 7 (rninhrnn?????????????????電機轉(zhuǎn)子最低轉(zhuǎn)速為 同步轉(zhuǎn)速估算為 1050r n= HZpnfp f 3560 212506060 ?????? AAIIAI ST )75( ??????? 額額 查手冊： Y— 132M— 4 電機 電機功率電源總?cè)萘???? 443NstII 成立 故理論上可以直接啟動。 但考慮到變頻器的跳閘電流及變頻器的額定電流， 采用頻敏變組器啟動法 。 (三 ) 變頻器的技術(shù)原理和應(yīng)用 變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率來達到電機調(diào)速的目的。由于異步電機的同步轉(zhuǎn)速與輸入電源頻率成正比關(guān)系，所以改變輸入電源的頻率就改變了電機的同步轉(zhuǎn)速，這也就達到了交流電機的調(diào)速要求。但在許多條件下，為了保持在調(diào)速時電機的最大轉(zhuǎn)矩不變，必須維持電機的磁通量恒定，因此定子的供電電壓也要作相應(yīng)調(diào)節(jié)。變頻器就是利用變頻調(diào)速技術(shù)開發(fā)的典型產(chǎn)品，兼有調(diào)頻調(diào)壓兩種功能，通 常稱為 VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)變頻器，也稱作“交一直一交”變頻器。其工作原理為 :工頻電源 (380V, 50Hz)通過整流器部分，整流為固定的直流電壓，然后應(yīng)用大功率晶體管 (GTQ GTR 或工 GBT)組成具有正弦波脈寬調(diào)制功能的三相橋式逆變器，將直流電逆變成具有可變電壓和可變頻率的交流電源。由于采用了微處理器編程的正弦波脈寬調(diào)制辦法，電流輸出波形近似于正弦波，故可用于驅(qū)動普通型交流異步電機或變頻專用電機實現(xiàn)無級調(diào)速。 在眾多調(diào)速技術(shù)中，變 頻器之所以受人矚目，是因為它能根據(jù)負載的變化使電機實現(xiàn)自動、平滑的增速或減速，調(diào)速特性從基本上保持了異步電機固有轉(zhuǎn)差率小的特點，因而其效高、范圍寬、精度高且能無級調(diào)速，是異步電機最理想的調(diào)速辦法，尤其適用于水泵和風機，與傳統(tǒng)的閥門、檔板調(diào)節(jié)相比，節(jié)電率高達 40%以上，同時這些領(lǐng)域?qū)ψ冾l器性能的要求不高，只需模擬式八位微機控制即可。實踐證明，從數(shù)百瓦的伺服系統(tǒng)到數(shù)萬千瓦的特大功率高速傳動系統(tǒng)，從小范圍調(diào)速到高精度、快響應(yīng)、大范圍調(diào)速系統(tǒng)，從單機傳動到多機協(xié)調(diào)聯(lián)動，從紡織印染到交通運輸，從飼料和食品加工到鋼鐵冶 練等凡用電機的場合 ,由于變頻器的使用，都把調(diào)速效率和精度提高到了前所未有的水平。變頻器也可廣泛應(yīng)用于精密加工設(shè)備、自動生產(chǎn)線、機器人等高新領(lǐng)域， 是微電子與生產(chǎn)機械即信息與物質(zhì)生產(chǎn)間的中間接口。 41 20 世紀 50 年代末，隨著 SCR 的問世，功率電子器件登上了現(xiàn)代科技舞臺，靜止可控整流直流調(diào)速成為調(diào)速系統(tǒng)中的主力軍。但由于直流單機造價高、炭刷接觸易產(chǎn)生炭粉從而引起環(huán)火，需時常清理，維修不便，工礦交流電需變成直流供電等原因，促進了交流調(diào)速技術(shù)的應(yīng)運而生并迅速取代直流調(diào)速，其中交流串級、變極調(diào)速等均因具有一定節(jié)電效果而得 以應(yīng)用。直到 20 世紀 80 年代中期 ,由于第三代功率電子器件如 C T O, C T R 的出現(xiàn)，隨即研發(fā)出把功率等級不同的驅(qū)動、保護、自我檢測、功率輸出集于一體的變頻器，它使交流等級調(diào)速技術(shù)取得了突破性進展，調(diào)速技術(shù)面貌