【正文】 用于承受中等彎曲應(yīng)力（約為），摩擦面間壓強(qiáng)大于的鑄件。但鑄件的壁厚超過臨界值時(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。鑄件的內(nèi)摩擦大、阻尼作用強(qiáng)，故動(dòng)態(tài)剛性好。 （ b） （ a） 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 33 頁 共 53 頁 本次汽輪機(jī)檢修盤車的 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。焊接機(jī)架主要由鋼板、型鋼或鑄鋼件等焊接而成。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。 底板設(shè)計(jì)過程 : （ 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。 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。 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 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。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。 對(duì)于齒輪設(shè)計(jì)過程如下 ： 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 共 53 頁 (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，每次檢修盤車工作 100 小時(shí)，盤車壽命 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 共 53 頁 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 共 53 頁 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 共 53 頁 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 共 53 頁 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 。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。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，過載能力強(qiáng)，耐沖擊，慣性力矩小 等特點(diǎn)。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 共 53 頁 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)通過銷軸，傳遞給輸出軸，從而獲得較低的輸出轉(zhuǎn)速。外形具體尺寸和安裝尺寸見右圖和下表： 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。 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 共 53 頁 2)電機(jī)的選?。? 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)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)專門盤車支撐結(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)。 最終方案確定 1)通過對(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。 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。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。 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。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)使得該蝸輪磨損過快，難以保證汽輪機(jī)的啟動(dòng)停止正常進(jìn)行。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 21 頁 共 53 頁 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)。 3） 利用汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子法蘭盤上十二個(gè)螺栓孔，在其內(nèi)加裝鋼絲繩輪，再繩輪上纏繞卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩，卷揚(yáng)機(jī)后續(xù)連接減速機(jī)，實(shí)現(xiàn)大型汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的盤動(dòng)。 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)的盤動(dòng)?？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 40℃ 或油溫超過 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。位置允許的情況下，盡量不采用立式安裝。蝸齒減速機(jī)一般選用 220齒輪油，對(duì)重負(fù)荷、啟動(dòng)頻繁、使用環(huán)境較差的減速機(jī)，可選用一些 潤(rùn)滑油添加劑 ，使減速機(jī)在停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)齒輪油依然附著在齒輪表面，形成保護(hù)膜，防止重負(fù)荷、低速、高轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)時(shí)金屬間的直接接觸。 2）解決方法 (1)保證裝配質(zhì)量。這是因?yàn)闇p速機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)間陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 20 頁 共 53 頁 后，齒輪油溫度升高又冷卻后產(chǎn)生的凝結(jié)水與水混合。減速機(jī)啟動(dòng)時(shí)，齒輪由于得不到有效潤(rùn)滑導(dǎo)致機(jī)械磨損甚至損壞； （ 4）蝸桿軸承損壞。一般發(fā)生在立式安裝的減速機(jī)上，主要與潤(rùn)滑油的添加量和油品種有關(guān)。減速機(jī)正常運(yùn)行時(shí)磨損很慢，某些減速機(jī)可以使用 10年以上。造成這種情況的原因主要有四點(diǎn)，一是材質(zhì)的搭配不合理；二是嚙合摩擦面表面的質(zhì)量差；三是潤(rùn)滑油添加量的選擇不正確；四是裝配質(zhì)量和使用環(huán)境差； （ 2）蝸輪磨損。為了提高效率，蝸輪減速機(jī)一般均采用有色金屬做蝸輪，蝸桿則采用較硬的鋼材。另一方面，相對(duì)滑動(dòng)速度大使齒面磨損嚴(yán)重、發(fā)熱嚴(yán)重，為了散熱和減小磨損，常采用價(jià)格較為昂貴的減摩性與抗磨性較好的材料及良好的潤(rùn)滑裝置，因而成本較高； 6)蝸桿軸向力較大 。如在其重機(jī)械中使用的自鎖蝸桿機(jī)構(gòu)，其反向自鎖性可起安全保護(hù)作用； 5)傳動(dòng)效率較低，磨損較嚴(yán)重。 蝸輪蝸桿正確嚙合條件 1） 中間平面內(nèi)蝸桿與蝸輪的模數(shù) 和壓力角分別相等，即蝸輪的端面模數(shù)等于蝸桿的軸面模數(shù)且為標(biāo)準(zhǔn)值，即 2） 蝸輪的端面壓力角應(yīng)等于蝸桿的軸面壓力角且為標(biāo)準(zhǔn)值，即 3） 當(dāng)蝸輪蝸桿的交錯(cuò)角為時(shí)，還需保證，而且蝸輪與蝸桿螺旋線旋向必須相同 圖 蝸輪蝸桿傳動(dòng)圖 圖 齒輪嚙合原理圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 19 頁 共 53 頁 蝸輪蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn) 1）可以得到很大的傳動(dòng)比， 比交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)緊湊； 2） 兩輪嚙合齒面間為線接觸，其承載能力大大高于交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)； 3） 蝸桿傳動(dòng)相當(dāng)于螺旋傳動(dòng)，為多齒嚙合傳動(dòng)，故傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音很??； 4） 具有自鎖性。 基本參數(shù) 模數(shù) m、壓力角、蝸桿直徑系數(shù) q、導(dǎo)程角、蝸桿頭數(shù) 、蝸輪齒數(shù)、齒頂高系數(shù)（取 1）及頂隙系數(shù)（?。?。因此，一對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件為： 1）兩齒輪的模數(shù)必須相等 2）兩齒輪分度圓上的壓力角必須相等 即， ??? ?? ?? 21 21 mmm 根據(jù)正確嚙合條件，傳動(dòng)比可改寫成 121212121221 2/ 2/c o sc o s zzmzmzrrrrrribb ?????? ???? 蝸輪蝸桿傳動(dòng)簡(jiǎn)介 概述 蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)常用來傳遞兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 （ 5）漸開線上各點(diǎn)的壓力角不同，離基圓越遠(yuǎn)，壓力角越大。同一基圓上的漸開線形狀完全相同。以同一基圓上產(chǎn)生的兩條相反的漸開線為齒輪的齒廓，即為漸開線齒輪。 4） 傳動(dòng)比穩(wěn)定 齒輪嚙合原理 1）漸開線的形成 2)當(dāng)直線 AB 沿半徑 r b的圓作純滾動(dòng)時(shí)，直線上任一點(diǎn) K的軌跡 DKE，稱為該圓的漸開線。 2） 結(jié)構(gòu)緊湊 在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般較小。 表 主要機(jī)械傳動(dòng)特點(diǎn)比較 傳動(dòng)比 效率 功率 P/KW 圓柱齒輪傳動(dòng) ? 8 極小 60000 帶傳動(dòng) ? 7 20100 錐齒輪 ? 5 2050 蝸桿傳動(dòng) ? 60 2050 鏈傳動(dòng) ? 5 100以下 齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)介 齒輪傳動(dòng)特點(diǎn) 齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要的傳動(dòng)之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞的功率可達(dá)數(shù)十萬千瓦，圓周速度可達(dá) 200m/s。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 16 頁 共 53 頁 機(jī)械傳動(dòng)方式比較 根據(jù)工作原理不同，可將傳動(dòng)分為機(jī)械傳動(dòng)（機(jī)械能不改變?yōu)榱硪环N形式的能）和電傳動(dòng)。如美國(guó)、日本、德國(guó)等傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)在汽輪機(jī)檢修盤車方面的發(fā)展已經(jīng)極為成熟，在工業(yè)生產(chǎn)中汽輪機(jī)檢修這種技術(shù)也已經(jīng)普遍利用。汽輪機(jī)檢修盤車適用于各種型號(hào)的大型汽輪機(jī)，在檢修時(shí)拆裝方便，操作簡(jiǎn)單，大大降低了工人師傅的操作程序、簡(jiǎn)化了檢修過程。一臺(tái)簡(jiǎn)單的汽輪機(jī)檢修盤車可以使汽輪機(jī)在安裝和主軸 檢修時(shí)快速、準(zhǔn)確的找出毛病、并在技術(shù)人員的指導(dǎo)下可以快速的修整機(jī)器，從而減少汽輪機(jī)的檢修時(shí)間，提高工廠的整體生產(chǎn)效率。一批民營(yíng)中小企業(yè)迅速成壯大，規(guī)模和技術(shù)實(shí)力大增。從國(guó)際范圍來說，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法在近十年來才開始重視起來并得到迅速的發(fā)展。這種方法大多數(shù)電廠均已不再采用，而由專用的獨(dú)立機(jī)械設(shè)備所代替。目前我國(guó)東北、華北、華南等重要工業(yè)較為發(fā)達(dá)地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)了大批的有競(jìng)爭(zhēng)力的汽輪機(jī)檢修盤車研究企業(yè)，該項(xiàng)技術(shù)的市場(chǎng)潛力大，發(fā)展空間廣，因此，此項(xiàng)研究是有巨大的商業(yè)發(fā)展空間的。 汽輪機(jī)檢修盤車的發(fā)展現(xiàn)狀 汽輪機(jī)檢修盤車主要用于汽輪機(jī)的檢修和安裝定位。 除了這種盤轉(zhuǎn)裝置外，以前曾出現(xiàn)過的盤轉(zhuǎn)裝置，如：齒條式、油壓間歇式、橋式、由于缺點(diǎn)較多，均未能在電廠檢修中得到推廣應(yīng)用。 目前國(guó)內(nèi)使用最廣泛的是螺桿跨式通用檢修盤車，這種盤轉(zhuǎn)裝置的特點(diǎn)是： （ 1）中心距可調(diào)，通用性強(qiáng)； （ 2）橫梁可拆卸，在一定程度上有方便性； （ 3）可連續(xù)性運(yùn)行，檢測(cè)精度高。 汽輪機(jī)檢修中的主軸盤轉(zhuǎn)最早