【正文】 的選擇原則：即當 mmdd d 3 0 0 0)3~( ?? 時采用腹板式結構，鑄造帶輪的結構如圖 12所示。電動機也稱（俗稱馬達），在電路中用字母 “M” （舊標準用 “D” ）表示。 電機是指依據(jù) 電磁感應定律 實現(xiàn)電能的轉換或傳遞的一種 電磁 裝置。它的主要作用是產生驅動轉矩，作為用電器或各種機械的動力源。它的主要作用是利用機械能轉化為電能，目前最常用的是，利用 熱 能 、水能等推動發(fā)電機轉子來發(fā)電，隨著風力發(fā)電技術的日趨成熟，風電也慢慢走進我們的生活。從電機的定義發(fā)現(xiàn)，這么說也有它的道理的。 靜止電機： 變壓器 旋轉電機： 電動機 變壓器是一種靜止電機，它應用電磁感應原理，可將一種電壓的電能轉換為另一種電壓的電能（一般是交流電）。首先，從電力系統(tǒng)來講，變壓器就是一種主要設備。這是由于：一方面，大電流將在輸電線上引起大的功率損耗；另一方面，大電 22 流還將在輸電線上引起較大的電壓降落，致使電能根本送不出去。自耦變壓器；高壓變壓器（干式和油浸式）等，變壓 器常用的鐵芯形狀一般有 E 型和 C型鐵芯， XED 型， ED 型 CD 型。 變壓器的最基本型式，包括兩組繞有導線之線圈，并且彼此以電感方式稱合一起。 一般指連接交流電源的線圈稱之為「一次線圈」 (Primary coil)。在二次線圈的感應電壓可能大于或小于一次電壓，是由一次線圈與二次線圈間的「匝數(shù)比」所決定的。 大部份的變壓器均有固定的鐵芯，其上繞有一次與二次的線圈。在一些變壓器中，線圈與鐵芯二者間緊密地結合，其一次與二次電壓的比值幾乎與二者之線圈匝數(shù)比相同。由于此項升壓與降壓的功能，使得變壓器已成為現(xiàn)代化 電力系統(tǒng) 之一重要附屬物，提升輸電電壓使得長途輸送電力更為經濟，至于降壓變壓器，它使得電力運用方面更加多元化，可以這樣說，沒有變壓器，現(xiàn)代工業(yè)實無法達到目前發(fā)展的現(xiàn)況。一般提供 60Hz 電力網絡之電源均非常龐大，它可能是涵蓋有半個洲地區(qū)那般大的容量。 23 隔離變壓器 :各種電子裝備常用到變壓器，理由是：提供各種電壓階層確保系統(tǒng)正常操作 。對交流電流提供高阻抗，但對直流則提供低的阻抗 ?！缸杩埂蛊渲兄豁椫匾拍睿嗉措娮訉W特性之一，其乃預設一種設備，即當電路組件阻抗系從一階層改變到另外的一個階層時，其間即使用到一種設備 變壓器。電動機也稱（俗稱馬達），在電路中用字母 “M” （舊標準用 “D” ）表示。 直流電動機的工作原理 : 導體受力的方向用左手定則確定。如果此電磁轉矩能夠克服電樞上的阻轉矩（例如由摩擦引起的阻轉矩以及其它負載轉矩），電樞就能按逆時針方向旋轉起來。 1)電磁式直流電動機 :電磁式直流電動機由定子 磁極 、 轉子 （電樞）、 換向器 （俗稱 整流子 ）、 電刷 、機殼、 軸承 等構成 。根據(jù)其勵磁（舊標準稱為激磁）方式的不同又可分為串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。 串勵直流電動機的勵磁繞組與轉子繞組之間通過電刷和換向器相串聯(lián)，勵磁電流與電樞電流成正比， 定子 的 磁通量 隨著勵磁電流的增大而增大，轉矩近似與電樞電流的平方成正比，轉速隨轉矩或電流的增加而迅速下降?？赏ㄟ^用外用 電阻器 與串勵繞組串聯(lián)（或并聯(lián)）、或將串勵繞組并聯(lián)換接來實現(xiàn)調速。轉速則隨電流及轉矩的增大而略有下降，短時過載轉矩為額定轉矩的 倍?？赏ㄟ^消弱磁場的恒功率來調速。轉速變化也為 5%~15%。 直流電動機的定子磁極上除有并勵繞組外，還裝有與轉子繞組串聯(lián)的串勵繞組（其匝數(shù)較少）。轉速變化率為25%~30%（與串聯(lián)繞組有關）。 換向器的換向片使用銀銅、鎘銅等合金材料，用高強度塑料模壓成。電磁式直流電動機的電刷一般采用金屬 石 25 墨 電刷或電化石墨電刷。 圖 永磁實體 永磁式直流電動機也由定子磁極、轉子、電刷、外殼等組成，定子磁極采用 永磁體 （永久 磁鋼 ），有鐵氧 體、鋁鎳鈷、 釹鐵硼 等材料。錄放機中使用的電多數(shù)為圓筒型磁體，而電動工具及汽車用電器中使用的電動機多數(shù)采用專塊型磁體。錄放機中使用的小功率電動機多數(shù)為 3槽，較高檔的為 5槽或 7 槽。電刷是連接電源與轉子繞組的導電部件，具備導電與耐磨兩種性能。 錄放機中使用的永磁式直流電動機，采用電子穩(wěn)速電路或離心式穩(wěn)速裝置。它具有可靠性高、無換向火花、機械噪聲低等優(yōu)點，廣泛應用于高檔錄音座、錄像機、電子儀 器及自動化辦公設備中。位置傳感按轉子位置的變化，沿著一定次序對定子繞組的電流進行換流（即檢測轉子磁極相對定子繞組的位置，并在確定的位置處產生位置傳感信號，經信號轉換電路處理后去控制 26 功率開關電路，按一定的邏輯關系進行繞組電流切換）。 位置傳感器有磁敏式、光電式和電磁式三種類型。 采用光電式位置傳感器的無刷直流電動機，在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件，轉子上裝有遮光板，光源為發(fā)光二極管或小燈泡。 采用電磁式位置傳感器的無刷直流電動機，是在定子組件上安裝有電磁傳感器部件（例如耦合變壓器、接近開關、 LC諧振電路等），當永磁體轉子位置發(fā)生變化時，電磁效應將使電磁傳感器產生高頻調制信號（其幅值隨轉子位置而變化）。 交流電異步電動機分為感應電動機和交流換向器電 動機。 電機的轉速（轉子轉速）小于旋轉磁場的轉速，從而叫為異步電機。 s=(nsn)/ns。 基本原理 ： 1)當 三相異步電機 接入三相交流電源時，三相定子繞組流過三相對稱電流產生的三相磁動勢（定子旋轉磁動勢）并產生旋轉磁場。 3）根據(jù) 電磁力 定律，載流的轉子導體在磁場中受到電磁力作用，形成 電磁轉矩 ，驅動轉子旋轉，當電動機軸上帶機械負載時，便向外輸出機械能。還隨著負載的大小發(fā)生變化。異步電機包括感應電機、雙饋異步電機和交流換向器電機。 普通異步電機的定子繞組接交流電網，轉子繞組不需與其他電源連接。異步電機有較高的運行效率和較好的工作特性，從空載到滿載范圍內接近恒速運行，能滿足大多數(shù)工農業(yè)生產機械的傳動要求。異步電機運行時，必須從電網吸取無功勵磁功率，使電網的 功率因 數(shù) 變壞。由于異步電機的轉速與其旋轉磁場轉速有一定的轉差關系，其調速性能較差 (交流換向器電動機除外 )。但隨著大功率電子器件及交流調速系統(tǒng)的發(fā)展，目前適用于寬調速的異步電機的調速性能及經濟性已可與直流電機的相媲美。選取功率為 ，滿載時的轉速為 2870r/min。 軸承的選取及校核 軸承的校核 徑向力 2211 1 3 6 .3r H VF F F? ? ? () 派生力 52 .72rAdA FFNY?? ， 64 .62rBdB FFNY?? () 28 軸向力 由于 1a dB dAF F F??， 所以軸向力為 314aAF ? ， 541aBF ? 當量載荷 由于 eFFrAaA ?? ， eFFrBaB ?? ， 所以 ?AX ， ?AY ， 1?BX ， 0?BY 。 故： Fa1=5720N Fa2=1680N 3）精確校核軸的疲勞強度 1 6 .4mb M M PaW? ?? 截面上的轉切應力為 2 7 .5 4T TT MPaW? ?? 1 5 . 9 8 9 . 7 622Tbm M P a???? ? ? ? 30 由于軸選用 40cr，調質處理，所以 MPaB 735?? ， MPa3861 ??? ， MPa2601 ??? 。 31 螺栓的校核 由于采用單排螺紋連接固定 ,所以螺紋主要受預緊力和工作拉力 .這種受力方式在緊螺栓連接中比較常見 ,因而也 是最重要的一種 .這種緊螺栓連接承受軸向拉伸工作載荷后 ,由于螺栓和被連接件的彈性變形 ,螺栓所受的總拉力并不等于預緊力和工作拉力之和 .根據(jù)理論分析 ,螺栓的總拉力除和預緊力 0F ,工作拉力 F有關外 ,還受到螺栓剛度 bC 及被連接件剛度 mC 等因素影響 .因此 ,應從分析螺栓連接的受力和變形的關系入手 ,找出螺栓總拉力的大小 .圖 表示單個螺栓連接在 承受軸向拉伸載荷前后的受力及變形情況 . 圖 螺栓受力及變形情況 (a) 螺母未擰緊 (b) 螺母已擰緊 (c) 已承受工作載荷 (a)是螺母剛好擰到和被連接件相接觸 ,但未擰緊 .此時 ,螺栓和被連接件都不受力 ,因而也不產生變形 . (b)是螺母已擰緊 ,但尚未承受工作載荷 .此時 ,螺栓受預緊力 0F 的拉伸作用 ,其伸長量為 b? .相反 ,被連接件則受 0F 的壓縮作用 ,其壓縮量為 m? . (c)是承受工作載荷時的情況 .此時若螺栓和被連接鍵的材料在彈性變形范圍內則兩者的受力已變形的關系符合拉 (壓 )胡克定律 .當螺栓承受工作載荷后 ,因所受的拉力由 0F 增至 2F 而繼續(xù)伸長 ,其伸長量增加 ?? ,總伸長量 b? + ?? .與此同時 ,原來被壓縮的被連接件 ,因螺栓伸長而被放松 ,其壓縮量也隨著減小 .根據(jù)連接的變形協(xié)調條 32 件 ,被連接件壓縮變形的減小量應等于螺栓拉伸變形的增加量 ?? .因此 ,總壓縮量為39。 顯然，連接受載后，由于預緊力的變化，螺栓的總拉力 2F 并不等于預緊力 0F 宇與工作拉力 F之和，而等于殘余預應力 1F 與工作拉力 F之和。螺栓拉伸變形由坐標原點向右量起；被連接件的壓縮變形由坐標原點向左量起。由圖可見，在連接尚未承受工作拉力 F時，螺栓的拉力和被連接件的壓縮力都等于預緊力 0F 。 如圖 c所示，當連接件承受載荷 F 時，螺栓的總拉力為 2F ，相應的總伸長量為b? + ?? ；被連接件的壓縮力等于殘余預緊力 1F ，相應的總壓縮量 39。由圖可見，螺栓的總拉力 2F 等于殘余預緊力 1F 與工作拉力 F之和，即 2F ＝ 1F ＋ F () 為保證連接件的緊密性，防止連接受載后結合面間產生縫隙，應使 1F ? F。 )(10 FFFF ???? () 按圖 3－ 3 中的幾何關系得 34 FCC CF mb b＋?? () 宗上有 FCC CFF mb b10 ??? () 上式中mbbCCC? 稱為螺栓的相對剛度，本連接采用金屬墊片，故取mbbCCC? ＝ ，分析可知，該螺栓連接工作載荷不穩(wěn)定，而且有較大沖擊，故取則 1F =F，則 0F ＝ 式中 F 為每把刀具所受的力除以螺栓數(shù)，設計采用雙刀四螺栓連接，分析有 8F*500＝ T＝ 1555000N*mm，所以 F＝ 388N 螺栓的總拉力為 FFF ??? 02 ＝ 0F +mbbCCC? F==544N () 設計螺栓為中碳鋼，其屈服極限為 400 aMP ，由于工作為變工作載荷，而且有較大沖擊，取安 全系數(shù) S=35，則螺紋連接件的許用拉應力 ［ ? ］＝ Ss? =400/5=80 aMP () 所以螺栓連接最小橫截面直徑 d][ 2?? F??= () 采用螺栓代號為 GB5783— 86 M12? 100 35 齒輪的校核 驗算齒輪強度，應選擇相同模數(shù)承受載荷最大的齒數(shù)最小的齒輪，進行接觸應力和彎曲應力驗算。 對硬齒面、軟齒芯滲碳淬火的齒輪，一定要驗算齒根彎曲應力。 m初 算的齒輪模數(shù)（ mm） 。 OC 基準循環(huán)次數(shù)； m— 疲勞曲線指數(shù)， nK — 速度轉化系數(shù)， NK — 功率利用系數(shù)， QK — 材料強化系數(shù)，； SK — 的極限值 maxSK ， minSK 見表 35，當 SK ≥ maxSK 時，則取 SK = maxSK ；當 SK ＜minSK 時，取 SK = minSK ； 1K — 工作情況系數(shù)，中等沖擊的主運動，取 1K =~； 2K — 動載荷系數(shù) 。 如果驗算結果 j? 或 w? 不合格時，可以改變初算時選定的材料或熱處理方法，如仍不滿足時，就得采 取調整齒寬或重新選擇齒數(shù)及模數(shù)等措施。 在這次畢業(yè)設計，我認識到要完整地完成一次設計不能有半點馬虎和僥幸心理。這次最大的 收獲是：在動手之前要經過一番仔細的思考，只有這樣才會不至于畫了又改，才能更有效的利用時間；其次是自己開始認識到手冊的重要性，開始自己認為只要結構不干涉就好了，經過老師的一番指導，使我認識到自己的這種錯誤思想，因為即使是一個小小的螺釘也會讓設計從頭再來。我們就要走向工作崗位，很可能我們將來就是各行各業(yè)的設計人員，假如我們不注意那些小的細節(jié)，那么不僅會造成國家財產損失，更有可能對人的生命造成威脅