緩降器性能試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　現(xiàn)代社會(huì)高度發(fā)展，城市化進(jìn)程進(jìn)一步加快，高樓大廈曾出不窮，如何讓人們的生活富足且具有更高的安全系數(shù)，是消防人員的重大責(zé)任。救生緩降器就是在高樓出現(xiàn)火災(zāi)等危險(xiǎn)情況時(shí)，供人們逃生的裝置。該裝置主要由新型限速器、繩索卷盤(pán)、安全帶、安全鉤、掛環(huán)及連接鋼絲繩等組成，性能優(yōu)異，安全可靠。 </p><p>

2、<b>　　適用范圍</b></p><p>　　該裝置適用于各類(lèi)高層建筑如辦公樓、寫(xiě)字樓、公共娛樂(lè)場(chǎng)所、賓館、飯店、住宅、公寓、商廈、機(jī)關(guān)、醫(yī)院、學(xué)校等場(chǎng)所配備，并是消防部門(mén)施救裝置，還可用于高空作業(yè)等需勻速緩降的場(chǎng)合。</p><p><b>　　產(chǎn)品特點(diǎn)</b></p><p>　　1.降速平穩(wěn)，安全可靠。采用最新技

3、術(shù)，完全消除重力加速度，降速平穩(wěn)均勻，限速阻尼感、安全感強(qiáng)，無(wú)空程。檢測(cè)結(jié)果表明：在使用載荷25-100kg時(shí)的下降速度為 0.5-2.0m/s，重復(fù)下降速度偏差≤±5%。</p><p>　　2.自動(dòng)+手動(dòng)，可懸停。除限速器自動(dòng)調(diào)速外，還可進(jìn)行手動(dòng)降速干預(yù)，可剎車(chē)懸停。</p><p>　　3.安全裕度高，使用壽命長(zhǎng)。采用純裸鍍鋅鋼絲繩，強(qiáng)度高、阻燃、壽命長(zhǎng)。</p>

4、;<p>　　4.靈活實(shí)用的兩種使用方式。該裝置研制出便攜式（手提箱）和固定安裝式（壁掛箱）兩種產(chǎn)品，既可供多人（操控）穩(wěn)定使用，又可供個(gè)人（操控）移動(dòng)使用。</p><p>　　5.設(shè)計(jì)先進(jìn)，結(jié)構(gòu)緊湊。限速器采用精鑄鋁合金外殼，精美，輕質(zhì)（僅重2.5kg）。 </p><p><b>　　2 總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p&g

5、t;　　設(shè)計(jì)題目：緩降器性能試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　了解緩降器性能試驗(yàn)機(jī)的用途，主要構(gòu)成；策劃系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方案。</p><p>　　了解緩降器性能試驗(yàn)機(jī)的工作原理，設(shè)計(jì)緩降器性能試驗(yàn)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。</p><p>　　完成緩降器性能試驗(yàn)機(jī)的電氣部分設(shè)計(jì)。包

6、括：直流電機(jī)的加載原理，直流電機(jī)控制器的控制電路，拉力測(cè)量電路設(shè)計(jì)，線速度測(cè)量電路設(shè)計(jì)，微機(jī)計(jì)數(shù)卡的原理框圖，控制軟件流程圖。</p><p>　　完成翻譯譯文，最少工作量為5000漢字。</p><p>　　針對(duì)本課題內(nèi)容需要繪制4張工作圖，撰寫(xiě)2萬(wàn)字設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。</p><p>　　設(shè)計(jì)參數(shù)：1、繩的直徑：4mm。2、下降速度：1.5～2.0m/s。3、承載力：

7、100kg。4、機(jī)架高度：1.5～2.0m。5、脈沖測(cè)長(zhǎng)：100m。6、調(diào)速器：歐陸直流調(diào)速器。7、采集卡：宏拓7484采集卡。8、電磁離合器：2個(gè)，一開(kāi)一合。</p><p>　　本設(shè)計(jì)為緩降器性能試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要由電機(jī)提供動(dòng)力。而電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，傳遞的轉(zhuǎn)矩則較小，故不能將電動(dòng)機(jī)輸出軸和電磁離合器輸入軸直接聯(lián)結(jié)，須經(jīng)過(guò)減速、增扭過(guò)程，再與電磁離合器輸入軸聯(lián)結(jié)。在設(shè)計(jì)中，一般采用減速器作為電動(dòng)機(jī)

8、與工作機(jī)之間的聯(lián)結(jié)裝置。在本設(shè)計(jì)中，我們采用錐齒-圓柱齒輪減速器做聯(lián)結(jié)裝置，將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)減速器傳遞給電磁離合器。電磁離合器通過(guò)繞在其上面的緩降繩與緩降盤(pán)聯(lián)結(jié)，緩降盤(pán)上裝有拉力傳感器，通過(guò)傳感器測(cè)定通過(guò)緩降盤(pán)的拉力的變化，傳遞給采集卡及微機(jī)控制系統(tǒng)。在電動(dòng)機(jī)上裝有測(cè)速發(fā)電機(jī)，測(cè)定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中，電動(dòng)機(jī)和減速器之間通過(guò)V帶或聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)，減速器和電磁離合器之間通過(guò)聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)。實(shí)際

9、選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇V帶或聯(lián)軸器作為電動(dòng)機(jī)輸出軸與減速器輸入軸之間的聯(lián)接裝置。在設(shè)計(jì)中，一般將機(jī)器之間的傳動(dòng)設(shè)計(jì)成直線聯(lián)結(jié)形式，因此，我們選擇聯(lián)軸器作為減速器輸出軸和電磁離合器輸入軸之間的聯(lián)接裝置，選擇V帶作為電動(dòng)機(jī)輸出軸與減速器輸入軸之間的聯(lián)結(jié)裝置。之所以選擇錐齒-圓柱齒輪減速器，是因?yàn)橛盟蓪?shí)現(xiàn)將機(jī)器設(shè)計(jì)成直線傳動(dòng)形式的目的?？紤]到減速的程度問(wèn)題，選擇兩級(jí)錐齒-圓柱齒輪減速器。</p><p>　　綜上所

10、述，系統(tǒng)總體傳動(dòng)方案如圖2.1所示。</p><p>　　在檢測(cè)中，需采集緩降繩所受拉力的大小及其下降速度的大小，將兩個(gè)參數(shù)分別列在坐標(biāo)軸橫縱坐標(biāo)上。當(dāng)拉力在245N～980N之間變化時(shí)，下降速度在1.5～2.0m/s之間變化，則試驗(yàn)機(jī)是合格的，可作為救生裝置裝在樓道內(nèi)。</p><p>　　實(shí)際上，我們是通過(guò)測(cè)定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)間接測(cè)定緩降繩的下降速度的。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)定是同過(guò)測(cè)速發(fā)電機(jī)來(lái)

11、實(shí)現(xiàn)的，具體測(cè)定過(guò)程見(jiàn)6.4節(jié)。</p><p>　　緩降繩下降速度-所受拉力（V-F曲線）曲線如圖2.2 所示。</p><p><b>　　3 電動(dòng)機(jī)的選擇</b></p><p>　　3.1 選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的選擇既要考慮實(shí)用性、節(jié)能型，又要考慮其滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的性能，在緩降

12、器性能試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)中，人的重量為:25Kg～100 Kg,下降速度為:1.0m/s～1.5 m/s,設(shè)計(jì)中，我們均取最大值，作為緩降繩所受拉力和下降速度，則拉力F=mg=1000N,V=2 m/s,去工作機(jī)效率=0.9，可求得工作機(jī)（即電磁離合器繞繩輪）功率為：</p><p>　　===2.22KW (3-1)</p><p><b>　　式中，</b>

13、</p><p><b>　　——工作機(jī)效率；</b></p><p>　　––工作機(jī)要求的輸入功率；</p><p><b>　　F——工作機(jī)阻力；</b></p><p>　　V——工作機(jī)線速度。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率為：</p><

14、;p>　　=（KW） (3-2)</p><p><b>　　式中，</b></p><p>　　––工作機(jī)要求的輸入功率；</p><p>　　––電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)的傳動(dòng)效率。</p><p>　　設(shè)計(jì)中要求電動(dòng)機(jī)額定功率≥。</p><p>　　電動(dòng)動(dòng)

15、機(jī)至工作機(jī)的傳動(dòng)效率：=…</p><p>　　由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)查得V帶、軸承、聯(lián)軸器等的傳動(dòng)效率分別為：0.98、0.99、0.97、0.99、0.97、0.99、0.98，則</p><p>　　=0.98×0.99×0.97×0.99×0.97×0.99×0.98</p><p><b>

16、　　=0.8768</b></p><p>　　則===2.532KW</p><p>　　故≥=2.532 KW。</p><p>　　取工作機(jī)鼓輪直徑（即電磁離合器繞繩輪直徑）D=400mm,則工作機(jī)軸轉(zhuǎn)速為：</p><p>　　===95.54r/min (3-3)</p><p>　

17、　查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表2-3，2-4知，錐齒-圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比范圍為i=8~15,則電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為：=×=（8~15）×95.54 = （764.32~1433.1） r/min,查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)表2.1-2，取電機(jī)同步轉(zhuǎn)速為：1000 r/min，電機(jī)額定功率為：=3KW，電機(jī)型號(hào)為：Y132S-6，將電機(jī)型號(hào)及主要尺寸列表如下</p><p><b>　?。ū?.1）：&

18、lt;/b></p><p>　　表3.1 電機(jī)型號(hào)及主要尺寸</p><p>　　3.2 分配傳動(dòng)比</p><p>　　電動(dòng)機(jī)選定以后，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速及工作機(jī)轉(zhuǎn)速即可確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為：</p><p>　　i===10.01 。</p><p>　　下面將總傳動(dòng)比分配給錐齒-圓柱齒輪減速器，由

19、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)教材，對(duì)于錐齒-圓柱齒輪減速器，取錐齒輪傳動(dòng)比為=0.25i，并應(yīng)使≤3，最大允許＜4，我們?nèi)?0.25i=0.25×10.01=2.512≤3，取整數(shù)=2.5，符合要求。對(duì)于圓柱齒輪，要求=3~5，而實(shí)際上=i/=10.01/2.5=4.004，取=4，符合要求。</p><p>　　故錐齒輪和圓柱齒輪傳動(dòng)比分別為：=2.5，=4。</p><p>　　3.3

20、 傳動(dòng)裝置動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1 各軸轉(zhuǎn)速</p><p>　　===960 r/min，</p><p>　　===384 r/min，</p><p>　　===96 r/min，</p><p>　　==96 r/min。</p><p>　　3.3.2 各

21、軸功率</p><p>　　=×=2.532×0.98=2.4814KW，</p><p>　　=××=2.4814×0.99×0.97=2.3829 KW，</p><p>　　=××=2.3829×0.99×0.97=2.2883 KW，</p>&

22、lt;p>　　=××=2.2883×0.99×0.98=2.22 KW。</p><p>　　3.3.3 各軸轉(zhuǎn)矩</p><p>　　=9550=9550=24.6887 N·m,</p><p>　　=9550=9550=59.2622 N·m,</p><p>　　=9

23、550=9550=227.6382 N·m,</p><p>　　=9550=9550=220.8438 N·m。</p><p>　　將傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果列表如下（表3.2）：</p><p><b>　　4 減速器設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由總體方案知，采用錐齒-圓柱齒輪減速

24、器作為減速裝置，在減速器的設(shè)計(jì)中，總體尺寸主要由錐齒輪及圓柱齒輪的尺寸決定，因此，錐齒輪及圓柱齒輪的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。</p><p>　　4.1 圓錐齒輪設(shè)計(jì)</p><p>　　1. 選擇齒輪材料、熱處理</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用閉式軟齒輪設(shè)計(jì)。</p><p>　　大齒輪：45#，正火，齒面硬度：190～200HBS；&

25、lt;/p><p>　　小齒輪：45#，調(diào)質(zhì)，齒面硬度：220～230HBS。</p><p>　　2. 選擇齒輪精度等級(jí)、齒數(shù)、齒寬系數(shù)</p><p>　　緩降器性能試驗(yàn)機(jī)為一般性提升、移位裝置，故選用8級(jí)精度。</p><p>　　對(duì)閉式軟齒輪，推薦小齒輪齒數(shù)=20～40,選=30，則</p><p>　　=

26、5;=75. ==2.5=。</p><p>　　由機(jī)械設(shè)計(jì)教材知，齒寬系數(shù)=0.25～0.3，取=0.26。</p><p><b>　　3. 確定相關(guān)參數(shù)</b></p><p>　　cos===0.9285, =，</p><p>　　cos===0.3714, =，</p><p>　　當(dāng)

27、量齒數(shù)：===32.31，取=32，</p><p>　　===201.94，取=202，</p><p>　　當(dāng)量齒輪端面重合度： 。</p><p>　　4. 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由≥ （4-1）</p><p><b>　　確定式中各項(xiàng)

28、數(shù)值：</b></p><p>　　由表3.2知，==24.6887× N·mm, </p><p>　　載荷受中等沖擊，查機(jī)械設(shè)計(jì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)設(shè)），初選載荷系數(shù)=1.5，</p><p>　　查機(jī)設(shè)表9-7，取彈性系數(shù)=189.8,</p><p>　　查機(jī)設(shè)圖9-14，取節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)=2.5，</p&

29、gt;<p>　　由 =1.7651，查機(jī)設(shè)圖9-13，取接觸強(qiáng)度重合度系數(shù)=0.875。</p><p>　　由機(jī)設(shè)式9-11知， </p><p>　　=· （4-2）</p><p>　　分別查機(jī)設(shè)圖9-16（d）, 9-16（c）,取=525MPa，=390 M

30、Pa，</p><p>　　查機(jī)設(shè)表9-8，取=1.25，</p><p>　　對(duì)，設(shè)錐齒輪工作壽命為10年，則</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　查機(jī)設(shè)圖9-15，取，，</p><p&g

31、t;　　將以上各參數(shù)代入式（4-2），得</p><p>　　=·=×1=420 MPa， </p><p>　　=·=×1.15=359 MPa，</p><p>　　取=359 MPa設(shè)計(jì)。 </p><p>　　將以上求得的、、、u、、、、代入式（4-1），得</p><p&g

32、t;<b>　　≥ </b></p><p><b>　　= </b></p><p>　　= 77.95mm,</p><p>　　則V===3.92m/s,</p><p>　　由機(jī)設(shè)表9-5，取=1.5，</p><p>　　由機(jī)設(shè)圖9-7，取=1.17，</p&

33、gt;<p>　　又錐齒輪齒寬系數(shù)====0.4，</p><p>　　查機(jī)設(shè)圖9-10，取=1.11，查機(jī)設(shè)圖9-6，取=1.2，則</p><p>　　K==1.5×1.17×1.11×1.2=2.34,</p><p>　　所以，==77.95=90.94mm,</p><p>　　由= m,

34、 所以m===3.013mm,由機(jī)設(shè)表9-1，選m=3。</p><p>　　錐齒輪主要幾何尺寸如下：</p><p>　　= m=3×30=90mm,</p><p>　　= m=3×75=225mm,</p><p>　　R ===121.17mm,</p><p>　　b=·R =

35、0.26·121.17=31.50mm,</p><p>　　因錐齒輪大小齒輪寬度相等，取齒寬==32mm,</p><p>　　=-2cos=-2×1.2m×cos=90-2×1.2×3×0.9285=83.315mm,</p><p>　　=-2cos=-2×1.2m×cos<

36、/p><p>　　=225-2×1.2×3×0.3714=222.326mm,</p><p>　　=+2cos=+2m×cos=90+2×1×3×0.9285=95.571mm,</p><p>　　=+2cos=+2m×cos=225+2×1×3×0.371

37、4=227.228mm。</p><p>　　5. 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　由 （4-3）</p><p><b>　　確定、、、：</b></p><p><b>　　由機(jī)設(shè)知，，</b></p><p><b&

38、gt;　　當(dāng)量齒數(shù) ，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　查機(jī)設(shè)圖9-19，取=2.48，，</p><p>　　查機(jī)設(shè)圖9-20，取，，</p><p>　　查機(jī)設(shè)圖9-22（c），在ML上取，</p><p>　　同理，在機(jī)設(shè)圖9-22（d）上取，

39、</p><p>　　查機(jī)設(shè)表9-8（c）,取，又應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，，查機(jī)設(shè)圖9-21，取，，故</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　將確定出的各項(xiàng)數(shù)值代入彎曲強(qiáng)度校核公式（4-3），得</p><p><b&

40、gt;　　，</b></p><p>　　故齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。</p><p>　　4.2 圓柱齒輪設(shè)計(jì)</p><p>　　1. 選擇齒輪材料、熱處理</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選閉式軟齒輪設(shè)計(jì)。</p><p>　　大齒輪：45#，正火，齒面硬度：190～200HBS；</p&g

41、t;<p>　　小齒輪：45#，調(diào)質(zhì)，齒面硬度：230～240HBS。</p><p>　　2. 選擇齒輪精度等級(jí)、齒數(shù)、螺旋角</p><p>　　因緩降器性能試驗(yàn)機(jī)為一般性提升、移位裝置，故選用8級(jí)精度。</p><p>　　對(duì)閉式軟齒輪，推薦小齒輪齒數(shù)=20～40,選=25，則</p><p><b>　　，==

42、4=。</b></p><p><b>　　初選螺旋角。</b></p><p>　　3. 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)</p><p>　　由 （4-4）</p><p><b>　　確定式中各項(xiàng)數(shù)值：</b></p>&

43、lt;p>　　由表3.2知，==59.2622× N·mm, </p><p>　　因載荷平穩(wěn)，初選載荷系數(shù)，</p><p>　　查機(jī)設(shè)表9-10，取齒寬系數(shù)，</p><p>　　查機(jī)設(shè)表9-7，取彈性系數(shù)=189.8,</p><p>　　查機(jī)設(shè)圖9-14，取節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)=2.42，</p>&l

44、t;p>　　由式9-7，端面重合度，</p><p><b>　　縱向重合度，</b></p><p>　　查機(jī)設(shè)圖9-13，取接觸強(qiáng)度重合度系數(shù)，</p><p><b>　　又螺旋角系數(shù)，</b></p><p>　　設(shè)圓柱齒輪工作壽命為10年，由機(jī)設(shè)式9-12得應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p&

45、gt;<p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　查機(jī)設(shè)圖9-15，取接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)，，</p><p>　　查機(jī)設(shè)圖9-16（d）,按小齒輪齒面硬度平均值235HBS，在MQ和ML線中間（適當(dāng)延長(zhǎng)MQ和ML線）查得小齒輪接觸疲勞極限，同理，在圖（d）上查得大

46、齒輪接觸疲勞極限，</p><p>　　查機(jī)設(shè)表9-8，取齒輪最小安全系數(shù)，則許用接觸應(yīng)力</p><p><b>　　， </b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　取設(shè)計(jì)。 </b></p><p>　　將以上所求各

47、數(shù)據(jù)代入式（4-4），得</p><p><b>　　= </b></p><p>　　= 49.94mm,</p><p><b>　　則,</b></p><p>　　由機(jī)設(shè)表9-5，取使用系數(shù)，</p><p>　　由機(jī)設(shè)圖9-7，取動(dòng)載系數(shù)，</p>&

48、lt;p>　　由機(jī)設(shè)圖9-10，取齒向載荷分布系數(shù)，</p><p>　　由機(jī)設(shè)圖9-6，取齒間載荷分配系數(shù)，則載荷系數(shù)</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><

49、p>　　由機(jī)設(shè)表9-1，取斜齒圓柱齒輪模數(shù)。</p><p>　　圓柱齒輪主要幾何尺寸為：</p><p><b>　　中心距,取。</b></p><p><b>　　螺旋角，</b></p><p><b>　　故。</b></p><p>&

50、lt;b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　取大齒輪齒厚，小齒輪齒厚。</p><p>　　5. 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度</p><p>　　由

51、 （4-5）</p><p>　　計(jì)算當(dāng)量齒輪端面重合度，</p><p>　　由機(jī)設(shè)表9-11知，端面壓力角</p><p>　　基圓柱上的螺旋角的余弦為</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　故，</b><

52、/p><p>　　由機(jī)設(shè)式9-13，重合度系數(shù)，</p><p>　　由機(jī)設(shè)圖9-28，取螺旋角系數(shù)，</p><p><b>　　當(dāng)量齒數(shù) ，</b></p><p>　　查機(jī)設(shè)圖9-19，取齒形系數(shù)，，</p><p>　　查機(jī)設(shè)圖9-20，取應(yīng)力修正系數(shù)，，</p><p&g

53、t;　　查機(jī)設(shè)圖9-21，取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)，，</p><p>　　由機(jī)設(shè)9-22（c）, 按小齒輪齒面硬度平均值235HBS，在ML線（適當(dāng)延長(zhǎng)）上查得小齒輪彎曲疲勞極限，同理，在圖（d）上查得大齒輪彎曲疲勞極限，</p><p>　　查機(jī)設(shè)表9-8，取齒輪最小安全系數(shù)，則許用彎曲應(yīng)力</p><p><b>　　， </b></

54、p><p><b>　　，</b></p><p>　　將以上所求各數(shù)據(jù)代入式（4-5），得</p><p><b>　　，</b></p><p>　　故齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。</p><p>　　4.3 錐齒-圓柱齒輪設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)小結(jié)</p><p>

55、;　　4.3.1 錐齒輪數(shù)據(jù)</p><p><b>　　;;;;;;</b></p><p><b>　　;;;;;</b></p><p><b>　　;。</b></p><p>　　4.3.2 圓柱齒輪數(shù)據(jù)</p><p>　　;;;;;；；

56、；;； ；</p><p><b>　　;;</b></p><p><b>　　；</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　軸、軸承、鍵及聯(lián)軸器型號(hào)的選擇<

57、/p><p>　　由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)設(shè)課設(shè)），初估軸徑：，</p><p><b>　　電機(jī)軸：，??；</b></p><p><b>　?、褫S：，?。?lt;/b></p><p><b>　　Ⅱ軸：，取；</b></p><p><b>

58、　?、筝S：，取。</b></p><p>　　4.4.1 Ⅰ-Ⅰ軸上軸徑、軸承、鍵及油封的確定</p><p>　　4.4.1.1 Ⅰ-Ⅰ軸上各軸段直徑</p><p>　　根據(jù)初估軸徑，取，則由機(jī)設(shè)課設(shè)得其他軸段直徑分別為：</p><p><b>　　，</b></p><p>

59、;<b>　　??；</b></p><p>　　Ⅲ-Ⅳ軸段上有角接觸球軸承，</p><p><b>　　初取 ，</b></p><p>　　由機(jī)設(shè)課設(shè)表2.4-3，取；</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　?、?Ⅵ軸段上有角接觸

60、球軸承且應(yīng)和Ⅲ-Ⅳ軸段上軸承型號(hào)尺寸相同，故</p><p><b>　　；</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　所以各軸段直徑分別為：；；；</p><p><b>　??；；。</b></p><p>　?、?Ⅰ軸上各軸

61、段直徑尺寸及軸承安裝如圖4.1所示。</p><p>　　4.4.1.2 Ⅲ-Ⅳ及Ⅴ-Ⅵ軸段上軸承的確定</p><p>　　由機(jī)設(shè)課設(shè)，確定兩軸承的型號(hào)及尺寸如下：</p><p>　　型號(hào)：滾動(dòng)軸承7208C GB292-83</p><p><b>　　尺寸： </b></p><p>

62、　　4.4.1.3 Ⅰ-Ⅱ軸段及Ⅵ-Ⅶ軸段上鍵的確定</p><p>　?、?Ⅱ軸段上鍵：由機(jī)設(shè)課設(shè)表2.3-1，查得鍵</p><p>　　型號(hào)：鍵 GB1096-79 </p><p><b>　　高度：；</b></p><p>　　Ⅵ-Ⅶ軸段上鍵：由機(jī)設(shè)課設(shè)表2.3-1，查得鍵</p><

63、;p>　　型號(hào)：鍵 GB1096-79 </p><p><b>　　高度：。</b></p><p>　　4.4.1.4 Ⅱ-Ⅲ軸上油封的確定</p><p>　　因Ⅱ-Ⅲ軸軸徑，由機(jī)設(shè)課設(shè)表2.5-4，確定油封的型號(hào)及尺寸如下：</p><p>　　型號(hào)：墊圈油封30 FZ/T92010-91</

64、p><p><b>　　尺寸：，，。</b></p><p>　　4.4.2 Ⅱ-Ⅱ軸上軸徑、軸承、鍵的確定</p><p>　　方法同上，確定各尺寸如下：</p><p><b>　　軸徑</b></p><p><b>　　；；；</b></p&

65、gt;<p><b>　　；。</b></p><p>　?、?Ⅱ軸上各軸段直徑尺寸及軸承安裝如圖4.2所示。</p><p><b>　　軸承</b></p><p>　　型號(hào)：滾動(dòng)軸承7206C GB292-83</p><p><b>　　尺寸： </b>

66、</p><p><b>　　鍵</b></p><p>　　Ⅱ-Ⅲ軸段上鍵：由機(jī)設(shè)課設(shè)表2.3-1，查得鍵</p><p>　　型號(hào)：鍵 GB1096-79 </p><p><b>　　高度：；</b></p><p>　?、?Ⅴ軸段上鍵：由機(jī)設(shè)課設(shè)表2.3-1，查得

67、鍵</p><p>　　型號(hào)：鍵 GB1096-79 </p><p><b>　　高度：。</b></p><p>　　4.4.3 Ⅲ-Ⅲ軸上軸徑、軸承、鍵及聯(lián)軸器的確定</p><p>　　方法同上，確定各尺寸如下：</p><p><b>　　軸徑</b><

68、/p><p><b>　　；；；；</b></p><p><b>　??；；。</b></p><p>　?、?Ⅲ軸上各軸段直徑尺寸及軸承安裝如圖4.3所示。</p><p><b>　　軸承</b></p><p>　　型號(hào)：滾動(dòng)軸承7210C GB29

69、2-83</p><p><b>　　尺寸： </b></p><p><b>　　鍵</b></p><p>　?、?Ⅲ軸段上鍵：由機(jī)設(shè)課設(shè)表2.3-1，查得鍵</p><p>　　型號(hào)：鍵 GB1096-79 </p><p><b>　　高度：；</

70、b></p><p>　?、?Ⅷ軸段上鍵：由機(jī)設(shè)課設(shè)表2.3-1，查得鍵</p><p>　　型號(hào)：鍵 GB1096-79 </p><p><b>　　高度：。</b></p><p><b>　　聯(lián)軸器</b></p><p>　　型號(hào)：YL7聯(lián)軸器 GB58

71、43-86</p><p><b>　　長(zhǎng)度：。</b></p><p>　　5 其它機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1.1 帶傳動(dòng)的類(lèi)型</p><p>　　帶傳動(dòng)是在兩個(gè)或多個(gè)帶輪之間用帶作為拉曳元件來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種撓性件傳動(dòng)。<

72、/p><p>　　帶傳動(dòng)分為摩擦傳動(dòng)和嚙合傳動(dòng)兩類(lèi)。平帶﹑V帶﹑多楔帶﹑圓帶都是利用帶與帶之間的摩擦力實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的，同步帶則是靠帶齒與輪齒相嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的。</p><p>　　5.1.2 帶傳動(dòng)的選擇</p><p>　　平帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，帶輪也容易制造，使用成本低廉，形式多樣，傳動(dòng)中心距較大，在農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用較多。</p><p>　

73、　V帶是一般機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛的。V帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動(dòng)時(shí)，V帶只和輪槽的兩個(gè)側(cè)面接觸，即以?xún)蓚?cè)面為工作面。根據(jù)槽面摩擦原理，在同樣的張緊力下，V帶傳動(dòng)較平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩擦力。V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比較大，結(jié)構(gòu)較緊湊，并且V帶多已標(biāo)準(zhǔn)化大批量生產(chǎn)，因而V帶傳動(dòng)的應(yīng)用比平帶傳動(dòng)廣泛得多。</p><p>　　在緩降器性能試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)中，我們采用V帶傳動(dòng)，將電機(jī)的輸出功率等傳遞給減速器。&

74、lt;/p><p>　　5.1.3 V帶輪設(shè)計(jì)</p><p><b>　　V帶輪設(shè)計(jì)的要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)V帶輪時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足的要求有：質(zhì)量小；結(jié)構(gòu)工藝性好；無(wú)過(guò)大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻；轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡；輪槽工作面要精加工，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。</p>&

75、lt;p><b>　　帶輪的材料</b></p><p>　　帶輪的材料主要采用鑄鐵，常用的材料牌號(hào)為HT150或HT200；轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鋼；小功率時(shí)可用鑄鋁或塑料。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，我們采用HT200作為帶輪的材料。</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)尺寸</b></p><

76、p>　　鑄鐵制V帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：（1）實(shí)心式；（2）腹板式；（3）孔板式；（4）橢圓剖面輪輻式。</p><p>　　帶輪基準(zhǔn)直徑 (d為軸的直徑， mm)時(shí)，采用實(shí)心式；時(shí)，采用腹板式（當(dāng)時(shí)，采用孔板式）；時(shí)，采用輪輻式。</p><p>　　帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)帶的型號(hào)確定輪槽尺寸，如圖5.1所示，根據(jù)普通V帶輪的結(jié)構(gòu)形式及尺寸

77、，確定電動(dòng)機(jī)輸出軸上V帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸如下：</p><p><b>　?。?；；；；。</b></p><p>　　減速器輸入軸上V帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸如下：</p><p><b>　??；；；；；。</b></p><p>　　5.2 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.2.1

78、 聯(lián)軸器的分類(lèi)</p><p>　　聯(lián)軸器是機(jī)械傳動(dòng)中一種常用軸系部件，它的基本功能是聯(lián)結(jié)兩軸，并傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩，并兼有安全保險(xiǎn)的作用。</p><p>　　聯(lián)軸器的種類(lèi)較多，通常根據(jù)對(duì)相應(yīng)位移有無(wú)補(bǔ)償能力劃分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩大類(lèi)。</p><p>　　剛性聯(lián)軸器對(duì)相應(yīng)位移無(wú)補(bǔ)償能力，且全部由剛性零件組成，也沒(méi)有緩沖減振能力，故適用于要求被聯(lián)結(jié)的兩軸嚴(yán)格

79、對(duì)中，載荷平穩(wěn)的場(chǎng)合。</p><p>　　撓性聯(lián)軸器具有撓性，對(duì)相應(yīng)位移具有補(bǔ)償能力。按是否具有彈性元件又分為無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器和有彈性元件的撓性聯(lián)軸器兩種。有彈性元件的撓性聯(lián)軸器可以依靠彈性元件的變形與儲(chǔ)能性來(lái)緩沖﹑減振，改善傳動(dòng)系統(tǒng)的工作性能。</p><p>　　5.2.2 聯(lián)軸器的選擇</p><p>　　凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單﹑成本低﹑可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩

80、，在低速﹑無(wú)沖擊﹑軸的剛性大﹑對(duì)中性較好時(shí)常采用凸緣聯(lián)軸器。</p><p>　　在緩降器性能試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)中，減速器輸出軸與電磁離合器輸入軸的聯(lián)結(jié)要求無(wú)沖擊，兩軸的剛性強(qiáng)，對(duì)中性要好，故選用凸緣聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)兩軸。我們知道，聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸的尺寸由聯(lián)軸器決定，結(jié)合其所聯(lián)兩軸（減速器輸出軸與電磁離合器輸入軸）的尺寸大小，選擇聯(lián)軸器型號(hào)及尺寸如下：</p><p>　　型號(hào)：YL7聯(lián)軸器 GB584

81、3-86</p><p><b>　　長(zhǎng)度：。</b></p><p>　　5.3 電磁離合器的選擇</p><p>　　5.3.1 電磁離合器的特點(diǎn)</p><p>　　電磁離合器是利用通過(guò)激磁線圈的電流所產(chǎn)生的磁力來(lái)操縱離合器的各種結(jié)合元件，以達(dá)到離合器的接合或分離。</p><p>　　

82、電磁離合器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操縱方便等優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：</p><p><b>　　提高系統(tǒng)的機(jī)械性能</b></p><p>　　傳動(dòng)系統(tǒng)使用電磁離合器后，可實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的快速啟動(dòng)，快速制動(dòng)及頻繁</p><p>　　的正反向控制。由于電動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)不直接連接，在啟動(dòng)或制動(dòng)過(guò)程中，避免電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過(guò)大的沖擊電流。</p>

83、<p>　　2. 能使傳動(dòng)系統(tǒng)獲得較高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)力矩通常為額定力矩的1.5～2.0倍，在電磁離合器作傳動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程中，可利用電動(dòng)機(jī)的慣性能量來(lái)增加 啟動(dòng)力矩。一般可增加到電動(dòng)機(jī)額定力矩的2.5～3.0倍。所以，在傳動(dòng)系統(tǒng)的相同條件下，利用電磁離合器啟動(dòng)，能使電動(dòng)機(jī)的容量減小。</p><p>　　3. 除牙嵌式電磁離合器外，其它形式的電磁離合器均可以在較頻繁地接地和脫開(kāi)的場(chǎng)合下應(yīng)用。

84、</p><p>　　4. 利用電的控制方法，可調(diào)節(jié)電磁離合器的力矩上升時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)的連續(xù)平滑啟動(dòng)。</p><p>　　5. 利用磁粉或轉(zhuǎn)差式電磁離合器的力矩調(diào)節(jié)特性，可實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)的精密調(diào)節(jié)。又可利用其力矩與滑差速度無(wú)關(guān)的特性，在機(jī)械裝置中實(shí)現(xiàn)恒張力控制。</p><p>　　6. 能實(shí)現(xiàn)分支啟動(dòng)和多元化利用電動(dòng)機(jī)動(dòng)力。</p><p

85、>　　7. 與所傳遞的力矩相比，電磁離合器耗能很小。</p><p>　?。ǘ┨岣邆鲃?dòng)系統(tǒng)的操作性能</p><p>　　1. 可實(shí)現(xiàn)集中控制與遠(yuǎn)距離操縱。</p><p>　　2. 能簡(jiǎn)化操作程序，減少操作時(shí)間。</p><p>　　3. 容易實(shí)現(xiàn)控制自動(dòng)化。</p><p>　?。ㄈ┎僮靼踩途哂羞^(guò)載保護(hù)

86、</p><p>　　1. 減少誤操作和誤動(dòng)作，提高操縱安全性。</p><p>　　2. 除牙嵌式電磁離合器外，其它形式的電磁離合器均可以起到過(guò)載保護(hù)的作用。</p><p>　?。ㄋ模┚S護(hù)方便，控制簡(jiǎn)單</p><p>　　機(jī)械式、液壓式、氣動(dòng)式離合器均需配備操縱桿、管路、閥門(mén)和測(cè)量?jī)x表等輔助設(shè)備，而電磁離合器控制線路卻很簡(jiǎn)單，維護(hù)也方便

87、。特別是濕式電磁離合器在正常使用中，其壽命是半永久性的。</p><p>　　當(dāng)然，電磁離合器也有其缺點(diǎn)，主要有以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1. 剩磁問(wèn)題，嚴(yán)重影響離合器的動(dòng)特性，使其力矩時(shí)間曲線上出現(xiàn)無(wú)響應(yīng)區(qū)。盡管人們?yōu)橄姶烹x合器剩磁問(wèn)題作了不少努力，但仍不能滿(mǎn)意地解決這個(gè)問(wèn)題。</p><p>　　2. 電磁離合器屬于磁性物件，在使用中有關(guān)部件被不同程度

88、地磁化，吸引鐵屑影響傳動(dòng)系統(tǒng)壽命和精度。</p><p>　　3. 在使用中電磁離合器的發(fā)熱也是不可避免的。如果電磁離合器在傳動(dòng)系統(tǒng)中的位置不當(dāng)或散熱不良，均能影響傳動(dòng)系統(tǒng)得精度。</p><p>　　5.3.2 電磁離合器的分類(lèi)</p><p>　　電磁離合器的分類(lèi)比較復(fù)雜，但歸納起來(lái)可分為四種類(lèi)型：</p><p>　?。ㄒ唬┠Σ疗诫?/p>

89、磁離合器；</p><p>　　（二）牙嵌式電磁離合器；</p><p>　?。ㄈ┐欧凼诫姶烹x合器；</p><p>　?。ㄋ模┺D(zhuǎn)差片式電磁離合器。</p><p>　　摩擦片式電磁離合器按不同情況可分為：</p><p>　　1. 根據(jù)使用條件可分為：濕式和干式。</p><p>　　濕式在

90、使用時(shí)，用油來(lái)潤(rùn)滑摩擦片和進(jìn)行冷卻。</p><p>　　干式在空氣中使用，不 加油，自冷。</p><p>　　2. 根據(jù)摩擦片在磁路中的情況，可分為在磁路內(nèi)和在磁路外兩種。</p><p>　　摩擦片在磁路內(nèi)，摩擦片本身是磁路的一部分，有磁力線通過(guò)。</p><p>　　摩擦片在磁路外，在摩擦片中沒(méi)有磁力線通過(guò)。</p>&

91、lt;p>　　3. 根據(jù)線圈供電方式，有線圈靜止式和線圈回轉(zhuǎn)式兩種。</p><p>　　線圈靜止式就是由饋線直接供電，沒(méi)有集電環(huán)。</p><p>　　線圈回轉(zhuǎn)式則用電刷、集電環(huán)供電。</p><p>　　4. 根據(jù)摩擦片數(shù)目，有單片式和多片式。</p><p>　　單片式只有一對(duì)摩擦片。</p><p>　　

92、多片式有兩對(duì)以上的摩擦片。</p><p>　　5. 根據(jù)摩擦片的磨損調(diào)整方式，可分為自動(dòng)調(diào)整式和人工調(diào)整式。</p><p>　　自動(dòng)調(diào)整式要有特殊的磨損自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)。</p><p>　　人工調(diào)整式則是在摩擦片達(dá)到某一磨損量時(shí)，需要人工進(jìn)行調(diào)整摩擦片間的間隙。</p><p>　　牙嵌式電磁離合器通常分為有滑環(huán)和無(wú)滑環(huán)兩種。</p&

93、gt;<p>　　磁粉式電磁離合器又可根據(jù)供電方式、氣隙形式和勵(lì)磁線圈位置來(lái)分類(lèi)。 </p><p>　　1. 根據(jù)供電方式，磁粉式電磁離合器分為線圈回轉(zhuǎn)式和線圈靜止式兩種。線圈靜止式離合器供電方式簡(jiǎn)單，應(yīng)用較多。</p><p>　　2. 根據(jù)氣隙，可分為單隙式和復(fù)隙式。</p><p><b>　　單隙式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。</b>&l

94、t;/p><p>　　復(fù)隙式磁粉離合器有雙層磁粉氣隙結(jié)構(gòu)，它相當(dāng)于多片型摩擦離合器。復(fù)隙式磁粉離合器的特點(diǎn)是：外形尺寸小，能獲得較大的傳遞力矩；能使輸出軸的慣性力矩設(shè)計(jì)得較小，從而提高離合器的反應(yīng)速度。</p><p>　　復(fù)隙式磁粉離合器又可分為非分離復(fù)隙式磁粉離合器和分離復(fù)隙式磁粉離合器兩種。</p><p>　　3. 根據(jù)線圈位置，有外置線圈、內(nèi)置線圈和側(cè)置線圈三

95、種形式。</p><p>　　外置線圈是將勵(lì)磁線圈裝于外部，而磁粉氣隙則在線圈的內(nèi)側(cè)。內(nèi)置線圈幾乎全是線圈回轉(zhuǎn)型的。側(cè)置線圈僅用于非分離復(fù)隙式結(jié)構(gòu)中。</p><p>　　轉(zhuǎn)差式電磁離合器有雙電樞和單電樞之分。單電樞又分為爪式和感應(yīng)式兩種。饋電方式也分靜止式和回轉(zhuǎn)式。</p><p>　　5.3.3 各種電磁離合器的使用范圍</p><p>

96、;　?。ㄒ唬袷接谢h(huán)多摩擦片的電磁離合器</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：摩擦片幾乎沒(méi)有磨損，不必調(diào)整，壽命長(zhǎng)。</p><p>　　缺點(diǎn)：有空轉(zhuǎn)力矩、殘余力矩衰減過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)，接合與脫開(kāi)動(dòng)作遲緩，接合頻率有限，要有給油裝置。</p><p><b>　　使用范圍：</b></p><p>　　1. 不允許摩擦片因磨損而產(chǎn)生鐵

97、屑的場(chǎng)合；</p><p><b>　　2. 多油的條件；</b></p><p>　　3. 要求外形尺寸小，結(jié)合功不大的場(chǎng)合；</p><p>　　4. 裝拆不太方便的地方。</p><p>　　（二）干式有滑環(huán)多摩擦片的電磁離合器</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)作快；空轉(zhuǎn)力矩小。</p&g

98、t;<p>　　缺點(diǎn)：摩擦片有磨損；為了進(jìn)行人工填證摩擦片的間隙，在機(jī)械上要提供方便，因此占用空間較大；允許接合功小；溫升高會(huì)出現(xiàn)摩擦性能衰減現(xiàn)象。</p><p><b>　　使用范圍：</b></p><p>　　1. 要求動(dòng)作快，接合功小而力矩大的場(chǎng)合；</p><p>　　2. 便于調(diào)整的場(chǎng)合。</p>&l

99、t;p>　?。ㄈ└墒接谢h(huán)單摩擦片的電磁離合器</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低；動(dòng)作快；允許接合功大；接合頻率高；沒(méi)有空轉(zhuǎn)力矩；動(dòng)力矩調(diào)節(jié)方便。</p><p>　　缺點(diǎn)：徑向尺寸大；摩擦片會(huì)磨損，常需更換；溫升太高會(huì)出現(xiàn)摩擦性能衰減現(xiàn)象。 </p><p><b>　　使用范圍：</b></p><p&

100、gt;　　1. 對(duì)徑向尺寸沒(méi)有限制；</p><p><b>　　2. 操作頻率高；</b></p><p>　　3. 要求接合功大、動(dòng)作快。</p><p>　?。ㄋ模┭狼妒诫姶烹x合器</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：傳遞力矩大；沒(méi)有空轉(zhuǎn)力矩；沒(méi)有磨損，不必調(diào)整；沒(méi)有摩擦發(fā)熱；傳動(dòng)無(wú)滑差；脫開(kāi)快；能干濕兩用。</p&g

101、t;<p>　　缺點(diǎn)：一般在停車(chē)中接合，接合時(shí)沒(méi)有摩擦片式的緩沖作用，有沖擊。</p><p><b>　　使用范圍：</b></p><p>　　1. 允許停車(chē)接合或負(fù)載力矩及慣量很小的場(chǎng)合；</p><p>　　2. 不希望有空轉(zhuǎn)力矩的場(chǎng)合；</p><p>　　3. 要求無(wú)滑差傳動(dòng)的場(chǎng)合。</p

102、><p>　?。ㄎ澹袷綗o(wú)滑環(huán)多摩擦片的電磁離合器</p><p>　　這種離合器與有滑環(huán)離合器相比有如下特點(diǎn)：</p><p>　　1. 線圈處于固定靜止?fàn)顟B(tài)，能不間斷平穩(wěn)地引入電流，減少了元件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，特別有利于勵(lì)磁電路和控制電路的設(shè)計(jì)與布置；</p><p>　　2. 可避免電刷與滑環(huán)接觸時(shí)所產(chǎn)生的火花現(xiàn)象，因而較有滑環(huán)式安全可靠，特別是

103、能符合防爆安全的使用條件；</p><p>　　3. 和有滑環(huán)相比不怕振動(dòng)，不怕高速磨損，因而不需要更換電刷和滑環(huán)，特別適合于不宜拆裝的位置；</p><p>　　4. 由于磁性組件與傳動(dòng)部分之間保持著氣隙，對(duì)離合器的斷開(kāi)特性有很大好處；</p><p>　　5. 必須在有潤(rùn)滑油的情況下使用。潤(rùn)滑方式可以用外滴油法、油霧法及由</p><p>

104、;<b>　　軸心供油的辦法等。</b></p><p>　　由于這種離合器結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，操作方便，運(yùn)行可靠，故被廣泛應(yīng)用于機(jī)床、紡織、造紙、化工等工業(yè)部門(mén)和機(jī)械傳動(dòng)裝置中，大大地提高了機(jī)械自動(dòng)化水平。</p><p>　?。┺D(zhuǎn)差式電磁離合器</p><p>　　這種離合器啟動(dòng)平穩(wěn)，可以用來(lái)限制由電動(dòng)機(jī)傳給從動(dòng)軸的力矩振動(dòng)，平穩(wěn)接通及斷

105、開(kāi)運(yùn)動(dòng)鏈，又可作為制動(dòng)裝置和安全保護(hù)裝置。在具有通風(fēng)機(jī)負(fù)載的深度調(diào)節(jié)問(wèn)題上，這種離合器提供了解決的途徑。若改變接入的勵(lì)磁電流，輸出力矩便改變，轉(zhuǎn)差也隨之改變，所以可用于普通機(jī)床的主傳動(dòng)中，還可以用于壓力機(jī)、拉絲機(jī)等專(zhuān)用機(jī)床上。</p><p>　?。ㄆ撸┐欧凼诫姶烹x合器</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b></p><p>　　1. 輸出

106、力矩與它的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)；</p><p>　　2. 在整個(gè)工作范圍內(nèi)，力矩隨勵(lì)磁電流成線性地變化，因此具有很大的調(diào)整倍數(shù)；</p><p>　　3. 電磁時(shí)間常數(shù)最?。s毫秒級(jí)），沒(méi)有機(jī)械移動(dòng)的過(guò)渡過(guò)程，從動(dòng)部分慣性??；</p><p>　　4. 接通及控制無(wú)沖擊；</p><p>　　5. 所有滑動(dòng)都被局限在工作氣隙中，因此接合面能自動(dòng)地防磨損

107、；</p><p>　　6. 在整個(gè)工作過(guò)程中，不需調(diào)整氣隙。</p><p>　　除了具有摩擦式電磁離合器的功用外，磁粉式電磁離合器還特別適用于連續(xù)滑動(dòng)工作。所以，它可以組成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。但在使用過(guò)程中要特別注意磁粉老化、高溫和密封三個(gè)問(wèn)題。</p><p>　　上面敘述了各種電磁離合器的一般使用范圍，但選型時(shí)應(yīng)該全面地掌握各種電磁離合器的結(jié)構(gòu)性能，按

108、照用途和使用目的進(jìn)行綜合考慮，選定合適的電磁離合器，才能有效地達(dá)到預(yù)期使用效果。</p><p>　　5.3.4 電磁離合器在機(jī)械傳動(dòng)裝置上的應(yīng)用形式 </p><p>　　電磁離合器的應(yīng)用已經(jīng)遍及所有機(jī)械行業(yè)。小到儀表系統(tǒng)的調(diào)速，大到軋鋼機(jī)的動(dòng)力傳動(dòng)，都有電磁離合器的身影出現(xiàn)。在機(jī)械裝置中，電磁離合器的應(yīng)用形式主要有以下幾種：</p><p><b>

109、　?。ㄒ唬┳鳛閯?dòng)力連接</b></p><p>　　所謂動(dòng)力連接時(shí)指將電磁離合器設(shè)置在同一中心線上的兩根軸之間，在對(duì)接狀態(tài)下將兩根軸連接起來(lái)，也能自由地分離開(kāi)，以此為主要目的的作用叫連接。</p><p><b>　?。ǘ┯米鱾鲃?dòng)離合</b></p><p>　　離合是這樣一種作用，在一根軸上用電磁離合器來(lái)控制著傳遞給其它軸的動(dòng)力

110、。</p><p>　　這種作用的離合器結(jié)構(gòu)如圖5.2所示，它用兩個(gè)離合器互相連接在一起，并與負(fù)載軸組裝成一體，磁軛與軸固定，“聯(lián)結(jié)”與軸滑動(dòng)，通斷離合器的電源就能變換傳動(dòng)的動(dòng)力。</p><p>　　傳動(dòng)離合器可以實(shí)現(xiàn)分支驅(qū)動(dòng)，即在一個(gè)動(dòng)力源通過(guò)電磁離合器驅(qū)動(dòng)幾個(gè)機(jī)構(gòu)的體系中，可以任意地或者根據(jù)規(guī)定的程序驅(qū)動(dòng)其中一部分機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)或停止。</p><p>　　這種形式

111、的離合器將在本課程設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用。</p><p><b>　?。ㄈ┯米髦苿?dòng)</b></p><p>　　當(dāng)離合器電源切斷時(shí)，在彈簧力的作用下實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。離合器電源接通，電磁力克服彈簧力，使原動(dòng)機(jī)軸呈自由狀態(tài)而運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p><b>　?。ㄋ模┯糜谡崔D(zhuǎn)</b></p><p>　　在這種形

112、式的應(yīng)用中，主動(dòng)軸沿一定方向旋轉(zhuǎn)，用兩個(gè)電磁離合器與其組合起來(lái)，由電磁離合器的離合作用使負(fù)載的驅(qū)動(dòng)軸實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。</p><p>　　利用電磁離合器實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，與利用電機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)相比，有如下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1. 此結(jié)構(gòu)僅將需要反轉(zhuǎn)的部分加以反轉(zhuǎn)，故正反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，可快速實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)； </p><p>　　2. 可以任取正反轉(zhuǎn)速比；</p&

113、gt;<p>　　3. 可以利用電動(dòng)機(jī)的慣性，使所需電機(jī)的容量小，電機(jī)不因反轉(zhuǎn)時(shí)過(guò)載電流而升溫；</p><p>　　4. 不需要用特殊電機(jī)，使用普通電機(jī)就能獲得良好的正反轉(zhuǎn)效果；</p><p><b>　　5. 耗能少。 </b></p><p>　　除了上述電磁離合器的主要用途外，電磁離合器還用于變速、高頻度運(yùn)轉(zhuǎn)及過(guò)載保護(hù)等

114、。總之，電磁離合器非常實(shí)用，用處也非常廣泛。 </p><p>　　5.3.5 電磁離合器的選擇 </p><p>　　1-固定磁軛；2-中間導(dǎo)磁體；3-永久磁鐵組；4-膜片彈簧；5-繞繩輪；6-軸</p><p>　　在緩降器性能試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)中，要求用兩個(gè)電磁離合器相互連接在一起，裝在同一根軸上，一開(kāi)一合地分別控制繞在離合器繞繩輪上的緩降繩的上升與下降。當(dāng)左側(cè)離合

115、器與軸連接時(shí)，右側(cè)離合器則與軸脫離，緩降繩按逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)；反之，當(dāng)左側(cè)離合器與軸脫離時(shí)，右側(cè)離合器則與軸連接，緩降繩按順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)。這樣，可實(shí)現(xiàn)往復(fù)循環(huán)測(cè)試，從而能夠節(jié)省時(shí)間，提高測(cè)試的效率。</p><p>　　根據(jù)這一原理，我們選擇無(wú)滑環(huán)帶永久磁鐵的電磁離合器。因?yàn)椋谝?，它可以將兩個(gè)同樣類(lèi)型的離合器相互連接地裝在同一根軸上，實(shí)現(xiàn)交互控制，循環(huán)使用；第二，可以將其結(jié)構(gòu)改進(jìn)，將原來(lái)的帶輪結(jié)構(gòu)改換成繞繩輪結(jié)構(gòu)

116、，從而實(shí)現(xiàn)繞繩控制功能；第三，其結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜，制造較為簡(jiǎn)單，成本較低；第四，它的工作原理淺顯易懂，符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　下面介紹一下這種離合器的工作原理：</p><p>　　磁軛1及線圈固定不動(dòng)，當(dāng)線圈未通電時(shí)，永久磁鐵組3與中間導(dǎo)磁體2吸合，主動(dòng)軸6與件2以鍵連接，輸入的動(dòng)力同過(guò)膜片彈簧4傳到繞繩輪5。當(dāng)線圈通電后，建立與永久磁鐵組相反的磁場(chǎng)，而排斥永久磁鐵，線圈產(chǎn)生的

117、磁場(chǎng)通過(guò)件2形成閉合回路，而永久磁鐵組的磁力線在其內(nèi)部形成閉合回路，離合器分離。</p><p>　　5.4 傳感器的選擇</p><p>　　5.4.1 傳感器的分類(lèi)</p><p>　　通常，人們把能使物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏浚ɑ螂姶帕浚┑钠骷蛟凶鰝鞲衅鳌鞲衅饕步袚Q能器或探測(cè)器。</p><p>　　傳感器的分類(lèi)方法很多，通常

118、采用以下兩種方法分類(lèi)傳感器。</p><p>　　第一種是按照傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或物理效應(yīng)分類(lèi)。主要有應(yīng)變式（將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電阻輸出）、電容式（利用彈性電極在輸入作用下產(chǎn)生位移，使電容量變化而輸出）、壓電式（利用壓電材料的物質(zhì)效應(yīng)，將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成電荷輸出）、壓阻式（利用半導(dǎo)體材料和集成電路等先進(jìn)工藝制成的一種輸出電阻變化的固體傳感器）等傳感器。</p><p>　　第二種是按照傳感器的使

119、用來(lái)分類(lèi)。主要有壓力傳感器（測(cè)量各種壓力）、測(cè)力傳感器（測(cè)定靜壓力、動(dòng)壓力、拉壓力等）、振動(dòng)傳感器（測(cè)量振幅、速度、加速度等）、溫度傳感器（測(cè)量各種溫度）等。</p><p>　　5.4.2 傳感器的選擇 </p><p>　　在緩降器性能試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)中，需測(cè)定緩降繩所受的拉力變化，故選擇測(cè)力傳感器，型號(hào)為型拉力傳感器。</p><p>　　工作時(shí)，傳感器將感應(yīng)到的

120、緩降繩的拉力變化轉(zhuǎn)化為電量的變化，通過(guò)宏拓7484采集卡，將電量的變化傳遞到微機(jī)上，顯示出來(lái)。</p><p>　　6 數(shù)據(jù)采集與處理</p><p>　　在緩降器性能試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)中，拉力傳感器感應(yīng)并將采集到的信息傳遞到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，然后對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其目的是：</p><p>　　將連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接收的離散數(shù)據(jù)信號(hào)。</p>

121、<p>　　還原采集到的電信號(hào)的物理意義。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，被采集的物理量</p><p>　?。囟?、壓力、流量等）經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換后變成電量，因而采集到的數(shù)據(jù)是以電量的形式表現(xiàn)的。它雖然含有被采集物理量的信息，但沒(méi)有明確的物理意義，不便于處理和使用，必須把它還原成原來(lái)對(duì)應(yīng)的物理量。</p><p>　　消除數(shù)據(jù)中的干擾信號(hào)。在數(shù)據(jù)的采集、傳送和轉(zhuǎn)換過(guò)程中，由于系統(tǒng)內(nèi)部和外部干擾

122、和噪聲的影響，會(huì)在采集的數(shù)據(jù)中混入干擾信號(hào)，因而應(yīng)采用各種方法最大限度地消除混入數(shù)據(jù)中的干擾信號(hào)，以保證采集數(shù)據(jù)的精度。</p><p>　　分析數(shù)據(jù)的內(nèi)在特征。通過(guò)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行變換加工，或在有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)之間進(jìn)行某些相互的運(yùn)算，以得到能表達(dá)數(shù)據(jù)內(nèi)在特征的二次數(shù)據(jù)。</p><p>　　數(shù)據(jù)處理有多種類(lèi)型。按處理的方式劃分，數(shù)據(jù)處理可分為實(shí)時(shí)處理、在線</p><p

123、>　　處理和離線處理。一般來(lái)說(shuō)，實(shí)時(shí)處理或在線處理由于處理時(shí)間受到限制，因而只能對(duì)有限的數(shù)據(jù)進(jìn)行一些簡(jiǎn)單、基本的處理；而離線處理由于處理時(shí)間不受限制，因而可以做各種復(fù)雜的處理。按處理的性質(zhì)劃分，數(shù)據(jù)處理可分為預(yù)處理和二次處理兩種。預(yù)處理通常是剔出數(shù)據(jù)奇異項(xiàng)、去除數(shù)據(jù)趨勢(shì)項(xiàng)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波和轉(zhuǎn)換等。二次處理有各種數(shù)學(xué)運(yùn)算，如微分、積分、傅立葉變換和小波變換等。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理之前應(yīng)先對(duì)采集到的數(shù)據(jù)做某些預(yù)處理，使信號(hào)得到一次增

124、強(qiáng)或凈化，從而使分析處理獲得高質(zhì)量的有用信號(hào)或更準(zhǔn)確的特征信息。</p><p>　　6.1 數(shù)據(jù)采集原理</p><p>　　計(jì)算機(jī)是一臺(tái)數(shù)字化設(shè)備，它只能處理數(shù)字信息，故使用計(jì)算機(jī)處理信號(hào)時(shí)必須將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，即模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換或數(shù)據(jù)采集。將連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接收的離散數(shù)字信號(hào)，需要兩個(gè)環(huán)節(jié)：首先是采集，由連續(xù)的模擬信號(hào)得到離散信號(hào)；然后再通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，變

125、為數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)的數(shù)字化過(guò)程如圖6.1所示。</p><p>　　6.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)</p><p>　　數(shù)據(jù)采集就是將被測(cè)對(duì)象的各種參量通過(guò)各種傳感元件做適當(dāng)轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)信號(hào)調(diào)理、采樣、量化、編碼、傳輸?shù)炔襟E，最后送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或存儲(chǔ)記錄的過(guò)程。用于數(shù)據(jù)采集的成套設(shè)備稱(chēng)為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（data acquisition system, DAS）,它是計(jì)算機(jī)與外部世界聯(lián)系得橋

126、梁，是獲取信息的重要途徑。</p><p>　　6.2.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的基本組成 </p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖如圖6.2所示，它的輸入信號(hào)分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩類(lèi)。模擬信號(hào)由模擬類(lèi)的傳感器輸出信號(hào)經(jīng)調(diào)理后得到，數(shù)字信號(hào)則由數(shù)字類(lèi)傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)或開(kāi)關(guān)信號(hào)得到。</p><p>　　傳感器的作用是把非電量轉(zhuǎn)變成電量（如電壓、電流或頻率）。在本課程設(shè)

127、</p><p>　　計(jì)中，我們使用的是拉力傳感器，其作用是將拉力的變化轉(zhuǎn)變成電量的變化，輸出到A/D轉(zhuǎn)換器中。</p><p>　　放大器用來(lái)放大和緩沖輸入信號(hào)。由于傳感器輸出的信號(hào)較小，需要將其</p><p>　　放大，以滿(mǎn)足大多數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器的滿(mǎn)量程輸入要求。此外，某些傳感器內(nèi)阻比較大,輸出功率較小，這樣，放大器還起到了阻抗變換器的作用，用來(lái)緩沖輸入信號(hào)。常

128、用的放大器有差分放大器、儀器放大器和隔離放大器等。</p><p>　　在傳感器和電路中的器件常會(huì)產(chǎn)生噪聲，人為的發(fā)射源也會(huì)通過(guò)各種耦合渠道使信號(hào)通道感染上噪聲，這種噪聲可以用濾波器來(lái)衰減，以提高模擬輸入信號(hào)的信噪比。</p><p>　　在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，往往要對(duì)多個(gè)物理量進(jìn)行采集，即多路巡回檢測(cè)，這可以通過(guò)多路模擬開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。多路模擬開(kāi)關(guān)可以分時(shí)選通來(lái)自多個(gè)輸入通道的某一信號(hào)。<