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无级调速提升绞车设计说明书[带图纸].doc

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无级调速提升绞车设计说明书[带图纸].doc

目录前言1传动方案的拟定和选择1.1拟定方案21.1.1具体方案的拟定和比较212方案的确定62电动机的选择21主电动机的选择72.1.1电动机类型和结构形式选择72.12选择电动机容量722无级变速电动机的选择82.2.1分析绞车的工作过程82.2.2分析电动机的具体工作情况82.2.3电动机容量的计算102.2.4电动机类型的选择113交流变频调速系统31调速系统介绍1132不同交流电动机调速系统的优缺点123.3变频控制方式的选择143.4确定变频器153.5JPS变频器的功能、原理、技术参数等15351概述15352型号意义16353技术参数及性能17354外形及安装尺寸18355使用维护注意事项184行星齿轮的计算41行星齿轮基本参数的计算19411传动装置的总传动比及分配19412行星齿轮传动的配比计算20413轮齿数的选择2242行星齿轮传动设计与计算2243选择材料、齿轮、传动比2344无级变速电动机输入齿轮传动计算335传动系统的其他设计51均载机构设计3752行星架的设计3753箱体的基本参数3854变速轴的设计38总结40参考文献41致谢42摘要该系统主要是以行星齿轮传动和变频交流调速电动机调速为核心,由主电动机、变频交流调速电动机和行星齿轮传动三大部分组成。绞车的工作情况由以下三种情况一是启动,即启动加速阶段;二是正常运转,即绞车匀速提升或下降阶段;三是停车,即绞车减速停止阶段。绞车起动和停止是无级变速的,由交流变频器和三相力矩异步电动机组成无级变速装置,通过差动轮系实现输出轴的无级变速;绞车的提升阶段,调速电动机处于堵转阶段,只有主电动机和2KH行星轮处于工作状态。本次设计主要任务是进行传动方案的选择与确定,传动装置的运动、动力的计算和传动零件的设计计算。提升绞车传动系统中的主要机械部分是差动式行星齿轮减速器,为了提高传动效率,减小机构的尺寸和重量,采用的是2KH单排行星齿轮机构和调速齿轮组成的差动轮系。在该轮系中2KH行星齿轮传动是绞车匀速运行的核心,因此也就成为本次设计的主题了,在设计中主要是进行以下几方面的工作1、传动比计算;2、齿数选择;3、传动的几何计算;4、传动的受力分析;5、强度计算;还有行星架结构的选择、均载机构的设计、减速箱体结构尺寸的设计等等。绞车的无级调速是由变频交流调速电动机来完成的,其主要完成绞车的启动、停止。电气部件主要是变频器,调速系统采用正弦脉冲宽度调置(SPWM)型变频器和YLJ系列三相异步力矩电动机组成。对电气部分的设计主要是进行变频器的类型、参数选择,还有电动机的类型和容量选择该系统采用电气和机械组合,集结了机电两大方面的优点于一身,使得该系统的总体性能得到很大的提高,从而使得该产品有着更广阔的前景。关键词差速器、无级调速、绞车ABSTRACTSPHERICALGEARINGANDCHANGINGSPEEDBYTHEMOTOROFVARIANTFREQUENCYANDPERIODICJUICEISTHECOREOFTHISSYSTEM,WHICHISMADEUPOFCENTRALMOTOR,THEMOTOROFVARIANTFREQUENCYANDPERIODICJUICEANDSPHERICALGEARINGTHEREARETHREEPROCEDURESNOWITISDESCRIBEDASFOLLOWSTHEFIRSTONEISTOSWITCHONTHEMACHINE,WHICHMEANSTOSTARTTHECASEOFACCELERATIONTHESECONDONEISWELLREGULATEDOPERATIONINTHISCASE,THEMACHINECANUPREARANDDROPINANEQUABLESPEEDTHETHIRDONEISTHECASEOFDECELERATIONUNTILTOSTOPTHEWINCH,WHICHISCALLEDSTRAIGHTFORWARDLYTOSHUTDOWNITSTARTINGANDSTOPPINGUSESTEPLESSGEARSHIFTTHESTEPLESSGEARSHIFTDEVICEISMADEUPOFTHETRANSDUCEROFVARIANTFREQUENCYANDPERIODICJUICEANDTHEMOTOROFTRINOMIALASYNCHRONISMMOMENT,MOREOVER,THESTEPLESSGEARSHIFTOFISACCOMPLISHEDBYSERIESOFDIFFERENTSPHERICALGEARPHASE,TIMINGPLUGUPREVOLUTIONTHEMOSTIMPORTANTTASKINTHISDESIGNISTOCHOOSEANDCONFIRMTHEGEARINGSCHEMA,THEOPERATIONOFTHEDRIVINGDEVICE,THECALCULATIONOFPOWERANDDRIVINGPARTTHEMAINLYMECHANICALSEGMENTOFTHISDRIVINGSYSTEMISTHEDIFFERENTSPHERICALGEARCREEPERGEARINORDERTOIMPROVETHEEFFICIENCY,LESSENTHEWEIGHTANDSHORTENTHEMEASUREOFTHEMECHANIC,SERIESOFDIFFERENTSPHERICALGEAR,WHICHISCOMPOSEDOF2KHSINGLEROWSPHERICALGEARMACHINEANDTHEREGULATIVEGEARS,ISUSEDINTHEGEARCOURSE,2KHSPHERICALGEARDRIVINGISTHECOREOFOPERATIONOFTHEMACHINEINANEQUABLESPEEDSO,THATBECOMESTHEMOTIVEOFTHISDESIGNTHEREARESOMEASPECTSTOBEDONEINTHISDESIGNASFOLLOWSTHEFIRSTONEISTHECALCULATIONOFDRIVINGRATIOTHESECONDONEISTHECHOICEOFQUANTITYOFGEARTHETHIRDONEISTHEGEOMETRICALCALCULATIONOFTHEGEARINGTHEFORTHONEISTHEANALYSISABOUTTHEDRIVINGVIGORTHEFIFTHONEISTHECALCULATIONOFDEGREEBESIDESTHEFORMERASPECTSTOHAVEBEENDESCRIBED,THECHOICEOFTHESTRUCTUREOFTHESPHERICALRACK,DESIGNOFPROPORTIONALLOADINGANDTHESTRUCTURALMEASUREOFTHECREEPERGEARETCMUSTBECONTAINEDINTHEDESIGNTHEWINCH’SSTEPLESSGEARSHIFTISACCOMPLISHEDBYTHEMOTOROFVARIANTFREQUENCYANDPERIODICJUICEITMAINLYACCOMPLISHESTHESTARTINGANDDROPOFTHEMACHINEELECTRICALACCESSORYPRIMARILYCONSISTSOFTHEINSTRUMENTVARIANTFREQUENCY,ADJUSTMENTSYSTEMUSESSINEWAVEPULSEWIDTHMODULATE(SPWM)TRANSDUCERANDYLJCOURSESTRINOMIALASYNCHRONISMMOMENTTHEDESIGNABOUTELECTRICALSEGMENTMAINLYCHOOSESNOTONLYTHEVARIANTFREQUENCYMOTOR’SPARAMETERANDTYPEBUTALSOTHEMOTOR’STYPEANDCAPABILITYTHESYSTEMADOPTSTHEASSEMBLAGEBETWEENELECTRICITYANDMECHANICITCOMBINESTHEVIRTUESOFTHEM,WHICHIMPROVESTHEOVERALLCAPACITYOFTHEINSTRUMENTANDMAKESTHISPRODUCTHAVEAMOREPROSPECTIVEPERSPECTIVEKEYWORDSDIFFERENTIALSTEPLESSGEARSHIFTWINCH南昌航空大学科技学院学士学位论文第1页共42页前言随着工业生产的发展,许多设备都要求变工矿运行,例如,交通工具、机械加工设备提升设备等等这些设备一般都具有调速功能,而且随着对生产、劳动条件等要求的提高和改善,要求它们具有无级调速功能。无机调速种类繁多,按调速性能分,调速设备可分为普通型和高性能调速型;按大类分可分为机械调速和电力调速(其中电力调速又分为直流调速和交流调速),但不同类型的设备都有自己适用的条件,所以选用设备时,需要根据生产要求、环境等条件来选择最适用、最合理的无级变速设备。本次设计的课题是无级变速提升绞车的设计,考虑到工作环境、工作要求、经济等因素,决定采用机械和电气混合来完成无级调速。机械调速部分是采用行星齿轮变速器,因为行星齿轮传动是一种行型、高效的传动型式,它具有体积小、重量轻、传动比范围大、承载能力高、寿命长、适用面广等优点,可满足不同的工作条件,特别是随着现代化生产和科学技术的发展,各种类型的行星齿轮传动装置在国防、冶金、矿山、煤炭、工程、起重运输、化工、轻工、仪表等工业部门得到日益广泛的应用。因此,各种高效的小型行星传动机构惩出不穷。本次采用的是差动式NEW型行星齿轮。该轮系具有传动效率高、结构简单、寿命长、维修方便等。差动调速是采用无级变速电动机。因为交流电动机具有结构简单、维护方便等优点。且目前其调速装置已处于成熟阶段,以显示出极强的生命力,所以其应用范围愈来愈广,而且其性价比小。本课题采用了电气和机械组合成无级调速系统,因此其结合了两方面的优点,使得该装置无论在性能,还是在效率方面都由着其它调速系统不可比比拟的优点。本次设计由于时间紧张,加之本人水平和实践经验有限,设计中难免会有错误,望各位老师批评指正

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