电动控制器的设计
42页 19000字数+说明书+外文翻译+6张CAD图纸【详情如下】
传动轴.dwg
壳体.dwg
壳盖.dwg
外文翻译--内燃机主动衰减排气阀门设计 中文版.doc
外文翻译--内燃机主动衰减排气阀门设计 英文版.pdf
手轮.dwg
电动控制器控制系统图.dwg
电动控制器的设计说明书.doc
蜗杆轴.dwg
装配图.dwg
目 录
摘要I
AbstractII
1 绪论1
2 传动装置总体设计2
2.1 传动机构整体设计2
3 电动机的选择及传动比3
3.1 电动机类型的选择3
3.2 电动机功率选择3
3.3 传动比的分配3
4传动零件的设计计算4
4.1选择蜗轮蜗杆材料及精度等级4
4.2初选几何参数4
4.3 计算和校核4
4.4 按齿面接触疲劳强度设计6
4.5 蜗杆与蜗轮的主要参数与尺寸7
4.6 校核齿根弯曲疲劳强度8
5 输出轴的设计9
5.1选择轴的材料和确定许用应力9
5.2 按扭转强度估算轴径9
5.3 设计轴的结构并绘制结构草图9
6 滚动轴承的选择及校核计算15
6.1滚动轴承的选型原则15
6.2 主传动轴上轴承的选择计算15
6.3 蜗杆两端轴承的选择计算16
6.4 电机转子轴承的选择17
7 联轴器的选择和计算18
8离合器的选择和计算19
9 减速器的润滑与密封以及箱体的设计20
9.1润滑方式20
9.2密封20
9.3控制器箱体的结构设计21
10 电动控制器控制系统部分的设计23
10.1引言23
10.2 控制系统总体方案的设计24
10.3 正反转换向控制电路25
10.4 反馈装置的选择27
10.4.1 编码器的选择28
10.4.2编码器的安装使用30
10.4.3 PLC的选择31
10.4.4 PLC程序编写31
10.4.5 操作说明32
结论34
致谢35
参考文献36
在阀门的各个类型中，自动控制调节阀所占比例最大，将近占市场总份额的20%以上，随着工业自动化的发展，传统的手工机械调节的方式在许多场合已不再适用。但阀门电动控制器的主要传动机构的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。独立控制器的主要优点是在维修控制器时不需要拆卸阀门。缺点是其阀门总高度高于其他结构。
国外电动控制器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，工作可靠性好，使用寿命长。但其传动机构形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。电气控制部分的反馈装置的方法大多数以限位机构来实现的，精度不高。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率，智能化以及使用寿命长的方向发展。
本设计可主要分为两个大方面的设计，第一为机械传动部分的设计，第二为电动控制部分的设计。设计主要针对传动机构的运动，PLC自动控制程序以及编码器的反馈应用与设计。为了达到要求的运动精度和生产率，必须要求传动系统具有一定的传动精度并且各传动元件之间应满足一定的关系，以实现各零部件的协调动作。该设计均采用新国标，运用模块化设计，设计内容包括传动件的设计，执行机构的设计及设备零件等的设计。3 电动机的选择及传动比
3.1 电动机类型的选择
电动机已经标准化、系列化，应按照工作机的要求，根据选择的传动方案，选择电动机的类型、容量和转速，并在产品目录中查出其型号。因为是短时工作且供电电源是：380V 50HZ,按工作要求和条件，选择全封闭自散冷式笼型三相异步电动机，电压380Ｖ，型号选择Y系列三相异步电动机。
3.2 电动机功率选择
电动机的功率选择直接影响到电动机工作性能和经济性能的好坏。如果所选电动机的功率小于工作要求的话，则不能保证工作机正常工作，使电动机经常过载而提前损坏；如果所选电动机的功率过大，则电动机经常不能满载运行，功率因素和效率较低，从而增加电能消耗，造成浪费。因此在设计中一定要选择合适的电动机的功率。
根据设计要求可知：
输出转矩T=50N*M，蜗轮转速n=48r/min
由T=9550*P/n
代入数据：50=9550*P/48
可得工作机的功率P=0.25kw
查阅《机械设计手册》中机械传动效率可知：双头蜗杆蜗轮的传动效率为=0.75，轴承的传动效率 =0.99，联轴器的传动效率 =0.99
所以传动系统总效率=***
=0.75*0.99*0.99*0.97
=0.713022
则电动机功率 P1=P /
=0.25/0.713022
=0.35kw
查阅资料，初选电机型号为阀门专用单相电机YJC4/370
其额定功率为0.37Kw,额定转速 =1190r/min
3.3 传动比的分配
所选电动机额定功率为0.37Kw,额定转速 =1190r/min
所以传动比 I=n/ =1190/48=24.8
因选用的是单级涡轮蜗杆减速，所以取取蜗轮蜗杆传动比为24.8
（单级减速器合理）查阅《机械设计手册》，取I=25
4传动零件的设计计算
4.1选择蜗轮蜗杆材料及精度等级
蜗杆：由于蜗杆转速较高、环境温度高，但功率不大，故选用蜗杆材料为45钢表面淬火，硬度＞４５HRC。
蜗轮：采用抗胶合性能好的铸锡青铜。ZCnSnPb5Zn5砂型铸造，精度为GB10089-88 8级。
4.2初选几何参数
查阅《机械设计手册》，取I=25
当公称传动比I值为25时，取蜗杆头数=2
则蜗轮齿数=*I=25*2=50
查阅《实用机械设计手册》初选。
环境温度系数=1.87。
小时载荷率系数=0.57（先计算得Jc=25%）。
啮合质量系数=1。
综上，载荷系数载荷系数＝1.17。
4.3 计算和校核
查阅《机械设计手册》图12-1 查得=0.85。
以估算的蜗轮圆周速度,确定采用浸油润滑，查得润滑速度影响系数=0.87
川公网安备: 51019002004831号