机械及减速机基础PPT课件.ppt

机械基础及驱动基础教程 1 齿轮篇 FUNCTIONOFGEARS齿轮的作用 REDUCESPEED改变速度MULTIPLYTORQUE改变输出扭矩TRANSMITMOTION传递动作PROVIDEFLEXIBILITYINMACHINEDESIGN在机械设计中有广泛的适用性 3 GEARTYPES齿轮的类型 OPENGEARING开式齿轮传动Nohousingorenclosure无箱体或外壳Hasexternalbearingsupport 需要外挂轴承支撑Externallubrication采用外部润滑Earliestgearreductionwaswithopengears早期的齿轮传动都采用此方式 ENCLOSEDGEARING闭式齿轮传动Hassteelorcastirongearcasetosupportgears shaftsandbearings有钢或铸铁箱体支撑齿轮 轴和轴承Hasinternalradialandthrustbearings内部有径向和轴向轴承Hascontainedlubricationsystem带有润滑系统Hasinputandoutputshaftsandhollowshafts quill 带输入轴和输出轴或空心轴 4 SPURGEARCHARACTERISTICS直齿轮的特点 Forparallel inline planetaryreducers可用于平行轴 同心轴或行星齿轮减速机Leastexpensivetomanufacture加工成本低Efficient 97 99 效率 97 99 Fewcontactteeth齿轮啮合数少Avgperformance表现一般Operatingnoiseandvibration运行噪音和振动大 5 HELICALGEARCHARACTERISTICS斜齿轮的特点 Forparallelandinlinereducers 可用于平行轴和同心轴减速机Diagonaltoothgivesmorestrength lessnoiseandvibration 斜齿面设计 更坚固 运行噪音和振动较小Commonforindustrialapplications 工业应用中比较通用 流行 ProducessidethrustMaxratio 9 1单级速比最大可到9 1 6 WORMGEARCHARACTERISTICS蜗轮蜗杆的特点 Forrightangledrives适用于直交轴减速机Inexpensivetoproduce加工成本较高Lowwearcharacteristics耐磨性差Generallyinefficient运行效率一般Maxratio 60 1 最大速比可超过60 1 7 BEVELGEARCHARACTERISTICS伞齿轮的特点 Forrightanglereducers适合于直交轴减速机Straightbeveliseconomical单纯的伞齿轮加工成本较低Spiralbevelishighercapacityandquieter螺旋伞齿轮具有较高的抗冲击性 运行噪音低Moreefficientthanworm运行效率高于蜗轮沃杆齿轮Ratiomax 10 1单极最大速比为10 1 8 HYPOIDGEARCHARACTERISTICS准双曲面齿轮的特点 Forrightanglereducers适用于直交轴减速机Higherperformancethanwormdrive运行效率高于蜗轮蜗杆Lessexpensivethanbeveldrive加工成本比伞齿轮低Efficiencylessthanbevel morethanworm app94 运行效率界于伞齿轮和蜗轮蜗杆之间 9 ENCLOSEDGEARING闭式齿轮传动 Enclosedgearinginnovationinlast100yrs闭式齿轮传动已经有100年的历史AdvancedmetalscienceandmaterialsComplexironandsteelcastingsImprovedsteelalloysforstrongergearsImprovementsinwelding heattreatingIMPROVEDhighspeedbearingslubricantsandmethods pumps machiningandmanufacturingtechniques 10 ADVANTAGES优点 EASYTODESIGNINTOAMACHINE可方便的设计在机械设备中MORECOMPACTTHANOPENGEARS比开式齿轮更紧凑 LESSMAINTENANCE更少的维护 Protectivecasing cleaneroperatingenvironment controlledlubrication在密闭箱体内 运行环境相对干净 且有充分有效的润滑LUBRICATIONFLEXIBILITY方便灵活的润滑Easytoadjustfortemperature dutyextremes易用于温度 工况条件恶劣的地方 WIDERATIORANGE速比范围宽广 11 2 驱动篇 POWERTRANSMISSIONPRODUCTS动力驱动产品 BELTDRIVES皮带驱动机CHAINDRIVES链轮驱动机COUPLINGS联轴器CLUTCHES离合器BRAKES刹车 制动器 ADJUSTABLESPEEDDRIVES 可调速驱动设备 MOTORS电机MOUNTEDBEARINGS轴承SPEEDREDUCERS减速机BROADLINEPTSUPPLIERS 13 MOTORS电机 Convertselectricalenergytorotatingpower 将电能转换成机械能旋转驱动的设备Mostcommonsourceofrotarymotion 最长用的旋转驱动设备CommontypesareAC DC ServoandStepmotors 常用电机有交流电机 直流电机 伺服电机和步进电机 14 电机的防护等级IPXX选择 第一位数字表示 防止人体触及或接近壳内带电部分及壳内转动部件 以及防止固体防异物进入电机 第一位表征数字含义 第二位数字表示 防止由于电机进水而引起的有害影响 含义见下表 第二位表征数字含义 15 电机的防护选择 16 电机的绝缘 电机绝缘结构是指用不同的绝缘材料 不同的组合方式和不同的制造工艺制成的电机绝缘部分的结构型式 17 变频电机 变频电动机 由于临界转差率反比于电源频率 可以在临界转差率接近1时直接启动 因此 过载能力和启动性能不在需要过多考虑 而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力 结构设计时 考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构 振动 噪声冷却方式等方面的影响 一般注意以下问题 1 绝缘等级 一般为F级或更高 加强对地绝缘和线匝绝缘强度 特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力 2 对电机的振动 噪声问题 要充分考虑电动机构件及整体的刚性 尽力提高其固有频率 以避开与各次力波产生共振现象 3 冷却方式 一般采用强迫通风冷却 即主电机散热风扇采用独立的电机驱动 18 防爆电机的分类 产品分类 1 按电机原理分可分为防爆异步电机 防爆同步电机及防爆直流电机等 2 按使用场所分可分为煤矿井下用防爆电机及工厂用防爆电机 3 按防爆原理分可分为隔爆型电机 增安型电机 正压型电机 无火花型电机及粉尘防爆电机等 4 按配套的主机分可分为煤矿运输机用防爆电机 煤矿绞车用防爆电机 装岩机用防爆电机 煤矿局部扇风机用防爆电机 阀门用防爆电机 风机用防爆电机 船用防爆电机 起重冶金用防爆电机及加氢装置配套用增安型无刷励磁同步电机等 19 常用防爆电机的解释 隔爆型电机 采用隔爆外壳把可能产生火花 电弧和危险温度的电气部分与周围的爆炸性气体混合物隔开 但是 这种外壳并非是密封的 周围的爆炸性气体混合物可以通过外壳的各部分接合面间隙进入电机内部 当与外壳内的火花 电弧 危险高温等引燃源接触时就可能发生爆炸 这时电机的隔爆外壳不仅不会损坏或变形 而且爆炸火焰或炽热气体通过接合面间隙传出时 也不能引燃周围的爆炸性气体混合物 增安型电机 是在正常运行条件下不会产生电弧 火花或危险高温的电机结构上 再采取一些机械 电气和热的保护措施 使之进一步避免在正常或认可的过载条件下出现电弧 火花或高温的危险 从而确保其防爆安全性 无火花型电机是指在正常运行条件下 不会点燃周围爆炸性混合物 且一般又不会发生点燃故障的电机 与增安型电机相比 除对绝缘介电强度试验电压 绕组温升 te 在最高环境温度下达到额定运行最终温度后的交流绕组 从开始通过起动电流时计起至上升到极限温度的时间 以及起动电流比不像增安型那样有特殊规定外 其他方面与增安型电机的设计要求一样 20 MOUNTEDBEARINGS轴承 Allowsmoothlowfrictionmotionbetweentwosurfacesloadedagainsteachother使两个接触面之间运转更平滑 相对摩擦更小Canberotarymotionorlinearmotion可做圆周或直线运动Loadiseitherradialoraxialorboth可以承受轴向或径向负载Utilizerollingelementstocarryload ball roller sphericalroller利用滚动原理带动负载 滚柱 辊子 滚套 21 BEARINGS轴承 单列滚珠轴承 单列圆柱滚子轴承 单列凸面滚子轴承 单列滚针轴承 单列圆锥滚子轴承 22 BEARINGS轴承 BallBearings球轴承ThrustBearings推力轴承TaperBearings锥轴承MastRollerBearingsNeedleBearings滚针轴承ClutchReleaseBearings单向轴承 逆止器 23 COUPLINGS联轴器 MechanicalShaftConnection用于轴与轴之间的联结AllowEasyDisconnect拆装便捷PermitAngular Parallel AxialMisalignment部分联轴器可解决角向 径向 周向的偏移问题 AbsorbShockLoads可吸收冲击负载SevereDuty适合恶劣工况 24 BELTDRIVES皮带驱动 皮带的类型 FLAT平皮带JOINEDV内嵌式V形皮带CLASSICALV传统式V形皮带NOTCHEDV齿形V形皮带SYNCHRONOUSTimingbelt HTD Polychain同步皮带 25 BELTDRIVES皮带驱动的特点 NoLubrication无需对皮带进行润滑LowMaintenance维护频率低AbsorbShock可有效吸收冲击Smooth Quiet驱动平滑 噪音低Moreeconomical经济实用HighSpeed适合高速运转条件NewKevlarmaterial采用新卡夫拉尔纤维制造 皮带牢固 重量轻CanSliporJump可能产生皮带与皮带轮的相对滑动或跳动 26 CHAINDRIVES链轮驱动特点 Positive noslippage链与链齿轮间无相对滑动NoStretch无拉伸形变HostileEnvironments可在恶劣的工况条件下运行HigherNoiseLevel噪音高LowerSpeeds适合低速运转条件SprocketsWearOut长时间运转容易产生链齿轮的机械疲劳 27 SPEEDREDUCERS减速机 Anassembledgearset bearingsandlubricationinasealedhousing将齿轮 轴承和润滑系统集成在一个密封的箱体中Reducesspeed multipliestorque其作用是降低输出速度 增大输出扭矩Veryflexibleduetomanyavailableassembliesandtypes由于不同减速机采用不同设计和装配 产生多种型号 所以减速机相对于其他传动方式来说 较为复杂 28 ADJUSTABLESPEEDDRIVES可变速驱动 FUNCTION功能 Adjustthespeedofadrivenshafttoaspeedselectedbyanoperatororbyautomaticinputsignal 通过一些操作或通过自动控制调整输入轴转速 使其达到所需要的输出转速 TYPES调速方法 1 MECHANICAL机械调速2 FLUID液压3 ELECTRICAL电子调速TREND发展趋势 Popularityofelectricaldrivesisfargreaterthanotheroldertypes电子调速方法将越来越多的被应用到变速驱动中 29 ADJUSTABLEMECHANICALSPEEDDRIVES机械式可调速驱动设备 Twobasictypes两中主要类型Beltorchain皮带或链条Traction摩擦盘Simple ruggedandeasytomaintain简单 坚实 易于维护Rapidlyreplacedbyelectricaldrives逐渐被电子调速所替代Oldinflexibletechnology相对较成旧的调速技