大型电厂高端空冷岛减速机设计说明书

毕业设计- 1 -第 1 章 前言本章简略的介绍了一下空冷技术，包括空冷技术的技术优势 ，国内外的发展状况等，然后具体介绍了一下国内外减速机的发展现况 。1.1 空冷技术简介随着全球水资源缺乏危机的日益加剧以及对环境保护问题的日益重视，空冷技术近年来在国内外都得到迅速发展。火力发电厂是水资源消耗大户，耗水量占发电工业总耗水量的 20%左右。我国华北、西北、东北等广大地区等都盛产煤炭，但水资源短缺却成为他们电力工业发展、经济建设及人民生活水平提高的最严肃制约因素。通过国内外实践经验表明，建设采用空冷机组的电站是一项非常有效的解决上述问题的技术措施。相比于正规湿冷却技术，空冷技术最大的优点是节约水资源与更加环保。平均可有效减少电厂用水 80%左右，优秀的电厂甚至可达到 85%，同时最大可能性的避免了常规水冷带来的环境污染问题；其次由于减去了大量冷却塔的建设这个步骤，在资金的投入与占地面积上也具有很大的优势。由于空冷技术可有效解决福煤贫水地区的缺水问题，因此，在国际上获得了迅速发展。早在 19 世纪 30 年代，德国部分公司就在德国鲁尔矿区汽轮发电机组上应用了直接空冷系统。50 年代卢森堡杜德兰格钢厂和意大利罗马电厂也相继引进了直接空冷技术。从 20 世纪 70 年代末开始，空冷电厂的容量，不管是装机容量还是单机容量都取得了非常大的发展。其中有代表性的是：美国首先采用了机械通风型直接空冷技术，接着德国又研发出了表面式凝汽器配自然通风空冷塔的间接空冷技术。80 年代以来，空冷技术得到了更进一步的发展，特别是在南非等地区，可以说取得了突破性进展。1987 年，南非马丁巴电厂采用机械通风型直接空冷系统的空冷机组正式投运；1988 年，南非肯达尔电厂又引进了采用表面式凝汽器和自然通风空冷塔间接空冷系统 686MW 空冷组。在国内，电厂空冷技术的研究起步于 20 世纪 60 年代。1966 年，哈尔滨工业大学电站在一台 50KW 试验机组上进行了直接空冷系统试验。这是国内的第一次空冷技术试验，他揭开了我国空冷技术发展的序幕。接着在 1967 年，山西后妈电厂 1.5MW 机组上也进行了直接空冷系统的工业性实验，其中应用的空冷凝汽器则是由哈尔滨空调机厂自主研发制造。在之后通过各个研究机构的不断研发和不断引进，直到 2006 年 6 月和 9 月，我国首批自主研发生产的300MW 直接空冷机组在内蒙古乌拉山电厂得到了投入运行。到目前为止，采毕业设计- 2 -用直接空冷系统和间接空冷系统的多套 600MW 和 1000MW 空冷机组正处在积极有序的建设中。而在空冷岛减速机方面，国内大行空冷岛项目都采用了进口减速机，而国产减速机在这反面还处在技术不成熟阶段。其主要原因有很多，一是在材料方面国际上多采用含有 Cr、Ni、Mo 等微量元素的合金钢，而国内则多采用40Cr、45 号钢等合金钢，其延展性和渗碳性都是有一定差距的；二是磨齿精度以及校核技术相差距离还是挺大的。三是密封技术国产减速机还不够成熟 。31.2 国内外减速机的发展1.2.1 国外减速机的发展在 20 世纪 70 年代，国际上减速器技术有了飞速的发展，并且与新技术革命的发展紧密的结合在一起。通用减速器的发展趋势有以下几点：（1）更高水平、更高性能。圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火处理、精细磨齿，承载能力至少提高了 4 倍，体积更小、重量更轻、噪声更低、效率更高、可靠性更强。 （2）积木式组合设计。这种设计基本参数的选用采用优先数，尺寸规格更加整齐，零件通用性和互换性变得更强，并且独立系列更容易扩充和花样翻新，更有利于组织批量生产和成本的降低。 （3）设计多样化。摆脱了旧式的单一的底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式联接（减速电机） 、多方位安装等多种不同型式，扩大了减速机的使用范围。促使减速器水平提高的主要因素有： （1）日趋完善的理论知识，使得减速机的设计更接近实际，更容易满足工作要求。 （2）新材料的不断研发和性能的不断提高，这些新材料普遍采用各种优质合金钢锻件，材料和热处理质量控制水平提高。 （3）结构设计更合理。 （4）加工精度提高到 ISO56 级。 （5）更高的轴承质量和更长寿命。 （6）润滑油质量的提高。1.2.2 国内减速机的发展从 20 世纪 60 年代开始，我国先后制订了 JB113070圆柱齿轮减速毕业设计- 3 -器等一大批通用减速器的标淮，除了主机厂自制配套生产使用外，还形成了很多减速器专业生产厂商。目前，我国生产减速器的企业有数百家，年产通用减速器达到了 25 万台，这对发展我国的机械产品做出了巨大贡献。 20 世纪 60 年代，我国生产的减速器大多是参照苏联 20 世纪 40 年代的技术制造出来的，整整差了 20 年，并且只是参照着造出来，其质量就可想而知，之后虽然有所发展，但由于当时的设计、工艺水平及装备条件实在是太低，其总体水平与国际水平还是有非常大的差距的。自从改革开放以来，我国相继引进一批又一批的先进加工设备，通过引进、消化、吸收国外的先进技术和科研攻关经验，慢慢的掌握了各种高速、低速齿轮装置的设计制造技术。材料和其热处理技术以及对齿轮精度的加工均有了非常大的提高，通用圆柱齿轮的精度从 JB179 60 的 89 级提高到GB1009588 的 6 级，高速齿轮的精度已经可以达到 4 级这样的高水平。另外硬齿面理论引进到减速机的制造中后，减速机的体积和质量都明显减小，承载能力和使用寿命、传动效率也都有了非常大的提高，使得主机的总体水平得到了很大的提高，也使得我们的产品更贴近于环保。到目前为止我国自行设计制造的高速齿轮减（增）速器的功率已达42000kW ，齿轮圆周速度达 150m/s 以上。但是，根据我们的国情，虽然我国大多数减速器的技术水平还不高，老产品却不可能立即被取代，新老产品并存过渡将会经历一段较长的时间 。6毕业设计- 4 -第 2 章 原始数据及任务分析本章具体的列出了设计的原始资料和数据，并列出了设计所需要达到的要求，并就这几方面做了进一步分析，分析解决这些问题可能用到的方法。2.1 设计的原始资料和数据设计参数：表 2.1 设计参数传动方案 工作机风机的功率（KW） 工作机扇叶转速（r/min）两级齿轮减速+弹性联轴器60 95工作条件：(1) 24 小时连续单向运转(2)室外高空工作，有粉尘等，工作环境恶劣(3)环境温度变化大-25 +40(4)（0110% ）速度适应范围(5)轴向力和径向力影响(6)要求易于维修，尽量免维护(7)要求低噪音(8)立式安装，电机在上，工作机在下(9)工作机与减速机连接形式为法兰盘连接使用期限：三十年生产条件：中等规模机械厂以上，可加工 56 级精度齿轮及蜗轮。动力来源：电力，三相交流（220/380） 。传动装置图：毕业设计- 5 -图 2.1 传动装置图2.2 设计任务及分析本次设计基于空冷技术中最难的减速机构设计，此减速机构要解决的问题包括以下几点：（1） 减速机安装运行在室外环境下，在冬季环境温度较低；解决此问题要从温度下手，所以本次设计我们采用了温控开关和 PT100 这两个温控组建，对减速机进行一个简单的数控调节，如果温度过低，减速机会自动加热当加热到一定的温度后才会允许电机启动。而基于本次设计，由于工作环境会经常低于-25 ,所以为了保证我们的减速机的正常运行和保护润滑油，我们初步选用BP 齿轮油，其最低工作温度为-20，所以我们的温控系统温度初步设定为-10，温控系统在温度低于-10是开始工作，高于-10停止工作，保证油温在安全范围内。（2） 减速机是立式安装,高位轴承和啮合齿轮的润滑方式；由于工作条件的限制空冷减速机并不适合常规的膨胀箱全油浸和飞溅润滑等形式，所以这里我们采用了高速轴轴端泵压力润滑，并且考虑到当高速轴低速运转时压力不够而无法达到润滑效果，在我们的设计中我添加了一个压力阀和压力开关，实现了超低速润滑，完美的解决了润滑问题。（3） 减速机箱体能承受电机的重量（电机直联时） ；为了更好的解决此问题，我们的减速箱设计是铸造箱体，其材料定为 45 钢。为了支撑电机要多设计一个电机座，来支撑电机的重量。（4） 风机安装在减速机的输出轴上,与减速机体保持一定的距离； 这里涉及到特殊出轴形式，要对输出轴进行一个加长设计，其对材料的要求也相对提高，而我们的初步选择为 42CrMo4。（5） 风机系统（风机，减速机，电动机）处于钢结构基座上，易振动。毕业设计- 6 -（6） 减速机的输入转速由电机的变频器控制，同轴油泵转速随变频改变。加压力阀，通过压力开关，实现压力平衡控制。（7） 减速机是立式安装，密封要求极高；对于低速轴出轴端，为了达到更好的密封效果，我们采用了干燥井设计，对润滑油进行了隔离，而出轴端轴承润滑则采用脂润滑，而其他位置的润滑均采用 V 型圈和 O 型圈的组合润滑形式，完美的解决了减速机的密封问题。O 型圈经过试验对比，材料上高速轴选用丁腈橡胶，低速轴选用氟橡胶。（8） 减速机的输出轴承受较大的轴向力（风机重量和运行时的推力）（9） 减速机的输出轴承受较大的径向力综上所述，在解决了减速机设计存在的一些主要问题的同时，我们通过对压力开关、温度开关等检测元件的应用赋予了减速机一些简单的自主检测调控防护能力，实现了对减速机的自主保护。毕业设计- 7 -第 3 章 机械部分设计本章主要是对减速机的主体进行了一个设计，包括电动机的选择，齿轮的计算，轴的计算，校核等，对本设计的机械部分做了总体的概述。3.1 电动机的选择3.1.1 选择电动机类型和结构形式按工作条件和要求选用一般用途的 Y 系列笼型三相异步电动机，立式封（1）选择电动机的功率工作机构需求电动机的工作功率为： （3.1）电动机功率; 工作机构所需功率;传动装置的总效率为：（3.2 ）式中各参数的含义如下：弹性联轴器传动效率 滚子轴承传动效率 闭式 6 级精度齿轮传动效率 则所需电动机功率为：选择的电动机的额定功率 要略大于 ，由 Y 系列三相异步电动机技术数据选择电动机额定 为 75KW。（2）确定电动机转速工作机转速 _() _D_Dd_电动机转速可选范围： 二级圆柱齿轮减速器传动比范围 Error! No bookmark name 毕业设计- 8 -given.i=925 ， 故电动机转速的可选范围为：_ _D_Dd_查表可知，符合条件的电动机只有一种，就是 Y280S-4，其主要技术参数如下：表 3.1 电机技术参数电动机型 号额定功率P（KW）同步转速（r/min）满载转速（r/min）传动装置的总传动比Y280S-4 75 1500 1480 15.57电动机的相关尺寸：见参考文献【3】 （表 12-5）3.1.2 计算总传动比并分配传动比（1）计算总传动比由于已选定电动机的机型为 Y280S-4，其传动比为 i=15.57。（2）分配传动装置的传动比由式子（1-5 ）可知： 考虑到采用同轴式二级圆柱齿轮设计，所以则令： =4, 3.1.3 计算传动装置的运动和动力参数在减速器中，按传递的路线表示出各轴为.轴，其上的转速为，功毕业设计- 9 -率为，转矩为（1）各轴的转速对于 轴对于 轴 （3.3 ）对于轴 轴的转速即为工作机构的扇叶的转速（2）各轴的功率对于 轴 995 _ _ _ _ _对于 轴 对于轴 （3）各轴的转矩电动机的转矩为：_ _/_ /D_Dd_对于 轴 对于 轴 对于轴 = 9550表 3.2 传动装置动力参数轴名 功率P/（KW 转矩 T/(Nm) 转速 n/(r/min) 传动比 效率毕业设计- 10 -）电机轴 65.2 420.7 1480 轴 63.59 410.3 1480 1 0.995轴 61.70 1592.5 370 4 0.97轴 59.86 5944.9 96.16 3.9 0.973.2 减速器齿轮的设计计算根据电动机的选择可知，齿轮的传递的功率为_ _D_Dd_（1） 齿轮的类型、精度等级、材料，齿数 由于转速较快，故齿轮的类型选用硬齿面斜齿轮 根据题目要求，空冷到减速机为高标准工作机器，速度高，故选用 ISO6级精度 由参考文献【1】选择小齿轮材料为 17CrNiMo6（低碳合金钢） ，硬度为230HBS，经过淬火处理后表面硬度达到 HRC 5860 大齿轮材料为42CrMo4（调质） ，硬度为 220HBS，二者材料硬度差为 10HBS。两材料经过调制后心部力学性能：表 3.3 17CrNiMo6 材料性能材料名 尺寸/mm /MPa n/MPa /% /% Akv/J900 10 40 3517CrNiMo6 750 11 45 409001100 650 12 50 40101160 550 13 50 40毕业设计- 11 -表 3.4 42CrMo4 材料性能材料名 尺寸/mm /MPa n/MPa /% /% Akv/J830 7 30 4142CrMo4 785 8 35 41685 8 35 -选小齿轮齿数 ，124z则大齿轮齿数 (2) 按齿面接触强度设计按参考文献【1】式（10-21）试算，即:（3.6 ）确定公式内的各计算数值： 试选 小齿轮传递的转矩 由参考文献【1】表 10-6 查得材料的弹性影响系数 由参考文献【1】表 10-7 选取齿宽系数 由参考文献 【1】图 10-21，按齿面硬度查得大、小齿轮的接触疲劳强度极限分别为 毕业设计- 12 - 传动比 由参考文献【1】式 10-13 计算应力循环次数（3.7 ）（3.8 ） 计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%，安全系数为 S=1，由参考文献【1】图 10-19 取接触应力疲劳寿命系数 （3.9 ）故许用接触应力为：) （3.10）计算： 计算小齿轮分度圆直径 ，由计算公式得到：1td 计算圆周速度：_ 计算齿宽 b 即模数)毕业设计- 13 - 载荷系数 K已知 10-8 查得动载系数由参考文献【1】表 10-4 查得 _D_Dd_ (_ _)/ D_Dd_ _D_Dd_ _ (/_ )(/)_果_枢 _由参考文献【1】图 10-13 查得已知 _D_Dd_ 按实际载荷系数校正分度圆直径_/_ / D_Dd_ 计算模数 m(_)/(_ _ ) 毕业设计- 14 -(_ _)/_(3) 按齿根弯曲强度设计由参考文献【1】中式（10-5）得弯曲强度的设计公式为（3.14） 计算载荷系数_ 查取齿形系数由参考文献【1】表 10-5，得 应力校正系数由参考文献【1】表 10-5 查得 由参考文献【1】图 10-20c，大小齿轮的弯曲疲劳强度 由参考文献【1】图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数 弯曲疲劳许用应力取 计算大小齿轮的 并比较大齿轮的数值大，故取后者。毕业设计- 15 - =2.12(mm) （3.16）对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数 m，由于齿轮模数 m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数并就近圆整为标准，取m=2.5mm，则小齿轮的分度圆直径为(4)几何尺寸计算 计算中心距（3.17）将中心距圆整为 130mm 计算大小齿轮的分度圆直径 计算齿轮宽度毕业设计- 16 -圆整取; 结构设计a、 中间轴大齿轮图 3.1 中间轴大齿轮b、输出轴大齿轮毕业设计- 17 -图 3.2 输出轴大齿轮3.3 轴、键、轴承的设计计算由以上可知，这一个减速器输送装置运转平稳，工作转矩变化很小，以一对斜齿轮作为减速装置，已知输入轴的输入功率为 _ _D_3.3.1 高速轴的设计计算(1) 求输入轴上的功率 、转速 和转矩毕业设计- 18 -(2) 求作用在小齿轮上的力_ _ _D_Dd_（3.19）(3) 初定轴的最小直径选轴的材料为 17CrNiMo6 钢，调质处理。根据参考文献 【1】表 15-3，取 _ (_ )() _（）_(（3.20）根据参考文献1，当轴截面开有键槽时应该增大轴径以考虑键槽对轴的削弱能力。对于轴，有一个键槽时，轴径增大 12%左右。则最小直径变为：（3.21）(4) 轴的结构设计拟定轴上零件的装配方案装配方案如下图所示，AB 段为端盖，BC 段为轴承，CD 轴齿轮，DE 为套筒，EF 为轴上逆止器。图 3.3 输入轴结构图毕业设计- 19 -根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。a. 初步选择滚动轴承。因轴承仅承受径向力的作用，但考虑到使其有排油效果，故可以采用圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据_() _() _D_Dd_ 15mm。b. 为了满足齿轮和轴承的轴向定位要求，EF 右端需制出轴肩，因为定位轴肩的高度 h=（0.070.7 ）d ，取 h=0.1d，所以 h=0.03，轴肩宽度 b,故取 b=5mmc. 根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取弹性联轴器下端与轴承端盖外端面键的距离 l=30mm。端盖的总宽度为30mm,轴承宽度 B=15mm，套筒总宽度 31mm，齿轮宽度B=85mm。 求轴上的载荷a. 根据轴的结构图做出轴的计算简图：图 3.4 输入轴计算简图从结构图以及弯矩图扭矩图中可以看出整个轴的危险截面最大可能在齿轮的中线上。现在将计算出齿轮中线截面处的弯矩和扭矩。其弯矩和扭矩图如下所示：毕业设计- 20 -图 3.5 输入轴弯矩和扭矩图 按弯扭合成应力校核轴的强度校核时只校核轴上的承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。前面已选定轴的材料为 17CrNiMo6 钢，调质处理，由参考文献 【1】表 15-1 查得: 因为： 所以选择与齿轮配合的轴直径d=32(mm)满足要求。3.3.2 中间轴的设计计算(1) 求输入轴上的功率 、转速 和转矩毕业设计- 21 -(2) 求作用在小齿轮上的力(3). 初定轴的最小直径选轴的材料为 17CrNiMo6 钢，调质处理。根据参考文献 【1】表 15-3，取 _ (_ )()_（）_ 根据参考文献【1】 ，当轴截面开有键槽时应该增大轴径以考虑键槽对轴的削弱能力。对于轴，有一个键槽时，轴径增大 12%左右。则最小直径变为：(4). 轴的结构设计拟定轴上零件的装配方案图 3.6 中间轴机构图毕业设计- 22 -根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。a. 初步选择滚动轴承。因轴承仅承受径向力的作用，但考虑到使其有排油效果，故可以采用圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据_() _() _b. 为了满足齿轮和轴承的轴向定位要求，EF 右端需制出轴肩，因为定位轴肩的高度 h=（0.070.7 ）d ，取 h=0.1d，所以 h=0.03，轴肩宽度 b,故取 b=5mmc. 根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取弹性联轴器下端与轴承端盖外端面键的距离 l=30mm。端盖的总宽度为 30mm,轴承宽度 B=15mm，套筒总宽度 31mm，齿轮宽度 B=85mm。 求轴上的载荷从结构图以及弯矩图扭矩图中可以看出整个轴的危险截面最大可能在齿轮的中线上。现在将计算出齿轮中线截面处的弯矩和扭矩。 按弯扭合成应力校核轴的强度校核时只校核轴上的承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。前面已选定轴的材料为 17CrNiMo6 钢，调质处理，由参考文献 1表15-1 查得: 因为： 所以选择与齿轮配合的轴直径 d=32mm满足要求。3.3.3 低速轴的设计计算 (1) 求输出轴上的功率 、转速 和转矩毕业设计- 23 -(2) 求作用在大齿轮上的力(3) 初定轴的最小直径选轴的材料为 42CrMo4 钢，调质处理。根据参考文献【1 】表 15-3，取_ (_ )()_（） _ 根据参考文献【1】 ，当轴截面开有键槽时应该增大轴径以考虑键槽对轴的削弱能力。对于轴，有一个键槽时，轴径增大 6%左右。则最小直径变为：(4) 轴的结构设计 拟定轴上零件的装配方案装配方案如下图所示，AB 段为轴承，BC 段为齿轮，CD 段为套筒，DE 为轴承， EF 段与联轴器配合。图 3.7 输出轴结构图 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。a. 初步选择滚动轴承。因轴承仅承受径向力的作用，但考虑到使其有排油效果，故可以采用圆锥滚子轴承。参照工作要求并根据毕业设计- 24 -D_Dd_ _() D_Dd_b. 为了满足齿轮和轴承的轴向定位要求，EF 右端需制出轴肩，因为定位轴肩的高度 h=（0.070.7 ）d ，取 h=0.1d，所以 h=0.03，轴肩宽度 b,故取 b=5mmc. 根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取弹性联轴器下端与轴承端盖外端面键的距离 l=30mm。端盖的总宽度为30mm,轴承宽度 B=15mm，套筒总宽度 31mm，齿轮宽度B=85mm。 求轴上的载荷结构图以及弯矩图扭矩图中可以看出整个轴的危险截面最大可能在齿轮的中线上。现在将计算出齿轮中线截面处的弯矩和扭矩。校核时只校核轴上的承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。前面已选定轴的材料为 42CrMo4 钢，调质处理，由参考文献 1 表 15-1 查得: 因为： 所以选择与齿轮配合的轴直径 d=32mm满足要求。3.3.4 键连接的校核计算常见的材料组合和按标准选取的普通平键联接，其失效的主要原因是工作面被压溃。因此，只要按工作面上的挤压应力进行强度校核计算就可。普通平键联接的强度条件为：（3.22）（其中 k=0.5p，是键与轮毂键槽的接触高度，d 为轴的直径）现选用 45 钢平键，其在静荷载下的许用应力为：毕业设计- 25 -(1)高速轴上键的校核计算从上边知道，用键构成静连接。电机与减速机之间的连接盘处的轴径d=70mm，需传递的转矩 _(_)/()/()_由上述轴的设计计算知道高速轴的转矩：_ _D_Dd_其中 k=0.5h，因为 ，所以平键符合要求。(2) 齿轮和高速轴之间键的校核计算。由上述可知，直齿圆柱齿轮安装在轴的两个支承点间。装齿轮处的轴径 d=36mm，需传递的转矩 _D_Dd_(3) 低速轴上键的校核计算 低速轴齿轮和轴连接键的校核计算。减速器中某直齿圆柱齿轮安装在轴的两个支承点间，轴键的材料是 45 钢，用键构成静连轴齿轮和轴连接键的校核计算。减速器中某直齿圆柱 齿轮安装在轴的两个支承点间，轴键的材料是 45 钢，用键构成静连接。装齿轮处的轴径 d=52mm，需传递的转矩 _(_)/()/()_由前面轴的设计计算知道低速轴的转矩：_ _D_Dd_其中 k=0.5h，因为 ，所以平键符合要求 低速轴与联轴器连接键的计算校核。轴径 d=50mm，平键的几何参数为： 由前面轴的设计计算知道低速轴的转矩：毕业设计- 26 -其中 k=0.5h，因为 ，所以平键符合要求3.4 润滑与密封(1) 润滑方式的选择轴承润滑：轴承的润滑形式的选择取决于轴承的速度和工况，由于本设计针对的空冷岛减速机是立式安装，且速度极高输入轴速度 v=1480r/min，所以根据参考文献【1】 【7】 ，我们采用了压力润滑的形式，即在高速轴轴端安装一个轴端泵，利用离心作用产生压力，用导油管传到减速机上部进行润滑的方法；齿轮润滑：I，II 轴的齿轮线速度均大于 500m/s，故在密封的减速箱内可选择飞溅润滑。这样齿轮传动时，就把润滑油带动啮合的齿面上，同时也将油甩到箱壁上，借以散热。(2 ) 密封方式的选择由于输入轴与轴承接触处的线速度 _驾_茧_欅_欆_ 權_湦_湨_滅_滈_经_漺_漼_揪_澕_纠毕业设计- 27 -唇式油封V型圈图 3.8 输入轴密封结构图而对于输出轴，由于是立式安装，而且实在风机上使用，所以要求密封度更高，是绝对不允许出现漏油现象的，所以根据具体情况，特设计了干井式组合密封：毕业设计- 28 -单列圆锥滚子轴承回油孔图 3.9 输出轴干燥井结构图3.5 箱体结构尺寸及其附件设计3.5.1 减速器箱体的尺寸设计注：未标明的圆角统一为 R10毕业设计- 29 -图 3.10 箱体正视图图 3.11 箱体俯视图毕业设计- 30 -图 3.12 箱体左视图3.5.2 减速器部分附件的设计(1)窥视盖孔的尺寸设计注：未标明圆角统一为 R10图 3.13 窥视盖尺寸图(2)油标的尺寸设计毕业设计- 31 -图 3.14 油标尺寸图(3) 轴承盖的尺寸设计图 3.15 轴承盖尺寸图毕业设计- 32 -(4) 支撑法兰的设计图 3.16 支撑法兰尺寸图第 4 章电器部分的设计4.1 温控开关的选用和电路原理（1）温度开关的原理根据工作环境的温度变化，在开关内部发生特定的物理形变，从而产生某些特殊效应，产生导通或者断开动作的一系列自动控制元件，叫做温控开关。（2）温控开关分类控制方法一般分为两种；一种是根据温度变化来进行控制，多采用蒸气压力式温度控制器，另一种根据温差变化来进行控制，多采用电子式温度控制器。分为： 机械式分为：蒸气压力式温控器、液体膨胀式温控器、气体吸附式温控器、金属膨胀式温控器。 电子式分为：电阻式温控器和热电偶式温控器。根据空冷岛减速机的技术要求，这里我们选择的是电子式温度控制器（3）设计流程 整体方案设计通过温度传感器将温度信息变换为模拟电压信号后，在经过放大，毕业设计- 33 -使得电压信号放大到单片机可以处理的范围内，然后再经过低通滤波处理，滤掉干扰信号后再送入单片机。单片机通过对检测到的温度信息与设定值进行比较，最终做出总控制。如果检测值低于设定值，则启动加热系统，提高环境温度，达到控制温度的目的。然后如果检测值高于设定值，则停止加热。这里我们采用的单片机温度控制系统是以 AT89C51 单片机为控制核心，用温度传感器 DS18B20 进行温度采集。整个系统硬件部分包括温度检测系统、A/D 转换、单片机、I/O 设备、控制执行系统等。单片机温度控制系统控制框图如下所示：通过我们 DS18B20 的温度采集，经过 A/D 转换后传给单片机，通过单片机的判断及总体控制，输出信号给工作机，让工作及开始工作，起到调节温度的作用，然后变化的温度再有 DS18B20 采集，这样形成一个完美的循环，最终达到控制温度的目的。（2） 硬件电路设计图 4.1 温控系统控制框图设计中，单片机 AT89C51 的 P1.0 管脚将用来接收由温度传感器送出的数字温度信号；管脚 P0.0P0.7 将用于输出温度各位上的数字，其连接的是 LED 数码管，起到显示作用； P2.0P2.2 管脚则是作为 LED数码管轮流显示的控制信号的输出端，起到控制数码管的作用；P3.0 作为温度越界判据的信号输出端。单片机的外围设备还包括：时钟振荡器、DS18B20 数字温度传感器、温度显示设备和油加热器等。具体硬件电路的连接如下图所示：旋转地轴毕业设计- 34 -图 4.2 电路连接图 软件设计这次设计主程序调用了 2 个子程序。第一个是 LCD 显示程序，它用于实时显示温度数据；第二个是温度采集程序，它负责把 DS18B20 所采集的现场温度读入到指定的数组中。主程序图如下：图 4.3 主程序图（4）温度传感器的选用毕业设计- 35 -选用 MBT 5250 数字温度传感器，其尺寸图如下：图 4.4 传感器尺寸图电路原理图：图