电机转子计算书

1、电机转子计算书一轴的挠度及临界转速、强度、刚度计算书(一)、轴的挠度及临界转速计算1. 转子重量：G38000Kg2. 有效铁心长度：L109cm3. 转子外径：D288.6cm4. 转轴的简化图形如图1所示 图1 转轴简化图形轴段di cmjicm4xi cmxi3cm3xi3 - xi-13cm3(xi3 - xi-13)/ jicm-1a-b112.511985.5166.375166.3750.139214.0188615.53723.8753557.51.886315.6290747.5.87535.586417.7481892.5.125.25142.026kab=179.637c

2、-b112.511985.5166.375166.3750.139214.0188615.53723.8753557.51.886315.6290753.5.375.553.395417.7481898.5.625.25166.571Kbc=222.1915. 单边平均气隙：0.22cm6. 轴在b点的挠度系数：bb=7. 磁拉力刚度k08. 初始单边磁拉力P0k0.e0=732570.10.7=5153Kg9. 由重量G引起在b点的挠度：f1=Gbb=220016.810-6=0.03696cm10. 单边磁拉力引起轴在b点的挠度：f2=f0(1-m)=0.0237(1-0.086)=0.0

3、055式中：f0P0/Gf1141222000.036960.0237 m= f0/e0=0.0237/0.022=1.0773 e0=0.1=0.10.22=0.02211. 轴在b点的总挠度f=f1+f2=0.02688+0.0055=0.049512. 挠度占气隙的百分数f=0.0495/0.7100%=7.1%13. 许用挠度f=8%7.1%,因此轴的挠度满足要求。14. 转轴临界转速：nkp=200(nkp-nN)/nN=(912-200)/200=356%30%,因此轴的临界转速满足要求。（二）、轴的疲劳强度的安全系数计算：轴的疲劳强度按轴上长期作用的最大变载荷进行计算，对同步电动

4、机来说可按3倍的额定转矩来计算，轴的疲劳强度校核主要是长期受载荷作时危险截面的安全系数校核，具体计算如下：1、轴系受力分布图轴系受力可按集中载荷考虑，受力如下图所示，其中G38000Kg（按转子整个重量计算）, 单边磁拉力P0=5153Kg,P0+G=43153Kg。按受力及弯矩关系得：RARB43153 RA2091RB2520计算得：RA23584Kg RB19569Kg额定转矩TN9550Pn 95506400200N.m3倍额定转矩3TN N.m轴的疲劳强度安全系数校核计算公式如下：（具体参数代表的含义见下面说明）弯曲应力安全系数：S （a）扭转应力安全系数：S (b)弯扭合成安全系数

5、：S (c)2、参数选取 （1）、材料性能由表15-1, 材料的拉伸强度极限B=1080MPa ，材料的拉伸屈服强度S=930MPa，材料的弯曲疲劳极限-1=543MPa，材料扭转疲劳极限-1=314MPa ,取材料的扭转屈服强度S=0.585S =0.585930=544MPa。（2）、尺寸系数：由轴径d150500，查表28得：0.6，0.6。（3）、表面质量系数：因轴未作任何强化处理，由粗糙度 ，查表210得0.96。（4）、应力集中系数a. 由轴径D=680, B=1080MPa, D/d=680/580=1.17,r/d=25/680=0.0367,由表2-5查得K1.96， K1.

6、43。b. 由轴径d=470,B=1080MPa ，D/d=580/470=1.23,r/d=25/470=0.05,由表2-5查得,K2.04， K1.60。c. 由轴径d=440,B=1080MPa ，D/d=580/440=1.32,r/d=25/580=0.043,由表2-5查得,K2.06， K1.70。3、疲劳强度校核：（按传动轴校核）（含主要参数计算如下）弯矩Mc23584X10抗弯截面模数:Zd3/32抗扭截面模数：Zp=2Z弯曲应力的应力幅：a=Mc/Z 平均应力幅：m=0 3倍额定转矩时扭转应力的应力幅和平均应力幅:a=m= Td/(2Zp)参数计算结果见下表：Mc（N.m

7、）Z（m3）Zp（m3）aMc/Z(MPa)m(MPa)a=mT/（2XZp）(MPa)（3倍额定转矩时）(680)0.0310.06215.907.40(440)0.0080.01615.6028.65(470)0.0100.02019.4022.92对于以上截面的参数代入公式(a)、(b)、（c）得下面数据表：SS（3倍额定转矩时）S（3倍额定转矩时）(680)10.113.98.17(470)7.94.083.63(440)9.73.112.96对于锻钢S1.31.5，各个台阶的安全系数最小为2.96均大于1.5，因此轴的疲劳强度计算合格。(三)、轴的静强度校核轴的静强度校核是计算轴的危

8、险截面在短时最大载荷（包括冲击截荷）时的安全系数，所谓危险截面是受力较大截面积较小即静应力较大的截面。 危险截面的安全系数的校核式为：S0（d）式中：只考虑弯曲时的安全系数 只考虑扭矩时的安全系数（e）（f）式中：S材料的拉伸屈服强度 S材料的扭转屈服强度Mmax、Tmax轴危险截面的最大弯矩和最大扭矩Z 、Zp轴危险截面的抗弯和抗扭截面模数对于42CrMo不锈钢，S930Mpa，S=0.585S =0.585930=544MPa，受冲击载荷时转矩为：T其它数据列表如下：M（N.m）Z（m3）Zp（m3）(680)0.0310.062(440)0.0080.016(470)0.0100.020

9、将以上数据代入公式（d）、(e)、（f）中得各截面安全系数列表如下：S0S0（受冲击载荷）S（受冲击载荷时）(680)58.522.220.8(440)29.42.862.8(470)38.13.583.6查表得42CrMo不锈钢许用安全系数S0=1.21.4,以上各危险截面在受冲击载荷作用下最小安全系数为2.8均大于1.4，因此轴的静强度计算合格。（四）轴的刚度计算1、轴的扭转强度计算（1）额定转矩TN9550Pn 95506400200N.m（2）轴系中轴伸端最小轴径为470mm 由扭转应力公式：TN/(d3/16) 16（3.140.473）=15MPa15MPa=30MPa 所以扭转强度满足要求。2、轴的扭转刚度计算（1）额定转矩TN9550Pn 9550640020