光控电动门拖动的设计毕业论文

1、木文是利用所学习过的机械设计制造及其自动化和其他相关 的理论知识来设计光控电动门拖动系统。通过对链传动系统的组成 和工作原理的了解以及对减速器设计方法的掌握，经多日的实验室 调研和实习期的实践，分析计算，本人查阅了的中外大量文资料， 对各种不同的减速器结构形成方式进行了优缺点比较，进行了优化 选择设计，选择了与之相适应的圆柱斜齿轮传动，最后绘制出完整 的装配图，并完成丫主要分系统的设计。此装置工作平稳，实现了 标准化、系列化和通用化，并已用在实际生活屮。长春电影城历险 宫屮的珍妃墓墓道门已运用此装置。尤其是目前己于计算机，微电 子及其他发达技术紧密结合并向智能化发展后，更能体现出其极人 的发展

2、潜力，使其具有了更为广阔的发展和应用前景！在现代化生产过程控制中，执行机构起着十分重要的作用，它 是自动控制系统中不可缺少的组成部分。现有的国产大流量电动执 行机构存在着控制手段落后、机械传动机构多、结构复杂、定位精 度低、可靠性差等问题。而且执行机构的全程运行速度取决于其电 机的输出轴转速和其内部减速齿轮的减速比，一旦出厂，这一速度 固定不可调整，其通用性较弱。整个机构缺乏完善的保护和故障诊 断措施以及必要的通信手段，系统的安全性较差，不便与计算机联 网。鉴于以上原因，采用传统的人流量电动执行机构的控制系统， 可靠性和稳定性较差.笔者设计的大流量电动执行机构，采用机电 一体化技术，将阀门、伺

3、服电机、控制器合为一体，利用异步电动 机直接驱动阀门的开与关。通过内置变频器，采用模糊神经网络， 实现阀门的动作速度、精确定位、柔性幵关以及电机转矩等控制。 该电动执行机构省去了用于控制电机正、反转的接触器和可控硅换 向开关模件、机械传动装置和复杂、昂贵的控制柜和配电柜，具有 动作快、保护较完善、便于和计算机联网等优点。实际运行表明， 该执行机构工作稳定，性能可靠。关键词：驱动电机。减速机。链传动。abstractthis paper is studied by the use of the mechanical design and manufacturing automation and

4、other relevant theoretical knowledge to designlight-controlled electric door drive system. through the chain drive system and the composition of the working principle of understanding and reducer design of the master, as many days of laboratory research and duration of practice，analysis, i reviewed

5、a large number of chinese and foreign，information of all kinds reducer of a different approach to the advantages and disadvantages，the choice has been optimized design, chosen in line with the cylindrical helical gear，the final assembly to map out a complete map，and completed the design of major sub

6、systems. this device work smoothly and achieve a standardized，serialization and gm, and have spent in real life. changchun film city adventure zhenfei tomb of the palace gate mudao have to use this device. in particular，is in computers，in the modernization of the production process control，the execu

7、tive body plays a very important role, its automatic control system is an indispensable component. the existing china-made large flow of electric implementing agencies control means there is a backward，mechanical transmission mechanism, complicated structure, low positioning accuracy，reliability pro

8、blems and poor. and the implementation of the whole operation depends on the speed of their motor output shaft rotational speed and slow down its internal gear reduction ratio, once the factory，the speed of adjustment can not be fixed, the gm of the weak. the lack of institutions to protect and impr

9、ove the fault diagnosis，as well as the necessary means of communication，the system's poor security，inconvenience and computer networking. in light of the above reasons，using the traditional large flow of electric implementation of the control system, poor reliability and stability. with computer

10、 networks，such as technology in the field bus in the process of industrial applications，such implementing agencies have been far from meeting the requirements of industrial production. through the built-in converter, a fuzzy neural network, and the valve movement speed, precision positioning，soft sw

11、itches and controls，such as motor torque. the agency omitted the electric motors are used to control，and reversal of contact forscr to switch module，machinery, transmission and complicated, expensive control cabinet and distribution counters，with fast action，better protection to facilitate networkin

12、g and computer advantages. actual operation shows that the executive body of work stable and reliable performance.key words: drive motor. reducer. chain drive.772 3 5 7 77oc9/34 岑岑 5 8 1 7 1 1 1 111/222222 2 3abstract2鲁 5第二章机械系统设计2.1电动机的介绍2.2电动机的选择2.3系统工作原理2.3. 1控制系统各功能元件的选型与设计2.3.2阀位及速度控制原理.2.3.3关键

13、技术问题的解决2.4步进电机的计算2.5减速器的选择第三章传动机构的设计3.1概述3. 2链传动的介绍3.4链传动的零件和材料.3.4.1滚子链.3.4.2圾形链.3.5链传动的受力分析.3.6链传动的汁算3.6.1链传动的失效形式. 3.6.2链传动的承载能力. 3.6.3链传动的设计计算.第四章墓道门整体设计.敦谢.第一章绪论传统的机械系统大多数采用一个定转速电机作为驱动器，通过机械传 动装置和机构后产生所需的匀速或变速输出运动。这类系统具有较高的 承载能力、运行速度及系统能效，不m输出运动间的运动协调性好，而 且成本低，能够很好地满足高速大批量生产的要求。但这类机械最大的 不足是缺乏柔性

14、，由于系统的输出运动范围和速度受到一定限制，使得 系统运动特性无法调节。混合驱动可控机构就是一种既能以较高的速度， 高精度，甚至高负载的运转，乂能提供一定柔性的多自由度闭环机构。 这种机构兼容了传统机构和全伺服驱动机构的优点，避免了二者的不 足，在理论上能够比较理想的解决柔性化与保持高速、高效、高承载力 这一对矛盾，提出了现代机械设计的一个新思路。如阁1-1所示，它以 不可控电机和可控电机作为驱动器，两种类型的输入运动通过一个多自 由度机构合成后，可以实现所预期的输出运动。其屮，不可控电机为系 统提供主要的动力，可控图1-1多&由度混合驱动机械系统电机承受较 小的动力，主要起运动调节的

15、作用。使系统在保证输出运动的同吋，机 构的动力分配等特性也得到改善。因此，混合驱动方式大大的改善了传 统机械系统的性能在包装、食品、纺织、锻压等自动机械中，具有广泛 的应用背景。链传动是一种常用的传动机构，广泛地用于各种机器、仪表及操纵装 罝中。传动机构中的各构件间的相对运动是平面运动还是空间运动，可将连 杆机构分成平面连杆机构及空间连杆机构两大类。一般机械中多采用平 面连杆机构。而在平面连杆机构屮又以由四个构件组成的平面四杆机构 应用最广。而且平面四杆机构又往往是组成多杆机构的基础。在传动机构屮的运动副都是低副。由于低副两元素为面接触，所以在 同样的载荷条件下，其两元素间的压强比高副接触的压

16、强为低，故连杆 机构可以传递教大的动力。而且低副元素的几何形状比较简单（常为圆 柱或平面等），故也便于加工。另外，在其原动件运动规律不变的条件 下，只要改变各构件间的和对长度，就可以使其从动件实现不同的运动 规律耍求。又由于连杆不与机架相连，故其上各点的轨迹是形状各异的 曲线（我门称这些曲线为连杆曲线），人们可利用这些曲线来近似满足 不同轨迹的需要。连杆机构的缺点是其必须经过中间构件作运动传递， 而由于不可避免的制造误差和运动副屮的间隙，致使运动传递屮的误差 环节教多；另外，由于连杆是平面运动构件，其所产生的惯性力难以平 衡，故连杆机构一般不宜用于精密及高速运动。第二章机械系统设计2. 1电动

17、机的介绍步进电动机是一种将脉冲信号变换成相应的角位移（或线位移）的 电磁装置，是一种特殊的电动机。一般电动机都是连续转动的，而步进 电动机则冇定位和运转两种基本状态，当冇脉冲输入步进电动机一步一 步地转动，每给它一个脉冲信号，它就转过一定的角度。步进电动机的 角位移量和输入脉冲的个数严格成正比，在时间上与输入脉冲同步，因 此只要控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组通电的相序，便可获得 所需的转角、转速及转动方向。在没有脉冲输入时，在绕组电源的激励 下气隙磁场能使转子保持原有位置处于定位状态。步进电动机的转速随 着输入脉冲频率变化而变化，调速范围很广，灵敏度高，输出转角能够 控制，而且输出精度较

18、高，又能实现同步控制，所以广泛地使用在开环 系统屮，也还可用在一般通用机床上，提高进给机构的自动化水平。步进电动机已成为除直流电动机和交流电动机以外的第三类电动 机。传统电动机作为机电能量转换装置，在人类的生产和生活进入电气 化过程中起着关键的作用。可是在人类社会进入自动化吋代的今天，传 统电动机的功能已不能满足工厂自动化和办公自动化等各种运动控制 系统的要求。为适应这些要求，发展了一系列新的具备控制功能的电动 机系统，其中较有自己特点，且应用十分广泛的一类便是步进电动机。步进电动机的发展与计算机工业密切相关。自从步进电动机在计算 机外围设备中取代小型直流电动机以后，使其设备的性能提高，很快地

19、 促进了步进电动机的发展。另一方面，微型计算机和数字控制技术的发 展，又将作为数控系统执行部件的步进电动机推广应用到其他领域，如 电加工机床、小功率机械加工机床、测量仪器、光学和医疗仪器以及包 装机械等。步进电机作为执行元件，是机电-体化的关键产品之一，广泛应用 在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个w民经济领域都有应用。步进电机的一些特点：1. 一般步进电机的精度为步进角的3-5%,且不累积。2. 步进电机外表允许的最高温度。步进电机温度过高首先会使电机的磁性材料退磁，从而导致力矩下 降乃至于失步，因此电机外表允许的最高温度应取决于不同电机磁性

20、材 料的退磁点；一般来讲，磁性材料的退磁点都在摄氏130度以上，有的 甚至高达摄氏200度以上，所以步进电机外表温度在摄氏80-90度完全 正常。3. 步进电机的力矩会随转速的升高而下降。当步进电机转动时，电机各相绕组的电感将形成一个反向电动势； 频率越高，反向电动势越大。在它的作用下，电机随频率（或速度）的 增大而相电流减小，从而导致力矩下降。4. 步进电机低速时可以正常运转，但若高于一定速度就无法启动，并 伴冇啸叫声。步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电 磁执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的 回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉

21、冲频率。2.2电动机的选择步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制 和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等 特点。广泛应用于机电一体化产品中，如：数控机床、包装机械、计算 机外围设备、复印机、传真机等。选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的 功率。而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电 机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际 工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一 般地说最大静力矩mjmax大的电机，负载力矩大。选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机

22、床 所需的脉冲当量。在机械传动过程屮为了使得有更小的脉冲当量，一是 可以改变丝杆的导程，二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细 分只能改变其分辨率，不改变其精度。精度是由电机的同有特性所决定。选择功率步进电机时，应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的 启动频率，使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量，使 之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。电动执行机构的硬件设计及工作原理：电动执行机构控制系统原理框图。智能执行机构从结构上主要分为控制部分和执行驱动部分。控制部分主要由单片机、pwm波发生器、ipm逆变器、a/d、d/a转 换模块、整流模块、输入输出通道、故障检测和报警电

23、路等组成。执行 驱动部分主要包括三和伺报电机和位置传感器。2.3系统工作原理霍尔电流、电压传感器及位置传感器检测到的逆变模块三相输出电 流、电压及阀门的位置信号，经a/d转换后送入单片机。单片机通过 8255控制pwm波发生器，产生的pwm波经光电耦合作用于逆变模块1pm, 实现电机的变频调速以及阀位控制。逆变模块工作时所需耍的直流电压 信号由整流电路对380v电源进行全桥整流得到。2.3.1控制系统各功能元件的选型与设计1. 单片机：选用intel公司生产的8031单片机，它主要通过并行 8255 口扪负控制系统的信号处理：接收系统对转矩、阀门开启、关闭 及阀门开度等设定信号，并提供三相pw

24、m波发生器所需要的控制信号； 处理tpm发出的故障信号和报警信号；处理通过模拟输入u接收的电 流、电压、位置等检测信号；提供显示电动执行机构的工作状态信号； 执行控制系统来的控制信号，向控制系统反馈信号。2. 三和pwm波发生器：pwm波的产生通常有模拟和数字两种方法。 模拟法电路复杂，有温漂现象，精度低，限制了系统的性能；数字法是 按照不同的数字模型用计算机算出各切换点，并存入内存，然后通过查 表及必要的计算产生pwm波，这种方法占用的内存较大，不能保证系统 的精度。为丫满足智能功率模块所需要的pwm波控制信号，保证微处理 器有足够的时间进行整个系统的检测、保护、控制等功能，文屮选用mite

25、l公司生产的sa8282作为三相hvm发生器。sa8282是专用大规模 集成电路，具有独立的标准微处理器接口，芯片内部包含了波形、频率、 幅值等控制信息。3. 智能逆变模块ipm:为了满足执行机构体积小，可靠性高的要求, 电机电源采用智能功率模块ipm。该执行机构主要适用功率小于5. 5kw 的三相异步电机，其额定电压为380v，功率因数为0. 75。经计算可知, 选用日本产的智能功率模块pm50rsa120可以满足系统要求。该功率模 块集功率开关和驱动电路、制动电路于一体，并内置过电流、短路、欠 电压和过热保护以及报警输出，是一种高性能的功率开关器件4. 位置检测电路：位置检测电路是执行机构

26、的重要组成部分，它的 功能是提供准确的位罝信号。关键问题是位罝传感器的选型。在传统的 电动执行机构中多采用绕线电位器、差动变压器、导电塑料电位器等。 绕线电位器寿命短被淘汰。差动变压器由于线性区太短和温度特性不理 想而受到限制。导电塑料电位器目前较为流行，但它是有触点的，寿命 也不可能很长，精度也不高。笔者采用的位置传感器为脉冲数字式传感 器，这种传感器是无触点的，且具有精度高、无线性区限制、稳定性高、 无温度限制等特点。5. 电压、电流及检测：检测电压、电流主要是为了计算电机的力矩, 以及变频器输出回路短路、断相保护和逆变模块故障诊断。由于变频器 输出的电流和电压的频率范围为050hz,采用

27、常规的电流、电压互感 器无法满足耍求。为了快速反映出电流的大小，采用霍尔型电流互感器 检测1pm输出的三相电流，对于1pm输出电压的检测采用分压电路。6. 通讯接口：为了实现计算机联网和远程控制，选用max232作为 系统的串行通讯接门，max232内部有两个完全相同的电平转换电路， 可以把8031串行门输出的ttl电平转换为rs-232标准电平，把其它 微机送来的rs-232标准电平转换成ttl电平给8031,实现单片机与 其它微机间的通讯。7. 时钟电路：时钟电路主要用来提供采样与控制周期、速度计算时 所需要的时间以及日历。文中选用时钟电路ds12887。ds12887内部有 114字节的

28、用户非易失性ram,可用来存入需长期保存的数据。8. 液晶显示单元：为了实现人机对话功能，选用mgls12832液晶显 示模块组成显示电路。采用组态显示方式。通过菜单选择，可分别对阀 门、力矩、限位、电机、通讯和参数等信号进行设置或调试。并采用文 字和图形相结合的方式，显示直观、清晰。9. 程序出格自恢复电路：为了保证在强干扰下程序出格时系统能 够白动地恢复正常，选用max705组成程序出格自恢复电路，监视程序 运行。工作原理为：一旦程序出格，wdo由高变低，由于微分电路的作用， 由“与非”门输入引脚2变为高电平，引脚2电平的这种变化使“与 非”门输出一个正脉冲，使单片机产生一次复位，复位结束

29、后，乂由程 序通过p1. 0 口向max705的wdi引脚发正脉冲，使wdo引脚回到高电 平，程序出格自恢复电路继续监视程序运行。2.3.2阀位及速度控制原理采用双环控制方案，其屮n环为速度环，外环为位置环。速度环主 要将当前速度与速度给定发生器送来的设定速度相比较，通过速度调节 器改变pwm波发生器载波频率，实现电机的转速调节。速度调节器采用 模糊神经网络控制算法(具体内容另文叙述)。外环主要根据当前位置速度的设定，通过速度给定发生器向内环提 供速度的设定值。由于大流量阀执行机构在运行过程中存在加速、匀速、 减速等阶段。各阶段的时间长短、加速度的大小、在何位罝开始匀速或 减速均与给定位置、当

30、前位置以及运行速度有关。速度给定发生器的工 作原理为：通过比较实际阀位与给定阀位，当二者不相等时，以恒定加 速度加速，减速点根据当前速度、阀位值、阀位给定值的大小计算得来。 执行机构各阶段运行速度的计算原理。它由若干段变化速率不同的折 线组成。将曲线上速率开始发生改变的那一点称为起始段点，相应的时 间称为段起始吋间，t(i)(i=o, 1, 2,),相应的速度称为段起 始速度，v(i)(i=o, 1, 2,)。设第i段速度的变化速率为ki,则有：-备(2-1)式中：av为两段点之间的速度变化值，av = vi + l-vi； at为两 段之间的时间，at = ti + 1 ti。显然，当ki

31、= o时为恒速段，kio时为升速段，ki<0时为减速段， ts为采样周期。变化速率ki的取值由给定位置、当前位置以及运行速度的大小确定。2.3.3关键技术问题的解决该电动执行机构采用了最新的变频调速技术，电机驱动功率小于5. 5kwo用户可根据需要设定力矩特性，根据控制的阀设定速度，速度 分多转式、直行程、角行程3种方式。控制系统由阀位给定和阀位反馈 信号构成的闭环系统，控制特性视运行方式、速度而定，并具有自动过 流保护、过载保护、超压、欠压、过热、缺和、堵转等保护功能。该执行机构解决的关键性技术问题主要有：1）阀门柔性开关：柔性开关主要是为了当阀关闭或全开时，保证阀 门不卡死与损伤。执

32、行机构|aj部的微处理器根据测得的变频器输出电压 和电流，通过精确计算，得出其输出力矩。一旦输出力矩达到或大于设 定的力矩，自动降低速度，以避免阀门内部过度的撞击，从而达到最优 关闭，实现过力矩保护。2）阀位的极限位置判断：阀位的极限位置是指全幵和全关位置。在 传统执行机构中，该位置的检测是通过机械式限位开关获得的。机械式 限位开关精度低，在运行中易松动，可靠性差。在文中，电动执行机构 极限位置通过检测位置信号的增量获得。其原理是，单片机将本次检测 的位置信号与上次检测的信号相比较，如果未发生变化或变化较小，即 认为己达到极限位置，立即切断异步电机的供电电源，保证阀门的安全 关闭或全开。省去了

33、机械式限位开关，无需在调试时对其进行复杂的调 整。3）电机保护的实现:为了防止电机因过热而烧毁，单片机通过温度 传感器连续检测电机的实际运行温度，如果温度传感器检测到电机温度 过高，自动切断供电电源。温度传感器内置于电机内部。4）准确定位：传统的电动执行机构在异步电机通电后会很快达到 其额定动作速度，当接近停止位罝时，电机断电后，由于机械惯性，其 阀门不可能立即停下来，会出现不同程度的超程，这一超程通常采用控 制电机反向转动来校正。机电一体化的大流量电动执行机构根据当前位 置与给定位置的差值以及运行速度的大小超前确定减速点的位置及减 速段变化速率ki，使阀门在较低的速度下实现精确的微调和定位，

34、从 而将超程降到最低。5) 模拟信号的隔离：对于变频器的直流电压以及输出的三相电压， 它们之间的地址不一致，存在着较高的共模电压，为了保证系统的安全 性，必须将它们彼此相互隔离。采用lm358和4n25组成了隔离线性放 大电路。如图4-1所示，釆用±15v和±12v两组独立的正负电源。若 运放a的反相端电位由于扰动而正向偏离虚地，则运放a输出端的电位 将降低，因而光电耦合器的发光强度将增强，则使其集射极电压减小， 最后使运放a反相端的电位降低，回到正常状态。若a的反相端电位负 向偏离虚地，也可以重回到正常状态。从而增强了系统的抗干扰性。该执行机构集微机技术和执行器技术于一体

35、，是一种新型的终端控 制单元，其电机是通过内部集成的一体化变频器来控制，因此，同一台 智能执行机构可以在一定范围内具奋不同的运行速度和关断力矩。该智 能执行机构;用了液晶显不技术，它利用内置的液晶显不板，小仅可以 显示阀门的幵、关状态和正常运行时阀门的开度，还可以通过菜单选择 运行参数设定，当系统出现故障时，能显示出故障信息。总之，该执行 机构集测量、决断、执行3种功能于一体，顺应了电动执行机构的发展 趋势，它的研制成功给电动执行机构的研究开发提供了新的思路。2. 4步进电机的计算选择步进电机需要进行以下计算：(1) 计算齿轮的减速比根据所要求脉冲当量，齿轮减速比i计算如下：i=(4).s)/

36、(360. )(2-2)式中小步进电机的步距角(°/脉冲)，s 丝杆螺距 (nini)(mm/脉冲)(2) 计算工作台，丝杆以及齿轮折算至电机轴上的惯量jt。jt=jl+ (l/i2)(j2+js) +w/g(s/2 jt)2(2-3)式中jt折算至电机轴上的惯量(kg. cm. s2)jl、j2 齿轮惯量(kg. cm. s2)js 丝杆惯量(kg. cm. s2)w工作台重量(n)s 丝杆螺距(cm)(3) 计算电机输出的总力矩mm:ma+mf+mt(2-4)ma=(jm+jt).n/tx 1.02x102 (2-5)式屮ma电机启动加速力矩(n.m)jm、jt电机自身惯量与负载

37、惯量(kg. cm. s2)n电机所需达到的转速(r/min)t 电机升速时间(s)mf=(u.w. s)/(2 jt n i) x io-2(2-6)mf导轨摩擦折算至电机的转矩(n.m) u摩擦系数n -一传递效率 mt=(pt. s)/(2 ji n i) x102(2-7)mt切削力折算至电机力矩(n.m)pt最大切削力(n)(4) 负载起动频率估算。数控系统控制电机的启动频率与负载转 矩和惯量有很大关系，其估算公式为fq=fqo(l-(mf+mt)/ml+(1+jt/jm)1/2(2-8)式中fq 带载起动频率(hz)fqo空载起动频率ml起动频率下由矩频特性决定的电机输出力矩(n.

38、 m) 若负载参数无法精确确定,则可按fq=l/2fq0进行估算。(5) 运行的最高频率与升速时间的计算。由于电机的输出力矩随 着频率的升高而下降，因此在最高频率吋，由矩频特性的输出力矩应 能驱动负载，并留冇足够的余量。(6) 负载力矩和最大静力矩mmax。负载力矩可按式(2-6) 和式(2-7)计算，电机在最大进给速度时，由矩频特性决定的电机输 出力矩要大于mf与mt之和，并留有余量。一般来说，mf与mt之和应 小于(0.20. 4)mmaxo2.5减速器的选择减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装罝，用来降低转 速并相应地增大转矩。此外，在某些场合，也有用作增速的装置，并称 为增速器

39、。减速器的种类很多，由齿轮传动、蜗杆传动以及由它们组成的减速 器。若按传动和结构特点来划分，这类减速器有下述五种.1. 齿轮减速器主要冇圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥-圆柱齿轮减速器。2. 蜗杆减速器主要奋圆柱蜗杆减速器、环面蜗杆减速器和蜗杆-齿轮减速器。3. 行星齿轮减速器4. 摆线针轮减速器5. 谐波齿轮减速器上述五种减速器以有标准系列产品，使用时只需结合所需传动速 率、转速、传动比、工作条件和机器的总体布置等具体要求，从产品目 录或有关手册中选取即可。只有在选不到合适的产品时，才自行设计制 造。此外h前我国正在制造和推广的还有滚子凸轮减速器、超环 面蜗杆减速器等新型减速器。在这里我

40、们选用的减速器的结构形式是圆柱斜齿轮传动。安装方 式：直联（组成ajc6334-580减速电机）。减速比：1:30.输出转矩58nm. 生产厂：沈阳微电机厂。第三章传动机构的设计3. 1概述传动机构是本设计的一个重要内容，原料的送入，与产品的送出都 需要一个完整的传动过程.链传动是一种应用较广的一种机械传动。它是由链条和主、从动链 轮所组成。链轮上制有特殊齿形的齿，依靠链轮轮齿与链节的啮合来传 递运动和动力。3. 2链传动的介绍链传动是属于带有中间扰性的啮合传动。与属于摩擦传动的带传动 相比，链传动无弹性滑动和打滑现象，因而能保持准确的传动比，传动 效率较高；又因链条不需要象带那样张得很紧，所

41、以作用于轴上的径向 压力较小；在同样使用条件下，链传动结构较为紧凑。同时链传动能在 高温及速度较低的情况下工作。与齿轮传动相比，链传动的制造与安装 精度要求较低，成本低廉；在远距离传动（中心距离最大可达十多米） 吋，其结构比齿轮传动轻便得多。链传动的主要缺点是：在两根平行轴 间只能用于同向冋转的传动；运转时不能保持恒定的瞬时传动比；磨损 后易发生跳齿；工作时有噪声；不宜在载荷变化很大和急速反向的传动 中应用。链传动主要在要求工作可靠，且两轴和距较远，以及其他不宜采用 齿轮传动的场合。例如：在摩托车上应用了链传动，结构上大为简化， 而且使用方便可靠。链传动还可用于低速重型及极为恶劣的工作条件 下

42、，例如掘土机的运行机构，虽受到土块、泥浆及瞬时过载等影响，但 仍能很好的工作。3.3链传动工作原理与特点1、工作原理：两轮（至少）间以链条为中间挠性元件的啮合来传 递动力和运动阁3. 1链传动工作原理2、特点：优点：无滑动 结构紧凑 轴上压力q小 传动效率高n =98% 能在温度较高,湿度较人的环境中使用 可伟递远距离俾动amax=8mm 缺点：只能用于平行轴间的传动 瞬时传动比不恒定，高速时传动不平稳 不宜在载荷变化很大和急促反向的传动中应用 传动时有噪音、冲击 制造费用比带传动高3、种类：按工作特性分：起重链，牵引链，传动链。4、应用：适于两轴相距较远，工作条件恶劣等，如农业机械、建筑机械

43、、石 油机械、采矿、起重、金属切削机床、摩托车、自行车等。传动比8, piookw, v5m/so3.4链传动的零件和材料传动链可分为：套筒链；滚子链；齿形链；成型链。图3. 2传动链3.4.1滚子链滚子链是一种常用的传动链。滚子链是由滚子、套筒、销轴、内链 板和外链板所组成，内链板与套筒之间、外链板与销轴之间为过盈联接, 滚子与套筒之间、套筒与销轴之间均为间隙配合。图3. 3滚子链节距p:链在拉直的情况下，相邻滚子外圆中心之间的距离滚子链有单排链、双排链、多排链，多排链的承载能力与排数成正比，但由于精度的影响，各排的载荷不易均匀，故排数不宜过多。链条的接尖处可用开口销或弹簧卡片來固定，链节数

44、应取为偶数， 这样可避免使用过渡链节，因为过渡链节会使链的承载能力下降。图3. 5链条接口图3. 6链节3.4.2齿形链齿形链又称无声链，它由一组链齿板铰接而成，工作时链齿板与链 轮轮齿相啮合而传递运动，齿形链上设有导板，以防止链条工作时侧向 窜动，导板有内导板和外导板之分。齿形链按铰链结构不同可分为阀销式、轴瓦式和滚柱式三种。与 滚子链相比，齿形链传动平稳无噪声，承受冲击性能好，工作可靠，多 用于高速或运动精度要求较高的传动装置屮。链轮(滚子链链轮)1. 链轮齿形：三圆弧一直线2. 链轮的主要参数与与几何计算 节距p齿数z分度圆直径(公称直松j=p/sin(180°/z)齿顶圆直径

45、 =p(0.54 + tan)齿根關直径=d-dr链节数 lp = (z,+z2)+ (-)2 - p 2 pa图3. 7链轮的结构 4）、链轮的材料要求：1）强度；2）耐磨；3）耐冲击 链传动的运动特性1、链传动的运动不均匀性在链传动中，链条包在链轮上如同包在两正多边形的轮子上, 正多边形的边长等于链条的节距。链的平均速度为： 60xl000 63x1000链传动的平均传动比为：fia=s"当主动链轮匀速转动时链条速度：v = v, cosw d链条垂直速度：v = v, sin p =丄sin #对从动轮讲：v9= i = "，1cos-2 cos/ 2 cos/瞬时传

46、动比：= =d2 cos / 本 const w2 d cos p即使主动轮角速度w1恒定，it不恒定 链节在运动中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度变化。这就造成链运动速度的不均匀，以及瞬时传动比的不恒定，运动呈有规律的周期性的波动。2、链传动的动载荷 从动轮角速度变化引起冲击结论：链轮转速越高，节距越大，齿数z1越少，动载冲击越严重， 噪音越大。当p、z定，则必须限制n nl极限转速 链节和轮齿以一定速度相啮合，使链和轮齿受到冲击并产生附加 动载荷。 张紧不适当，松边垂度过大，起动、制动、反向、突然卸载或超 载必出现惯性冲击，増大了动负荷。3.5链传动的受力分析链传动中主要作用力有1000尸1、

47、工作拉力2、离心拉力fc=qv23、垂度拉力心狄6/4、紧边拉总力f = fi + fz + fc松边总技力f'= ff + fc5、作用于轴上载荷fq-e 1 +2e f =1.2kae13.6链传动的计算3.6.1链传动的失效形式1）链板、销轴、套筒、滚子的疲劳破坏2）链节磨损后仲长3）冲击破坏4）胶合5）轮齿过度磨损6）过载拉断3.6.2链传动的承载能力1）极限功率曲线良好润滑情况下额定功率曲线，设计吋实际使用的功率曲线，润滑 不好或工况恶劣的极限功率曲线，较良好的润滑下低得多。2）a系列套筒滚子链的实用功率曲线图 单排链的额定功率p0实验条件：单列，水平布罝，载荷平稳，zl=1

48、9, t=100p, th=15000h, a p/p 3%o1. 当设计的z、i、th、a等不同时，应对po进行修正。2. 当润滑不良时：允许的p0值耍下降。3. 当v0. 6m/s时，主耍失效形式：过载拉断 一一按静强度计算s = > 7k a f'3.6.3链传动的设计计算一、链传动的主要参数选择及步骤1. 链轮齿数与传动比i小链轮齿数z1少可减小外廓尺寸，但齿数过少，将会导致：1）传动的不均匀性和动载荷增大；2）链条进入和退出啮合时，链节间的相对转角增大，铰链磨损加 剧；3）链传动的圆周力增大，从而加速了链条和链轮的损坏。增加小链轮齿数对传动有利，但如选得太大时，大链轮齿

49、 数乃将更大，除增大了传动的尺寸和质量外，还易发生跳齿和脱 链，使链条寿命降低。链轮齿数的取值范围为17szs120。当销轴和套简磨损后，链节距的增长量ap和节圆由分度圆的外移量 八6/有如下关系：当节距p 定时，齿高就一定，也就是说允许的节圆外移量 就一定，齿数越多，允许不发生脱链的节距增长量a/7就越小，链的使 用寿命就越短。p z p图3. 8节距计算小链轮的齿数可根据链速选择。由于链节数通常是偶数，为考虑磨损均匀，小链轮齿数一般应取奇数。通常限制链传动的传动比/<6,推荐的传动比/=23. 5。2. 链的节距和排数计算功率 pc = ka. p (kw) ka工况系数 单排链所能

50、传递的功率p > pckz一一小链轮齿数系数° k#pkp一一多排链系数选型：由po、nl图定链型号a和链节距p 在满足一定功率条件下，p越小越好，高速链尤其如此3. 链节数与中心距 初选ao一般推荐：初选 a0= (3050p), amax=80p中心距过小，链速不变时，单位时间内链条绕转次数增多，链条曲 伸次数和应力循环次数増多，因而加剧y链节距的磨损和疲劳。同时， 由于屮心距小，链条在小链轮上的包角变小，在包角范围内，每个轮齿 所受载荷增大，且容易出现跳齿和脱链现象；中心距过大，会引起从动边垂度过大，传动吋造成松边颤动。因此 在设计吋，若中心距不受其它条件限制，一般可选冰

51、=（3050）/7。计算lp （链节数）(z 2 - z 1 ) 22 7ia 0求中心距a （理论）为了保证链条松边有一个合适的安装垂度/;实际中心距应比理论 中心距小一些。4.轴上压力fqfq=fl+2ff =1.2kaf1a=ilp 4）+/lpil：r±）28（rl）2总地说来，在机械制造中，如农业、矿山、起重运输、冶金、建筑、 石油、化工等机械都广泛的应用链传动。第四章墓道门整体设计珍妃墓墓道门1. 机构(1) 驱动电机型号：aj6344-20三相力矩电机供电电压：380vac起动电流：1.1a空载转速：1200r/min输出功率：110w(2) 减速器安装方式：直联(组成

52、ajc6334-580减速电机)结构形成：圓柱斜齿轮转动减速比：1: 30输出转矩：58nm生产厂：沈阳微电机厂(3) 结构形式：链传动(输出轴与门抠轴直联)节距：p= 15. 875mm传动比：2: 1门传动幅度. 95°2. 维修保养检查链轮张紧程度，必须时松开电机安装螺栓进行调节，定期维护时全 面拧紧螺纹紧固件。人修时清洗减速器及墓门抠轴轴承并加注轮滑脂。3. 注意事项（1）墓门在断电情况下可以幵启，但因反拖动时升速比过大容易造成 机构损伤。一般情况下不允许手动推门（2）不允许阻碍墓门的正常运动。特别是当墓门复位时反推墓门将造 成机构损伤。所以发车间隔必须严格控制。防止两列车距

53、离过近 造成前车使门复位而后车从前门驶入。当上述情况发生时（控制 台操作人员从显示而板上可以看到前后两列车平均在法老墓中） 控制台操作人员应果断断电。切断电线断电。切断后车开关后再 加电使前车先行，待墓门复位后后车前行。结论大学四年中，我系统的学习了机械设计与制造的知识，也看到了机 械设计的广阔前景，选择这个课题，正是希望能加深自己对电动门各方 面的理解，并在运用先前学到的知识进行设计的过程中，进一步的理解 其实质和作用，巩固和拓展以前的学习成果，从而希望今后能在这个领 域作出成绩。由于电动门技术发展己经很成熟，我们更多的是借鉴前人的工作， 完善我们的设计。当然，我们在前人的基础上向前走了一步，无论是原 器件的选择，还是