去毛刺机的设计论文

1压制成型的零件上有毛刺，在使用过程中将会严重影响零件的安全性以及使用寿命。去毛刺机正是为了去除这些毛刺而被设计的。毛刺这个小东西虽然不大，但却是直接影响到产品的品质。随着企业生产的飞速发展，机械零件产量越来越大，精度越来越高，传统去毛刺的方法已不能的满足要求。本文主要针对机械零件生产线上的去除毛刺而设计了一种毛刺去除机，以实现生产的自动化。减轻了工人的劳动强度，提高产品质量。文中详细分析了毛刺去除机除毛刺、计件到停止、定位、计数等功能。并通过对摩擦轮机构的设计，电机的计算与选型，带传动设计，轴承的选取，螺栓的校核，齿轮的校核等，该毛刺去除机实现了稳定去除毛刺，效率高，成本低，易操作的特点。有一定实用价值。1Formingpartofthesuppressionofaburrontheuseofprocesswillseriouslyaffectthesafetyofpartsandservicelife.Deburringmachinetoremovetheburrwasdesigned.Industry,deburringmachinehasdeburringmachinefortheautomationonproductionline,realizetheautomationofproduction.italleviatedthelaborstrengthofworker,itraisedlaborproductivity.Thisdeburringmachinehaverealizedtostabilizationtransportation.toachievementofthesemovements.Designwithpartstabilizationtransportation,havedesignesystemcoordinatestheindependentsportofeveryparts,couplingofeveryparts,castingmakesaacceptablemechanicalbody,Installeverypartsinmechanicalbody,becomeamKeywords:deburring;gear;motor 12.1毛刺形成原因 22.2去毛刺机的设计步骤 22.3去毛刺机设计方案选取 32.4总体设计方案的采用 33去毛刺机计算选型与校核 73.1电机的计算与选型 73.1.1电机的计算 73.1.2等效转动惯量计算 3.1.3电机力矩的计算 3.2带传动设计选型 3.2.1带传动简介 3.2.2带传动计算 3.3电机的选取 3.4轴承的选取及校核 3.5轴的设计及校核 3.6螺栓的校核 3.7齿轮的校核 附录1去毛刺机是用按系列化准化设计的通用部件和按被加工零件的形状及加工工艺要求设计的专用部件组成的专用机器。随着生产的发展，企业的产量越来越大，精度越来越高，如汽车、空调等行业的变速箱、制冷器等零件，去毛刺就不能的满足要求。不仅工人劳动强度很大，而且生产效率也不高，不利于保证产品加工精度。去毛刺机的制造就是为了解决这个矛盾。去毛刺机能够去除单位生产的所有产品的毛刺，机器的动作全部实现了自动化.去毛刺的工艺方法也在逐年增加。据粗略统计，1972年，去除毛刺的方法仅有22种，1975年增加到30种，1990年则已达70余种，已涉及机械加工的各个方面，并不断有新的去毛刺研究成果问世。随着中国加入WTO、改革开放进程的加快，产品竞争会日益激烈。提高产品内在质量、增加系统可靠性、降低成本是企业面临的唯一选择；另外，随着国家机电产品出口比率的加大，也为去毛刺的研究和应用带来锲机。有迹毛刺这个小东西虽然不大，但却是直接影响到产品的品质。所以最近几年随着各行业对毛刺去除的重视，去毛刺的方法也层出不穷。现在常用的修边/去毛刺主要有这么几种：1.手工去毛刺2.化学去毛刺。3.电解去毛刺4.超声波去毛刺5.高压水喷射去毛刺6.热爆炸去毛刺7.冷冻修边去毛刺8.磁力去毛刺机9.去毛刺由此看来，毛刺去除机在工业上的应用会将越来越广。12毛刺去除机总体方案的设计首先，零件在成形时，采用粉末冶金制造法，粉末直接由压机冲压成形，在这个过程中，在成形的模具各边缘凹槽处容易残留粉末，这些粉末能使零件的边缘产生毛刺。其次，在后来的精加工过程中，切削加工时表面表面也会残留一些粉末，这也是上根上根盟宝沪毛抛左图2.1毛刺形成原因2.2去毛刺机的设计步骤1)调查研究：主要对加工零件图样进行分析，对组合机床使用和制造单位进行深入细致的了解，查阅、搜集和分析国内外有关资料以取的可靠的设计依据，通过调查研究位组合机床总体设计提供必要的大量的数据、资料，做好充分的、全面的技术准2)总体方案的设计：总体方案的设计主要包括制定工艺方案(确定零件在去毛刺机上完成的工艺内容及加工方法，决定工步和其结构形式等)、确定机器配置形式、制定影响机床总体布局和技术性能的主要部件的结构形式。总体方案的拟定式设计去毛刺机的最关键的一步。方案制定的正确与否，将直接影响机器能否满足加工要求，能否保证加工精度和生产率，并且结构简单、成本较低和使用方便。去毛刺机的总体设计主要是加工示意图、组合机器联系尺寸图，有关内容可参考组合机器总体设计部分，后面作详细的介绍。13)技术设计：根据系统的要求选择毛刺去除机的结构形式。拟订毛刺去除机的运动路线和空间作业方式。确定驱动系统的类型。计算动力元件的功率及校核受力件的承载能力。选择各部件的具体结构，进行毛刺去除机总装图的设计。绘制毛刺去除机的零件图，并确定尺寸。2.3去毛刺机设计方案选取手工去毛刺：传统的方式是钢锉，砂纸，磨头打磨；而修边刀逐步取代了这些传电解去毛刺：利用电解作用去除金属零件毛刺的一种电解加工方法。电解去毛刺适用于去除零件中隐蔽部位交叉孔或形状复杂零件的毛刺，生产效率高，去毛刺时间一般只需几秒至几十秒。缺点是零件毛刺的附近也受到电解作用，表面会失去原有光泽，甚至影响尺寸精度。高压水喷射去毛刺：利用水的瞬间冲击力来去除加工后产生的毛刺和飞边，同时工件移动式和喷嘴移动式。工件移动式造价低，适合简单阀体的去毛刺和清洗，其缺点是喷嘴与阀体的配合度不理想，阀体内部交叉孔、斜孔的毛刺去除效果不好；喷嘴移动式通过CNC控制可有效的调整喷嘴与阀体毛刺产生部位的距离，有效对应阀体内部的交叉孔和斜孔以及盲孔的毛刺，但由于此设备造价高，到目前为止只有汽车的心脏部位和工程机械的液压控制系统才能普遍享受此厚待。在确定毛刺去除机设计方案前，必须对毛刺去除机设计基本步骤及其基本原则，使设计的方案更合理。在工业上，毛刺去除机有着广泛的应用，本文主要针对生产线上的去除毛刺设计了毛刺去除机，实现生产的自动化。减轻了工人的劳动强度，提高该毛刺去除机实现了稳定去除毛刺，效率高，成本低，易操作的特点。2.4总体设计方案的采用在工业上，毛刺去除机有着广泛的应用，本文主要针对生产线上的去除毛刺设计了毛刺去除机，实现生产的自动化。减轻了工人的劳动强度，提高了劳动生产率。该毛刺去除机实现了稳定去除毛刺、件到停止、定位等功能并实现了高精度去除毛刺的目的。为了现实这些动作，采用部件设计，分别实现这些动作。比如了为实现1稳定去除毛刺这个动作，设计了一个气抓夹持机构。然后控制系统把各个部件的独立运动协调起来，形成了一个有规则运动系统。各个部件的联接，先造出一个合格的机械本体，把各个部件安装在机械本体上，形成一个机器。1-底座2-传动带上板3-传送带可调支座4-皮带松紧调节件5-砂轮6-安装板7-砂轮8-皮带9-齿轮10-螺栓11-齿形带12-齿轮13传送带电机14-调整板15-螺母图2.3去毛刺机俯视图20-电机底座21-螺母22-电机23-皮带轮24-皮带25-皮带张紧轮轴26-皮带张紧轮27-砂轮轴28-圆锥滚子轴承29-垫片13去毛刺机计算选型与校核3.1电机的计算与选型步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。感应子式步进电机与传统的反应式步进电机相比，结构上转子加有永磁体，以提供软磁材料的工作点，而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能，因此该电机效率高，电流小，发热低。因永磁体的存在，该电机具有较强的反电势，其自身阻尼作用比较好，使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。感应子式步进电机某种程度上可以看作是低速同步电机。一个四相电机可以作四相运行，也可以作二相运行。(必须采用双极电压驱动),而反应式电机则不能如此。例如：四相，八相运行(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A)完全可以采用二相八拍运行方式.不难发现其条件为C=A,D=B.一个二相电机的内部绕组与四相电机完全一致，小功率电机一般直接接为二相，而功率大一点的电机，为了方便使用，灵活改变电机的动态特点，往往将其外部接线为八根引线(四相),这样使用时，既可以作四相电机使用，可以作二相电机绕组串联或并联使用。。步进电机的运行要有一电子装置进行驱动，这种装置就是步进电机驱动器，它是把控制系统发出的脉冲信号，加以放大以驱动步进电机。步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比，控制步进脉冲信号的频率，可以对电机精确调速；控制步进脉冲的个数，可以对电机精确定位。1典型的步进电机驱动控制系统主要由三部分组成：1)步进控制器，由单片机实现。2)驱动器，把单片机输出的脉冲加以放大，以驱动步进电机。A11111001F9HAB11111011FBHB11111010FAHBC11111110FEHC11111100FCHCA11111101FDH以上为步进电机正转时的控制顺序及数学模型。因此，步进驱动控制器实际上就是按上述的控制方式所规定的顺序送脉冲序列，即可实现驱动步进电机三相六拍方式的转动。输入顺序脉冲序列的速率就是步进电机的速率。使用、控制步进电机必须由环形脉冲，功率放大等组成的控制系统功率放大是驱动系统最为重要的部分。步进电机在一定转速下的转矩取决于它的动态平均电流而非静态电流(而样本上的电流均为静态电流)。平均电流越大电激励矩越大，要达到平均电流大这就需要驱动系统尽量克服电机的反电势。因而不同的场合采取不同的的驱动方式，到目前为止，驱动方式一般有以下几种：恒压、恒压串电阻、高低压驱动、恒流、细分数等。1)特点：感应子式与传统的反应式相比，结构上转子加有永磁体，以提供软磁材料的工作点，而定子激磁只需提供变化的磁场而不必提供磁材料工作点的耗能，因此该电机效率高，电流小，发热低。因永磁体的存在，该电机具有较强的反电势，其自身阻尼作用比较好，使其在运转过程中比较平稳、噪音低、低频振动小。感应子二相运行。(必须采用双极电压驱动),而反应式电机则不能如此。例如：四相，八相1运行(A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A)完全可以采用二相八拍运行方式.不难发现其条件为C=,D=.一个二相电机的内部绕组与四相电机完全一致，小功率电机一般直接接为二相，而功率大一点的电机，为了方便使用，灵活改变电机的动态特点，往往将其外部接线为八根引线(四相),这样使用时，既可以作四相电机使用，可以作二相电机绕组串联或并联使用。2)分类：感应子式电机以相数可分为：二相电机、三相电机、四相电机、五相电86BYG、110BYG、(国际标准),而像70BYG、90BYG、130BYG等均为国内标准。3)步进电机的静态指标术语相数：产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。常用m表示。拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一个齿距角所需脉冲数，以四相电机为例，有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB,四相八拍运行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A.步距角：对应一个脉冲信号，电机转子转过的角位移用θ表示。0=360度(转子齿数J*运行拍数),以常规二、四相，转子齿为50齿电机为例。四拍运行时步距角为θ=360度/(50*4)=1.8度(俗称整步),八拍运行时步距角为θ=360度/(50*8)=0.9度(俗称半步)。定位转矩：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩(由磁场齿形的谐波以及机械误差造成的)静转矩：电机在额定静态电作用下，电机不作旋转运动时，电机转轴的锁定力矩。此力矩是衡量电机体积(几何尺寸)的标准，与驱动电压及驱动电源等无关。虽然静转矩与电磁激磁安匝数成正比，与定齿转子间的气隙有关，但过分采用减小气隙，增加激磁安匝来提高静力矩是不可取的，这样会造成电机的发热及机(1)步距角精度：步进电机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差。用百分比表示：误差/步距角*100%。不同运行拍数其值不同，四拍运行时应在5%之内，八拍运行时应在15%以内。(3)失调角：转子齿轴线偏移定子齿轴线的角度，电机运转必存在失调角，由失调角产生的误差，采用细分驱动是不能解决的。1的情况下，能够直接起动的最大频率。(5)最大空载的运行频率：电机在某种驱动形式线称为运行矩频特性，这是电机诸多动态曲线中最重要的，也是电机选力矩确定，而动态力矩却不然，电机的动态力矩取决于电机运行时的平均电流(而非静态电流),平均电流越大，电机输出力矩越大，即电机的频率特性越硬。如下图所示：其中，曲线3电流最大、或电压最高；曲线1电流最小、或电压最低，曲线与负载的交点为负载的最大速度点。要使平均电流大，尽可能提高驱动电压，使采用小(7)电机的共振点：步进电机均有固定的共振区域，二、四相感应子式的共振区一般在180-250pps之间(步距角1.8度)或在400pps左右(步距角为0.9度),电机驱动电压越高，电机电流越大，负载越轻，电机体积越小，则共振区向上偏移，反之亦J₁=0.78×10³×d⁴×L=0.0034kg·cm²1J₁=0.78×10³×1⁴×45=0.082kg·cm²G=98N考虑步进电机与传动系统惯量匹配问题。机械手在不同的工况下，所需转动力矩不同，下面分别按各阶段进行计算。1)快速空载起动力矩M。在快速空载起动阶段，加速力矩占的比例较大，具体计算公式如下：M起=Mamax+M,+M₀(3.2)ε-电机最大角加速度(rad/s²)Vmx-运动部件最大快进速度(mm/min)δ,-脉冲当量(mm/步)11上述三项合计：M起=Mamax+M,+M,2)快速起动所需力矩M快M快=M,+M₀3)最大负载所需力矩M最大，以此项作为初选步进电机的依据。从《数控机床课程设计指导书》表4-24查出，当步进电机为三相六拍时最大静力矩Mmx=19.34N·cm3.2带传动设计选型带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。根据传动原理的不同，有靠带与带轮间的摩擦力传动的摩擦型带传动，也有靠带与带轮上的齿相互啮合传动的同步带传动。带传动具有结构简单、传动平稳、能缓冲吸振、可以在大的轴间距和多轴间传递动力，且其造价低廉、不需润滑、维护容易等特点，在近代机械传动中应用十分广泛。摩擦型带传动能过载打滑、运转噪声低，但传动比不准确(滑动率在2%以下);同步带传动可保证传动同步，但对载荷变动的吸收能力稍差，高速运转有噪声。带传动除用以传递动力外，有时也用来输送物料、进行零件的整列等。1带传动工作时所受的应力有：1)由紧边和松边拉力产生的应力；3)带在带轮上弯曲产生的弯曲应力。基本分类：根据用途不同，有一般工业用传动带、汽车用传动带、农业机械用传动带和家用电器用传动带。摩擦型传动带根据其截面形状的不同又分平带、V带和特殊带(多楔带、圆带)等。传动带的种类通常是根据工作机的种类、用途、使用环境和各种带的特性等综合选定。若有多种传动带满足传动需要时，则可根据传动结构的紧凑性、生产成本和运转费用，以及市场的供应等因素，综合选定最优方案。并口倍确并口倍确变里传建图1平型带的传动型式图3.1平型带的传动形式平型带传动工作时带套在平滑的轮面上，借带与轮面间的摩擦进行传动。传动型式有开口传动、交叉传动和半交叉传动等，分别适应主动轴与从动轴不同相对位置和不同旋转方向的需要。平型带传动结构简单，但容易打滑，通常用于传动比为3左右平型带有胶带、编织带、强力锦纶带和高速环形带等。胶带是平型带中用得最多的一种。它强度较高，传递功率范围广。编织带挠性好，但易松弛。强力锦纶带强度高，且不易松弛。平型带的截面尺寸都有标准规格，可选取任意长度，用胶合、缝合传动平稳，专用于高速传动。三角带传动：三角带传动工作时带放在带轮上相应的型槽内，靠带与型槽两壁面的摩擦实现传动。三角带通常是数根并用，带轮上有相应数目的型槽。用三角带传动1短和较大传动比(7左右)的场合，在垂直和倾斜的传动中也能较好工作。此外，因三角带数根并用，其中一根破坏也不致发生事故。三角胶带是三角带中用得最多的一种，它是由强力层、伸张层、压缩层和包布层制成的无端环形胶带。强力层主要用来承受拉力，伸张层和压缩层在弯曲时起伸张和压缩作用，包布层的作用主要是增强带的强度。三角胶带的截面尺寸和长度都有标准三角带常多根并列使用，设计时可按传递的功率和小轮的转速确定带的型号、根数和图3.2同步齿形带传动同步齿形带传动：这是一种特殊的带传动。带的工作面做成齿形，带轮的轮缘表面也做成相应的齿形，带与带轮主要靠啮合进行传动。同步齿形带一般采用细钢丝绳作强力层，外面包覆聚氯脂或氯丁橡胶。强力层中线定为带的节线，带线周长为公称长度。带的基本参数是周节p和模数m。周节p等于相邻两齿对应点间沿节线量得的尺寸，模数m=p/π。中国的同步齿形带采用模数制，其规格用模数×带宽×齿数表与普通带传动相比，同步齿形带传动的特点是：1)钢丝绳制成的强力层受载后变形极小，齿形带的周节基本不变，带与带轮间无2)齿形带薄且轻，可用于速度较高的场合，传动时线速度可达40米/秒，传动比可达10,传动效率可达98%;4)由于预拉力小，承载能力也较小；⑤制造和安装精度要求甚高，要求有严格的中心距，故成本较高。同步齿形带传动主要用于要求传动比准确的场合，如计算机中的外部设备、电影放映机、录像机和纺织机械等。11)滑动损失摩擦型带传动工作时，由于带轮两边的拉力差及其相应的变形差形特别是过载打滑，会使带的运动处于不稳定状态，效率急剧降低，磨损加剧，严重影响带的寿命。滑动损失随紧、松边拉力差的增大而增大，随带体弹性模量的增大而减2)内摩擦损失带在运行中的反复伸缩，在带轮上的挠曲会使带体内部产生摩擦拉力变化，可减小其内摩擦损失。3)带与带轮工作面的粘附性以及V带楔入、退出轮槽的侧面摩擦损失。图3.3带传动4)空气阻力损失高速运行时，运行风阻引起的功率损失。其损失与速度的平方成正比。因此设计高速带传动时，应减小带的表面积，尽量用厚而窄的带；带轮的轮辐表面应平滑(如用椭圆轮辐)或用辐板以减小风阻。5)轴承摩擦损失轴承受带拉力的作用，是引起功率损失的重要因素之一。综合上述损失，带传动的效率约在80%～98%范围内，进行传动设计时，根据带的种类选(1)优点：传动平稳、结构简单、成本低、使用维护方便、有良好的挠性和弹性、过载打滑。(2)缺点：传动比不准确、带寿命低、轴上载荷较大、传动装置外部尺寸大、因此，带传动常适用于大中心距、中小功率、带速v=5～25m/s,i≤7的情况。使用和维护1)安装：减小中心距，松开张紧轮，装好后再调整。12)V带注意型号、基准长度。3)两带轮中心线平行，带轮断面垂直中心线，主、从动轮的槽轮在同一平面内，轴与轴端变形要小。4)定期检查。不同带型、不同厂家生产、不同新旧程度的V带不易同组使用。5)保持清洁，避免遇酸、碱或油污使带老化。铁棒，载荷性质为载荷变动较大),则功率为P=K₄·P=1.2×3=3.6(3.11)3)确定带轮的基准直径da和d₄₂(1)由《机械设计》第109页表7-8查得A型d₄mn=75mm,考虑到带轮太小，其弯曲应力过大，所以要使d≥dmn,取da=150(2)验算带的速度5m/s<22.6m/s<25m/s(3)计算d₄₂由于电机转速与砂轮转速基本同步，选速比n,/n₂=1,则14)确定中心距和带的基准长度(1)初选中心距=2270mm由《机械设计》第96页表7-2取带的标准基准长度L₄=2000mm则amin=a-0.015L₄=765-0.015×2000=735mmamx=a+0.030L₄=765-0.030×2000=825mma=735～825a=735～825mm。5)验算带轮包角6)确定带的根数=180°>120°(合适)=180°>120°P'₀=(P₀K₄K₁+△P₀)K1由《机械设计》第107页表7-5查得弯曲影响系数K。=1.03×10³由《机械设计》第107页表7-5查得传动比系数K,=1.05由《机械设计》第107页表7-6查得包角系数K。=1由《机械设计》第106页表7-4查得长度系数K,=1.03由《机械设计》第105页图7-13查得P₀=2.2kw。P'₀=(2.2×1×1.03)×0.75=1.7kw由《机械设计》第96页表7-1查得q=0.11设计带轮时应满足的要求有：质量小，结构工艺性好，无过大的铸造应力，质量分布均匀，转速高时经过动平衡，轮槽工作面加工精细，以减小带的磨损，各槽(2)带轮的材料带轮的材料主要采用铸铁，常用材料的牌号为HT150或HT200,转速较高时宜采用铸钢，或用钢板冲压后焊接而成[5]。在本次设计中，采用了比较常见的HT150。由于带轮的基准直径d₄=150mm,轴的直径d=30mm,根据带轮的选择原则：即当(2.5～3)d≤d₄≤3000mm时采用腹板式结构，铸造带轮的结构如图1-2所示。电机，俗称“马达”,是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。电动机也称(俗称马达),在电路中用字母“M”(旧标准用“D”)表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源，发电机在电路中用字电机是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。电动机也称(俗称马达),在电路中用字母“M”(旧标准用“D”)表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。发电机在电路中用字母“G”表示。它的主要作用是利用机械能转化为电能，目前最常用的是，利用热能、水能等推动发电机转子来发电，随着风力发电技术的日趋成熟，风电也慢慢走进我们的生活。变压器，在有的书上称之为静止的电机。从电机的定义发现，这么说也有它的道电机分为：静止电机和旋转电机。1变压器是一种静止电机，它应用电磁感应原理，可将一种电压的电能转换为另一种电压的电能(一般是交流电)。从电力的生产、输送、分配到各用电户，采用着各式各样的变压器。首先，从电力系统来讲，变压器就是一种主要设备。我们知道，要将大功率的电能输送到很远的地方去，再用较低的电压即相应的大电流来传输是不可流还将在输电线上引起较大的电压降落，致使电能根本送不出去。为此，需要变压器来将发电机的端电压升高，相应的电流便可减小变压器的简介变压器的功能主要有：电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压(磁饱和变压器);自耦变压器；高压变压器(干式和油浸式)等，变压器常用变压器按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗干扰变压器、防雷变压器、箱式变电器试验变压器转角变压器大电流变压器励磁变压器。当一交流电流(具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。的电压称之为「一次电压.」。在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压，是由一次线圈与二次线圈间的「匝数比」所决定的。因此，变压器区分为升压与降压变压大部份的变压器均有固定的铁芯，其上绕有一次与二次的线圈。基于铁材的高导磁性，大部份磁通量局限在铁芯里，因此，两组线圈藉此可以获得相当高程度之磁耦合。在一些变压器中，线圈与铁芯二者间紧密地结合，其一次与二次电压的比值几乎参考指标。由于此项升压与降压的功能，使得变压器已成为现代化电力系统之一重要附属物，提升输电电压使得长途输送电力更为经济，至于降压变压器，它使得电力运用方面更加多元化，可以这样说，没有变压器，现代工电子变压器除了体积较小外，在电力变压器与电子变压器二者之间，并没有明确的分界线。一般提供60Hz电力网络之电源均非常庞大，它可能是涵盖有半个洲地区1那般大的容量。电子装置的电力限制，通常受限于整流、放大，与系统其它组件的能力，其中有些部份属放大电力者，但如与电力系统发电能力相比较，它仍然归属于小隔离变压器：各种电子装备常用到变压器，理由是：提供各种电压阶层确保系统之一项重要概念，亦即电子学特性之一，其乃预设一种设备，即当电路组件阻抗系从一阶层改变到另外的一个阶层时，其间即使用到一种设备-变压器。变压器又有其做试验而用的，是试验变压器，分别可以分为充气式，油浸式，干式等试验变压器，是发电厂、供电局及科研单位等广大用户的用来做交流耐压试验的基本试验设备，通过了国家质量监督局的标准，用于对各种电气产品、电器元件、绝缘材料等进行规定电压下的绝缘强度试验变压器---利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件图3.4电机电机是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。电动机也称(俗称马达),在电路中用字母“M”(旧标准用“D”)表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。导体受力的方向用左手定则确定。这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方1向转动。如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩(例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩),电枢就能按逆时针方向旋转起来。直流电动机是依靠直流工作电压运行的电动机，广泛应用于收录机、录像机、影碟机、电动剃须刀、电吹风、电子表、玩具等。1)电磁式直流电动机：电磁式直流电动机由定子磁极、转子(电枢)、换向器(俗称整流子)、电刷、机壳、轴承等构成。电磁式直流电动机的定子磁极(主磁极)由铁心和励磁绕组构成。根据其励磁(旧标准称为激磁)方式的不同又可分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。因励磁方式不同，定子磁极磁通(由定子磁极的励磁线圈通电后产生)的规律也不同。串励直流电动机的励磁绕组与转子绕组之间通过电刷和换向器相串联，励磁电流与电枢电流成正比，定子的磁通量随着励磁电流的增大而增大，转矩近似与电枢电流的平方成正比，转速随转矩或电流的增加而迅速下降。其起动转矩可达额定转矩的5倍以上，短时间过载转矩可达额定转矩的4倍以上，转速变化率较大，空载转速甚高 (一般不允许其在空载下运行)。可通过用外用电阻器与串励绕组串联(或并联)、或将串励绕组并联换接来实现调速。并励直流电动机的励磁绕组与转子绕组相并联，其励磁电流较恒定，起动转矩与电枢电流成正比，起动电流约为额定电流的2.5倍左右。转速则随电流及转矩的增大而略有下降，短时过载转矩为额定转矩的1.5倍。转速变化率较小，为5%~15%。可通过消弱磁场的恒功率来调速。直流电动机的励磁绕组接到独立的励磁电源供电，其励磁电流也较恒定，起动转矩与电枢电流成正比。转速变化也为5%~15%。可以通过消弱磁场恒功率来提高转速或通过降低转子绕组的电压来使转速降低。直流电动机的定子磁极上除有并励绕组外，还装有与转子绕组串联的串励绕组(其匝数较少)。串联绕组产生磁通的方向与主绕组的磁通方向相同，起动转矩约为额定转矩的4倍左右，短时间过载转矩为额定转矩的3.5倍左右。转速变化率为25%~30%(与串联绕组有关)。转速可通过消弱磁场强度来调整。1换向器的换向片使用银铜、镉铜等合金材料，用高强度塑料模压成。电刷与换向器滑动接触，为转子绕组提供电枢电流。电磁式直流电动机的电刷一般采用金属石墨电刷或电化石墨电刷。转子的铁心采用硅钢片叠压而成，一般为12槽，内嵌12组电枢绕组，各绕组间串联接后，再分别与12片换向片连接。图3.5永磁实体永磁式直流电动机也由定子磁极、转子、电刷、外壳等组成，定子磁极采用永磁体(永久磁钢),有铁氧体、铝镍钴、钕铁硼等材料。按其结构形式可分为圆筒型和瓦块型等几种。录放机中使用的电多数为圆筒型磁体，而电动工具及汽车用电器中使用的电动机多数采用专块型磁体。转子一般采用硅钢片叠压而成，较电磁式直流电动机转子的槽数少。录放机中使用的小功率电动机多数为3槽，较高档的为5槽或7槽。漆包线绕在转子铁心的两槽之间(三槽即有三个绕组),其各接头分别焊在换向器的金属片上。电刷是连接电源与转子绕组的导电部件，具备导电与耐磨两种性能。永磁电动机的电刷使用单性金属片或金属石墨电刷、电化石墨电刷。录放机中使用的永磁式直流电动机，采用电子稳速电路或离心式稳速装置。2)无刷直流电动机无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的，即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点，广泛应用于高档录音座、录像机、电子仪器及自动化办公设备中。无刷直流电动机由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。位置传感按转子位置的变化，沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流(即检测转子磁极相对定子绕组的位置，并在确定的位置处产生位置传感信号，经信号转换电路处理后去控制1功率开关电路，按一定的逻辑关系进行绕组电流切换)。定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供。位置传感器有磁敏式、光电式和电磁式三种类型。采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机，其磁敏传感器件(例如霍尔元件、磁敏二极管、磁敏诂极管、磁敏电阻器或专用集成电路等)装在定子组件上，用来检测永磁体、转子旋转时产生的磁场变化。采用光电式位置传感器的无刷直流电动机，在定子组件上按一定位置配置了光电传感器件，转子上装有遮光板，光源为发光二极管或小灯泡。转子旋转时，由于遮光板的作用，定子上的光敏元器件将会按一定频率间歇间生脉冲信号。采用电磁式位置传感器的无刷直流电动机，是在定子组件上安装有电磁传感器部件(例如耦合变压器、接近开关、LC谐振电路等),当永磁体转子位置发生变化时，电磁效应将使电磁传感器产生高频调制信号(其幅值随转子位置而变化)。交流异步电动机交流异步电动机是领先交流电压运行的电动机，广泛应用于电风扇、电冰箱、洗衣机、空调器、电吹风、吸尘器、油烟机、洗碗机、电动缝纫机、食品加工机等家用电器及各种电动工具、小型机电设备中。交流电异步电动机分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为单相异步电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。电机的转速(转子转速)小于旋转磁场的转速，从而叫为异步电机。它和感应电1)当三相异步电机接入三相交流电源时，三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势(定子旋转磁动势)并产生旋转磁场。应电动势并产生感应电流。3)根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。1异步电机是一种交流电机，其负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定关系。还随着负载的大小发生变化。负载转矩越大，转子的转速越低。异步电机包括感应电机、双馈异步电机和交流换向器电机。感应电机应用最广，在不致引起误解或混普通异步电机的定子绕组接交流电网，转子绕组不需与其他电源连接。因此，它具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠以及质量较小，成本较低等优点。异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性，从空载到满载范围内接近恒速运行，能满足大多数工农业生产机械的传动要求。异步电机还便于派生成各种防护型式，以适应不同环境条件的需要。异步电机运行时，必须从电网吸取无功励磁功率，使电网的功率因数变坏。因此，对驱动球磨机、压缩机等大功率、低转速的机械设备，常采用同步电机。由于异步电机的转速与其旋转磁场转速有一定的转差关系，其调速性能较差(交流换向器电动机除外)。对要求较宽广和平滑调速范围大型机床、印染及造纸机械等，采用直流电机较经济、方便。但随着大功率电子器件及交流调速系统的发展，目前适用于宽调速的异步电机的调速性能及经济性已可与直流电机的相媲美。根据砂轮片的要求，现选用比较常用的Y系列三相异步电动机，这是由于Y系列三相异步电动机的功率等级和安装尺寸与国外同类型的先进产品相当，因而具有与国外同类型产品之间良好的互换性，供配套出口及引进设备替换[2]。选取功率为3.0KW,满载时的转速为2870r/min。额定电流6.39A,功率因数0.87,效率82%,额定转矩3.4轴承的选取及校核轴承的校核径向力;轴向力1当量载荷P₄=f,(X₄Fᴀ+YAF)=509.04NP=f,(X。F+YF)=310.343.5轴的设计及校核Fal=Fttanβ=4380N;Ft2=5480NFr2=14390NFa2=25490N1图3.6皮带轮受力图2)求轴上的载荷Frl=1325.7NFr2=5956.2N查得轴承30307的Y值为1.6因为两个齿轮旋向都是左旋。Fa2=1680N3)精确校核轴的疲劳强度截面上的转切应力为由于轴选用40cr,调质处理，所以1少少σβ=735MPa,σ_₁=386MPa,t=260MPa。(1)综合系数的计算由经直线插入，知道因轴肩而形成的理论应轴的材料敏感系数为q。=0.85,q,=0.87,故有效应力集中系数为k,=1+q₇(a₁-1)=1.70(2)碳钢系数的确定碳钢的特性系数取为y。=0.1,ψ,=0.05(3)安全系数的计算轴的疲劳安全系数为1由于采用单排螺纹连接固定，所以螺纹主要受预紧力和工作拉力.这种受力方式在紧螺栓连接中比较常见，因而也是最重要的一种.这种紧螺栓连接承受轴向拉伸工作拉力之和.根据理论分析，螺栓的总拉力除和预紧力F₀,工作拉力F有关外，还受到螺栓刚度C。及被连接件刚度Cm等因素影响.因此，应从分析螺栓连接的受力和变形的受力及变形情况.图3.7螺栓受力及变形情况(a)螺母未拧紧(b)螺母已拧紧(c)已承受工作载荷(c)是承受工作载荷时的情况.此时若螺栓和被连接键的材料在弹性变形范围内则两者的受力已变形的关系符合拉(压)胡克定律.当螺栓承受工作载荷后，因所受的λm'=λm-△λ.而被连接件的压缩力由F₀减至F.F称为残余预紧力。显然，连接受载后，由于预紧力的变化，螺栓的总拉力F₂并不等于预紧力F₀宇与工作拉力F之和，而等于残余预应力F与工作拉力F之和。上述的螺栓和被连接件的受力与变形关系，用线图表示，如图3.81图3.8螺栓和被连接件的受力与变形关系F₂=F+FF₀=F₁+(F-△F)按图3-3中的几何关系得上式中称为螺栓的相对刚度，本连接采用金属垫片，故取式中F为每把刀具所受的力除以螺栓数，设计采用双刀四螺栓连接，分析有8F*500=T=1555000N*mm,所以螺栓的总拉力为设计螺栓为中碳钢，其屈服极限为400MPa,由于工作为变工作载荷，而且有较大冲击，取安全系数S=35,则螺纹连接件的许用拉应力所以螺栓连接最小横截面直径采用螺栓代号为GB5783—86M12×100验算齿轮强度，应选择相同模数承受载荷最大的齿数最小的齿轮，进行接触应力和弯曲应力验算。一般对高速传动的齿轮验算齿面接触应力，对低速传动的齿轮验算齿根弯曲应力。对硬齿面、软齿芯渗碳淬火的齿轮，一定要验算齿根弯曲应力。接触应力的验算公式为1弯曲应力的验算公式为式中N-齿轮传递功率(KW),N=N₄●η;N₄-电动机额定功率(KW);η-从电动机到所计算的齿轮的机械效率；n-齿轮计算转速(r/min);m-初