【某高沿线破冰机关键部件设计和校核案例1700字】

某高沿线破冰机关键部件设计和校核案例1.1开合机构的设计在覆冰输电线上破冰刀筒的铣刀与输电线间切削距离会影响破冰的速率和效率。因此设计开合机构用来径向移动破冰刀筒的来夹紧输电线破冰，可有效保证破冰刀筒与输电线的接触。图2-5开合机构示意图锥齿轮1，2-螺杆的锥齿轮2，3-螺杆的锥齿轮3，4-滑轨，5-后排刀筒5，6-后排刀筒6，7-前排刀筒7。8-前排刀筒8，9-螺杆开合机构主要由锥齿轮和螺杆组成。锥齿轮1由直流电机带动并与锥齿轮2和锥齿轮3啮合，利用螺杆转动带动刀筒，使得锥齿轮2和3只能转动而不发生移动。锥齿轮1为主动件，锥齿轮1转动时，两边锥齿轮23转动的方向相反，使得两边的刀筒在滑轨4上相向移动，两侧同时合拢同时张开，同步控制两侧破冰刀筒7和8的进给距离。前排破冰刀筒和开合机构与后排破冰刀筒开合机构，镜像分布，同样的方法控制后排刀筒5和6的进给距离。由此通过控制破冰进给距离，让前排刀筒和后排刀筒切削不同厚度的冰层，减小切削量和切削阻力，提高整个破冰装置的破冰效率。如：破冰厚度20mm时，前排进给10mm，后排进给10mm，分部破冰。1.1.1开合机构功率计算锥齿轮1的功率等于锥齿轮23的功率，通过计算锥齿轮23的功率得到主动件齿轮1的功率，即先计算转动螺杆需要功率。螺杆选用梯形螺纹，同矩形螺纹与齿形螺纹相比，梯形螺纹的对中性好，且其工艺性美观，同时螺杆与梯形螺纹贴合更加紧密，牙根具有高强度，具备双侧工作面等诸多优点，因而螺杆采用T32x10的梯形螺纹；其参数为螺距S=12mm、中径d2稳定开合时加于螺杆上的驱动力矩，考虑刀筒重量和其他相关零部件重量，设螺杆承受载荷15KG，则驱动力矩为：T=Fd2其中：λ为螺纹升角，λ=24.5∘，ρ为当量摩擦角，以P=计算螺杆功率，其中N为螺杆转速，即螺杆锥齿轮2和3的转速，取刀筒在以在滑轨上900mm/min速度移动，则n=900÷zS=900÷48=18.75≈20r/min代入公式计算得P=2.9W，转动螺杆所需功率为2.9W即可，螺杆与锥齿轮23链接，锥齿轮23的功率为2.9W，那么主动件锥齿轮1的输入功率大于2.9W即可。1.1.2螺杆螺纹耐磨性计算可以通过计算螺纹工作面上的压力得到螺纹耐磨性能的优劣，校核公式为：p=F其中中径d2=28mm,u为参与接触的螺纹圈数，一般不超过10圈，现取5圈；h是螺纹工作厚度，对于梯形螺纹来说h=0.5S=0.5x12=5=61.1.3螺杆螺纹牙强度计算图2-6螺纹牙受力分析由于刀筒开合时，螺杆受力较大，故对螺母螺纹牙进行强度计算。如果螺纹牙强度不够，工作时螺纹牙会在压应力和切应力作用下剪切和折断，因此需要对螺纹牙进行强度的校核计算，分析其是否满足许用条件，螺纹牙受力分析如图2-6所示。将螺纹牙视作悬臂梁进行计算，厚度为6mm，a-a为危险截面，梯形螺纹的宽度为b=0.65S=0.65x12=7.8mm，宽度为πb（b为螺纹大径，D-33mm）[17]则螺纹牙每圈所受的平均压力为F计算剪切强度：τ=Fπdbu≤[τ],其中F=1386计算弯曲强度：σ=6FLπdb2u1.2固定板盖的强度校核固定板盖的材料选用铝镁合金7A04，其强度高质量轻还可以满足使用条件的情况下减轻破冰机重量。在整个机构中，固定盖板通过螺钉破冰刀筒和飞行机构相连，固定板盖所承受的力最大，包括破冰机构、开合的总重力都会施加在固定板盖上，上固定盖板承担着整个装置的大部分重量，因此会受到很大剪切作用力，所以对固定盖板的剪切强度进行校核，确保其设计的合理性和安全性。在本次校核中，破冰电机、电池及其余破冰装置零配件共计15kg，根据实际情况将校核过程进行简化：飞行机构装置零配件置于固定板盖板上为均布荷载。固定板盖受力如图2-7所示。图2-7固定板盖受力简图破冰机总重量不会超过15kg，取极限值破冰机总重量M=15kg，已知内六角沉头螺钉沉头部分的外径为8.5mm，内六角沉头螺钉安装处固定板的厚度10mm，破冰机除冰装置的总重量M=15kg，许用切应力[τ]=170MPa，上