光控電動(dòng)門拖動(dòng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、木文是利用所學(xué)習(xí)過(guò)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化和其他相關(guān) 的理論知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)光控電動(dòng)門拖動(dòng)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)鏈傳動(dòng)系統(tǒng)的組成 和工作原理的了解以及對(duì)減速器設(shè)計(jì)方法的掌握，經(jīng)多日的實(shí)驗(yàn)室 調(diào)研和實(shí)習(xí)期的實(shí)踐，分析計(jì)算，本人查閱了的中外大量文資料， 對(duì)各種不同的減速器結(jié)構(gòu)形成方式進(jìn)行了優(yōu)缺點(diǎn)比較，進(jìn)行了優(yōu)化 選擇設(shè)計(jì)，選擇了與之相適應(yīng)的圓柱斜齒輪傳動(dòng)，最后繪制出完整 的裝配圖，并完成丫主要分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。此裝置工作平穩(wěn)，實(shí)現(xiàn)了 標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，并已用在實(shí)際生活屮。長(zhǎng)春電影城歷險(xiǎn) 宮屮的珍妃墓墓道門已運(yùn)用此裝置。尤其是目前己于計(jì)算機(jī)，微電 子及其他發(fā)達(dá)技術(shù)緊密結(jié)合并向智能化發(fā)展后，更能體現(xiàn)出其極人 的發(fā)展

2、潛力，使其具有了更為廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景！在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程控制中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)起著十分重要的作用，它 是自動(dòng)控制系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。現(xiàn)有的國(guó)產(chǎn)大流量電動(dòng)執(zhí) 行機(jī)構(gòu)存在著控制手段落后、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、定位精 度低、可靠性差等問(wèn)題。而且執(zhí)行機(jī)構(gòu)的全程運(yùn)行速度取決于其電 機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)速和其內(nèi)部減速齒輪的減速比，一旦出廠，這一速度 固定不可調(diào)整，其通用性較弱。整個(gè)機(jī)構(gòu)缺乏完善的保護(hù)和故障診 斷措施以及必要的通信手段，系統(tǒng)的安全性較差，不便與計(jì)算機(jī)聯(lián) 網(wǎng)。鑒于以上原因，采用傳統(tǒng)的人流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)， 可靠性和穩(wěn)定性較差.筆者設(shè)計(jì)的大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，采用機(jī)電 一體化技術(shù)，將閥門、伺

3、服電機(jī)、控制器合為一體，利用異步電動(dòng) 機(jī)直接驅(qū)動(dòng)閥門的開與關(guān)。通過(guò)內(nèi)置變頻器，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)， 實(shí)現(xiàn)閥門的動(dòng)作速度、精確定位、柔性幵關(guān)以及電機(jī)轉(zhuǎn)矩等控制。 該電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)省去了用于控制電機(jī)正、反轉(zhuǎn)的接觸器和可控硅換 向開關(guān)模件、機(jī)械傳動(dòng)裝置和復(fù)雜、昂貴的控制柜和配電柜，具有 動(dòng)作快、保護(hù)較完善、便于和計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際運(yùn)行表明， 該執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作穩(wěn)定，性能可靠。關(guān)鍵詞：驅(qū)動(dòng)電機(jī)。減速機(jī)。鏈傳動(dòng)。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魯 5第二章機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1電動(dòng)機(jī)的介紹2.2電動(dòng)機(jī)的選擇2.3系統(tǒng)工作原理2.3. 1控制系統(tǒng)各功能元件的選型與設(shè)計(jì)2.3.2閥位及速度控制原理.2.3.3關(guān)鍵

13、技術(shù)問(wèn)題的解決2.4步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算2.5減速器的選擇第三章傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1概述3. 2鏈傳動(dòng)的介紹3.4鏈傳動(dòng)的零件和材料.3.4.1滾子鏈.3.4.2圾形鏈.3.5鏈傳動(dòng)的受力分析.3.6鏈傳動(dòng)的汁算3.6.1鏈傳動(dòng)的失效形式. 3.6.2鏈傳動(dòng)的承載能力. 3.6.3鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算.第四章墓道門整體設(shè)計(jì).敦謝.第一章緒論傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)大多數(shù)采用一個(gè)定轉(zhuǎn)速電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)機(jī)械傳 動(dòng)裝置和機(jī)構(gòu)后產(chǎn)生所需的勻速或變速輸出運(yùn)動(dòng)。這類系統(tǒng)具有較高的 承載能力、運(yùn)行速度及系統(tǒng)能效，不m輸出運(yùn)動(dòng)間的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性好，而 且成本低，能夠很好地滿足高速大批量生產(chǎn)的要求。但這類機(jī)械最大的 不足是缺乏柔性

14、，由于系統(tǒng)的輸出運(yùn)動(dòng)范圍和速度受到一定限制，使得 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)特性無(wú)法調(diào)節(jié)。混合驅(qū)動(dòng)可控機(jī)構(gòu)就是一種既能以較高的速度， 高精度，甚至高負(fù)載的運(yùn)轉(zhuǎn)，乂能提供一定柔性的多自由度閉環(huán)機(jī)構(gòu)。 這種機(jī)構(gòu)兼容了傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)和全伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，避免了二者的不 足，在理論上能夠比較理想的解決柔性化與保持高速、高效、高承載力 這一對(duì)矛盾，提出了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的一個(gè)新思路。如閣1-1所示，它以 不可控電機(jī)和可控電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)器，兩種類型的輸入運(yùn)動(dòng)通過(guò)一個(gè)多自 由度機(jī)構(gòu)合成后，可以實(shí)現(xiàn)所預(yù)期的輸出運(yùn)動(dòng)。其屮，不可控電機(jī)為系 統(tǒng)提供主要的動(dòng)力，可控圖1-1多&由度混合驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)電機(jī)承受較 小的動(dòng)力，主要起運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)的

15、作用。使系統(tǒng)在保證輸出運(yùn)動(dòng)的同吋，機(jī) 構(gòu)的動(dòng)力分配等特性也得到改善。因此，混合驅(qū)動(dòng)方式大大的改善了傳 統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)的性能在包裝、食品、紡織、鍛壓等自動(dòng)機(jī)械中，具有廣泛 的應(yīng)用背景。鏈傳動(dòng)是一種常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，廣泛地用于各種機(jī)器、儀表及操縱裝 罝中。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的各構(gòu)件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是平面運(yùn)動(dòng)還是空間運(yùn)動(dòng)，可將連 桿機(jī)構(gòu)分成平面連桿機(jī)構(gòu)及空間連桿機(jī)構(gòu)兩大類。一般機(jī)械中多采用平 面連桿機(jī)構(gòu)。而在平面連桿機(jī)構(gòu)屮又以由四個(gè)構(gòu)件組成的平面四桿機(jī)構(gòu) 應(yīng)用最廣。而且平面四桿機(jī)構(gòu)又往往是組成多桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)屮的運(yùn)動(dòng)副都是低副。由于低副兩元素為面接觸，所以在 同樣的載荷條件下，其兩元素間的壓強(qiáng)比高副接觸的壓

16、強(qiáng)為低，故連桿 機(jī)構(gòu)可以傳遞教大的動(dòng)力。而且低副元素的幾何形狀比較簡(jiǎn)單（常為圓 柱或平面等），故也便于加工。另外，在其原動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變的條件 下，只要改變各構(gòu)件間的和對(duì)長(zhǎng)度，就可以使其從動(dòng)件實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng) 規(guī)律耍求。又由于連桿不與機(jī)架相連，故其上各點(diǎn)的軌跡是形狀各異的 曲線（我門稱這些曲線為連桿曲線），人們可利用這些曲線來(lái)近似滿足 不同軌跡的需要。連桿機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是其必須經(jīng)過(guò)中間構(gòu)件作運(yùn)動(dòng)傳遞， 而由于不可避免的制造誤差和運(yùn)動(dòng)副屮的間隙，致使運(yùn)動(dòng)傳遞屮的誤差 環(huán)節(jié)教多；另外，由于連桿是平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，其所產(chǎn)生的慣性力難以平 衡，故連桿機(jī)構(gòu)一般不宜用于精密及高速運(yùn)動(dòng)。第二章機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)2. 1電動(dòng)

17、機(jī)的介紹步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種將脈沖信號(hào)變換成相應(yīng)的角位移（或線位移）的 電磁裝置，是一種特殊的電動(dòng)機(jī)。一般電動(dòng)機(jī)都是連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的，而步進(jìn) 電動(dòng)機(jī)則冇定位和運(yùn)轉(zhuǎn)兩種基本狀態(tài)，當(dāng)冇脈沖輸入步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一步一 步地轉(zhuǎn)動(dòng)，每給它一個(gè)脈沖信號(hào)，它就轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的 角位移量和輸入脈沖的個(gè)數(shù)嚴(yán)格成正比，在時(shí)間上與輸入脈沖同步，因 此只要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率及電動(dòng)機(jī)繞組通電的相序，便可獲得 所需的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動(dòng)方向。在沒(méi)有脈沖輸入時(shí)，在繞組電源的激勵(lì) 下氣隙磁場(chǎng)能使轉(zhuǎn)子保持原有位置處于定位狀態(tài)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨 著輸入脈沖頻率變化而變化，調(diào)速范圍很廣，靈敏度高，輸出轉(zhuǎn)角能夠 控制，而且輸出精度較

18、高，又能實(shí)現(xiàn)同步控制，所以廣泛地使用在開環(huán) 系統(tǒng)屮，也還可用在一般通用機(jī)床上，提高進(jìn)給機(jī)構(gòu)的自動(dòng)化水平。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已成為除直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)以外的第三類電動(dòng) 機(jī)。傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，在人類的生產(chǎn)和生活進(jìn)入電氣 化過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用?？墒窃谌祟惿鐣?huì)進(jìn)入自動(dòng)化吋代的今天，傳 統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的功能已不能滿足工廠自動(dòng)化和辦公自動(dòng)化等各種運(yùn)動(dòng)控制 系統(tǒng)的要求。為適應(yīng)這些要求，發(fā)展了一系列新的具備控制功能的電動(dòng) 機(jī)系統(tǒng)，其中較有自己特點(diǎn)，且應(yīng)用十分廣泛的一類便是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展與計(jì)算機(jī)工業(yè)密切相關(guān)。自從步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在計(jì)算 機(jī)外圍設(shè)備中取代小型直流電動(dòng)機(jī)以后，使其設(shè)備的性能提高，很快地

19、 促進(jìn)了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的發(fā)展。另一方面，微型計(jì)算機(jī)和數(shù)字控制技術(shù)的發(fā) 展，又將作為數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行部件的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)推廣應(yīng)用到其他領(lǐng)域，如 電加工機(jī)床、小功率機(jī)械加工機(jī)床、測(cè)量?jī)x器、光學(xué)和醫(yī)療儀器以及包 裝機(jī)械等。步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電-體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用 在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增，在各個(gè)w民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域都有應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)的一些特點(diǎn)：1. 一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%,且不累積。2. 步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度。步進(jìn)電機(jī)溫度過(guò)高首先會(huì)使電機(jī)的磁性材料退磁，從而導(dǎo)致力矩下 降乃至于失步，因此電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性

20、材 料的退磁點(diǎn)；一般來(lái)講，磁性材料的退磁點(diǎn)都在攝氏130度以上，有的 甚至高達(dá)攝氏200度以上，所以步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度完全 正常。3. 步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)； 頻率越高，反向電動(dòng)勢(shì)越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的 增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。4. 步進(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無(wú)法啟動(dòng)，并 伴冇嘯叫聲。步進(jìn)電機(jī)是一種能將數(shù)字輸入脈沖轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)或直線增量運(yùn)動(dòng)的電 磁執(zhí)行元件。每輸入一個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)軸步進(jìn)一個(gè)步距角增量。電機(jī)總的 回轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比例，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈

21、沖頻率。2.2電動(dòng)機(jī)的選擇步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化產(chǎn)品中關(guān)鍵部件之一，通常被用作定位控制 和定速控制。步進(jìn)電機(jī)慣量低、定位精度高、無(wú)累積誤差、控制簡(jiǎn)單等 特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于機(jī)電一體化產(chǎn)品中，如：數(shù)控機(jī)床、包裝機(jī)械、計(jì)算 機(jī)外圍設(shè)備、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)等。選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的 功率。而在選用功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電 機(jī)的矩頻特性能滿足機(jī)械負(fù)載并有一定的余量保證其運(yùn)行可靠。在實(shí)際 工作過(guò)程中，各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。一 般地說(shuō)最大靜力矩mjmax大的電機(jī)，負(fù)載力矩大。選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)使步距角和機(jī)械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到機(jī)

22、床 所需的脈沖當(dāng)量。在機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程屮為了使得有更小的脈沖當(dāng)量，一是 可以改變絲桿的導(dǎo)程，二是可以通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)來(lái)完成。但細(xì) 分只能改變其分辨率，不改變其精度。精度是由電機(jī)的同有特性所決定。選擇功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載的負(fù)載慣量和機(jī)床要求的 啟動(dòng)頻率，使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使 之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機(jī)床快速移動(dòng)的需要。電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的硬件設(shè)計(jì)及工作原理：電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)原理框圖。智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)從結(jié)構(gòu)上主要分為控制部分和執(zhí)行驅(qū)動(dòng)部分?？刂撇糠种饕蓡纹瑱C(jī)、pwm波發(fā)生器、ipm逆變器、a/d、d/a轉(zhuǎn) 換模塊、整流模塊、輸入輸出通道、故障檢測(cè)和報(bào)警電

23、路等組成。執(zhí)行 驅(qū)動(dòng)部分主要包括三和伺報(bào)電機(jī)和位置傳感器。2.3系統(tǒng)工作原理霍爾電流、電壓傳感器及位置傳感器檢測(cè)到的逆變模塊三相輸出電 流、電壓及閥門的位置信號(hào)，經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)。單片機(jī)通過(guò) 8255控制pwm波發(fā)生器，產(chǎn)生的pwm波經(jīng)光電耦合作用于逆變模塊1pm, 實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變頻調(diào)速以及閥位控制。逆變模塊工作時(shí)所需耍的直流電壓 信號(hào)由整流電路對(duì)380v電源進(jìn)行全橋整流得到。2.3.1控制系統(tǒng)各功能元件的選型與設(shè)計(jì)1. 單片機(jī)：選用intel公司生產(chǎn)的8031單片機(jī)，它主要通過(guò)并行 8255 口捫負(fù)控制系統(tǒng)的信號(hào)處理：接收系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)矩、閥門開啟、關(guān)閉 及閥門開度等設(shè)定信號(hào)，并提供三相pw

24、m波發(fā)生器所需要的控制信號(hào)； 處理tpm發(fā)出的故障信號(hào)和報(bào)警信號(hào)；處理通過(guò)模擬輸入u接收的電 流、電壓、位置等檢測(cè)信號(hào)；提供顯示電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)信號(hào)； 執(zhí)行控制系統(tǒng)來(lái)的控制信號(hào)，向控制系統(tǒng)反饋信號(hào)。2. 三和pwm波發(fā)生器：pwm波的產(chǎn)生通常有模擬和數(shù)字兩種方法。 模擬法電路復(fù)雜，有溫漂現(xiàn)象，精度低，限制了系統(tǒng)的性能；數(shù)字法是 按照不同的數(shù)字模型用計(jì)算機(jī)算出各切換點(diǎn)，并存入內(nèi)存，然后通過(guò)查 表及必要的計(jì)算產(chǎn)生pwm波，這種方法占用的內(nèi)存較大，不能保證系統(tǒng) 的精度。為丫滿足智能功率模塊所需要的pwm波控制信號(hào)，保證微處理 器有足夠的時(shí)間進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)、保護(hù)、控制等功能，文屮選用mite

25、l公司生產(chǎn)的sa8282作為三相hvm發(fā)生器。sa8282是專用大規(guī)模 集成電路，具有獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)微處理器接口，芯片內(nèi)部包含了波形、頻率、 幅值等控制信息。3. 智能逆變模塊ipm:為了滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)體積小，可靠性高的要求, 電機(jī)電源采用智能功率模塊ipm。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要適用功率小于5. 5kw 的三相異步電機(jī)，其額定電壓為380v，功率因數(shù)為0. 75。經(jīng)計(jì)算可知, 選用日本產(chǎn)的智能功率模塊pm50rsa120可以滿足系統(tǒng)要求。該功率模 塊集功率開關(guān)和驅(qū)動(dòng)電路、制動(dòng)電路于一體，并內(nèi)置過(guò)電流、短路、欠 電壓和過(guò)熱保護(hù)以及報(bào)警輸出，是一種高性能的功率開關(guān)器件4. 位置檢測(cè)電路：位置檢測(cè)電路是執(zhí)行機(jī)構(gòu)

26、的重要組成部分，它的 功能是提供準(zhǔn)確的位罝信號(hào)。關(guān)鍵問(wèn)題是位罝傳感器的選型。在傳統(tǒng)的 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中多采用繞線電位器、差動(dòng)變壓器、導(dǎo)電塑料電位器等。 繞線電位器壽命短被淘汰。差動(dòng)變壓器由于線性區(qū)太短和溫度特性不理 想而受到限制。導(dǎo)電塑料電位器目前較為流行，但它是有觸點(diǎn)的，壽命 也不可能很長(zhǎng)，精度也不高。筆者采用的位置傳感器為脈沖數(shù)字式傳感 器，這種傳感器是無(wú)觸點(diǎn)的，且具有精度高、無(wú)線性區(qū)限制、穩(wěn)定性高、 無(wú)溫度限制等特點(diǎn)。5. 電壓、電流及檢測(cè)：檢測(cè)電壓、電流主要是為了計(jì)算電機(jī)的力矩, 以及變頻器輸出回路短路、斷相保護(hù)和逆變模塊故障診斷。由于變頻器 輸出的電流和電壓的頻率范圍為050hz,采用

27、常規(guī)的電流、電壓互感 器無(wú)法滿足耍求。為了快速反映出電流的大小，采用霍爾型電流互感器 檢測(cè)1pm輸出的三相電流，對(duì)于1pm輸出電壓的檢測(cè)采用分壓電路。6. 通訊接口：為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程控制，選用max232作為 系統(tǒng)的串行通訊接門，max232內(nèi)部有兩個(gè)完全相同的電平轉(zhuǎn)換電路， 可以把8031串行門輸出的ttl電平轉(zhuǎn)換為rs-232標(biāo)準(zhǔn)電平，把其它 微機(jī)送來(lái)的rs-232標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換成ttl電平給8031,實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與 其它微機(jī)間的通訊。7. 時(shí)鐘電路：時(shí)鐘電路主要用來(lái)提供采樣與控制周期、速度計(jì)算時(shí) 所需要的時(shí)間以及日歷。文中選用時(shí)鐘電路ds12887。ds12887內(nèi)部有 114字節(jié)的

28、用戶非易失性ram,可用來(lái)存入需長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)。8. 液晶顯示單元：為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話功能，選用mgls12832液晶顯 示模塊組成顯示電路。采用組態(tài)顯示方式。通過(guò)菜單選擇，可分別對(duì)閥 門、力矩、限位、電機(jī)、通訊和參數(shù)等信號(hào)進(jìn)行設(shè)置或調(diào)試。并采用文 字和圖形相結(jié)合的方式，顯示直觀、清晰。9. 程序出格自恢復(fù)電路：為了保證在強(qiáng)干擾下程序出格時(shí)系統(tǒng)能 夠白動(dòng)地恢復(fù)正常，選用max705組成程序出格自恢復(fù)電路，監(jiān)視程序 運(yùn)行。工作原理為：一旦程序出格，wdo由高變低，由于微分電路的作用， 由“與非”門輸入引腳2變?yōu)楦唠娖?，引腳2電平的這種變化使“與 非”門輸出一個(gè)正脈沖，使單片機(jī)產(chǎn)生一次復(fù)位，復(fù)位結(jié)束

29、后，乂由程 序通過(guò)p1. 0 口向max705的wdi引腳發(fā)正脈沖，使wdo引腳回到高電 平，程序出格自恢復(fù)電路繼續(xù)監(jiān)視程序運(yùn)行。2.3.2閥位及速度控制原理采用雙環(huán)控制方案，其屮n環(huán)為速度環(huán)，外環(huán)為位置環(huán)。速度環(huán)主 要將當(dāng)前速度與速度給定發(fā)生器送來(lái)的設(shè)定速度相比較，通過(guò)速度調(diào)節(jié) 器改變pwm波發(fā)生器載波頻率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。速度調(diào)節(jié)器采用 模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法(具體內(nèi)容另文敘述)。外環(huán)主要根據(jù)當(dāng)前位置速度的設(shè)定，通過(guò)速度給定發(fā)生器向內(nèi)環(huán)提 供速度的設(shè)定值。由于大流量閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過(guò)程中存在加速、勻速、 減速等階段。各階段的時(shí)間長(zhǎng)短、加速度的大小、在何位罝開始勻速或 減速均與給定位置、當(dāng)

30、前位置以及運(yùn)行速度有關(guān)。速度給定發(fā)生器的工 作原理為：通過(guò)比較實(shí)際閥位與給定閥位，當(dāng)二者不相等時(shí)，以恒定加 速度加速，減速點(diǎn)根據(jù)當(dāng)前速度、閥位值、閥位給定值的大小計(jì)算得來(lái)。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)各階段運(yùn)行速度的計(jì)算原理。它由若干段變化速率不同的折 線組成。將曲線上速率開始發(fā)生改變的那一點(diǎn)稱為起始段點(diǎn)，相應(yīng)的時(shí) 間稱為段起始吋間，t(i)(i=o, 1, 2,),相應(yīng)的速度稱為段起 始速度，v(i)(i=o, 1, 2,)。設(shè)第i段速度的變化速率為ki,則有：-備(2-1)式中：av為兩段點(diǎn)之間的速度變化值，av = vi + l-vi； at為兩 段之間的時(shí)間，at = ti + 1 ti。顯然，當(dāng)ki

31、= o時(shí)為恒速段，kio時(shí)為升速段，ki<0時(shí)為減速段， ts為采樣周期。變化速率ki的取值由給定位置、當(dāng)前位置以及運(yùn)行速度的大小確定。2.3.3關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的解決該電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用了最新的變頻調(diào)速技術(shù)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率小于5. 5kwo用戶可根據(jù)需要設(shè)定力矩特性，根據(jù)控制的閥設(shè)定速度，速度 分多轉(zhuǎn)式、直行程、角行程3種方式。控制系統(tǒng)由閥位給定和閥位反饋 信號(hào)構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)，控制特性視運(yùn)行方式、速度而定，并具有自動(dòng)過(guò) 流保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、超壓、欠壓、過(guò)熱、缺和、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)解決的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題主要有：1）閥門柔性開關(guān)：柔性開關(guān)主要是為了當(dāng)閥關(guān)閉或全開時(shí)，保證閥 門不卡死與損傷。執(zhí)

32、行機(jī)構(gòu)|aj部的微處理器根據(jù)測(cè)得的變頻器輸出電壓 和電流，通過(guò)精確計(jì)算，得出其輸出力矩。一旦輸出力矩達(dá)到或大于設(shè) 定的力矩，自動(dòng)降低速度，以避免閥門內(nèi)部過(guò)度的撞擊，從而達(dá)到最優(yōu) 關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)過(guò)力矩保護(hù)。2）閥位的極限位置判斷：閥位的極限位置是指全幵和全關(guān)位置。在 傳統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中，該位置的檢測(cè)是通過(guò)機(jī)械式限位開關(guān)獲得的。機(jī)械式 限位開關(guān)精度低，在運(yùn)行中易松動(dòng)，可靠性差。在文中，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 極限位置通過(guò)檢測(cè)位置信號(hào)的增量獲得。其原理是，單片機(jī)將本次檢測(cè) 的位置信號(hào)與上次檢測(cè)的信號(hào)相比較，如果未發(fā)生變化或變化較小，即 認(rèn)為己達(dá)到極限位置，立即切斷異步電機(jī)的供電電源，保證閥門的安全 關(guān)閉或全開。省去了

33、機(jī)械式限位開關(guān)，無(wú)需在調(diào)試時(shí)對(duì)其進(jìn)行復(fù)雜的調(diào) 整。3）電機(jī)保護(hù)的實(shí)現(xiàn):為了防止電機(jī)因過(guò)熱而燒毀，單片機(jī)通過(guò)溫度 傳感器連續(xù)檢測(cè)電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行溫度，如果溫度傳感器檢測(cè)到電機(jī)溫度 過(guò)高，自動(dòng)切斷供電電源。溫度傳感器內(nèi)置于電機(jī)內(nèi)部。4）準(zhǔn)確定位：傳統(tǒng)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在異步電機(jī)通電后會(huì)很快達(dá)到 其額定動(dòng)作速度，當(dāng)接近停止位罝時(shí)，電機(jī)斷電后，由于機(jī)械慣性，其 閥門不可能立即停下來(lái)，會(huì)出現(xiàn)不同程度的超程，這一超程通常采用控 制電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)校正。機(jī)電一體化的大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)當(dāng)前位 置與給定位置的差值以及運(yùn)行速度的大小超前確定減速點(diǎn)的位置及減 速段變化速率ki，使閥門在較低的速度下實(shí)現(xiàn)精確的微調(diào)和定位，

34、從 而將超程降到最低。5) 模擬信號(hào)的隔離：對(duì)于變頻器的直流電壓以及輸出的三相電壓， 它們之間的地址不一致，存在著較高的共模電壓，為了保證系統(tǒng)的安全 性，必須將它們彼此相互隔離。采用lm358和4n25組成了隔離線性放 大電路。如圖4-1所示，釆用±15v和±12v兩組獨(dú)立的正負(fù)電源。若 運(yùn)放a的反相端電位由于擾動(dòng)而正向偏離虛地，則運(yùn)放a輸出端的電位 將降低，因而光電耦合器的發(fā)光強(qiáng)度將增強(qiáng)，則使其集射極電壓減小， 最后使運(yùn)放a反相端的電位降低，回到正常狀態(tài)。若a的反相端電位負(fù) 向偏離虛地，也可以重回到正常狀態(tài)。從而增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾性。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)集微機(jī)技術(shù)和執(zhí)行器技術(shù)于一體

35、，是一種新型的終端控 制單元，其電機(jī)是通過(guò)內(nèi)部集成的一體化變頻器來(lái)控制，因此，同一臺(tái) 智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以在一定范圍內(nèi)具奮不同的運(yùn)行速度和關(guān)斷力矩。該智 能執(zhí)行機(jī)構(gòu);用了液晶顯不技術(shù)，它利用內(nèi)置的液晶顯不板，小僅可以 顯示閥門的幵、關(guān)狀態(tài)和正常運(yùn)行時(shí)閥門的開度，還可以通過(guò)菜單選擇 運(yùn)行參數(shù)設(shè)定，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能顯示出故障信息?？傊搱?zhí)行 機(jī)構(gòu)集測(cè)量、決斷、執(zhí)行3種功能于一體，順應(yīng)了電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的發(fā)展 趨勢(shì)，它的研制成功給電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的研究開發(fā)提供了新的思路。2. 4步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算選擇步進(jìn)電機(jī)需要進(jìn)行以下計(jì)算：(1) 計(jì)算齒輪的減速比根據(jù)所要求脈沖當(dāng)量，齒輪減速比i計(jì)算如下：i=(4).s)/

36、(360. )(2-2)式中小步進(jìn)電機(jī)的步距角(°/脈沖)，s 絲桿螺距 (nini)(mm/脈沖)(2) 計(jì)算工作臺(tái)，絲桿以及齒輪折算至電機(jī)軸上的慣量jt。jt=jl+ (l/i2)(j2+js) +w/g(s/2 jt)2(2-3)式中jt折算至電機(jī)軸上的慣量(kg. cm. s2)jl、j2 齒輪慣量(kg. cm. s2)js 絲桿慣量(kg. cm. s2)w工作臺(tái)重量(n)s 絲桿螺距(cm)(3) 計(jì)算電機(jī)輸出的總力矩mm:ma+mf+mt(2-4)ma=(jm+jt).n/tx 1.02x102 (2-5)式屮ma電機(jī)啟動(dòng)加速力矩(n.m)jm、jt電機(jī)自身慣量與負(fù)載

37、慣量(kg. cm. s2)n電機(jī)所需達(dá)到的轉(zhuǎn)速(r/min)t 電機(jī)升速時(shí)間(s)mf=(u.w. s)/(2 jt n i) x io-2(2-6)mf導(dǎo)軌摩擦折算至電機(jī)的轉(zhuǎn)矩(n.m) u摩擦系數(shù)n -一傳遞效率 mt=(pt. s)/(2 ji n i) x102(2-7)mt切削力折算至電機(jī)力矩(n.m)pt最大切削力(n)(4) 負(fù)載起動(dòng)頻率估算。數(shù)控系統(tǒng)控制電機(jī)的啟動(dòng)頻率與負(fù)載轉(zhuǎn) 矩和慣量有很大關(guān)系，其估算公式為fq=fqo(l-(mf+mt)/ml+(1+jt/jm)1/2(2-8)式中fq 帶載起動(dòng)頻率(hz)fqo空載起動(dòng)頻率ml起動(dòng)頻率下由矩頻特性決定的電機(jī)輸出力矩(n.

38、 m) 若負(fù)載參數(shù)無(wú)法精確確定,則可按fq=l/2fq0進(jìn)行估算。(5) 運(yùn)行的最高頻率與升速時(shí)間的計(jì)算。由于電機(jī)的輸出力矩隨 著頻率的升高而下降，因此在最高頻率吋，由矩頻特性的輸出力矩應(yīng) 能驅(qū)動(dòng)負(fù)載，并留冇足夠的余量。(6) 負(fù)載力矩和最大靜力矩mmax。負(fù)載力矩可按式(2-6) 和式(2-7)計(jì)算，電機(jī)在最大進(jìn)給速度時(shí)，由矩頻特性決定的電機(jī)輸 出力矩要大于mf與mt之和，并留有余量。一般來(lái)說(shuō)，mf與mt之和應(yīng) 小于(0.20. 4)mmaxo2.5減速器的選擇減速器是指原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間獨(dú)立封閉式傳動(dòng)裝罝，用來(lái)降低轉(zhuǎn) 速并相應(yīng)地增大轉(zhuǎn)矩。此外，在某些場(chǎng)合，也有用作增速的裝置，并稱 為增速器

39、。減速器的種類很多，由齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)以及由它們組成的減速 器。若按傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)劃分，這類減速器有下述五種.1. 齒輪減速器主要冇圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐-圓柱齒輪減速器。2. 蝸桿減速器主要奮圓柱蝸桿減速器、環(huán)面蝸桿減速器和蝸桿-齒輪減速器。3. 行星齒輪減速器4. 擺線針輪減速器5. 諧波齒輪減速器上述五種減速器以有標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品，使用時(shí)只需結(jié)合所需傳動(dòng)速 率、轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比、工作條件和機(jī)器的總體布置等具體要求，從產(chǎn)品目 錄或有關(guān)手冊(cè)中選取即可。只有在選不到合適的產(chǎn)品時(shí)，才自行設(shè)計(jì)制 造。此外h前我國(guó)正在制造和推廣的還有滾子凸輪減速器、超環(huán) 面蝸桿減速器等新型減速器。在這里我

40、們選用的減速器的結(jié)構(gòu)形式是圓柱斜齒輪傳動(dòng)。安裝方 式：直聯(lián)（組成ajc6334-580減速電機(jī)）。減速比：1:30.輸出轉(zhuǎn)矩58nm. 生產(chǎn)廠：沈陽(yáng)微電機(jī)廠。第三章傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3. 1概述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是本設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容，原料的送入，與產(chǎn)品的送出都 需要一個(gè)完整的傳動(dòng)過(guò)程.鏈傳動(dòng)是一種應(yīng)用較廣的一種機(jī)械傳動(dòng)。它是由鏈條和主、從動(dòng)鏈 輪所組成。鏈輪上制有特殊齒形的齒，依靠鏈輪輪齒與鏈節(jié)的嚙合來(lái)傳 遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。3. 2鏈傳動(dòng)的介紹鏈傳動(dòng)是屬于帶有中間擾性的嚙合傳動(dòng)。與屬于摩擦傳動(dòng)的帶傳動(dòng) 相比，鏈傳動(dòng)無(wú)彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，因而能保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比，傳動(dòng) 效率較高；又因鏈條不需要象帶那樣張得很緊，所

41、以作用于軸上的徑向 壓力較?。辉谕瑯邮褂脳l件下，鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較為緊湊。同時(shí)鏈傳動(dòng)能在 高溫及速度較低的情況下工作。與齒輪傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)的制造與安裝 精度要求較低，成本低廉；在遠(yuǎn)距離傳動(dòng)（中心距離最大可達(dá)十多米） 吋，其結(jié)構(gòu)比齒輪傳動(dòng)輕便得多。鏈傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是：在兩根平行軸 間只能用于同向冋轉(zhuǎn)的傳動(dòng)；運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比；磨損 后易發(fā)生跳齒；工作時(shí)有噪聲；不宜在載荷變化很大和急速反向的傳動(dòng) 中應(yīng)用。鏈傳動(dòng)主要在要求工作可靠，且兩軸和距較遠(yuǎn)，以及其他不宜采用 齒輪傳動(dòng)的場(chǎng)合。例如：在摩托車上應(yīng)用了鏈傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)上大為簡(jiǎn)化， 而且使用方便可靠。鏈傳動(dòng)還可用于低速重型及極為惡劣的工作條件 下

42、，例如掘土機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)，雖受到土塊、泥漿及瞬時(shí)過(guò)載等影響，但 仍能很好的工作。3.3鏈傳動(dòng)工作原理與特點(diǎn)1、工作原理：兩輪（至少）間以鏈條為中間撓性元件的嚙合來(lái)傳 遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)閣3. 1鏈傳動(dòng)工作原理2、特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：無(wú)滑動(dòng) 結(jié)構(gòu)緊湊 軸上壓力q小 傳動(dòng)效率高n =98% 能在溫度較高,濕度較人的環(huán)境中使用 可偉遞遠(yuǎn)距離俾動(dòng)amax=8mm 缺點(diǎn)：只能用于平行軸間的傳動(dòng) 瞬時(shí)傳動(dòng)比不恒定，高速時(shí)傳動(dòng)不平穩(wěn) 不宜在載荷變化很大和急促反向的傳動(dòng)中應(yīng)用 傳動(dòng)時(shí)有噪音、沖擊 制造費(fèi)用比帶傳動(dòng)高3、種類：按工作特性分：起重鏈，牽引鏈，傳動(dòng)鏈。4、應(yīng)用：適于兩軸相距較遠(yuǎn)，工作條件惡劣等，如農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械

43、、石 油機(jī)械、采礦、起重、金屬切削機(jī)床、摩托車、自行車等。傳動(dòng)比8, piookw, v5m/so3.4鏈傳動(dòng)的零件和材料傳動(dòng)鏈可分為：套筒鏈；滾子鏈；齒形鏈；成型鏈。圖3. 2傳動(dòng)鏈3.4.1滾子鏈滾子鏈?zhǔn)且环N常用的傳動(dòng)鏈。滾子鏈?zhǔn)怯蓾L子、套筒、銷軸、內(nèi)鏈 板和外鏈板所組成，內(nèi)鏈板與套筒之間、外鏈板與銷軸之間為過(guò)盈聯(lián)接, 滾子與套筒之間、套筒與銷軸之間均為間隙配合。圖3. 3滾子鏈節(jié)距p:鏈在拉直的情況下，相鄰滾子外圓中心之間的距離滾子鏈有單排鏈、雙排鏈、多排鏈，多排鏈的承載能力與排數(shù)成正比，但由于精度的影響，各排的載荷不易均勻，故排數(shù)不宜過(guò)多。鏈條的接尖處可用開口銷或彈簧卡片來(lái)固定，鏈節(jié)數(shù)

44、應(yīng)取為偶數(shù)， 這樣可避免使用過(guò)渡鏈節(jié)，因?yàn)檫^(guò)渡鏈節(jié)會(huì)使鏈的承載能力下降。圖3. 5鏈條接口圖3. 6鏈節(jié)3.4.2齒形鏈齒形鏈又稱無(wú)聲鏈，它由一組鏈齒板鉸接而成，工作時(shí)鏈齒板與鏈 輪輪齒相嚙合而傳遞運(yùn)動(dòng)，齒形鏈上設(shè)有導(dǎo)板，以防止鏈條工作時(shí)側(cè)向 竄動(dòng)，導(dǎo)板有內(nèi)導(dǎo)板和外導(dǎo)板之分。齒形鏈按鉸鏈結(jié)構(gòu)不同可分為閥銷式、軸瓦式和滾柱式三種。與 滾子鏈相比，齒形鏈傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪聲，承受沖擊性能好，工作可靠，多 用于高速或運(yùn)動(dòng)精度要求較高的傳動(dòng)裝置屮。鏈輪(滾子鏈鏈輪)1. 鏈輪齒形：三圓弧一直線2. 鏈輪的主要參數(shù)與與幾何計(jì)算 節(jié)距p齒數(shù)z分度圓直徑(公稱直松j=p/sin(180°/z)齒頂圓直徑

45、 =p(0.54 + tan)齒根關(guān)直徑=d-dr鏈節(jié)數(shù) lp = (z,+z2)+ (-)2 - p 2 pa圖3. 7鏈輪的結(jié)構(gòu) 4）、鏈輪的材料要求：1）強(qiáng)度；2）耐磨；3）耐沖擊 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性1、鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)不均勻性在鏈傳動(dòng)中，鏈條包在鏈輪上如同包在兩正多邊形的輪子上, 正多邊形的邊長(zhǎng)等于鏈條的節(jié)距。鏈的平均速度為： 60xl000 63x1000鏈傳動(dòng)的平均傳動(dòng)比為：fia=s"當(dāng)主動(dòng)鏈輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)鏈條速度：v = v, cosw d鏈條垂直速度：v = v, sin p =丄sin #對(duì)從動(dòng)輪講：v9= i = "，1cos-2 cos/ 2 cos/瞬時(shí)傳

46、動(dòng)比：= =d2 cos / 本 const w2 d cos p即使主動(dòng)輪角速度w1恒定，it不恒定 鏈節(jié)在運(yùn)動(dòng)中，作忽上忽下、忽快忽慢的速度變化。這就造成鏈運(yùn)動(dòng)速度的不均勻，以及瞬時(shí)傳動(dòng)比的不恒定，運(yùn)動(dòng)呈有規(guī)律的周期性的波動(dòng)。2、鏈傳動(dòng)的動(dòng)載荷 從動(dòng)輪角速度變化引起沖擊結(jié)論：鏈輪轉(zhuǎn)速越高，節(jié)距越大，齒數(shù)z1越少，動(dòng)載沖擊越嚴(yán)重， 噪音越大。當(dāng)p、z定，則必須限制n nl極限轉(zhuǎn)速 鏈節(jié)和輪齒以一定速度相嚙合，使鏈和輪齒受到?jīng)_擊并產(chǎn)生附加 動(dòng)載荷。 張緊不適當(dāng)，松邊垂度過(guò)大，起動(dòng)、制動(dòng)、反向、突然卸載或超 載必出現(xiàn)慣性沖擊，増大了動(dòng)負(fù)荷。3.5鏈傳動(dòng)的受力分析鏈傳動(dòng)中主要作用力有1000尸1、

47、工作拉力2、離心拉力fc=qv23、垂度拉力心狄6/4、緊邊拉總力f = fi + fz + fc松邊總技力f'= ff + fc5、作用于軸上載荷fq-e 1 +2e f =1.2kae13.6鏈傳動(dòng)的計(jì)算3.6.1鏈傳動(dòng)的失效形式1）鏈板、銷軸、套筒、滾子的疲勞破壞2）鏈節(jié)磨損后仲長(zhǎng)3）沖擊破壞4）膠合5）輪齒過(guò)度磨損6）過(guò)載拉斷3.6.2鏈傳動(dòng)的承載能力1）極限功率曲線良好潤(rùn)滑情況下額定功率曲線，設(shè)計(jì)吋實(shí)際使用的功率曲線，潤(rùn)滑 不好或工況惡劣的極限功率曲線，較良好的潤(rùn)滑下低得多。2）a系列套筒滾子鏈的實(shí)用功率曲線圖 單排鏈的額定功率p0實(shí)驗(yàn)條件：?jiǎn)瘟?，水平布罝，載荷平穩(wěn)，zl=1

48、9, t=100p, th=15000h, a p/p 3%o1. 當(dāng)設(shè)計(jì)的z、i、th、a等不同時(shí)，應(yīng)對(duì)po進(jìn)行修正。2. 當(dāng)潤(rùn)滑不良時(shí)：允許的p0值耍下降。3. 當(dāng)v0. 6m/s時(shí)，主耍失效形式：過(guò)載拉斷 一一按靜強(qiáng)度計(jì)算s = > 7k a f'3.6.3鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算一、鏈傳動(dòng)的主要參數(shù)選擇及步驟1. 鏈輪齒數(shù)與傳動(dòng)比i小鏈輪齒數(shù)z1少可減小外廓尺寸，但齒數(shù)過(guò)少，將會(huì)導(dǎo)致：1）傳動(dòng)的不均勻性和動(dòng)載荷增大；2）鏈條進(jìn)入和退出嚙合時(shí)，鏈節(jié)間的相對(duì)轉(zhuǎn)角增大，鉸鏈磨損加 ?。?）鏈傳動(dòng)的圓周力增大，從而加速了鏈條和鏈輪的損壞。增加小鏈輪齒數(shù)對(duì)傳動(dòng)有利，但如選得太大時(shí)，大鏈輪齒

49、 數(shù)乃將更大，除增大了傳動(dòng)的尺寸和質(zhì)量外，還易發(fā)生跳齒和脫 鏈，使鏈條壽命降低。鏈輪齒數(shù)的取值范圍為17szs120。當(dāng)銷軸和套簡(jiǎn)磨損后，鏈節(jié)距的增長(zhǎng)量ap和節(jié)圓由分度圓的外移量 八6/有如下關(guān)系：當(dāng)節(jié)距p 定時(shí)，齒高就一定，也就是說(shuō)允許的節(jié)圓外移量 就一定，齒數(shù)越多，允許不發(fā)生脫鏈的節(jié)距增長(zhǎng)量a/7就越小，鏈的使 用壽命就越短。p z p圖3. 8節(jié)距計(jì)算小鏈輪的齒數(shù)可根據(jù)鏈速選擇。由于鏈節(jié)數(shù)通常是偶數(shù)，為考慮磨損均勻，小鏈輪齒數(shù)一般應(yīng)取奇數(shù)。通常限制鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比/<6,推薦的傳動(dòng)比/=23. 5。2. 鏈的節(jié)距和排數(shù)計(jì)算功率 pc = ka. p (kw) ka工況系數(shù) 單排鏈所能

50、傳遞的功率p > pckz一一小鏈輪齒數(shù)系數(shù)° k#pkp一一多排鏈系數(shù)選型：由po、nl圖定鏈型號(hào)a和鏈節(jié)距p 在滿足一定功率條件下，p越小越好，高速鏈尤其如此3. 鏈節(jié)數(shù)與中心距 初選ao一般推薦：初選 a0= (3050p), amax=80p中心距過(guò)小，鏈速不變時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)鏈條繞轉(zhuǎn)次數(shù)增多，鏈條曲 伸次數(shù)和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)増多，因而加劇y鏈節(jié)距的磨損和疲勞。同時(shí)， 由于屮心距小，鏈條在小鏈輪上的包角變小，在包角范圍內(nèi)，每個(gè)輪齒 所受載荷增大，且容易出現(xiàn)跳齒和脫鏈現(xiàn)象；中心距過(guò)大，會(huì)引起從動(dòng)邊垂度過(guò)大，傳動(dòng)吋造成松邊顫動(dòng)。因此 在設(shè)計(jì)吋，若中心距不受其它條件限制，一般可選冰

51、=（3050）/7。計(jì)算lp （鏈節(jié)數(shù)）(z 2 - z 1 ) 22 7ia 0求中心距a （理論）為了保證鏈條松邊有一個(gè)合適的安裝垂度/;實(shí)際中心距應(yīng)比理論 中心距小一些。4.軸上壓力fqfq=fl+2ff =1.2kaf1a=ilp 4）+/lpil：r±）28（rl）2總地說(shuō)來(lái)，在機(jī)械制造中，如農(nóng)業(yè)、礦山、起重運(yùn)輸、冶金、建筑、 石油、化工等機(jī)械都廣泛的應(yīng)用鏈傳動(dòng)。第四章墓道門整體設(shè)計(jì)珍妃墓墓道門1. 機(jī)構(gòu)(1) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)型號(hào)：aj6344-20三相力矩電機(jī)供電電壓：380vac起動(dòng)電流：1.1a空載轉(zhuǎn)速：1200r/min輸出功率：110w(2) 減速器安裝方式：直聯(lián)(組成

52、ajc6334-580減速電機(jī))結(jié)構(gòu)形成：圓柱斜齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)減速比：1: 30輸出轉(zhuǎn)矩：58nm生產(chǎn)廠：沈陽(yáng)微電機(jī)廠(3) 結(jié)構(gòu)形式：鏈傳動(dòng)(輸出軸與門摳軸直聯(lián))節(jié)距：p= 15. 875mm傳動(dòng)比：2: 1門傳動(dòng)幅度. 95°2. 維修保養(yǎng)檢查鏈輪張緊程度，必須時(shí)松開電機(jī)安裝螺栓進(jìn)行調(diào)節(jié)，定期維護(hù)時(shí)全 面擰緊螺紋緊固件。人修時(shí)清洗減速器及墓門摳軸軸承并加注輪滑脂。3. 注意事項(xiàng)（1）墓門在斷電情況下可以幵啟，但因反拖動(dòng)時(shí)升速比過(guò)大容易造成 機(jī)構(gòu)損傷。一般情況下不允許手動(dòng)推門（2）不允許阻礙墓門的正常運(yùn)動(dòng)。特別是當(dāng)墓門復(fù)位時(shí)反推墓門將造 成機(jī)構(gòu)損傷。所以發(fā)車間隔必須嚴(yán)格控制。防止兩列車距

53、離過(guò)近 造成前車使門復(fù)位而后車從前門駛?cè)?。?dāng)上述情況發(fā)生時(shí)（控制 臺(tái)操作人員從顯示而板上可以看到前后兩列車平均在法老墓中） 控制臺(tái)操作人員應(yīng)果斷斷電。切斷電線斷電。切斷后車開關(guān)后再 加電使前車先行，待墓門復(fù)位后后車前行。結(jié)論大學(xué)四年中，我系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的知識(shí)，也看到了機(jī) 械設(shè)計(jì)的廣闊前景，選擇這個(gè)課題，正是希望能加深自己對(duì)電動(dòng)門各方 面的理解，并在運(yùn)用先前學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，進(jìn)一步的理解 其實(shí)質(zhì)和作用，鞏固和拓展以前的學(xué)習(xí)成果，從而希望今后能在這個(gè)領(lǐng) 域作出成績(jī)。由于電動(dòng)門技術(shù)發(fā)展己經(jīng)很成熟，我們更多的是借鑒前人的工作， 完善我們的設(shè)計(jì)。當(dāng)然，我們?cè)谇叭说幕A(chǔ)上向前走了一步，無(wú)論是原 器件的選擇，還是