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Z90电动阀门装置的设计和数控加工工艺摘要本设计主要是对Z90型电动滑阀装置的主要部件进行设计，并对关键部件 进行数控加工。Z90型电动滑阀装置具有功能齐全、性能可靠、控制先进、体 积小、重量轻、便于操作和维护等特点。它广泛用于电力工业、冶金、石油工 业、化学工业、造纸、污水处理等领域。它用于控制阀门的开启、关闭和调 整，可以远程控制或在本地操作。Z90型电动阀用于许多行业，如电力、冶金、石油、化工、造纸、造船、 消防、供水和环境保护。它是阀门实现远程控制、集中控制和自动控制不可缺 少的控制装置。由于Fx是D段左边的轴向应力，而D段右边（即扭矩作用的局部）没有轴 向力。Q Q =T/W614672x17.1 =17, 9 (N/mm)将上述数值代入公式238+ 0.34x0= 2.6138L88X17.9 f ,一+ 0.21X 17.9n* = 2.9插入方程4%26x2.9£七'+%'也6 +2.9、. 94图1输出轴图2危险断面系数3. 3轴承寿命的计算以输出轴轴承为例，首先选择了 6404型单列向心推力球轴承。 查阅机械设计实用手册中的表25-24,确定以下数据。公称动载 C=29. 2KN, e=0. 25, Y=2. 5负载系数f，=1. 1温度系数从前面的计算可以看出，。R"=1994N, R=556N即轴承中的径向力：F"=R”= 1994N, F，= R"= 5563. 3.1内部轴向力S的计算S，二 FM/2Y1942x2.5 = 398. 8 (N)S，= F/2Y5562-2.5 = Hl. 2(N)3. 3.2实际轴向力的计算F.二最大 S，SfF幻 S=max 398. 8, 11. 2-1139=398. 8 (N)F二最大 S，S，+F/=max 11.2, 398. 8+1139)二1537 (N)3. 3.3取系数X和Y的值F-/F"= 398. 8/1537 = 0. 26>eF-/F,二 1573/556=2. 8>e来自机械设计实用手册中的表格Xj=X1=0. 65,Yi=Y>=2. 63. 3. 4等效载荷P的计算P/二f, (X，F"+Y，F")= 1. 1 x (0. 65 x 1537 + 2. 6 x 398. 8)二 2239. 5 (N)P,二f, (X1F-+Y1F*)二 1. 1 (0. 65 x 556 + 2. 6 x 1573)二 4896. 3 (N)3. 3.5轴承名义寿命的计算L*因为p，>p/因此，轴承的额定寿命为Lh.3 60武尸工=184757 (h)如果电动阀门使用10年，每年300个工作日，轴承的预期寿命为L=8x2x300x5= 24000 (h)由于Lh>L,该轴承符合要求。3. 4钥匙的选择和强度的校准3. 4.1为在输出轴上安装齿轮箱而选择的内键类型A型键14X75 GB/T1096-1970o通过机械设计实用手册表27-23,查出 键的宽度b=14mm,键的高度h=9mm,键的长度L=45mm,键槽深度t=3. 5mm。那么，钥匙的工作长度L 3=L-b=45-14=31mmo 从前面的计算可以看出，Tb=667.4mm,dl= 46毫米.由于对于标准的平键连接的选择，具有足够的抗剪强度，筒体的强度由挤 压强度检查。那么t=4T/dhL4x 667.4x10?46x9x39.5=143.2 (Mpa)从教科书上查到的表格，关键是允许的挤压应力oP= (125150) Mpa.显 然。PoP,所以要到达连接的强度，满足平安的要求。3. 4.2电机齿轮固定键的内部类型。A型键10X52GB/T1096-1979.根据机械设计实用手册表27-23,获得。b=10mm, h=8mni, L=63mm, t=5. 0mm那么钥匙的工作长度为L】=L-b/2=63-5/2=60. 5毫米从前面的计算中我们知道，T£=667.4Nm d，=36毫米那么。P=4T/dhL667.4x 4x10?36x8x60.5=143.2 (Mpa)通过这种方式，实现了连接的强度，可以满足要求和平安。3. 5盒子的设计根据工作的要求，并从降低本钱、缩小结构尺寸和简化材料选择的原那么出 发，决定箱体应采用45号钢，经淬火和回火处理，并采用(1)木模铸造、清砂(2)热处理、人工老化(3)撤除浇口和飞边(4)对未加工的外表进行底漆处理齿轮和轴的润滑剂的选择由于齿轮外围速度V<12m/s,即采用油浸式润滑。为电动阀门选择的润滑 剂等级是。N46机械润滑剂。电动阀门传输所需的油量：每传输1KW,所需油量按V=0.350.75L计算。V= (0.350.75) X4=1.42. 8因此，实际消耗的油量为Vl=2.5升。3.6 夹紧和固定工件压紧机构。在工厂的技术工作中，时常会遇到设计夹持装置的情况。工件夹具有 两个功能：一是定位，应根据被加工零件的精度和定位基准，由技术人员来 掌握比拟好；二是夹紧或压紧，由于零件和工况的不同，选择哪种机构往往 是技术人员仔细考虑的问题。(如图3、4所示)第一个。1首先是活塞杆，连杆2,气缸活塞杆3,气缸4,固定支架5,压杆。图3工件架(a)第二种类型11、气缸2、气缸活塞杆3、连杆4、压力杆5、固定支架6、被压制的工件图4工件支架（二）3.7 电气元件和控制机制（如表3.1所示）电气元件表编码命名模型规格数量KO, KC交流接触器CJX8-92共和国热继电器JR16B1LSF闪烁开关V-1571LSO, LSC旅行服务台HWK114TSO, TSC扭矩开关WK1-12SO, SC, SS按钮LA11-A11D3热敏开关T111傅园慧保险丝BLX-11CB开放式柜台1-lOmA1W1电位器WX10-3301M电机YDF1B转换器220V1表3.1电气元件表控制机制。由扭矩控制机构、行程控制机构和可调节的开口指示器组成。(1)扭矩控制机构：由扭矩、接触块、凸轮、分度板、支撑板和微动开关 组成。当输出轴加载一定的阻力扭矩时，蜗轮蜗杆除了旋转外，还产生轴向位 移，带动扭矩旋转，同时引起减震器块的角位移，压迫凸轮，抬起支撑板。当 输出轴上的扭矩上升到一定值时，支撑板被抬起，直到微动开关被启动，从而 切断电源，停止电机，控制电气设备的输出扭矩。(2)提升控制机构：它由一个十进制齿轮、一个顶杆、一个凸轮和一个称 为计数器的微动开关组成。其工作原理是，计数器由齿轮中的一个主动小齿轮 驱动。当计数器根据阀门开启或关闭的位置进行设置时，当计数器随输出轴旋 转到预设位置时，凸轮旋转90度，从而启动微动开关，切断电源，停止电机， 实现对电气装置行程的控制。为了控制转数更多的阀门，可以将凸轮设置为旋 转180度或270度，然后启动微动开关。(3)可调开度指示器：它由一个减速器、一个调节齿轮、一个阀门开度刻 度、一个凸轮、一个微动开关和一个电位器组成。在现场调试时，可以根据内 置阀门开关的电路树将调节齿轮设置到所需的位置，并与减速齿轮相匹配。当 阀门处于开启或关闭过程中时，开启盘在减速后旋转，显示阀门的开关量，显 示角度与阀门的开关量同步，远程显示阀门的位置。根据用户的需要，可以增 加一个中间开关。第4章 设计关键部件的数控加工工艺1概述数控编程涵盖了从绘制工件到创立数控加工程序的整个过程。它的主要任 务是计算加工的刀具位置点（称为刀具位置点，CL点）。刀具的位置一般被认 为是刀轴和刀面的交点，在多轴加工中，也要规定刀轴的矢量。数控编程是目 前CAD/CAPP/CAM系统最明显的优势之一，它在实现设计和加工自动化、提高加 工精度和质量、缩短产品开发周期方面发挥着重要作用。数控编程技术包括制 造工艺、计算机技术、数学、几何学、微分几何学、人工智能等诸多学科的知 识，它的目标是如何更有效地获得满足各种零件加工要求的高质量数控加工程 序，更充分地发挥数控机床的威力，实现更高的效率和加工质量。数控编程是 实现数控加工的重要组成局部，特别是对于复杂零件的加工，编程工作的重要 性甚至超过了数控机床本身。在现代生产中，有关产品形状和质量的信息往往 需要从坐标测量机或直接在数控机床上获得，因此测量运动的指令也依赖于数 控编程。数控编程是指从绘制工件到创立一个合格的数控加工程序的整个过程，其 主要任务是计算加工路径中的刀具位置点（简称CL点）。刀具定位点通常被认 为是刀具轴线与刀具外表的交点，多轴加工时，也可以以刀具轴线为矢量。一 般来说，数控编程包括分析工件图纸、定义加工工艺、数学处理、创立工件加 工程序、输入数控系统、程序控制和首次试切。根据任务的复杂性，数控加工程序可以通过手动编程或计算机自动编程来 创立。目前，计算机自动编程采用图形交互式自动编程，即计算机辅助编程。 这个自动编程系统是一个高度集成的自动编程系统，用于CAD （计算机辅助设 计）和CAM （计算机辅助制造），通常被称为CAD/CAM系统。在适应复杂形状零件的加工、多轴加工、高速加工、高精度加工和高效率 加工的要求方面，数控编程技术向集成化、自动化、易用性和面向车间的编程 等方向开展。在CAD/CAM系统的开展中，关键技术是。（1）具有复杂形状的部件的几何建模。第一章课题介绍Z90型电动阀门装置的工作原理是由一个两级齿轮箱实现的，即 首先，电 机齿轮带动蜗轮，蜗轮带动蜗杆，然后手柄带动摇臂环，摇臂环将齿轮上的枢 轴竖起来，然后蜗杆带动蜗轮，蜗轮带动输出轴，输出轴的转动带动轴输出轴 的转动带动轴上的大锥齿轮，然后大锥齿轮带动小锥齿轮（即。输出轴的转动 带动轴上的大锥齿轮，然后大锥齿轮带动小锥齿轮（即中间齿轮），再由小锥 齿轮带动电动局部行程开关上的小齿轮，完成电动局部的工作。广泛应用于发电、冶金、石油、化工、造纸、造船、消防、供水、环保等 众多行业。它是远程控制、中央控制和自动控制阀门不可缺少的控制装置。1.1 Z90型电动阀的概述Z90型电动阀门装置，俗称旋转式电动阀门装置，适用于阀瓣直线运动的阀 门，如闸阀、截止阀、隔膜阀、水闸阀等。它用于翻开、关闭或控制阀门，是 远程控制、中央控制和自我控制阀门不可缺少的执行器。它们具有功能齐全、 性能可靠、控制系统先进、体积小、重量轻、易于操作和维护等特点，被广泛 应用于电力工业、冶金、石油工业、化学工业、造纸、污水处理等领域。1.2 本文的设计思路由于Z90型电动阀门装置的内部结构大局部是由齿轮完成的，所以本文的 设计应从齿轮开始，然后确定电机类型，再确定轴、轴承、键和工件机构及紧 固的设计。最后，对关键部件的数控加工工艺进行了设计。对于基于图纸和外表特征点测量数据的复杂形状零件的数控程序，第一个 环节是建立待加工零件的几何模型。复杂形状零件的几何建模的主要技术要素 包括。曲面的创立、加工、切割、连接、过渡、偏移等。(2)合理选择加工方案和加工参数。数控加工的效率和质量取决于加工方案和参数的合理选择，刀具、刀具控 制方法、刀具路径和进给率的自动优化和自适应控制是近年来最重要的研究课 题之一。其目的是在尽可能高的加工效率的前提下，满足加工要求，正常的机 器操作和一定的刀具寿命。(3)刀具路径生成刀具路径生成是数控加工复杂形状零件最重要的内容，也是研究最多的内 容，能否生成有效的刀具路径直接决定着加工的可能性、质量和效率。刀具路 径生成的主要目的是确保生成的刀具路径满足无故障、无碰撞、路径平滑、切 削力均匀和代码质量高的要求。同时，刀路生成也应满足通用性好、稳定性 好、编程效率高、代码量小等条件。(4)数控加工模拟虽然目前的工艺规划和刀具路径生成技术已经取得了很大的进步，但由于 零件形状的复杂性和加工环境的复杂性，要保证生成的加工程序不出现任何问 题还是很困难的，其中最重要的是加工中的重叠和下切，机床部件之间的干涉 碰撞等。在高速加工中，这些问题往往是致命的。因此，在实际加工之前，必 须采取一定的措施来检查和纠正加工过程。数控加工仿真通过软件模拟加工环 境、刀具路径和材料去除过程来测试和优化加工程序，具有良好的灵活性、低 本钱、高效率和平安可靠性，是提高编程效率和质量的重要措施。(5)后期处理后处理是数控加工编程技术的一个重要组成局部，它是通过将刀具数据预 处理成机器特定的数控加工程序而产生的。技术内容包括机床的运动学建模和 求解、机床结构误差补偿、机床运动的非线性误差修正、机床运动均匀性修 正、进给率修正和代码转换。因此，有效的后处理在确保加工质量、效率和机 器的可靠运行方面发挥着重要作用。数控机床按用途分为数控车床、数控铳床、加工中心、数控磨床和其他类 型。4. 1. 1数控加工工艺的概念数控加工是利用数控机床加工零件的方法和技术手段的总和。在开始编程之前，必须完成数控加工工艺的设计，因为只有当工艺方案确 立之后，编程才有基础。工艺方案不仅影响到机床的效率，而且直接影响到零 件的加工质量。根据对大量加工实例的分析，没有经过深思熟虑的工艺设计是 造成数控加工错误的主要原因之一。数控加工过程主要包括以下内容。1选择适合在数控机床上加工的零件，确定工艺内容。2分析待加工零件的图纸，明确加工内容和技术要求，确定零件的加工方 案，制定数控加工工艺方式。如何划分加工过程、加工和非加工过程的界面。3加工过程中，加工步骤的设计。如何选择零件的定位基准、夹具、辅助 程序来确定切削用量。4设置数控加工程序。选择刀点和换刀点，确定刀具补偿，确定加工路 径。5数控加工中加工津贴的分配。6在数控机床上处理一些工艺指令。7试加工第一批零件，并在现场处理问题。8完成数控加工过程文件并存档。4. 1.2数控加工工艺的特点。数控加工与普通机床的加工过程相比，遵循的基本原理和使用的方法相 同，但数控加工的整个过程是自动化的，所以形成了以下特点。1数控加工过程的内容比普通机床上的加工内容更复杂。数控机床通常安 排在较为复杂的工序上，局部工序是普通机床难以完成的。2数控加工过程需要具体而详细的内容。在普通机床加工中由操作者在加 工中灵活掌握，并可适时调整处理工艺问题，如工序内工步的安排、刀具尺 寸、加工余量、切削用量、对刀点、换刀点、走刀路线确实定等问题，在数控 加工中必须事先设计和安排一定的细节。4. 1. 3数控加工工艺的适应性根据数控加工的优缺点和在国内外的大量应用，一般根据工艺的定制程度 采用以下三种零件的例子：。一个最适合的班级1 .形状复杂，加工精度要求高，用通用加工设备无法加工或虽能加工，但 难以保证产品质量的零件。2 .用数学模型描述的具有复杂的曲线或弯曲轮廓的零件。3 .具有非开放性内腔的壳状或箱状零件，难以测量，其进给量难以控制， 其尺寸难以控制。4 .需要在一个装置中结合多种操作（如铳削、钻孔、较孔或螺纹）的零 件。对于上述零件，不可能过多地考虑生产率和经济性，首先要考虑是否可以 加工，并关注其可能性。只要有可能，使用数控加工应该是首选方案。第二：更好地适应班级对于零件的数控加工类，大致有以下几种适合。1 .在一般的机床加工中容易出现人为因素，零件的价值和质量一旦失去控 制，就会造成零件的巨大经济损失。2 .在一般的机床加工中，必须生产复杂的特殊刀具零件。3 .在完成之前需要屡次修改设计的部件。4 .在万能机床上加工时需要长时间调整的零件。5 .在万能机床上加工时需要非常低的生产率或高体力的零件。这类零件在初步分析可加工性后，还要对提高生产效率和经济效益做全面 衡量，它们通常可以作为数控加工的主要选择对象。第三，不要适应班级。1 .大批量零件的生产（当然，不能排除用数控机床进行个别加工）。2 .难以装夹或完全依靠正确的定位来保证加工零件的精度。3 .加工夹具非常不稳定，数控机床上没有在线检测系统来自动调整零件的 坐标位置。4 .需要使用特定的工艺设备来协调零件的加工。上述零件用数控加工，在生产效率和经济性方面通常没有明显的提高，宁 缺毋滥，所以通常不应作为数控加工的选择对象。5 .1.4数控加工工艺分析局部数控加工工艺分析包括很多内容，从数控加工的可能性和便利性分析，主 要应考虑到：1.数控加工工艺分析。1 .在工件图纸上标注尺寸的原那么(1)图纸上的零件尺寸应与编程的舒适性特点相符在数控加工图中，使用相同的参考尺寸来引用尺寸或直接指定坐标尺寸是 很方便的。这种方法，既方便编程，又方便协调设计基准、工艺基准、验证基 准和编程零点的设置和计算。(2)构成局部轮廓的几何元素的条件应该是合理的。自动编程应定义构成零件轮廓的所有几何元素。在分析工件图时，要检查 几何元素的给定条件是否充分，否那么不能对要加工的工件进行建模和编程。2 .工件的各个加工件的结构。(1)所要求的零件加工精度、尺寸公差应能得到保证。(2)零件，最好采用统一的几何类型和尺寸的型腔和形状，尽可能减少刀 具规格和换刀次数。4.2数控加工工艺4. 2.1零件的拉伸过程分析(1)结构分析。如图5所示，零件的加工轮廓由圆形曲线和直线组成。直线局部适合在数 控车床上车削，而曲线局部那么更适合在数控铳床上加工。图5联接组(2)准确度分析零件曲线的制造公差为0.2毫米，其余尺寸公差均为m2级，外表粗糙度 为Ra3.2,比拟容易加工。(3)空白，津贴分析材料为工具钢T10A,毛坯为铸件，其外圆尺寸为6 200, 一面粗加工有足 够的加工余量，一面精加工留有0.25mm的加工余量，以保证加工的精度。(4)定位参考的分析。由于毛坯的形状简单，可以选择棒材的前外表作为定位的参考面。5. 2. 2过程的开展(1)数控车床：粗车外外表和端面至中162X35。(2)数控车床:粗车两段外外表至粗0.5X35和145. 5X35。(3)数控车床：将两段外外表精密车削至145. 5和1160. 5。(4)数控车床：倒角2mm。6. 2. 3选择工具根据工件的材料，使用硬质合金刀具，在切削工具钢时，最好使用较低的 切削速度。对于切削剂量的选择，工件的硬度越高，经济切削速度越低；粗加 工用大反拉和进给，切削速度低；精加工用小反拉和进给，切削速度高。7. 2.4确定切削率切削用量是根据工件材料、工具材料和拉丝要求选择的。所选参数在加工 过程卡中列出。8. 3三维建模和CAM模拟处理利用上述工艺措施，制定了主要的数控加工工艺。我选择了联接套筒作为 3D建模的对象（如图6所示）。在Solid Works软件中画出草图，然后用车削功能得到三维造型图（见图 7、8） o文件9艮困包：ZAO BOU上也!D3H3电叁&Q求它6犯冽，H 30Q 0+0（50副3 V，虫MgWWT"" EjArtaCift 却(H(HO利。aiiooMift Pm| 0 f K 12：”图6耦合套筒的三维建模图7联接套筒（1）图8联接套筒第二章：Z90电动阀门的结构和操作概述Z90型电动阀的结构Z90型电动阀门装置由六局部组成，即电机、齿轮箱、控制机构、手电切换 机构、手轮部件和电动部件。2.2 Z90型电动阀的工作原理Z90型电动阀门装置的工作原理是由一个两级齿轮实现的，即首先，电机 齿轮驱动蜗轮，蜗轮驱动蜗杆，然后手柄驱动桨环，桨环使枢轴拉直齿轮，然 后蜗轮驱动蜗杆，蜗杆驱动输出轴，输出轴的旋转驱动轴上的大锥齿轮，然后 大锥齿轮驱动小锥齿轮(即。即中间齿轮)，然后通过电动局部带动小齿轮上 的驱动开关，完成工作。2. 3 Z90电动阀组的原始性能参数1 .电动阀组的额定扭矩为900N.m. 2.2 .控制单元的最大扭矩为1350N. m0(3.最小控制力矩为W450Nm。4 .允许的阀杆直径为60毫米。(5.输出速度为24*111。6 .电机功率为2. 2KWO7 .电动阀组的重量为128公斤。第3章Z90电动阀组主要部件的构造3. 1齿轮的构造3.1.1 齿轮材料的选择和热处理工艺根据工作要求，选择多速齿轮。在箱体方面，没有特殊要求，从降低造价、缩小结构尺寸和简单项选择材的原 那么出发，决定蜗轮选用45号钢淬火，齿面硬度为217255HBS。4. 1. 2计算齿轮箱的允许应力(1)计算允许的接触应力。检查教科书，齿轮的接触疲劳极限如下。齿轮(217255)o Jf hno >1= ZnlX O 4 / S>580/l. 1=527. 3 Mpa2)计算允许的弯曲应力"摘自教科书：齿轮(217255HBS)= 440 Mpa齿轮的容许弯曲应力为= Ynl crJrs,/SF= IX440/1. 4=314. 3 Mpa。3.1. 3计算齿轮的几何形状齿轮的设计计算确定齿轮的模数2x1.82 x 10230x0.02 x 0.68980.7x2。'=1. 355 mm齿轮的模数是标准值，即m=2 mm。3.1. 4齿轮的弯曲疲劳强度的计算计算齿轮的模数州毫米以下情况适用：m齿轮的模数K齿轮的负载系数T1小齿轮传递的名义扭矩N mm中，正齿轮的齿宽系数Z1齿轮系数Y"齿轮的复合齿形系数Y<齿轮的重叠系数%齿轮的容许弯曲应力确定公式中的计算数据值，选择齿轮箱的参数Zl= 20, Z”iZl= 4. 33X 20 : 86.6 取 Zk 88看一下机械设计实用手册就知道中"二0.7，计算齿轮箱的额定扭矩Tl=9550P/nl=9550X 1. 5/1400 = 10. 23 (Nm)= 10230 (Nmm)计算齿轮箱的负载系数K。检查机械设计实用手册，因为电机是一个短时系统，额定持续时间为10分钟。负荷是均匀的，所以取K，=1.0.因此，估计的初始速度是V = 24m/so看一下机械设计实用手册就会发现，K,二1.4, K，=L15, K，=L13然后备二1.88-3.2 (1/ Zl+1/Zl)cos0=1.88 - 3.2 (1/20 + 1/88) x 1二 1.7055其中0齿轮的正面重量cosB -齿轮的螺旋角系数K.齿轮之间的负荷分配系数。K&齿轮齿的分布系数那么K= =1.0 x 1,4 x 1. 15 x 1. 13 = 1.82，求齿轮的综合系数丫足根据机械设计实用手册，我们可以发现，Y. <"1=4. 2, YE=3.55 其中：ye齿轮的复合齿形系数，计算出齿轮的Y值。<"/4Y，i/ 匚 4.2/210 = 0. 02丫0/°>,= 3. 15/210 = 0.015所以 YF/ ”1>丫析/42(vi)计算齿轮的重组系数。Y<= 0. 25+ 075/6= 0. 25+ 0. 75/1. 7055 = 0. 68983.1. 5齿轮齿的接触疲劳强度的校准盛方+1)zizz1) %、4-L7055其中：ZE = 189.85峥 , Z= 2.5, Z工二 0. 76V 3 Y 3齿面接触的疲劳强度Z*材料的弹性系数z齿轮箱的结点系数ZX齿轮箱的重叠系数K齿轮箱的负载系数u两个齿轮的齿数之比If &+1)然后。=z*z,zJ W%C i 12x1.82x10230 4.33+1x 2.5 x 0.76 x Jx=189,8V 28x402433=1023. 15(Mpa)因此，接触疲劳强度是足够的。3. 1.6齿轮的实际周速度V = Ji dlnl/60 x 1000 = 3, 14 x 1460 x 251, 72/60 x 1000 =1,02 (米/秒)网格力的计算圆周方向的力Ft=2Tl/dl=3733(N)径向力Fr= Fttan a n/cos b =1372(N)轴向力F a 二 Frtan b =532(N)3. 1.8电动机的选择(1)电机的型号 最初选择的电机型号为：YDF2T三相异步电动机，用于户外使用。该电机是一个短时系统，连续运行时间为10分钟。负载均匀，对起动 没有特殊要求，起动性能好，所以选择YDF2-W三相380V异步电动机在室外 使用。电机从外部购买，所选电机的额定功率为2. 2千瓦。(2)确定电机的速度。电机的额定速度根据生产要求来选择。在确定电机的额定速度时在考虑速度时，应考虑机组的齿轮比，两者都应根据综合的技术和经济 情况来确定。发动机的额定转速只能根据技术和经济考虑来确定。因此，电机的速度必 须至少为24rpm。3. 2竖井结构3. 2.1轴材料的选择和轴直径的初步估计输出轴的设计(如图1所示)轴的材料选择45.粗加工后回火就能满足使用要求。45经回火后，硬度为 217215HBS,从机械设计基础表上看可以得到。oB = 650MPa, oS = 360MPa,。-1 = 300MPa, o-1 = 60MPao3. 2.2对轴的受力分析齿轮节圆上的切向力Ft=2000T/dl=2000X614. 67/(87X2/cosB)=6970. 5 (N)齿轮上的径向力Fr=Ft=tan a n/cos B =6970. 5X0. 364/0. 986=2550 (N)齿轮的轴向力Fx=Fttan 3 =6970. 5 X tanl0° =1139.4 (N)3. 2. 3确定危险截面和计算平安系数从轴的结构尺寸可以看出，弯矩在截面上最大，并受到扭矩的影响，在过盈 联接中存在应力集中，在键槽中存在应力集中。以下检查是在个案的基础上进行的。(1)检查截面的平安系数(如图2所示)。从公式(24-9)和(24-10)可以看出。%户e+WrQn，府其中：。1, T 1材料样品在对称载荷下的扭转剪切疲劳极限k",k，弯曲，扭转剪切的有效应力集中系数P外表质量的系数6。，6一弯曲、扭转和剪切的绝对尺寸影响因素力。，力一计算出的材料在拉伸、扭转和剪切时的平均应力系数。», t »-正向拉伸、扭转剪切时的平均应力其中摘自机械设计用户手册，表。24-1,发现 =238Nmm'. 飞 =138N/mm”。，内从表上看24-16可以知道，过盈配合的应力集中系数比键 槽的大得多，所以只能考虑过盈配合。可以发现，k"=2.6, k=1.88.B在表24-19中查找,取8=0. 92。e 查阅表 24-13,得到 =0.84 那,=0.78力。，力，检查表24-24什么是力。=0.34, i)<= 0.21然后二M"/w=320/8. 18=39(N/mm2)从表24-27可知，对于一个简单的键槽d=46毫米，W=8. 18厘米，p=17. 1 厘米%=Fx/A=O