風機系統風門控制設備設計說明書改

1、<p>　　風門系統風機控制設備設計說明書</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p>　　第一章緒論錯誤!未定義書簽。</p><p>　　1.1課題的來源與研

2、究的目的與意義..............................................................................4</p><p>　　1.2風門系統風機控制設備的方案分析.........................................................................5</p><p&g

3、t;　　1.2.1 結構分析..................................................................................................................6</p><p>　　1.2.2 機械結構總體方案與布局...................................................

4、.......................7</p><p>　　1.2.3 風門系統風機控制設備的工作原理..........................................................7</p><p>　　1.3課題研究的內容............................................................

5、......................................8</p><p>　　1.3.1 Solidworks設計基礎...................................................................................9</p><p>　　1.3.2 草圖繪制.....................

6、................................................................................10</p><p>　　1.3.3 基準特征，參考幾何體的創(chuàng)建..................................................................11 </p><p>　　1

7、.3.4 拉伸、旋轉、掃描和放樣特征建.............................................................12</p><p>　　1.3.5 工程圖的設計.............................................................................................13</p&g

8、t;<p>　　1.3.6 裝配設計.....................................................................................................17</p><p>　　第二章機械結構的設計..........................................................

9、.....................18</p><p>　　2.1 伺服電機的選型計算20</p><p>　　2.2 轉軸的設計計算...................................................................................................24</p><p>　　

10、2.3 軸承的選型...........................................................................................................25</p><p>　　2.4 風門框架的設計....................................................................

11、..............................26</p><p>　　2.4.1風門框架設計的一般要求...........................................................................27</p><p>　　第三章 風門系統風機控制設備各部分強度的校核................28</p&g

12、t;<p>　　3.1軸承強度的校核28</p><p>　　3.2轉軸的受力分析與校核29</p><p><b>　　結論30</b></p><p><b>　　致謝31</b></p><p><b>　　參考文獻32</b></p>

13、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　風機是一種十分常見的流體機械設備，廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風、排塵和冷卻；鍋爐和工業(yè)爐窯的通風和引風；空氣調節(jié)設備和家用電器設備中的冷卻和通風等。目前，在我國各行各業(yè)的各類機械與電氣設備中，與風機配套的電機約占全國電機裝機量的60%，耗用電能約占全國發(fā)電總量的七分之一。隨著全球能源短缺問題的

14、日益嚴重，節(jié)能環(huán)保越來越受到各國的重視。風機作為重要的耗能設備之一，如果能降低其能耗，開發(fā)新型的節(jié)能產品，必然會為國民經濟帶來巨大的經濟效益。</p><p>　　風機是國民經濟各部門廣泛應用的機器。據統計，在全國的總用電量中，風機的耗電量約占10%。節(jié)約能源是我國的一項基本國策，也是我國今后長期的戰(zhàn)略任務。據相關調查資料表明，目前我國使用的風機的效率，多數比工業(yè)先進國家的同類產品的效率低5%-10%。因此提高風

15、機機械研究和設計水平，對國民經濟的發(fā)展及節(jié)約能源將產生重要的影響。</p><p>　　在火電廠中風機是僅次于泵的耗電大戶，其耗電量約占機組發(fā)電總量的1.5%-3%，占廠用電的25%-30%左右，其運行費用己直接影響到電廠的經濟性。目前風機在我國電廠中占有較大比例，研究和改造離心式風機，提高其效率，對火電廠的節(jié)能增效具有重要意義。</p><p>　　前向風機，如9-19、9-26系列風機

16、，由于其輸出壓力高，因而廣泛用于鍛冶爐及高壓強制通風、物料、空氣輸送等。前向式風機由于其葉片出口角和葉片曲率較大的結構特點，流動往往比后向風機更為復雜。尤其是在葉輪流道末段，風機總是不可避免的出現強烈的“射流一尾流’’結構、分離流動以及二次流等。這些流動往往是能量損失、振動和噪聲的重要來源之一。而在后向風機中，這些不利的流動一般可以得到的減弱甚至消除。因此，設計后向葉片代替前向葉片，減小流動損失，是提高風機的性能的可行路徑。</p

17、><p>　　隨著國民經濟的快速發(fā)展，電廠在環(huán)境保護方面的壓力越來越大，于是電廠在鍋爐尾部加裝了除塵、脫硫、脫氮等設備；為了提高老電廠的熱效率，通常在鍋爐尾部加裝受熱面；有些電廠增加機組后，為了節(jié)省投資，從原鍋爐分流一部分煙氣來預熱制粉系統需要的新空氣，所有這些都增加了管道的阻力和系統的風量。類似的問題也多存在于煤礦業(yè)、建筑通風系統、紡織企業(yè)、鋼鐵企業(yè)、水泥生產和糧食儲存等社會生產的多個方面。為了滿足增大系統風量的需

18、求，必須對風機進行更換或改造。更換新型風機雖然可以滿足需要，但是將導致耦合器、增速器、電動機的重新選型、一次性投資巨大，回報率低。對現有風機進行改造，不僅可以降低再投資需要的資金，而且可以減少新設備的占地面積，有利于設備的布置。目前，G4-73型風機還普遍應用于300MW及以下的電廠機組和各類工礦企業(yè)中，對其進行研究改造將對這些企業(yè)的節(jié)能增效產生重大影響。</p><p>　　關鍵詞：風機；機械設備；通風；百葉窗

19、。</p><p><b>　　absraote</b></p><p>　　Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedu

20、re to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Theref

21、ore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.</p><p>　　This article is mainly of the pneumatic manipulator the overall design, and pneumatic design.

22、This mechanism of manipulator includes cylinders and claws and connectors parts, it can move according to the due track on the movement of grabbing, carrying and unloading. The pneumatic part of the design is primarily t

23、o choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow and direction of the compressed air to make it get the necessary st</p><p>　　It can repl

24、ace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, e

25、lectronics, light industry and atomic .The principle, technical pare-maters, transmiting system and main parts structure of mincing ma-chine were introduced. The productingcapacity was analysed.Keywords Mincing machine H

26、olds plate Cutting blade Transfer auger</p><p>　　This paper discusses the meat processing machinery - crusher working principle, main technical parameters, transmission system, the typical parts of the struc

27、ture design and production capacity analysis.</p><p>　　Small twisted paper broken machine for ordinary home, not only can be used for minced meat, can also be used with crushed peanuts, crushed ice, spices a

28、nd other food, small power requirements, powered by the motor drive, reasonable structure design, can meet the family kitchen generally meat food consisting mainly of minced required.</p><p>　　Key word: pneu

29、matic manipulator；cylinder；pneumatic loop；Four degrees of freedom.</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產業(yè)。不論是傳統產業(yè)，還是新興產業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備的性能、質量

30、和成本，對國民經濟各部門技術進步和經濟效益有很大的和直接的影響。機械工業(yè)的規(guī)模和技術水平是衡量國家經濟實力和科學技術水平的重要標志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經濟的戰(zhàn)略重點之一。</p><p>　　機械工程的服務領域廣闊而多面，凡是使用機械、工具，以至能源和材料生產的部門，都需要機械工程的服務。概括說來，現代機械工程有五大服務領域：研制和提供能量轉換機械、研制和提供用以生產各種產品的機械、研制和

31、提供從事各種服務的機械、研制和提供家庭和個人生活中應用的機械、研制和提供各種機械武器。</p><p>　　不論服務于哪一領域，機械工程的工作內容基本相同，主要有：</p><p>　　建立和發(fā)展機械工程的工程理論基礎。例如，研究力和運動的工程力學和流體力學；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應用的工程材料學；研究熱能的產生、傳導和轉換的熱力學；研究各類有獨立功能的機械元件的工作原理、結構、

32、設計和計算的機械原理和機械零件學；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學和非金屬工藝學等等。</p><p>　　研究、設計和發(fā)展新的機械產品，不斷改進現有機械產品和生產新一代機械產品，以適應當前和將來的需要。</p><p>　　機械產品的生產，包括：生產設施的規(guī)劃和實現；生產計劃的制訂和生產調度；編制和貫徹制造工藝；設計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試

33、車和包裝發(fā)運；對產品質量進行有效的控制。機械制造企業(yè)的經營和管理。機械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復雜的制品。生產批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產。銷售對象遍及全部產業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經濟狀況的影響下，可能出現很大的波動。因此，機械制造企業(yè)的管理和經營特別復雜，企業(yè)的生產管理、規(guī)劃和經營等的研究也多是肇始于機械工業(yè)。</p><p>　　機械產品的應用。這方

34、面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調整、操作、維護、修理和改造各產業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產品在長期使用中的可靠性和經濟性。</p><p>　　機械產品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調整、操作、維護、修理和改造各產業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產品在長期使用中的可靠性和經濟性。</p><p>　　研究機械產品在制造過程中，尤其是在使用中所產生的環(huán)境污染

35、，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現代機械工程的一項特別重要的任務，而且其重要性與日俱增。機械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等；按服務的產業(yè)可分為農業(yè)機械、礦山機械、紡織機械等；按工作原理可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。另外，機械在其研究、開發(fā)、設計、制造、運用等過程中都要經過幾個工作性質不同的階段。按這些不同階段，機械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的

36、幾個分支系統，如機械科研、機械設計、機械制造、機械運用和維修等。</p><p>　　這些按不同方面分成的多種分支學科系統互相交叉，互相重疊，從而使機械工程可能分化成上百個分支學科。例如，按功能分的動力機械，它與按工作原理分的熱力機械、流體機械、透平機械、往復機械、蒸汽動力機械、核動力裝置、內燃機、燃氣輪機，以及與按行業(yè)分的中心電站設備、工業(yè)動力裝置、鐵路機車、船舶輪機工程、汽車工程等都有復雜的交叉和重疊關系。船

37、用汽輪機是動力機械，也是熱力機械、流體機械和透平機械，它屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝置，可能也屬于核動力裝置等等。</p><p>　　19世紀時，機械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學院校中它一般還與土木工程綜合為一個學科，被稱為民用工程，19世紀下半葉才逐漸成為一個獨立學科。進入20世紀，隨著機械工程技術的發(fā)展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸續(xù)出現了專業(yè)化的分支學科。這種分解的趨勢在20世紀中期，即在

38、第二次世界大戰(zhàn)結束的前后期間達到了最高峰。</p><p>　　由于機械工程的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統觀和統籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術交流的范圍，阻礙新技術的出現和技術整體的進步，對外界條件變化的適應能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協同工作時配合協調困難，也不利于繼續(xù)自學提高。因此

39、自20世紀中、后期開始，又出現了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎理論，拓寬專業(yè)領域，合并分化過細的專業(yè)。械工程以增加生產、提高勞動生產率、提高生產的經濟性為目標來研制和發(fā)展新的機械產品。在未來的時代，新產品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉?，治理、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經濟的目標任務。</p><p>　　機械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好?，F

40、代機械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復雜的機械和機械裝置，使過去的許多幻想成為現實。</p><p>　　人類現在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠窺百億光年，近察細胞和分子。新興的電子計算機硬、軟件科學使人類開始有了加強，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。</p><p>　　人類智慧的增長并不減

41、少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復雜的工作，從而更促進手的功能。手的實踐反過來又促進人腦的智慧。在人類的整個進化過程中，以及在每個人的成長過程中，腦與手是互相促進和平行進化的。</p><p>　　人工智能與機械工程之間的關系近似于腦與手之間的關系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機械制造出來。過去，各種機械離不開人的操作和控制，其反應速度和操作精度受到進化很慢的人腦和神經系統的限制，人工智能將

42、會消除了這個限制。計算機科學與機械工程之間的互相促進，平行前進，將使機械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。</p><p>　　19世紀時，機械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學院校中它一般還與土木工程綜合為一個學科，被稱為民用工程，19世紀下半葉才逐漸成為一個獨立學科。進入20世紀，隨著機械工程技術的發(fā)展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸續(xù)出現了專業(yè)化的分支學科。這種分解的趨勢在20世紀中期，即在第二

43、次世界大戰(zhàn)結束的前后期間達到了最高峰。</p><p>　　由于機械工程的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統觀和統籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術交流的范圍，阻礙新技術的出現和技術整體的進步，對外界條件變化的適應能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協同工作時配合協調困難，也不利于繼續(xù)自學提高。因此自2

44、0世紀中、后期開始，又出現了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎理論，拓寬專業(yè)領域，合并分化過細的專業(yè)。</p><p>　　綜合-專業(yè)分化-再綜合的反復循環(huán)，是知識發(fā)展的合理的和必經的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識，又具有足夠的綜合知識來認識、理解其他學科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協同工作的有力集體。</p><p>　　綜合與專業(yè)是多層次的。在機械工程內部有綜合與專業(yè)

45、的矛盾；在全面的工程技術中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識中，包括社會科學、自然科學和工程技術，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題。</p><p>　　風門系統風機控制設備是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技半自動化生產設備。風門系統風機控制設備的是工業(yè)機器的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業(yè)任務，在構造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現了人的智能和適應性。風門系統風機控制設備

46、作業(yè)的準確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經濟各領域有著廣闊的發(fā)展前景。</p><p>　　1.1課題的來源與研究的目的和意義</p><p>　　現代工業(yè)風門系統風機控制設備起源于20世紀50年代初，是基于示教再現和主從控制方式、能適應產品種類變更，具有多自由度動作功能的自動化產品。</p><p>　　1962年，美國機械鑄造公司在上述方案的基礎之上又試制

47、成一臺數控示教再現型風門系統風機控制設備。商名為Unimate(即萬能自動)。運動系統仿造坦克炮塔，臂回轉、俯仰，用氣驅動；控制系統用磁鼓最存儲裝置。不少球坐標式通用風門系統風機控制設備就是在這個基礎上發(fā)展起來的。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動公司（Unimaton）,專門生產工業(yè)風門系統風機控制設備。</p><p>　　1962年，美國機械鑄造公司也試驗成功一種叫Versatran風門系統風機控制設備

48、，原意是靈活搬運。該風門系統風機控制設備的中央立柱可以回轉，臂可以回轉、升降、伸縮、采用氣驅動，控制系統也是示教再現型。雖然這兩種風門系統風機控制設備出現在六十年代初，但都是國外工業(yè)風門系統風機控制設備發(fā)展的基礎。</p><p>　　1978年，美國Unimate公司和斯坦福大學、麻省理工學院聯合研制一種Unimate-Vic-arm型工業(yè)風門系統風機控制設備，裝有小型電子計算機進行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差

49、可小于±1毫米。</p><p>　　美國還十分注意提高風門系統風機控制設備的可靠性，改進結構，降低成本。如Unimate公司建立了8年風門系統風機控制設備試驗臺，進行各種性能的試驗。準備把故障前平均時間（注：故障前平均時間是指一臺設備可靠性的一種量度。它給出在第一次故障前的平均運行時間），由400小時提高到1500小時，精度可提高到±0.1毫米。</p><p>　　

50、德國機器制造業(yè)是從1970年開始應用風門系統風機控制設備，主要用于起重運輸、焊接和設備的鉆孔、攻牙等作業(yè)。德國KnKa公司還生產一種全自動風門系統風機控制設備，采用新的結構和程序控制。</p><p>　　瑞士RETAB公司生產一種全自動智能風門系統風機控制設備，采用示教方法編制程序。</p><p>　　日本是工業(yè)風門系統風機控制設備發(fā)展最快、應用最多的國家。自1969年從美國引進二種典

51、型風門系統風機控制設備后，大力研究風門系統風機控制設備的研究。據報道，1976年從事風門系統風機控制設備的研究工作的大專院校、研究單位多達50多個。1979年120多個大學和國家研究部門用在風門系統風機控制設備的研究費用42%。1979年日本風門系統風機控制設備的產值達443億日元，產量為14535臺。其中固定程序和可變程序約占一半，達222億日元，是1978年的二倍。具有記憶功能的風門系統風機控制設備產值約為67億日元，比1978年增

52、長50%。智能風門系統風機控制設備約為17億日元，為1978年的6倍。截止1979年，風門系統風機控制設備累計產量達56900臺。在數量上已占世界首位，約占70%，并以每年50%～60%的速度增長。使用風門系統風機控制設備最多的是汽車工業(yè)，其次是電機、電器。預計到1990年將有55萬機器人在工作。</p><p>　　第二代風門系統風機控制設備正在加緊研制。它設有微型電子計算機控制系統，具有視覺、觸覺能力，甚至聽

53、、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，使風門系統風機控制設備具有感覺機能。目前國外已經出現了觸覺和視覺風門系統風機控制設備。</p><p>　　第三代風門系統風機控制設備則能獨立地完成工作過程中的任務。它與電子計算機和電視設備保持聯系。并逐步發(fā)展成為柔性制造系統FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造單元(Flexible Manufacturing Cell

54、)中重要一環(huán)。</p><p>　　隨著風門系統風機控制設備的研究制造和應用的擴大，國際性學術交流活動十分活躍，歐美各國和其他國家學術交流活動開展很多。</p><p>　　隨著科學技術的發(fā)展，風門系統風機控制設備也越來越多的地被應用。在機械工業(yè)中，鑄、焊、鉚、沖、壓、熱處理、機械加工、裝配、檢驗、噴漆、電鍍等工種都有應用的實理。其他部門，如輕工業(yè)、建筑業(yè)、國防工業(yè)等工作中也均有所應用。&

55、lt;/p><p>　　綜上所述，有效的應用風門系統風機控制設備，是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢。</p><p>　　1.2 風門系統風機控制設備的方案分析</p><p>　　為了使風門系統風機控制設備的通用性更強，把風門系統風機控制設備設計成為圓盤狀，中間裝有百葉窗，通過伺服電機配行星齒輪減速機通過偏心輪機構驅動連桿機構帶動與百葉窗固接在一起的搖桿上下擺動，這樣就實現了

56、百葉窗的開合，因此，就起到了控制風門開合的作用。</p><p>　　1.2.1 結構分析</p><p>　　風機系統風門控制設備主要是通過伺服電機配行星齒輪減速機通過偏心輪機構驅動連桿機構帶動與百葉窗固接在一起的搖桿上下擺動，這樣就實現了百葉窗的開合，因此，就起到了控制風門開合的作用。由于伺服電機帶有信號反饋功能，以及可以任意調節(jié)轉速和輸出扭力，所以這就使得設備在不同的風力場合都能夠使

57、用，應用面非常廣泛。</p><p>　　1.2.2 機械結構總體方案與布局</p><p>　　風機系統風門控制設備主要是通過伺服電機配行星齒輪減速機通過偏心輪機構驅動連桿機構帶動與百葉窗固接在一起的搖桿上下擺動，這樣就實現了百葉窗的開合，因此，就起到了控制風門開合的作用，設計出的方案布局圖如下圖所示。</p><p>　　風門系統風機控制設備總體方案與布局圖&l

58、t;/p><p>　　設計中采用PLC控制系統通過伺服電機控制風門系統風機控制設備實現控制風門開合的動作，既可以簡化控制線路，節(jié)省成本，又可以提高勞動生產率。</p><p>　　1.2.3 風門系統風機控制設備工作原理</p><p>　　風門系統風機控制設備的工作原理就是通過伺服電機配行星齒輪減速機通過偏心輪機構驅動連桿機構帶動與百葉窗固接在一起的搖桿上下擺動，這樣

59、就實現了百葉窗的開合，因此，就起到了控制風門開合的作用。由于伺服電機帶有信號反饋功能，以及可以任意調節(jié)轉速和輸出扭力，所以這就使得設備在不同的風力場合都能夠使用，應用面非常廣泛。</p><p>　　1.3課題研究的內容</p><p>　　本論文主要研究運用SolidWorks對風機系統風門控制設備進行設計。在設計過程中，了解SolidWorks的各種功能。</p><

60、;p>　　SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技術副總裁與CV公司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸州的康克爾郡（Concord,Massachusetts）內。當初的目標是希望在每一個工程師的桌面上提供一套具有生產力的實體模型設計系統。從1995年推出第一套SolidWorks三維機械設計軟件至今已經擁有位于全球的辦事處，并經由300家經銷商在全球140個國家進行銷售與分銷該產品。1997年，Solidworks被

61、法國達索（Dassault Systemes）公司收購，作為達索中端主流市場的主打品牌。SolidWorks軟件是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統。由于技術創(chuàng)新符合CAD技術的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數十乃至數百項的技術創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽。該系統在1995-1999年獲得全球微機平臺CAD系統

62、評比第一名。從1995年至今，已經累計獲得十七項國際大獎。其中僅從1999年起，美國權威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予Sol</p><p>　　由于SolidWorks出色的技術和市場表現，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風險投資商和股東，以一千三百萬美元的風險投資，獲得了高

63、額的回報，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術隊伍繼續(xù)獨立運作，成為CAD行業(yè)一家高素質的專業(yè)化公司。SolidWorks三維機械設計軟件也成為達索企業(yè)中最具競爭力的CAD產品。</p><p>　　由于使用了Windows OLE技術、直觀式設計技術、先進的parasolid內核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術。SolidWorks成為全球裝機量最大、最好

64、用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬，涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費品、離散制造等分布于全球100多個國家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球4，300所教育機構的近145，000名學生通過SolidWorks的培訓課程。</p><p>　　據世界上著名的人才招聘網站檢索，與其它3D CAD軟件相比，S

65、olidWorks相關的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這一事實說明了越來越多的工程師和設計者使用SolidWorks三維軟件，越來越多的企業(yè)需要SolidWorks人才。Solidworks軟件功能強大，易于操作，界面人性化，技術創(chuàng)新，組件繁多是SolidWorks的五大特點。使得SolidWorks三維軟件成為目前全球領先的三維CAD解決方案。SolidWorks在設計時能夠為用戶提供不同的設計方案，通過方案的篩選，工程師能從中選擇

66、合適的方案，從而在設計過程中降低設計的錯誤以及提高產品質量。在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設計過程比較簡便又通俗易懂的軟件之一。它不僅提供如此人性化的系統，同時對每個工程師和設計者，乃至整個機械行業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎。SolidWorks軟件是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統，由于技術創(chuàng)新符合CAD技術的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產業(yè)中獲利最高

67、的公司。良好的財務狀況和用戶支持使得SolidWorks每</p><p>　　由于使用了Windows OLE技術、直觀式設計技術、先進的parasolid內（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術，SolidWorks成為全球裝機量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬，涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/

68、消費品、離散制造等分布于全球100多個國家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球4，300所教育機構的近145，000名學生通過SolidWorks的培訓課程。</p><p>　　據世界上著名的人才網站檢索，與其它3D CAD系統相比，與SolidWorks相關的招聘廣告比其它軟件的總和還要多，這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用SolidWorks，越來越多的企業(yè)雇傭SolidWorks人才。據統計

69、，全世界用戶每年使用SolidWorks的時間已達5500萬小時。</p><p>　　在美國，包括麻省理工學院（MIT）、斯坦福大學等在內的著名大學已經把SolidWorks列為制造專業(yè)的必修課，國內的一些大學（教育機構）如哈爾濱工業(yè)大學、清華大學、浙江工業(yè)大學、浙江大學、華中科技大學、北京航空航天大學、大連理工大學、北京理工大學、武漢理工大學等也在應用SolidWorks進行教學。Solidworks軟件功能

70、強大，組件繁多。 Solidworks有功能強大、易學易用和技術創(chuàng)新三大特點，這使得SolidWorks 成為領先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設計方案、減少設計過程中的錯誤以及提高產品質量。SolidWorks 不僅提供如此強大的功能，而且對每個工程師和設計者來說，操作簡單方便、易學易用。</p><p>　　SolidWorks在現今社會階段逐漸廣泛應用，并且SolidWo

71、rks公司對中國市場重點開發(fā)，日后SolidWorks應用將會更加完善，更加普遍。通過前文對SolidWorks的深入了解后，往后會對SolidWorks進行個別應用的分析，如建模，裝配，工程圖，力學分析等。</p><p>　　1.3.1 SolidWorks設計基礎</p><p>　　熟悉SolidWorks的工作環(huán)境；了解SolidWorks的命令，掌握在SolidWorks工作環(huán)

72、境中文件的打開、保存、導入等基本操作，掌握三維建模流程。</p><p>　　1.3.2 草圖繪制</p><p>　　掌握點、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高級幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應用幾何約束；熟練應用陣列、實體轉換等草圖繪制工具；能綜合應用各種草圖繪制實體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。</p><p>

73、;　　1.3.3 基準特征-參考幾何體的創(chuàng)建</p><p>　　清楚明白基于特征的建模方式、參數化思想等概念；靈活運用各種建立基準點的方法；靈活運用各種建立基準軸方法；靈活運用各種建立基準面的方法；靈活運用坐標系的建立方法；能根據建模需要綜合應用各種參考幾何體。</p><p>　　1.3.4拉伸、旋轉、掃描和放樣特征建模</p><p>　　靈活運用拉伸特征的概

74、念與建立方法；靈活運用旋轉特征的概念與建立方法；掌握掃描特征的概念與建立方法；靈活運用放樣特征的概念與建立方法；通過實踐能夠準確分析零件的特征，靈活運用拉伸和旋轉也正建立三維模型。綜合應用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實體。</p><p>　　1.3.5工程圖設計</p><p>　　靈活運用用戶自定義工程圖格式文件的方法；靈活運用建立標準三視圖，剖視圖，斷面圖，局部圖，輔助

75、視圖等方法；靈活運用各種注釋的方法。</p><p>　　1.3.6 裝配設計</p><p>　　靈活運用自底向上的裝配方法；靈活運用生成裝配體爆炸圖的方法；靈活運用SolidWorks智能裝配技術；靈活運用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制，并能夠在裝配體中設計子裝配體；靈活運用干涉檢查；靈活運用自上向下的裝配方法；靈活運用在裝配模型工程圖中添加零件序號；靈活運用生成裝配體材料明細表的方法。

76、</p><p>　　第二章 機械結構的設計</p><p>　　2.1 伺服電機的選型計算</p><p>　　已知整個風門系統風機控制設備中，伺服電機所受到的負載來自驅動搖桿帶動百葉窗開合的力，以及搖桿，連桿，百葉窗等等的重力和各方面的摩擦力以及空氣阻力，在這里，我們取總重量為500Kg，搖桿擺動的往復移動的范圍為移動速度為1~2r/min。即：</p&g

77、t;<p>　　根據本次設計由于為了該機構的方便使用，我們選擇交流伺服電機通過驅動偏心輪機構帶動搖桿機構往復運動從而帶動百葉窗開合，交流伺服電機的型號是92BL-A類型的。具體的電機設計計算如下：</p><p>　　1）交流伺服電機設計計算</p><p><b>　　1、確定運行時間</b></p><p><b>

78、　　本次設計加速時間 </b></p><p>　　負載速度（m/min）</p><p>　　有速度可知每秒移動50mm，</p><p><b>　　2.電機轉速</b></p><p><b>　　3.負載轉矩</b></p><p><b>　　

79、式中：</b></p><p>　　TL為伺服電機的額定轉矩；</p><p><b>　　為摩擦系數;</b></p><p>　　PB為伺服電機的機械效率;</p><p><b>　　4.負載慣量</b></p><p><b>　　左右水平運動&

80、lt;/b></p><p>　　伺服電機的負載慣量為：</p><p><b>　　總慣量為：</b></p><p><b>　　5.電機轉矩</b></p><p><b>　　啟動轉矩</b></p><p><b>　　必須轉矩

81、；</b></p><p>　　S為安全系數，這里取1.0</p><p>　　根據以上得出數據，我們選用交流伺服電機型號為92BL-A，采用交流電源驅動，根據電機的特性曲線以及參數表如下：</p><p>　　根據計算和特性曲線以及電機基本參數表，我們選用交流伺服電機的具體型號為92BL-4030H1-LK-B，電機額定功率為1.5KW，額定轉矩為7.

82、63N.m，最大轉矩為8N.m，額定轉速為 3000r/min。電機大致圖如下：</p><p>　　外形尺寸300x92x86，電機輸出軸徑為25mm。</p><p>　　2.2 轉軸的設計計算及強度校核</p><p>　　軸是組成機械的重要零件之一，它是安裝各種傳動零件，使之繞其軸線轉動傳動轉矩或回轉運動，并通過軸承與機座相聯接。軸與其上的零件組成一個組合體

83、—軸系部件，在軸的設計中不能只考慮軸本身，必須和軸系零部件的整個結構密切聯系起來。 </p><p>　　由于控制風門開合所用的軸即傳遞扭矩又承受彎矩，所以我所設計的階梯軸為轉軸，軸的初步設計是根據扭轉強度，校核彎曲強度，由于軸的材料很多，主要根據軸的使用條件，對軸的強度、剛度、和其他機械性能等的要求，采用熱處理方式，同時考慮制造加工工藝并力求經濟合理，通過設計計算來選擇軸的材料，選用最常見的Q235A鋼作為軸的

84、材料,且其需用切應力為40MPa。</p><p>　　軸與其上的零件組合成一個組合體，在軸的設計中不能只考慮軸本身，必須和軸系零部件的整個結構密切聯系起來。軸的結構設計是在初算軸徑的基礎上進行的。為滿足軸上零件的定位、緊固要求和便于軸的加工和軸上零件的裝拆，通常將軸設計成階梯軸。軸的結構設計的任務是合理確定階梯軸的形狀和全部結構尺寸。軸的材料選用Q235A鋼，為保證其力學性能，進行調質或正火處理。</p&

85、gt;<p>　　軸的計算內容：（以下設計內容參照《機械設計課程設計》P24-30及《機械設計》P310-319）</p><p>　　1、初步計算軸的直徑</p><p>　　按照扭轉強度估算軸的最小直徑，寫成設計公式，軸的最小直徑mm，查表16.2，c=112, p=20.35, n=851,代入設計公式得=32.26mm?？紤]到軸上有鍵槽以及其他因素的影響，應適當增

86、加軸徑以補償鍵槽對軸強度的削弱。取軸的直徑d為40mm，即最右端裝帶輪處的直徑為40mm。裝有密封元件和滾動軸承處的直徑，應與密封元件和軸承的內孔徑尺寸保持一致。軸上兩個支點的軸承，應盡量采用相同的型號，便于軸承座孔的加工。相臨軸段的直徑不同形成軸肩。當軸肩用于軸上零件定位和承受軸向力時，應具有一定的高度，軸肩處的直徑差一般取5—10mm，這里軸肩出的直徑差選擇5mm，然后協調各段軸的長度，考慮到要裝軸承座和機構的合理性，還有螺釘等的長

87、度及其他各方面的因素，初步確定軸的各段長度。</p><p>　　2.3 軸承的設計計算</p><p>　　軸承的選擇并不是只考慮軸徑一個因素，還要考慮到軸承的性能，一般要考慮到其壽命、可靠度（指該軸承達到或超過規(guī)定壽命的概率）、靜載荷、動載荷、額定壽命、基本額定壽命、基本額定載荷等等很多因素。最主要的是允許空間、載荷的大小和方向、軸承工作轉速、旋轉精度、軸承的剛性（一般磙子軸承的剛性大

88、于球軸承）、軸向游動、安裝和拆卸。因為在本設計的軸上徑向載荷大，軸向載荷小，而且存在軸或殼體變形大以及安裝對中性差的問題，所以選用調心滾子軸承，因為調心磙子軸承主要承受徑向載荷，也可同時承受少量的雙軸向載荷，而圓錐磙子軸承有打的錐角可承受大的徑、軸向聯合載荷。所以選用（雙列向心）圓錐磙子軸承，有雙內圈，并是可分離的軸承，根據d=80mm,由參考資料2P7－356 表7－2－78 帶緊定套的調心滾子軸承（GB/T288-1994），選用2

89、2218CK/W33+H318軸承。</p><p>　　2.4 風門框架的設計</p><p>　　風門框架的設計主要要保證剛度、強度、及穩(wěn)定性。其中，剛度是評定大多數風門框架工作能力的主要準則；強度是定重載風門框架工作性能的基本準則，風門框架的強度應根據機器在運轉過程中可能發(fā)生最大載荷或安全裝置所能傳遞的最大載荷來校核其靜強度，有時還要校核其疲勞強度。風門框架的強度和剛度都 需要從靜態(tài)

90、和動態(tài)兩方面來考慮。動剛度是衡量風門框架抗振能力的指標，而提高風門框架的抗振性能應從提高風門框架的構件的靜剛度方面入手，合理設計風門框架構件的截面形狀和尺寸。穩(wěn)定性是保證風門框架正常工作的基本條件，必須要注意。</p><p>　　2.4.1風門框架設計的一般要求</p><p>　　在滿足強度和剛度的前提下，風門框架的重量應要求輕、成本底；</p><p><

91、;b>　　抗振性好；</b></p><p>　　由于內應力及溫度變化引起的結構變形應力最?。?lt;/p><p>　　結構力求便于安裝與調整，方便修理和更換零部件；</p><p>　　初步確定風門框架的形狀和尺寸，風門框架的結構形狀和尺寸，取決于安裝在它們內部與外部的零部件的形狀和尺寸，配置情況、安裝與拆卸等要求。同時也取決于工藝、所承受的載荷、運

92、動等情況。風門框架材料的選用主要根據風門框架的使用要求，多數風門框架形狀較復雜，故一般采用鑄造，由于鑄鐵的鑄造性能好，價廉和吸振能力強，所以應用最廣。</p><p>　　由于本設計是用于風機系統里的控制風門開合的設備中，屬于重型風門框架，此設備一般會布置到二摟，而不會在底層，這就要求風門框架的重量輕，所以采用焊接風門框架，而且焊接風門框架具有制造周期短、重量輕、成本底且強度和剛度高、施工簡便等優(yōu)點，主要就是鋼板

93、拼焊而成，右端風門框架采用型鋼結構，主要由槽鋼，角鋼，和鋼板焊接而成，重量輕，成本底，材料利用充分。焊接時應注意以下幾點：</p><p>　　1）材料的可焊性 可焊性差的材料會造成焊接困難，焊縫的可靠性降低 所以本設計考慮到材料的可焊性選用25鋼；</p><p>　　2）合理布置焊縫 焊縫應位于低應力區(qū)，以獲得承載能力大，變形小的構件，焊縫布置要盡可能對稱和減少焊縫的數量、尺寸，且焊線

94、要短，主要焊線要連續(xù)；</p><p>　　3）提高抗振能力 普通鋼材的吸振能力低于鑄鐵，對抗振能力要求高的焊接件應采取抗振措施，可利用鋼板間的摩擦力來吸收振動；</p><p>　　4）合理選擇截面形狀 提高焊接接頭抗疲勞能力和抗脆斷能力。</p><p>　　5)盡可能選用標準型材、板材，合理確定焊縫尺寸。</p><p>　　第三章風門

95、系統風機控制設備各部分強度的校核</p><p>　　3.1軸承強度的校核</p><p>　　軸承的選用在以上的說明中已經給出，選用的是帶緊定套的滾子軸承，型號為22218CK/W33+H318，其基本參數為主要是額定載荷：</p><p>　　C=240000N， =322000N，e=0.23,Y=2.5,，假定軸承的壽命為3年，每天工作10小時，一年工作30

96、0天，所以軸承的基本額定動載荷可按一下公式進行計算：</p><p><b>　　C=</b></p><p>　　其中：C—基本額定動載荷計算值，N；</p><p>　　P—當量動載荷，按式計算，為軸承所受徑向載荷，</p><p>　　軸向動載荷，X為徑向動載荷系數，Y為軸向動載荷系數；</p>&l

97、t;p>　　—壽命因數，按表7-2-8選取；</p><p>　　—速度因數，按表7-2-9選?。?lt;/p><p>　　—力矩載荷因數，力矩較小時=1.5,力矩較大時=2;</p><p>　　—沖擊載荷因數,按表7-2-10選取;</p><p>　　—溫度系數,按表7-2-11選取;</p><p>　　—軸

98、承尺寸及性能表中所列基本額定動載荷;</p><p>　　由表查得=1.19,=0.366,=1.5,=1.2（中等沖擊）,=;1.0；</p><p>　　因為軸向載荷=0，即，所以當量動載荷</p><p>　　即，， ,所以此軸承選的合適,能滿足要求。</p><p>　　3.2 轉軸的受力分析與強度校核</p><

99、;p>　　軸的強度計算一般可分為三種：</p><p>　　按扭轉強度或剛度計算；2）按彎扭合成強度計算；3）精確強度校核計算。</p><p>　　當軸的支撐位置和軸所受的載荷大小、方向、作用點及載荷種類均已確定，支撐反力及彎矩可求得時，可按照彎曲或者彎扭合成強度進行軸的強度計算。作用在軸上的載荷一般按集中載荷考慮，如本設計中的帶傳動對軸的力，其作用點取在輪緣寬度的中點。計算時，通

100、常把軸當作置于鉸鏈支座上的雙支點梁，一般軸的支點近似取為軸承寬度中點。</p><p>　　由于本設計所用軸主要是受彎曲強度，很少的扭轉強度，是根據扭轉強度設計，應校核軸的彎曲強度，首先分析軸的受力，左端受的是圓錐篩的重力，右端是帶輪對軸的力，中間是軸承座的兩個支撐力。</p><p>　　軸徑是按扭轉強度初步設計的，所以要校核軸的彎曲強度，軸的強度校核也就是找出危險截面，看危險截面是否滿

101、足軸徑條件，如果危險截面滿 足，那么別的軸徑肯定滿足；根據軸的實際尺寸，承受的彎矩、扭矩圖考慮應力集中，表面狀態(tài)，尺寸影響等因素，及軸材料的疲勞極限，計算危險截面的情況是否滿足條件。我所校核的軸是根據許用彎曲應力校核的，即由彎矩產生的彎曲應力不超過許用彎曲應力，一般計算順序是先畫出軸的空間受力圖，將軸上作用力分解為水平面受力圖和垂直面受力圖，并求出水平面上和垂直面上的支承點反作用力。然后作出水平面上的彎矩和垂直面上的彎矩圖，作出合成彎矩

102、圖和轉矩圖應用公式繪出當量彎矩圖，式中是根據轉矩性質而定的應力校正系數。對于不變的轉矩，??；對于脈動的轉矩，??；對于對稱循環(huán)的轉矩取。</p><p>　　是材料在對稱循環(huán)應力狀態(tài)下的許用彎曲應力；</p><p>　　是材料在靜應力狀態(tài)下的許用彎曲應力；</p><p>　　是材料在脈動循環(huán)應力狀態(tài)下的許用彎曲應力；</p><p>　　在

103、錐篩的設計過程中，軸的材料為45#鋼，其基本參數為，，，；應滿足 下列條件：</p><p><b>　　或</b></p><p>　　W為軸的抗彎截面系數；</p><p>　　軸的受力，軸左端是錐篩對軸的力也就是錐篩的重力，右端是帶輪對軸的壓力。</p><p>　　具體受力情況如下圖：</p>&l

104、t;p>　　由材料力學的相關知識可得：</p><p><b>　　解得：</b></p><p><b>　　由</b></p><p><b>　　得：</b></p><p>　　可得軸的彎矩圖則如下：</p><p><b>　　

105、軸所受的轉矩如下：</b></p><p><b>　　轉矩圖如下：</b></p><p><b>　　=；</b></p><p><b>　　所以，=</b></p><p><b>　　所以當量彎矩圖為：</b></p>

106、<p>　　可知軸承的危險截面在左邊軸承支撐處，根據軸的校核條件可以算出：</p><p><b>　　；</b></p><p><b>　　即：</b></p><p>　　所以：根據校核，截面強度足夠，其它截面也是足夠安全的。</p><p><b>　　結 論</b

107、></p><p>　　這段時間以來，通過查閱各種需要用到的資料，和以往老師們傳授的知識，通過日以繼夜的計算和繪圖，到如今論文總算完成了，心里充滿了各種感想。覺得做一門學問，真的不容易，需要花費很多的時間和精力在上面，只有這樣，才能做得更好，才能使論文得到大家都認可。做到這里，論文總算完成了，心里感概很多，知道自己現在缺乏什么，需要繼續(xù)補充什么，也同樣讓我懂得了風機系統風門控制系統的結構和工作原理。<