畢業(yè)設(shè)計--分馬力電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、<p><b>　　畢 業(yè) 設(shè) 計</b></p><p>　　題 目 分馬力電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　院（系） 電氣信息學(xué)院 </p><p>　　專業(yè) 電氣工程及其自動化 班級 </p><p>　

2、　學(xué)號 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書</p><p>　　設(shè)計（論文）題目： 分馬力電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p><b>　　基本任務(wù)及要求：</b>&

3、lt;/p><p>　　了解分馬力電機(jī)制造工藝與流程 </p><p>　　了解分馬力電機(jī)的現(xiàn)代制造方法和特點 </p><p>　　掌握分馬力電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)特點

4、 </p><p>　　了解分馬力電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計要求、規(guī)范 </p><p>　　掌握電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 </p><p>　　完成分馬力電機(jī)結(jié)構(gòu)或零部件設(shè)計

5、 </p><p>　　完成電機(jī)結(jié)構(gòu)分析 </p><p>　　編寫報告。 </p>

6、<p>　　進(jìn)度安排及完成時間：</p><p>　　車間、試驗室實習(xí)，了解電機(jī)制造流程，電機(jī)設(shè)計方法，電機(jī)測試方法</p><p>　　（1）第一周至第四周：車間實習(xí)，了解電機(jī)制造流程，撰寫畢業(yè)設(shè)計 </p><p>　

7、　（3）第五周至第六周：試驗室實習(xí)，了解電機(jī)相關(guān)測試，撰寫畢業(yè)設(shè)計 </p><p>　?。?）第七周至八周：崗位實習(xí)，撰寫畢業(yè)設(shè)計 </p>&l

8、t;p>　　（7）第九周至第十五周：撰寫畢業(yè)論文； </p><p>　　（8）第十六周：畢業(yè)設(shè)計答辯 </p><p><b>　　目錄</b>&l

9、t;/p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 概述1</b></p><p>　　1.1 電機(jī)的總體結(jié)構(gòu)的分類1</p><p>　　1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本內(nèi)容和原則2</p>

10、<p>　　第2章 電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計4</p><p>　　2.1 軸與軸承的設(shè)計4</p><p>　　2.1.1 軸的設(shè)計步驟4</p><p>　　2.2 端蓋與機(jī)殼的設(shè)計10</p><p>　　2.2.1端蓋的設(shè)計10</p><p>　　2.2.2機(jī)殼的設(shè)計15</p>

11、<p>　　2.3 風(fēng)扇與風(fēng)罩的設(shè)計16</p><p>　　2.4 機(jī)頂盒的設(shè)計17</p><p>　　2.5 電機(jī)的總裝線17</p><p>　　2.5.1電機(jī)裝配尺寸鏈的計算17</p><p>　　2.5.2 電機(jī)的總裝工藝簡要20</p><p>　　第3章 電機(jī)的型式試驗20

12、</p><p>　　3.1 ST曲線測試21</p><p>　　3.2 空載實驗21</p><p>　　3.3 定轉(zhuǎn)速測試22</p><p>　　3.4 8個點的堵轉(zhuǎn)實驗22</p><p>　　3.5 熱運行實驗22</p><p>　　3.6 過電流測試22</p&

13、gt;<p>　　3.7 堵轉(zhuǎn)扭矩測試23</p><p>　　3.8 最小轉(zhuǎn)矩測試23</p><p>　　3.9 堵轉(zhuǎn)試驗23</p><p>　　第4章 電機(jī)的噪聲與振動測試25</p><p>　　4.1 噪聲測試25</p><p>　　4.1.1空載測試25</p>

14、<p>　　4.1.2 負(fù)載測試26</p><p>　　4.2 電機(jī)的振動測試28</p><p><b>　　結(jié)束語30</b></p><p><b>　　致謝33</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)34</b></p>&l

15、t;p>　　附錄A 轉(zhuǎn)軸機(jī)械加工圖</p><p>　　附錄B 軸與軸承的裝配圖</p><p>　　附錄C 傳動端端蓋圖</p><p>　　附錄D 非傳動端端蓋圖</p><p>　　附錄E 嵌線定子圖</p><p>　　附錄F 機(jī)殼圖

16、</p><p>　　附錄G 風(fēng)扇圖</p><p>　　附錄H 端子板圖</p><p>　　附錄I 風(fēng)罩圖</p><p>　　附錄J 電機(jī)總裝圖</p><p>　　分馬力電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　—單相電容運行異步電動機(jī)<

17、;/p><p>　　摘要：單相電機(jī)的使用很廣泛，在生活生產(chǎn)的應(yīng)用中是很大的一方面。在當(dāng)今中國，單相電機(jī)的應(yīng)用特別是在農(nóng)村中非常之普遍，而中國農(nóng)村的比重很大，因而對于單相電機(jī)的研究很有現(xiàn)實價值。單相電容電機(jī)因具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,運行可靠,維修方便等一系列優(yōu)點,已廣泛應(yīng)用于家用電器和各行各業(yè)的小功率驅(qū)動中。本次主要以電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計為主，其中包括電機(jī)的轉(zhuǎn)軸、軸承的設(shè)計與選擇，以及二者之間的公差與配合，有關(guān)端蓋的設(shè)計主要

18、包括端蓋的材料的選擇以及端蓋的厚度以及附加部件的設(shè)計。機(jī)殼主要是采用拉伸件，可以在機(jī)殼的外表面設(shè)計成散熱筋的形式，設(shè)計過程采用UL1004標(biāo)準(zhǔn)。風(fēng)葉和風(fēng)罩的設(shè)計主要是材料的選擇和形狀的設(shè)計以及與電機(jī)的機(jī)殼和端蓋的配合。端子板的主要是便于引線的連接 ，本設(shè)計還主要包括電機(jī)的型式試驗以及噪聲與振動試驗。關(guān)鍵詞：單相電機(jī),電容,結(jié)構(gòu), 型式 </p><p>　　Sub-structure design horsep

19、ower motor </p><p>　　-Single-phase capacitor run asynchronous motor </p><p>　　Abstract： The use of single-phase motor is a wide range of applications in the life of the production is on the

20、 one hand, great. In today's China, the application of single-phase motors, particularly in rural areas is very common, and a large proportion of China's rural areas, thus single-phase motor for the practical val

21、ue of research. Single-phase capacitor motors have a simple structure, low-cost and reliable operation, maintenance and other advantages of convenience, has been widely used in </p><p>　　Key Words: one-phase

22、 motor；capacitor；Structure; type</p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計和機(jī)械計算是電機(jī)設(shè)計的一個組成部分，它主要在電磁設(shè)計完成后進(jìn)行，其目的是解決機(jī)械部分的設(shè)計問題，對它的要求是從結(jié)構(gòu)上來保證電機(jī)性能、制造時的經(jīng)濟(jì)合理和運行可靠等。</p><p>　　1.1 電機(jī)的總

23、體結(jié)構(gòu)的分類</p><p>　　影響電機(jī)總體結(jié)構(gòu)的因素很多，例如電機(jī)的類別、運行條件、原動機(jī)或被傳動機(jī)械的種類及傳動方式、電機(jī)的容量與轉(zhuǎn)速、冷卻方式、防護(hù)類型、軸承型式和數(shù)目、安裝方式等等?？傮w結(jié)構(gòu)應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。</p><p>　　1. 按通風(fēng)冷卻系統(tǒng)分類</p><p>　　空冷有自冷、自扇冷、他扇冷、管道通風(fēng)、自由循環(huán)通風(fēng)、封閉循環(huán)通風(fēng)等多種型式

24、，采用其它冷卻介質(zhì)時，從總體結(jié)構(gòu)上看，通常都是封閉循環(huán)系統(tǒng)。</p><p>　　2. 按防護(hù)類型分類</p><p>　　按防護(hù)型式的不同，可將電機(jī)分成許多類型，目前主要的防護(hù)類型有開啟、防護(hù)、封閉、防爆、防水、水密、潛水、潛油等數(shù)種。</p><p>　　3. 按安裝結(jié)構(gòu)型式分類</p><p>　　表1.1 電機(jī)的基本安裝結(jié)構(gòu)<

25、/p><p>　　1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本內(nèi)容和原則</p><p>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本內(nèi)容大致如下：</p><p>　　1. 本次設(shè)計的電機(jī)為IP44防護(hù)類型的泵電機(jī)，IP44防護(hù)類型，即防止大于1.0mm的固體物侵入， 防止直徑或厚度大于1.0mm的工具、電線或類似的細(xì)節(jié)小外物侵入而接觸到燈具內(nèi)部的零件；防止飛濺的水侵入，防止個方向飛濺而來的水進(jìn)入燈具造成損害。&l

26、t;/p><p>　　電動機(jī)的絕緣等級指的是電動機(jī)所用絕緣材料的耐熱等級，可分為A、E、B、F、H級。允許溫升是指電動機(jī)的溫度與周圍環(huán)境溫度相比升高的限度。本設(shè)計絕緣方式采用B級絕緣，最高允許溫度為130℃，繞組溫升限值80K，性能參考溫度100℃</p><p>　　2. 零部件的結(jié)構(gòu)形式、材料、形狀、尺寸、加工精度、形位公差、表面粗糙度和技術(shù)要求等如附圖。</p><p

27、>　　3. 機(jī)殼與定子采用熱套的方式，利用機(jī)殼的熱脹冷縮原理使的定子牢牢地固定在機(jī)殼之內(nèi)，轉(zhuǎn)子和軸也是采用熱套的方式，原理同機(jī)殼與定子。機(jī)殼與端蓋采用的是過渡配合的方式，使其緊固。軸承采用一定的緊配合的方式，同時利用軸肩和擋圈來進(jìn)行徑向和軸向的配合。風(fēng)扇亦是利用過渡配合的方式進(jìn)行緊固。</p><p>　　4. 核算零部件的機(jī)械性能，本設(shè)計主要對軸與軸承進(jìn)行了校核，因為這兩個是電機(jī)的核心部分。其余的零部件的

28、機(jī)械性能均是參考同一類型的電機(jī)的尺寸，其主要的最小尺寸和配合方式則是由《機(jī)械設(shè)計手冊》查得。</p><p>　　一般說來，結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要著重考慮一下原則：</p><p>　　1. 應(yīng)保證電機(jī)在規(guī)定期限內(nèi)安全可靠運行。其中最關(guān)鍵的部位是轉(zhuǎn)軸和軸承。設(shè)計時保證在力和轉(zhuǎn)矩的作用下，強(qiáng)度和剛度應(yīng)滿足要求，帶電部分和姐弟部分間應(yīng)有足夠的絕緣距離，軸承應(yīng)有合理的壽命，轉(zhuǎn)子上的緊固零件需加設(shè)鎖緊裝置

29、（彈簧墊圈、制動墊圈等），以防松動。</p><p>　　2. 所用的結(jié)構(gòu)型式一般應(yīng)符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并滿足客戶和環(huán)保部門提出的要求。例如電機(jī)的防護(hù)型式、軸承型式、中心高、外形尺寸、安裝尺寸、軸伸型式和尺寸、出線盒位置等，此外在裝配時也應(yīng)該注意轉(zhuǎn)子與機(jī)殼的同心度問題，要按照圖紙上的技術(shù)要求來進(jìn)行總裝，否則電機(jī)的不平衡度將會產(chǎn)生很大的噪音問題，嚴(yán)重者，過大的單邊磁拉力會使電機(jī)發(fā)生不安全的事故。</p&g

30、t;<p>　　3. 要盡量的使零部件符合“標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化”的要求，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的材料，注意零部件間的通用。</p><p>　　4. 具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，也即要求結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、生產(chǎn)周期短、制造成本低。</p><p>　　5. 應(yīng)考慮電機(jī)裝拆和維修方便。為了方便拆裝，所設(shè)計的電機(jī)的端蓋的固定螺孔處常做成凸耳，在凸耳與機(jī)座端面間留出一定的間隙。&

31、lt;/p><p>　　6. 適當(dāng)注意電機(jī)的外表。</p><p>　　本次所設(shè)計電機(jī)的主要結(jié)構(gòu)包括機(jī)殼、端蓋、風(fēng)罩、風(fēng)扇、轉(zhuǎn)軸、軸承、端子板等。</p><p>　　圖1.1 電機(jī)的外型圖</p><p>　　電機(jī)的外型圖是根據(jù)用戶的基本的需求而考慮設(shè)計的，用戶指定了電機(jī)的高度、長度、出軸的長度以及外觀的要求。</p><p

32、>　　機(jī)座是電機(jī)的主要的結(jié)構(gòu)零件，對電機(jī)的互換性和氣隙的均勻度影響很大。本次設(shè)計采用鑄鋁機(jī)座，其上帶有散熱筋，可以在電機(jī)使用時更好的散熱。</p><p>　　風(fēng)扇采用自扇冷式，套在軸的后端。</p><p>　　轉(zhuǎn)軸采用45#鋼，經(jīng)機(jī)加工及調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　軸承采用6201和6202開式深溝球滾動軸承。</p><p>

33、　　軸伸端依照客戶要求，長度為65.6±0.04mm，攻螺紋。</p><p>　　因為電機(jī)的外形是按照用戶的要求并結(jié)合已有的電機(jī)的形狀進(jìn)行的設(shè)計，下面將按照電機(jī)的總裝圖進(jìn)行分解設(shè)計。</p><p>　　第2章 電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　2.1 軸與軸承的設(shè)計</p><p>　　軸是組成機(jī)械的重要零件之一。它用來安裝

34、各種傳動零件，使之繞其軸線轉(zhuǎn)動，傳遞轉(zhuǎn)矩或回轉(zhuǎn)運動，并通過軸承與機(jī)架或機(jī)座相聯(lián)結(jié)。軸與其上的零件組成一個組合體——軸系部件，在軸的設(shè)計時，不能只考慮軸本身，必須和軸系零、部件的整個結(jié)構(gòu)密切聯(lián)系起來。</p><p><b>　　軸按受載情況分為：</b></p><p>　　1. 轉(zhuǎn)軸：支承傳動機(jī)件又傳遞轉(zhuǎn)矩，即同時承受彎矩和扭矩的作用。</p><

35、;p>　　2. 心軸：只支承旋轉(zhuǎn)機(jī)件而不傳遞轉(zhuǎn)矩，即只承受彎矩作用。心軸又可分為固定心軸（工作時軸不轉(zhuǎn)動）和轉(zhuǎn)動心軸（工作時軸 轉(zhuǎn)動）兩種。</p><p>　　3. 傳動軸：主要傳遞轉(zhuǎn)矩，即主要承受扭矩，不承受或承受較小的彎矩。</p><p>　　本次設(shè)計主要是設(shè)計一個傳動實心軸。</p><p>　　軸的設(shè)計應(yīng)滿足下列幾方面的要求：</p>

36、<p>　　1. 在結(jié)構(gòu)上要受力合理、盡量避免或減少應(yīng)力集中。</p><p>　　2. 足夠的強(qiáng)度（靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度），必要的剛度，特殊情況下的耐腐蝕性和耐高溫性。</p><p>　　3. 高速軸的振動穩(wěn)定性及良好的加工工藝性，并應(yīng)使零件在軸上定位可靠、裝配適當(dāng)和拆裝方便。</p><p>　　2.1.1 軸的設(shè)計步驟</p><

37、p>　　1. 確定軸上零件裝配方案：軸的結(jié)構(gòu)與軸上零件的位置及從軸的哪一端裝配有關(guān)。</p><p>　　2. 確定軸上零件定位方式：根據(jù)具體工作情況，對軸上零件的軸向和周向的定位方式進(jìn)行選擇。軸向定位通常是軸肩或軸環(huán)與套筒、螺母、擋圈等組合使用，周向定位多采用平鍵、花鍵或過盈配合聯(lián)結(jié)。</p><p>　　3. 確定各軸段直徑：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計是在初步估算軸徑的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，為了零件在

38、軸上定位的需要，通常軸設(shè)計為階梯軸。根據(jù)作用的不同，軸的軸肩可分為定位軸肩和工藝軸肩（為裝配方便而設(shè)），定位軸肩的高度值有一定的要求；工藝軸肩的高度值則較小，無特別要求。所以直徑的確定是在強(qiáng)度計算基礎(chǔ)上，根據(jù)軸向定位的要求，定出各軸段的最終直徑。</p><p>　　4. 確定各軸段長度：主要根據(jù)軸上配合零件轂孔長度、位置、軸承寬度、軸承端蓋的厚度等因素確定。</p><p>　　5. 確

39、定軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)：如倒角尺寸、過渡圓角半徑、退刀槽尺寸、軸端螺紋孔尺寸；鍵槽尺寸等</p><p>　　6. 確定軸的加工精度、尺寸公差、形位公差、配合、表面粗糙度及技術(shù)要求：軸的精度根據(jù)配合要求和加工可能性而定。精度越高，成本越高。通用機(jī)器中軸的精度多為IT5～I(xiàn)T7。軸應(yīng)根據(jù)裝配要求，定出合理的形位公差，主要有：配合軸段的直徑相對于軸頸（基準(zhǔn)）的同軸度及它的圓度、圓柱度；定位軸肩的垂直度；鍵槽相對于軸心線的平行

40、度和對稱度等。</p><p>　　7. 畫出軸的工作圖：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計常與軸的強(qiáng)度計算和剛度計算、軸承及聯(lián)軸器尺寸的選擇計算、鍵聯(lián)結(jié)強(qiáng)度校核計算等交叉進(jìn)行，反復(fù)修改，最后確定最佳結(jié)構(gòu)方案，畫出軸的結(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　本設(shè)計初步預(yù)選電機(jī)為泵用分馬力單相電容運行異步電動機(jī)，其主要的銘牌數(shù)據(jù)：電壓 220V ； 頻率 50HZ ；功率 0.75HP ；額定轉(zhuǎn)速 2850RPM<

41、;/p><p>　　2.1.1.1 選擇軸的材料</p><p>　　選擇軸的材料為45﹟鋼，調(diào)質(zhì)處理，45#鋼是很常用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，它的強(qiáng)度較高，韌性一般，適合調(diào)質(zhì)或正火狀態(tài)下使用，還可以表面淬火（如高頻淬火），使零件全部或部分表面獲得較高硬度（通常HRC45-50）。查表可得：抗拉強(qiáng)度σb=650，屈服點σs=360，彎曲疲勞極限σ-1=270，扭轉(zhuǎn)疲勞極限τ-1=155。</p

42、><p>　　2.1.1.2 初步確定軸端直徑</p><p>　　查閱參考資料如下表：</p><p>　　表2.1 常用軸材料的τ及A值</p><p>　　按表2.1取值，初步取A=126，則軸的最小直徑</p><p>　　d ≧17.2=A=126=7.32mm，</p><p>　　d—

43、—軸端直徑，mm</p><p>　　T——軸所傳遞的扭矩，N.M</p><p><b>　　T=9550</b></p><p>　　P——軸所傳遞的功率，kW </p><p>　　N——軸的工作轉(zhuǎn)速，在此本設(shè)計取電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速</p><p>　　τ——許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，MPa，按表一取值&

44、lt;/p><p>　　A——系數(shù)，按表2.1取值</p><p>　　即軸的最小直徑部分應(yīng)不小于7.32mm。 </p><p>　　2.1.1.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　以下均為從非軸伸端到軸伸端開始計算：</p><p>　　1. 第一段軸的選擇</p><p>　　由于第一段軸上

45、裝有標(biāo)準(zhǔn)件--軸承，本次設(shè)計之電機(jī)為水泵電機(jī)，故由其工作方式可知，電機(jī)的轉(zhuǎn)軸主要承受徑向力，軸向力非常的小，通常可以忽略，可選擇開式深溝球軸承，預(yù)選軸承為：深溝球軸承NSK 6201，其主要尺寸為d=12,D=32,B=10，與軸采用過渡配合。由于該段通過壓裝裝有散熱風(fēng)扇，所以其尺寸b1≧10。</p><p>　　圖2.1 NSK 6201深溝球軸承結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　為了防止軸

46、承內(nèi)圈與軸在機(jī)器運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生不應(yīng)有的相對滑動，必須選擇正確的配合。通常軸與內(nèi)圈采用適當(dāng)?shù)木o配合是防止軸與內(nèi)圈相對滑動的最簡單而有效的方法，特別是對于軸承的薄壁套圈，采用適當(dāng)?shù)木o配合可使軸承套圈在運轉(zhuǎn)時受力均勻，以致軸承的承載能力得到充分的發(fā)揮。但是軸承的配合又不能太緊，因內(nèi)圈的彈性膨脹和外圈的收縮而使軸承徑向游隙減小以至完全消除，從而影響正常運轉(zhuǎn)。</p><p>　　有查表可得，《機(jī)械設(shè)計手冊》表7-2-20，對

47、于泵電機(jī)的軸與軸承的配合采用j5或js5。</p><p>　　根據(jù)所選軸承6201，故取軸第一段的直徑為d1=12j5，b1=30。</p><p>　　2. 第二段軸的選擇</p><p>　　這段軸為非定位軸肩，非定位軸肩是為了加工和裝配方便而設(shè)置的，其高度沒有嚴(yán)格的規(guī)定。</p><p>　　根據(jù)電磁計算，轉(zhuǎn)子疊厚為89mm，考慮到電

48、機(jī)的安裝尺寸以及散熱，軸需要加長。</p><p>　　故取d2=12.70，b2=120.64</p><p>　　3. 第三段軸的設(shè)計</p><p>　　該段軸的軸肩為定位軸肩，一般取定位軸肩高度為h=(0.07—0.1)d,其中，d 為與零件相配處的軸徑，此處，d=d2=12.70。</p><p><b>　　第三段軸的直

49、徑為</b></p><p>　　d3≧d2+2(0.07~0.1)d2=12.70+2*0.09*12.70=14.986</p><p>　　考慮到安全高度和安裝尺寸，取b3=43</p><p>　　因此取d3=15，b3=43。</p><p>　　4. 第四段軸的設(shè)計</p><p>　　該段軸上

50、裝有標(biāo)準(zhǔn)件--軸承，由于該段軸接近軸伸端，即承受載荷大，故預(yù)選軸承為：深溝球軸承NSK 6202，d=15,D=35,B=11。故選擇d4=15j5，b4=11，軸與軸承之間采用過渡配合。</p><p><b>　　5. 伸出軸的設(shè)計</b></p><p>　　該段根據(jù)客戶需求而定，軸總長為280.7mm，本次設(shè)計取螺紋軸M12，L17；光軸通過尺寸鏈來計算。&l

51、t;/p><p>　　6. 確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　取軸端倒角為2*45°，各軸肩圓角半徑見附圖。 </p><p>　　2.1.1.4 求軸上的載荷</p><p>　　T=9550P/n=9550*559/2850=1873.14N</p><p>　　2.1.1.5 軸的校核</p

52、><p><b>　　1. 精確強(qiáng)度校核</b></p><p>　　軸強(qiáng)度的精確校核是在軸的結(jié)構(gòu)及尺寸確定后進(jìn)行的，通常采用安全系數(shù)校核。軸的安全系數(shù)校核計算包括兩個方面：疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)和靜強(qiáng)度安全系數(shù)校核</p><p>　　疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核</p><p>　　軸的疲勞強(qiáng)度是根據(jù)長期作用在軸上的最大變載荷來計算的

53、，危險截面應(yīng)是受力較大、截面較小及應(yīng)力集中較嚴(yán)重的即實際應(yīng)力較大的若干個截面。</p><p>　　危險截面安全系數(shù)S的校核</p><p><b>　　S=≥S</b></p><p><b>　　其中S=，S=</b></p><p>　　S——只考慮彎矩作用時的安全系數(shù)</p>

54、<p>　　S——按疲勞強(qiáng)度計算的許用安全系數(shù)，查表得S=1.5</p><p>　　——對稱循環(huán)應(yīng)力下的材料彎曲疲勞極限，MPa，查表得=270</p><p>　　——對稱循環(huán)應(yīng)力下的材料扭轉(zhuǎn)疲勞極限，MPa，查表得=155</p><p>　　、——彎曲和扭轉(zhuǎn)時的有效應(yīng)力集中系數(shù)，=2.6，=1.9</p><p>　　β——

55、表面質(zhì)量系數(shù)，查表得β=0.54</p><p>　　S——只考慮扭矩作用時的安全系數(shù)</p><p>　　ε、ε——彎曲和扭轉(zhuǎn)時的尺寸影響系數(shù)，ε= 0.91 ε= 0.89</p><p>　　、——材料拉伸和扭轉(zhuǎn)的平均應(yīng)力折算系數(shù)，= 0.43 = 0.29</p><p>　　、——彎曲應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力，MPa，=66.

56、5 = 66.5</p><p>　　、——扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力，MPa，= 23.4 =23.4</p><p>　　圖2.2 彎矩的計算示意圖</p><p><b>　　有彎矩示意圖可得</b></p><p>　　M=2.661N.M</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)

57、計算得：</b></p><p><b>　　S===7.1</b></p><p><b>　　S===1.56</b></p><p><b>　　S===1.52</b></p><p>　　由于載荷較確定，故選擇需用安全系數(shù)為1.5，計算可知S=1.52≥1

58、.5成立，即疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)合格。</p><p><b>　　靜強(qiáng)度安全系數(shù)</b></p><p><b>　　S=</b></p><p><b>　　其中 S=，S=</b></p><p>　　S——只考慮彎曲時的安全系數(shù)</p><p>　　

59、S——只考慮扭轉(zhuǎn)時的安全系數(shù)</p><p>　　Z、Z——軸危險截面的抗彎和抗扭截面模數(shù)，Z=0.02，Z=0.04</p><p>　　S——靜強(qiáng)度的許用安全系數(shù)，S=1.4</p><p>　　——材料的拉伸屈服點，=360</p><p>　　τ——材料的扭轉(zhuǎn)屈服點，τ=216</p><p>　　M、T——軸

60、危險截面上的最大彎矩和最大扭矩，最大扭矩可由經(jīng)驗值取得為1.5—2 T</p><p>　　所使用值得選取見后表。</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)計算得：</b></p><p><b>　　S===2.7</b></p><p><b>　　S===2.88</b>&l

61、t;/p><p>　　S==1.96≥1.4</p><p>　　即靜強(qiáng)度安全系數(shù)符合安全規(guī)定。</p><p><b>　　2、軸的剛度校核</b></p><p>　　軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核是計算軸的在工作時的扭轉(zhuǎn)變形量，是用每米軸長的扭轉(zhuǎn)角度Φ來度量的。本次設(shè)計的軸為階梯實心軸，為一般的傳動，按經(jīng)驗值取Фp=0.5~1(&#

62、176;)/m 。</p><p><b>　　Ф=</b></p><p>　　T——軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩,N·m</p><p>　　——軸受扭矩作用部分的長度,mm</p><p>　　、d——第i段軸的長度、直徑、空心軸內(nèi)徑，mm</p><p>　　T——第i段軸所受扭矩，N

63、3;m</p><p>　　分析各段軸可知，將軸分為</p><p>　　Ф= =26.19（0.0015+0.00049+0.002+0.000054+0.0016+0.0086+0.003）</p><p><b>　　=0.45° </b></p><p>　　其剛度符合標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述，該軸符合所需之要求

64、。</p><p>　　式中的數(shù)據(jù)選擇可參考如表2.2至表2.8所示，并結(jié)合實際之情況選擇。</p><p>　　表2.2 軸的常用材料及其主要力學(xué)性能</p><p>　　表2.3 應(yīng)力幅及平均應(yīng)力計算公式</p><p>　　表2.4 許用安全系數(shù)</p><p>　　表2.5 鋼的平均應(yīng)力折算系數(shù)及值<

65、;/p><p>　　表2.6 絕對尺寸影響系數(shù)、 </p><p>　　表2.7 各種腐蝕情況的表面質(zhì)量系數(shù)β</p><p>　　表2.8 靜強(qiáng)度的許用安全系數(shù)</p><p>　　2.1.1.6 軸承的校核</p><p>　　軸承壽命：指一套滾動軸承，其中一個套圈（或墊圈）或滾動體的材料出現(xiàn)第一個疲勞擴(kuò)展跡象之

66、前，一個套圈相對于另一個套圈（或墊圈）的轉(zhuǎn)數(shù)。</p><p>　　軸承的壽命與所受載荷的大小有關(guān)，工作載荷越大，引起的接觸應(yīng)力也就越大，因而在發(fā)生點蝕破壞前所經(jīng)受的應(yīng)力變化次數(shù)也就越少，亦即軸承的壽命越短。 </p><p><b>　　軸承的壽命有</b></p><p><b>　　L=（）</b></p>

67、;<p><b>　　n –轉(zhuǎn)速</b></p><p><b>　　C-額定動載荷</b></p><p><b>　　P-功率</b></p><p>　　-為指數(shù)，對于球軸承=3</p><p><b>　　代入數(shù)值計算：</b><

68、;/p><p>　　L=（）=10619.93小時</p><p>　　電機(jī)的經(jīng)驗時間是連續(xù)工作8000小時，所選軸承的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所規(guī)定時間，故該軸承符合安全要求。</p><p>　　軸承為開放式，引線端選擇軸承為6202，其極限轉(zhuǎn)速為22000RPM，而電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速為3000RPM；非引線端的軸承為6201，其極限轉(zhuǎn)速為20000RPM，故從極限轉(zhuǎn)速來講，軸承符

69、合要求。</p><p>　　2.1.1.7軸的加工工藝</p><p>　　根據(jù)以上計算數(shù)據(jù)，可取45#鋼，其直徑為18mm，允許偏差為2組的熱軋圓鋼，其標(biāo)記為，軸的結(jié)構(gòu)圖見附圖。</p><p>　　對軸的加工精度和表面粗糙度的要求都比較高，軸與其他零件的配合也比較緊密，因此，對軸的加工技術(shù)要求應(yīng)包括以下幾個方面：</p><p>　　1

70、. 尺寸精度 兩個軸承擋的直徑是與軸承配合的，通過軸承確定轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)腔中的徑向位置，軸承擋得直徑一般按IT6精度制造。</p><p>　　2. 形狀精度 滾動軸承的內(nèi)外圈都是薄壁零件，軸承擋的形狀誤差會造成內(nèi)外圈變形，從而影響軸的回轉(zhuǎn)精度，并產(chǎn)生噪聲。故對軸的這一部位應(yīng)有圓柱度要求。</p><p>　　3. 位置精度 兩端的中心孔是軸加工的定位基準(zhǔn)，也應(yīng)有良好的同軸度。&

71、lt;/p><p>　　4. 表面粗糙度 配合面的表面粗糙度值過大，配合面容易磨損，將影響配合的可靠性，非配合面的表面粗糙度值過大，將降低軸的疲勞強(qiáng)度。軸承擋和軸伸的圓柱面是軸的關(guān)鍵面，其表面粗糙度Ra=1.6-0.8μm。</p><p>　　軸的加工過程：軸的加工過程分為預(yù)備加工和成型加工兩個階段。預(yù)備加工包括圓鋼調(diào)直、毛坯下料、平端面和鉆中心孔等，預(yù)備加工的目的是提供合格的毛坯，并做出

72、工藝定位標(biāo)準(zhǔn)，以便成形加工。成形加工包括粗車、半精車、精車、磨外圓、銑鍵槽等，成形加工的目的是將毛坯加工成結(jié)構(gòu)設(shè)計的形狀和尺寸。</p><p>　　軸的加工工藝的注意事項：</p><p>　　軸在加工之前，首先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，所謂調(diào)質(zhì)處理主要是指中碳鋼，調(diào)質(zhì)淬火時，要求零件整個截面淬透，使它得到以細(xì)針狀淬火馬氏體為主的纖維組織。通過高溫回火（550~600度），得到以均勻回火索氏體為主的

73、纖維組織。調(diào)質(zhì)后的中碳鋼綜合機(jī)械性能，得到合理的強(qiáng)度和韌性。但硬度一般改變不大。</p><p>　　在進(jìn)行軸表面處理和機(jī)械加工時要特別注意其工藝要求，以防出現(xiàn)軸疲勞現(xiàn)象。</p><p>　　1. 平端面和鉆中心孔 由于鋸床下料的毛坯端面既不整齊，也不與軸線垂直，軸長的精度也不能保證。因此，毛坯下料后必須車平或銑端面并達(dá)到規(guī)定的軸向長度。</p><p>　　2

74、. 車削 軸外圓表面的車削都要分為粗車和精車。粗車時多采用強(qiáng)力切削，工作溫度高，要求車床動力大，裝夾牢固。精車是使軸獲得所需要的加工精度和表面粗糙度。精車時，除需要磨削的臺階留出磨削加工余量外，其余各軸擋的直徑和長度全都車削到圖樣規(guī)定的尺寸。端面倒角和砂輪越程槽也同時車出。</p><p>　　3. 磨削 由于軸較細(xì)，當(dāng)軸壓入鐵芯后容易產(chǎn)生壓彎，因此磨削常在軸在壓入鐵芯后進(jìn)行。磨削時，將工件頂在兩個死頂尖之間

75、，并用撥盤和卡箍帶動旋轉(zhuǎn)。采用縱向進(jìn)給，磨削余量是在多次縱向進(jìn)給下磨去的。每一往復(fù)行程終了，砂輪作橫向切入（0.005~0.02）mm。</p><p>　　下表表示的是軸的加工順序，以及加工所需要的車床設(shè)備。在加工時，所需要的表面粗糙度以及各個形位公差都要符合圖示所要求的標(biāo)準(zhǔn)。加工時必須嚴(yán)格按照圖示所要求的尺寸標(biāo)注。</p><p>　　表2.9 軸的機(jī)械加工順序</p>

76、<p>　　圖2.2 機(jī)械加工r與c的關(guān)系</p><p>　　在加工的時候，要注意r應(yīng)小于倒角C，h=C+(0.5~2)mm。</p><p>　　圖2.3 機(jī)械加工r與R的關(guān)系</p><p>　　且r應(yīng)小于外圓角半徑，h=R+(0.5~2)mm。由GB 6403.4—1986得，軸上所倒圓角為0.8mm。</p><p>

77、;　　圖2.4 退刀槽的示意圖</p><p>　　其中f的值查《機(jī)械設(shè)計手冊》可得，f=2mm。</p><p>　　軸端加工倒角為45度。</p><p>　　加工完畢以后，裝配前還要進(jìn)行必要的磷化處理，有的還依照客戶的需求進(jìn)行涂防銹油和電鍍鎳處理，所謂的磷化處理即是通過電化學(xué)置換反應(yīng)，使金屬表面形成一層均勻的磷酸鹽圖層，該涂層對礦物油、植物油、苯、甲苯等耐腐

78、蝕性好，但耐酸、堿性較差，并且要涂油。鍍鎳的主要目的是提高部件的耐磨性，同時可以起到耐腐蝕、美觀的作用。</p><p>　　2.2 端蓋與機(jī)殼的設(shè)計</p><p>　　2.2.1端蓋的設(shè)計</p><p>　　本次設(shè)計采用的端蓋的材料為GB/T 1173-1995，ZL102號鑄鋁合金，其合金牌號為ZAlSi12,主要元素為Al、Si、Mn、Ti等，為了提高其力

79、學(xué)性能，在其中允許含義釔0.08%—0.20%，此時它們的鐵含量不大于0.3%。</p><p>　　表2.10 各種鋁合金的性能比較(5-最好，1-最差）</p><p>　　水泵電機(jī)的工作環(huán)境為水中，故從耐蝕性可選擇Zl102、ZL104、Zl101，Zl303，但Zl303的耐熱性、補縮性和氣密性較低，故綜合考慮可選擇ZL102。</p><p>　　設(shè)計端

80、蓋時，既要考慮功能要求，諸如端蓋應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，也要考慮工藝上的要求，使端蓋便于制造、加工、裝配和拆卸等。</p><p>　　端蓋鑄造時的結(jié)構(gòu)要素:</p><p>　　鑄造時采用砂型鑄造方法，端蓋的成分為鋁合金，且端蓋的直徑介于0~200*200mm之間，故端蓋的最小厚度為3~5mm。</p><p>　　現(xiàn)將這些工藝要求說明如下：</p>

81、<p>　　1. 蓋的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于制造 為便于制模和造型，端蓋內(nèi)外壁的形狀應(yīng)力求簡單，盡可能具有直線和圓形的輪廓。在端蓋的長度方向上須有適當(dāng)?shù)男倍?，以便在鑄造時能夠順利拔模。端蓋的壁厚應(yīng)該適當(dāng)，不能太厚，也不能太薄。端蓋的厚度應(yīng)該力求均勻，以免引起較大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，使鑄件產(chǎn)生變形或裂紋等。當(dāng)端蓋各部分的壁厚不能做到均勻一致時，從厚壁到薄壁應(yīng)逐漸過渡，要避免壁厚的突變?？紤]端蓋的剛度時，必須注意到端蓋在加工過程中，因裝夾和切

82、削所受到的應(yīng)力比電機(jī)運行時要大得多。為使端蓋在裝夾和切削時不產(chǎn)生變形，通常增設(shè)加強(qiáng)筋以提高端蓋的剛度。軸承室、加強(qiáng)筋凸緣等與端蓋壁的連接處應(yīng)有適當(dāng)?shù)膱A角半徑。</p><p>　　應(yīng)該指出，有些需要機(jī)械加工的鑄孔，在留出加工余量后，孔變的很小而難以鑄造。這種情況下，孔不宜鑄出，而改由機(jī)械加工做出較為方便。</p><p>　　2. 端蓋的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工 精度等級與表面粗糙度的選擇要合理。

83、與軸承配合的軸承室內(nèi)徑采用IT7級精度，其端蓋止口也應(yīng)采用IT7級精度。軸承室內(nèi)孔的圓柱度、軸承室內(nèi)孔與止口圓的同軸度、止口端面對軸承室軸線的端面跳動等根據(jù)電機(jī)氣隙均勻度和直徑大小進(jìn)行選擇。表面粗糙度根據(jù)配合種類、精度等級和尺寸大小進(jìn)行選擇。</p><p>　　3. 端蓋的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于裝配和拆卸 為便于裝配，端蓋與機(jī)座、軸承等的配合種類要選擇合理。電機(jī)的機(jī)座與止口配合采用H8/js7，與軸承外徑配合的軸承室內(nèi)徑

84、采用K7，端蓋的止口應(yīng)倒角。</p><p>　　設(shè)計端蓋結(jié)構(gòu)時，還須考慮拆卸方便。在小型電機(jī)中，端蓋凸耳與機(jī)座之間應(yīng)保持3~6mm的間隔。將端蓋固定螺栓旋出后，用工具插入間隔內(nèi)，便可敲開端蓋。端蓋的加強(qiáng)筋按經(jīng)驗至少去厚度2mm以上，并且其縱深長度依照電機(jī)裝配時的所剩余空間的大小而定，剩余空間比較小的話，則可適當(dāng)減小其長度。</p><p>　　本次設(shè)計的端蓋圖如附圖傳動端端蓋示意圖。&l

85、t;/p><p>　　本次設(shè)計的電機(jī)的端蓋為帶軸承的鑄鋁端蓋，端蓋上具有裝放軸承的內(nèi)孔以及與機(jī)座相配合的止口。這種端蓋起著支承轉(zhuǎn)動部分、確定轉(zhuǎn)子與定子的相對位置保護(hù)電機(jī)內(nèi)部以及導(dǎo)風(fēng)的作用。</p><p><b>　　鑄造時注意事項：</b></p><p>　　1. 鑄件的壁厚變化對金屬的力學(xué)性能均有影響，一般壁厚增加時，鋁合金的強(qiáng)度下降，塑性提

86、高。</p><p>　　2. 鑄件的最小壁厚必須結(jié)合零件的復(fù)雜程度、尺寸大小、材料以及制造工藝來確定。</p><p>　　3. 鑄件結(jié)構(gòu)力求簡單，在可能情況下盡量采用直線形的輪廓。</p><p>　　4. 拔模方向應(yīng)留適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)斜度和圓角，便于拔模，保證砂型質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率。</p><p>　　5. 避免出現(xiàn)使造型發(fā)生困難的死角。

87、</p><p>　　6. 分型面形狀力求簡單，數(shù)目力求減少。</p><p>　　本端蓋為階梯孔軸承室端蓋，分為傳動端端蓋和分傳動端端蓋，其加工要求如下：</p><p>　　止口的尺寸精度、圓度和表面粗糙度應(yīng)符合圖樣規(guī)定。</p><p>　　軸承室的尺寸精度、圓柱度和表面粗糙度應(yīng)符合圖樣規(guī)定。</p><p>　

88、　端蓋的深度（即止口端面至軸承室端面的距離）應(yīng)符合圖樣規(guī)定。</p><p>　　止口圓與軸承室內(nèi)孔德同軸度、止口端面對軸心線的跳動量應(yīng)符合圖樣規(guī)定。</p><p>　　端蓋是一種以變形的薄壁零件，過大的夾緊力或過大的切削用量都可能是端蓋的尺寸超差和變形。減小夾緊力又將導(dǎo)致切削用量降低，從而降低生產(chǎn)率。</p><p>　　端蓋的加工，可以采用一個組合機(jī)床，兩側(cè)同

89、時加工，加工工序為：</p><p>　　以毛坯止口外圓為定位基準(zhǔn)，用卡盤加緊端蓋</p><p>　　車止口、端面、軸承室、軸孔</p><p>　　以止口外圓為基準(zhǔn)夾緊端蓋，精車止口、端面、軸承室、軸孔</p><p>　　以止口為定位基準(zhǔn)，利用電機(jī)端蓋七孔鉆床鉆端蓋的固定孔、內(nèi)軸承蓋固定孔。</p><p>　　

90、用立式鉆床鉆螺釘孔預(yù)孔、攻螺紋。</p><p>　　傳動端端蓋和非傳動端端蓋的加工方式及扽一致，所不同的是處動端端蓋由于客戶要求，需要車削表面以形成凸臺，具體見附圖“傳動端端蓋圖”。</p><p>　　在轉(zhuǎn)軸與端蓋的加工過程中，要注意軸與軸承，軸承與端蓋的配合，同時也要注意端蓋與機(jī)殼的止口的配合。</p><p>　　選擇軸配合時應(yīng)考慮如下因素：</p&g

91、t;<p>　　1. 載荷的方向和性質(zhì)</p><p>　　2. 載荷的大小，較重的載荷需要較大的過盈量，較小的載荷采用較小的過盈量。</p><p>　　3. 工作溫度的影響，軸承在運轉(zhuǎn)時，套圈的溫度經(jīng)常高于其相鄰零件的溫度，因此，軸承內(nèi)圈可能因熱膨脹而與軸松動，外圈可能因熱膨脹而影響軸承的軸向游動。所以在選擇配合時必須仔細(xì)考慮軸承裝置各部分的溫度差及其熱傳導(dǎo)方向。<

92、/p><p>　　4. 軸承的旋轉(zhuǎn)精度，當(dāng)軸承有較高的精度要求時，為了消除彈性變形和振動的影響，避免采用間隙配合。與軸承配合的軸應(yīng)采用公差等級 IT5制造，外殼孔應(yīng)至少采用公差等級IT7制造，幾何形狀的精度以也應(yīng)該有嚴(yán)格的要求。</p><p>　　5. 軸與外殼的結(jié)構(gòu)和材料。</p><p>　　6. 安裝便于拆卸方便。</p><p>　　軸

93、承與軸的配合采用基孔制，軸承與外殼的配合采用基軸制，軸承與軸的配合與及其制造業(yè)中所采用的公差配合制度不同，軸承的內(nèi)徑公差多為負(fù)公差。因此，在采用相同配合的條件下，軸承內(nèi)徑與軸的配合比通常的配合較為緊密。軸承外徑的公差雖為負(fù)公差，但其公差取值與一般公差制度也不相同。</p><p>　　由此我們通過查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》，表7-2-20可得，軸與軸承的配合公差采用j5或js5，械加工尺寸公差為12mm，傳動端為15&

94、lt;/p><p>　　由《機(jī)械設(shè)計手冊》，表7-2-24可得，軸承與外殼的公差配合采用K7配合，故傳動端的機(jī)械加工尺寸公差為35，非傳動端的機(jī)械加工尺寸為32。</p><p>　　表2.11 軸與外殼配合面及端面的表面粗糙度</p><p>　　圖2.5 軸與外殼配合面及端面的表面粗糙度示意圖</p><p>　　本次設(shè)計的軸與外殼的形位

95、公差可由《機(jī)械設(shè)計手冊》表7-2-29查得，一般軸承用0級公差，故有圓柱度——軸頸為0.003mm，外殼孔為0.005mm，端面圓跳動——軸肩為0.008mm，外殼孔肩為0.012mm。</p><p><b>　　軸承潤滑油的選擇：</b></p><p>　　本次設(shè)計泵電機(jī)的正常工作時的溫度為37—42℃。此類電機(jī)，我們通常選用潤滑油脂來對軸承進(jìn)行潤滑， NSK

96、常用軸承油脂型號：EEM， EA3，NS7， SDR。</p><p><b>　　軸承內(nèi)圈的固定形式</b></p><p>　　非傳動端的軸承的固定，利用軸肩作為內(nèi)圈的單面支承。</p><p>　　圖2.6 非傳動端的軸承固定</p><p>　　傳動端的軸承的固定，利用彈性擋圈來固定</p>&l

97、t;p>　　圖2.7 傳動端的軸承固定</p><p>　　圖2.8 軸承外圈的固定形式</p><p>　　傳動端和非傳動端的緊固形式是一樣的，直接用軸承室的孔肩來作為其擋肩，不同的是在傳動端要加一個波形墊圈來增加軸向的彈性，同時，也是為了在安裝的時候，可以把軸承的外圈卡死，來減少軸承的外圈與軸承室的相對滑動。在安裝時，軸承室通常要預(yù)留1.5mm左右的空間。</p>

98、<p>　　2.2.2機(jī)殼的設(shè)計</p><p>　　本次設(shè)計所用機(jī)殼的材料為6063（LD31）T6，主要的成分有Al、Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Ti，6063是一種鍛鋁，可用作對強(qiáng)度要求不高，（σ≥200MPa）、耐蝕性能好、有美觀裝飾表面、在+50—-70℃工作的零件。可用來裝飾飛機(jī)座艙、民用建筑中廣泛用作窗框、門框、升降梯，家具等。合金經(jīng)特殊機(jī)械熱處理后，具有較高強(qiáng)度和高的導(dǎo)

99、電性能，在電氣工業(yè)方面得到廣泛的應(yīng)用，同時6063是中等強(qiáng)度、焊接性優(yōu)良，耐蝕性及冷加工性好，是使用范圍廣，很有前途的合金。</p><p>　　鋁合金拉伸機(jī)殼：經(jīng)特殊工藝技術(shù)制造，具有重量輕、強(qiáng)度高、散熱性好、抗拉伸強(qiáng)度大、外形美觀、內(nèi)孔精度高，可直接壓裝定子，避免內(nèi)孔車削產(chǎn)生浪費、費工費時耗成本，應(yīng)節(jié)約成本30％。廣泛適用于出口電機(jī)、電動工具、真空泵、汽保機(jī)械等多行業(yè)配套電機(jī)的使用。根據(jù)UL1004標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，

100、電機(jī)的外殼必須考察以下的性能：</p><p>　　機(jī)械強(qiáng)度，主要是考慮機(jī)殼的止口和端蓋的止口之間所承受的力的大小，其制必須滿足電機(jī)在最大功率下的運行，且不會變形的要求。</p><p>　　其余主要為耐碰撞性、抗腐蝕性、吸潮性、耐溫性、耐紫外線性、阻燃性等。</p><p>　　外殼的止口采用外止口的形式，拉伸制造的機(jī)殼只需要將其止口進(jìn)行機(jī)械加工即可，端蓋的止口與

101、機(jī)殼的止口采用公差配合。如下圖所示：</p><p>　　圖2.9 蓋的止口與機(jī)殼的止口公差配合</p><p>　　定子的外徑?jīng)Q定了機(jī)殼的直徑，由于本次設(shè)計只是設(shè)計電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分，故假設(shè)定子的外徑為已知量。機(jī)殼的形狀有客戶來決定，但由于本次設(shè)計電機(jī)為IP44全封閉類型，故散熱是其主要的問題，增強(qiáng)散熱筋設(shè)計,使機(jī)組具備更強(qiáng)的冷卻能力，在惡劣的環(huán)境下維持電機(jī)良好的運行性能，散熱筋的厚度

102、為1—1.5mm，高度則有客戶的所需來定。機(jī)殼與定子的組裝采用的是熱套，即將機(jī)殼適當(dāng)加熱，利用外力將機(jī)殼與定子進(jìn)行壓套。</p><p>　　2.3 風(fēng)扇與風(fēng)罩的設(shè)計</p><p>　　風(fēng)扇的外形圖見附圖，與轉(zhuǎn)軸的配合采用間隙配合，配合應(yīng)該過緊，以防電機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)時，由于離心力的作用，使得風(fēng)扇脫離轉(zhuǎn)軸。為確保安全，在電機(jī)的外面應(yīng)該有一個外殼。風(fēng)扇是塑料制品，安裝在電機(jī)的端蓋的外邊，其直徑

103、稍稍大于端蓋的直徑。在安裝時，要注意風(fēng)扇的同心度，以免運轉(zhuǎn)時發(fā)生振動，產(chǎn)生噪音。風(fēng)罩的直徑的大小與機(jī)座的散熱筋的直徑的大小相當(dāng)，如此，在電機(jī)運行時帶動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，便可產(chǎn)生氣流，冷空氣被吸入，由于風(fēng)罩的影響，使得風(fēng)扇所形成的氣流沿著散熱筋所形成的通道運行，如此使得冷空氣可以冷卻整個機(jī)殼。</p><p>　　風(fēng)扇罩是利用生鐵拉伸制造的，因為風(fēng)罩是鐵制材料，故為防生銹，便把其涂上防銹漆。</p><

104、p>　　圖2.10 風(fēng)扇與軸、端蓋、風(fēng)罩的組裝圖</p><p>　　其中風(fēng)扇與軸采用的是過盈配合。</p><p>　　2.4 機(jī)頂盒的設(shè)計</p><p>　　機(jī)頂盒是用來裝配電機(jī)的連線的。其注意事項即在安裝的時候要注意位置的選擇，要確保引出線的安裝方便。本設(shè)計所采用的安裝方式為專門設(shè)計一個安裝平臺，確保機(jī)頂盒的安裝可以不阻塞機(jī)殼的散熱片的通道，以確保電

105、機(jī)的良好的散熱方式，其主要的形狀如附圖所示。</p><p>　　2.5 電機(jī)的總裝線</p><p>　　在定子和轉(zhuǎn)子的工序都已經(jīng)準(zhǔn)備好了之后，便要開始進(jìn)行電機(jī)的總裝?？傃b時要切實注意定子組件在浸漆后要充分的冷卻，否則對后序工序的生產(chǎn)帶來負(fù)面影響。</p><p>　　另有，電機(jī)的裝配必須滿足一定的要求：保證電機(jī)徑向裝配精度；保證電機(jī)軸向裝配精度；繞組接線正確，絕

106、緣良好，無碰擦損傷；端蓋與機(jī)座的止口接觸面應(yīng)無碰傷；軸承潤滑良好，運轉(zhuǎn)靈活，溫升合格，噪聲與振動小；轉(zhuǎn)子運行平穩(wěn)，振動不超過規(guī)定值；風(fēng)扇及風(fēng)罩位置應(yīng)符合規(guī)定；電機(jī)內(nèi)部應(yīng)無雜物。</p><p>　　2.5.1電機(jī)裝配尺寸鏈的計算</p><p>　　在電機(jī)的裝配關(guān)系中，由相關(guān)零件的尺寸或位置關(guān)系所組成的尺寸鏈，稱為裝配尺寸鏈。尺寸鏈的分析與計算，對保證電機(jī)各零件的裝配精度，消除各零件累計誤

107、差對電機(jī)產(chǎn)品性能與質(zhì)量造成的影響，有著重要的作用。如果不進(jìn)行尺寸鏈的計算，電機(jī)裝配后各零件間的位置關(guān)系就可能難以保證設(shè)計要求，嚴(yán)重情況下還可能使電機(jī)裝配不起來。故電機(jī)個零部件的尺寸公差，必須按尺寸鏈的原理進(jìn)行校核。</p><p>　　1. 軸向尺寸鏈的分析計算</p><p>　　圖2.11 軸向尺寸鏈?zhǔn)疽鈭D</p><p>　　由上圖所示，B1，L1，尺寸的增

108、加將使e環(huán)加大，故為增環(huán)；而l1,a尺寸增加，將使e減小，故為減環(huán)。</p><p>　　圖2.12 計算波形墊圈預(yù)壓尺寸鏈簡圖。</p><p>　　由設(shè)計尺寸知，B1=B1’=21.95mm，L1=142.20mm，a=11.00mm，</p><p>　　a’=10.00mm，l1=162.44mm，則可求得</p><p>　　（基

109、本尺寸）=（）-（）</p><p>　　=-=（142.20+21.95*2）-（162.44+21）</p><p><b>　　=2.66mm</b></p><p>　　（最大極限尺寸）=-</p><p>　　=（142.25+22*2）-（162.44+21）</p><p><

110、b>　　=2.81mm</b></p><p>　?。ㄗ钚O限尺寸）=-</p><p>　　=（142.15+21.9*2）-（162.54+21）</p><p><b>　　=2.41mm</b></p><p>　　由以上計算可知，的尺寸在2.41~2.81mm之間變化，而在實際的生產(chǎn)制造中通常

111、按經(jīng)驗的預(yù)留值為2.5~3.0mm,因為波形彈性墊圈在安裝后是預(yù)先受到壓縮的，因此就能壓住前軸承外圈，可以減少承受較大負(fù)荷的前軸承的軸向工作間隙，減少電機(jī)運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的竄動，補償定轉(zhuǎn)子零件尺寸鏈的公差和熱膨脹所造成的伸縮。</p><p>　　2. 安裝尺寸鏈的分析與計算</p><p>　　圖2.13 安裝尺寸鏈?zhǔn)疽鈭D</p><p>　　由上圖所示，L1、L4的

112、增加可以使C的長度增加，故L1、L4為增環(huán)，L2、L3、L5的增加會使C的長度減小，故L2、L3、L5為減環(huán)。</p><p>　　圖2.14 計算波形墊圈預(yù)壓尺寸鏈簡圖</p><p>　　由各個零部件的圖示尺寸可有</p><p>　　=84.25，=1.15， =11.00， =21.95，=27.685</p><p>　　C=（+

113、）-（++）=66.365</p><p>　　C=（+）-（++）=（84.3+22）-（1.2+11+27.255）</p><p><b>　　=66.945</b></p><p>　　C=（+）-（++）=（84.2+21.9）-（1.2+11+28.115）</p><p><b>　　=65.78

114、5</b></p><p>　　按照電機(jī)的實際的生產(chǎn)制造時，含有上下偏差的尺寸通常取其中間值作為一個基本尺寸，故在解題的中間有的基本尺寸的有效數(shù)字會改變，但這僅是驗證過程其值不影響原有的尺寸，所以C的尺寸為66.365，完全符合裝配所需求的66.40。</p><p>　　電機(jī)的出軸長度可由兩個因素來決定，一是國家的標(biāo)準(zhǔn)，二為客戶的需求。</p><p>

115、;　　2.5.2 電機(jī)的總裝工藝簡要</p><p>　　電機(jī)的裝配主要包括定子部件裝配、轉(zhuǎn)子部件裝配、定轉(zhuǎn)子合裝、附件裝配和裝配后試驗等。</p><p>　　1. 轉(zhuǎn)子采用熱套的方式進(jìn)行安裝，將轉(zhuǎn)子加熱至300—400℃，然后取出，利用工裝將轉(zhuǎn)子用力敲入轉(zhuǎn)軸的定位處。</p><p>　　2. 裝完以后，冷卻，然后檢驗其平衡度。</p><p

116、>　　3. 定子在經(jīng)嵌線、綁線、整形之后，進(jìn)行空載測試，主要是檢查匝間絕緣、漏電電流、絕緣電阻、絕緣電壓、轉(zhuǎn)向。</p><p>　　4. 將軸承安裝在轉(zhuǎn)軸上，注意傳動端有軸承擋圈。</p><p>　　5. 定子組件入機(jī)身，本次設(shè)計所采用的是熱套法，即將定子稍微加熱后，有熱脹冷縮的原理，在冷卻之前將定子通過工裝迅速壓入機(jī)殼內(nèi)。在壓套時要注意引線端的位置。</p>&l

117、t;p>　　6. 安裝后端蓋，端蓋止口與機(jī)殼止口采用間隙配合。</p><p>　　7. 安裝風(fēng)扇和風(fēng)扇罩。</p><p>　　8. 安裝前端蓋，然后上螺釘，打螺母，安裝端子板。</p><p>　　9. 組裝完畢后，對電機(jī)進(jìn)行在線簡易空載測試。</p><p>　　安裝端蓋時，將端蓋裝入止口，輕巧端蓋四周，使端蓋與機(jī)座的端面緊貼，然