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基于Pro/E5.0的阀门控制器结构设计
  发布时间:2011-7-8   来源:互联网   人气值:
 1 概述
  随着工业自动化的发展,传统的手工机械调节的方式在许多场合已不再适用,要实现管网系统的工业自动化管理, 离不开自动阀门这个管网系统中的执行机构。
    由于阀门的应用非常广,手工机械调节的方式在许多场合已不再适用,本设计能够在较安全的情况下工作,而且效率提高了几倍,故设计智能阀门控制装置具有实际的意义。电动执行器是工业过程控制系统中一个十分重要的现场驱动装置 ,其能源取用方便、安装调试简单 ,在电力、冶金、石油、化工等工业部门得到越来越广泛的应用。
  2 原理
  阀门控制器由电动机驱动,通过蜗轮蜗杆减速,带动空心输出轴转动。在该减速箱中,具有手动/自动机构(手动机构可独立进行操作)。当切换手柄处于手动位置时,操作手轮,带动空心输出轴转动。当电动操作执行机构时,手动机构处于断开状态,由电动机驱动空心输出轴。
  
3 涡轮蜗杆设计

  由于此处的蜗轮蜗杆有特殊的要求,故自己设计并进行校核(此处用专用软件进行设计)。设计的蜗杆仅仅是螺旋部分。
  根据库存材料的情况,并考虑到蜗杆传动传递的功率不大,速度中等,但蜗杆在传动中起到相当重要的作用,故蜗杆用45Cr;因希望效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为45—55HRC。蜗杆用ZCuSn10P1,金属膜铸造。
  设计完成后的模型如下图3:
  


  图3 蜗杆蜗杆
  各个参数如下:
  蜗杆输入功率:8.05kW
  蜗杆类型:阿基米德蜗杆(ZA型)
  蜗杆转速n1:1460r/min
  蜗轮转速n2:73r/min
  使用寿命:8000小时
  理论传动比:20
  蜗杆头数z1:2
  蜗轮齿数z2:40
  实际传动比i:20
  ************蜗杆蜗轮材料************
  蜗杆材料:40Cr
  蜗杆热处理类型:淬火
  蜗轮材料:ZCuSn10P1
  蜗轮铸造方法:离心铸造
  疲劳接触强度最小安全系数SHmin;1.1
  弯曲疲劳强度最小安全系数SFmin;1.2
  转速系数Zn:0.749
  寿命系数Zh;1.21
  材料弹性系数Ze:147N^0.5/mm
  蜗轮材料接触疲劳极限应力σHlim:425N/mm^2
  蜗轮材料许用接触应力[σH]:349.914N/mm^2
  蜗轮材料弯曲疲劳极限应力σFlim:190N/mm^2
  蜗轮材料许用弯曲应力[σF]:158.333N/mm^2
  ************蜗轮材料强度计算************
  蜗轮轴转矩T2:842.493N.m
  蜗轮轴接触强度要求:m^2d1≥1161.145mm^3
  模数m:5mm
  蜗杆分度圆直径d1:90mm
(本文转自电子工程世界:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2011/0707/article_7039.html)