電機(jī)選擇傳動(dòng)比與效率分配參數(shù)計(jì)算

1、精品方案設(shè)計(jì)、電機(jī)選擇、傳動(dòng)比與效率分配、參數(shù)計(jì)算械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的任務(wù)是分析和確定傳動(dòng)方案、選定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、合理分配傳動(dòng)比及計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)，為設(shè)計(jì)計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)零件準(zhǔn)備條件。一臺(tái)膠帶運(yùn)動(dòng)輸機(jī)，已知驅(qū)動(dòng)卷筒所需的轉(zhuǎn)矩T = 4.8 X105N mm，帶速u =1.8m/s，滾筒直徑D=400mm ，載荷平穩(wěn)，常溫單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。試確定機(jī)械傳動(dòng)方案；選擇電動(dòng)機(jī)；計(jì)算總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比；計(jì)算各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。一、擬定機(jī)械傳動(dòng)方案擬定傳動(dòng)方案，應(yīng)首先考慮電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。相同容量的同類異步電動(dòng)機(jī)，其同步轉(zhuǎn)速有3000r/min 、1500r/min、1000r/min 、750r

2、/min 四種。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，則極數(shù)越少，尺寸和重量越小，價(jià)格也越低，但機(jī)械傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比增大，傳動(dòng)級(jí)數(shù)要增多，傳 動(dòng)尺寸和成本都要增加。通常多用同步轉(zhuǎn)速為1500r/mi n 和1000r/mi n 兩類電動(dòng)機(jī)。選定同步轉(zhuǎn)速后，依據(jù)電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速nD及工作機(jī)的輸入轉(zhuǎn)速 n 3,可確定傳動(dòng)裝置的初估總傳動(dòng)比可編輯修改圖12-5帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)方案根據(jù)所需的:，并考慮各類傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：的合理范圍，擬定出幾種傳動(dòng)方案進(jìn)行分析比較。圖12-5所示的三種傳動(dòng)方案中，圖12-5a為閉式雙級(jí)齒輪傳動(dòng)，使用維護(hù)方便，適于在重載和惡劣條件下長期工作，但制造、裝配要求較高，成本較高；圖12-5b采用V帶傳動(dòng)

3、獲得較為緊湊的結(jié)構(gòu)尺寸， 又能發(fā)揮其緩沖、吸振， 過載起安全保護(hù)作用的優(yōu)點(diǎn)，一般宜把帶 傳動(dòng)布置在高速級(jí)， 該方案通常得到廣泛應(yīng)用。但外廓尺寸一般較大， 且不適于繁重和惡劣條件下工作；圖12-5C為電動(dòng)機(jī)直接接在蝸桿減速器上，結(jié)構(gòu)最緊湊，但在長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 條件下，由于蝸桿效率低，功率損失大。傳動(dòng)方案遠(yuǎn)不止上述三種，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的性能要求和工作特點(diǎn)，選取合理的傳動(dòng)方案。二、選擇電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)方案確定后，根據(jù)工作機(jī)要求，選擇電動(dòng)機(jī)的類型和型號(hào)。1 電動(dòng)機(jī)的類型選擇根據(jù)工作條件，選用 Y系列三相異步交流電動(dòng)機(jī)(參見設(shè)計(jì)手冊)。2 .電動(dòng)機(jī)功率的選擇電動(dòng)機(jī)的功率選擇合適與否，對電動(dòng)機(jī)的正常工作和經(jīng)濟(jì)性

4、都有影響。功率選得過小不能保證工作機(jī)正常工作，或使用電動(dòng)機(jī)因超載而過早損壞；功率選得過大則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高能力得不到充分發(fā)揮，而且因電動(dòng)機(jī)經(jīng)常不滿載運(yùn)行，其效率和功率因數(shù)都較低而造成能 自的浪費(fèi)。對于載荷比較穩(wěn)定、長期運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械，通常按照電動(dòng)機(jī)的額定功率選擇，而不必校驗(yàn)E動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和起動(dòng)力矩。電動(dòng)機(jī)所需輸出的功率 Po(kW)由下式計(jì)算(12-6)P式中， 為工作機(jī)所需的功率；為從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率。工作機(jī)所需的功率 Pq由工作機(jī)的工作阻力 F(N)和運(yùn)行速度v(m/s)或工作轉(zhuǎn)矩T(N m) 和轉(zhuǎn)速n(r/min)確定?？砂聪率接?jì)算：P二=Fv/1000或=Tn /9550(12-7)傳動(dòng)

5、方案確定后，可估算出傳動(dòng)的總效率，然后確定電動(dòng)機(jī)需要的功率。由運(yùn)輸帶速度v、卷簡直徑D，得主動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)速為60xlOOQu 601000x1 8 ,.旳 =r/nnn =25.94r f mmJ血jtx400據(jù)公式(12-7)得主動(dòng)卷筒軸所需的有效功率為：P 3=T n/ 9550=4.8 x105X85.95/9550kW=4.32kW由表15 2取一對齒輪嚙合效率n =O . 97(8級(jí)精度)、V帶傳動(dòng)效率n b=O . 96、滑動(dòng) 軸承效率ns=O . 97、滾動(dòng)動(dòng)軸承效率n x=O . 99、聯(lián)軸器效率n c=O . 99。蝸桿傳動(dòng)效率n =O . 80(雙頭蝸桿)?？傂蕁圖 12-5

6、a襯翻叭=0.973 b0.995 0 993 097 = 0 868 n=圖 12-5b二可薊卅卑兀-0 6x0 97x 0 992 x0 99x0 97 = 0 876圖 12-5C5 = %於琥 = O.oxO.993 xO.992 x 0.97 = 0J45電動(dòng)機(jī)所需輸出的功率 P。為圖 12-5aPP0=- / n=4.32/0.868 = 4.977kW圖 12-5bPPo=- / n=4.32/O.876=4.932kW圖 12-5cPP0=- / n=4.32/O.745=5.199kW因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以電動(dòng)機(jī)的額定功率Pe應(yīng)略大于所需功率 P0。查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本

7、，取 Pe=5.5kW。由計(jì)算可見，本例方案 a（圖12-5a）和b（圖12-5b）較好。為 此，以下只計(jì)算方案 b。3 .電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定取帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比ib=24，齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比ig=35，則傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為：i=i big=（2 4） x（3 5）=6 20因，故得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為n o=i=（6 20） X85.94=515.614 1718& / min在上述轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的常用同步轉(zhuǎn)速有1000r / min和1500r / min。查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本選取Y132M 6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率 Pe=5.5kW，滿載轉(zhuǎn)速nm =960r /min。三、總傳動(dòng)比及其分配1 傳動(dòng)裝置的總傳

8、動(dòng)比i=n m/=960/85.94=11.172 各級(jí)傳動(dòng)比的分配若傳動(dòng)裝置由多級(jí)傳動(dòng)串聯(lián)而成，則其總傳動(dòng)比為】=j| 耳-tC、-亠-（12-8）式中，i1、i2、i3ik為各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比。合理分配各級(jí)傳動(dòng)比，可以減小傳動(dòng)裝置的尺寸，減輕其重量，并改善潤滑狀況。分配傳 動(dòng)比應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：1）各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)在常用范圍內(nèi)；2）應(yīng)注意使各級(jí)傳動(dòng)件尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱、避免零件發(fā)生干涉。為避免帶傳動(dòng)的外廓尺寸大而不協(xié)調(diào)，取其傳動(dòng)比ib=3，這樣齒輪傳動(dòng)比為：ig=i/i b=11.17/3=3.72四、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算1.各軸轉(zhuǎn)速（r/ min）由傳動(dòng)比的定義得n I =n 0/ i b =960/3=320n n = n i / ig=320/3.72=86.02=n n =86.02要注意傳動(dòng)裝置的實(shí)際傳動(dòng)比只有在傳動(dòng)件的參數(shù)（例如齒數(shù)、帶輪直徑等）確定后才能準(zhǔn)確計(jì)算，故工作機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速只有在傳動(dòng)件設(shè)計(jì)計(jì)算完成后進(jìn)行核算，一般允許與設(shè)計(jì)要求的轉(zhuǎn)速有（35） %的誤差。2 .各軸功率（kw）由公式 =P出/P入得P0=4.93騷=4.93x0.95 = 4.69=丘孫佻心=4.93x0.95x0.97 xd.99 = 4.50匕= 4.93x 0 95 x0.97 x0 x 0.97 = 4 323 .各軸轉(zhuǎn)矩（N m ） 由公式(12