機(jī)械零部件設(shè)計(jì) 第2版 課件 學(xué)習(xí)情境五 任務(wù)5.2選擇電動(dòng)機(jī)

《機(jī)械零部件設(shè)計(jì)》

情境五

設(shè)計(jì)

帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)某一帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置：用一級(jí)斜齒（或直齒）圓柱齒輪減速器。運(yùn)輸機(jī)二班（或三班、單班）制連續(xù)工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有粉塵。減速器小批量生產(chǎn)，使用期限10年，運(yùn)輸帶速度允差±5％。原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶工作拉力F=2000N

運(yùn)輸帶工作速度V=1.30m/s

卷筒直徑D=180mm

卷筒效率設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)任務(wù)一帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)分析及傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)任務(wù)二電動(dòng)機(jī)的選擇任務(wù)三帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)任務(wù)四減速器設(shè)計(jì)任務(wù)五減速器裝配圖設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)整理工作任務(wù)任務(wù)二電動(dòng)機(jī)的選擇工作任務(wù)1、學(xué)會(huì)選擇電動(dòng)機(jī)的方法和步驟。2、掌握傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)1、電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇；2、確定電動(dòng)機(jī)的功率；3、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；4、計(jì)算總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比；5、計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。主要內(nèi)容1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇一、電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇電動(dòng)機(jī)類型直流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)鼠籠型電動(dòng)機(jī)繞線型電動(dòng)機(jī)選擇依據(jù)：由機(jī)械特性、起動(dòng)性能、調(diào)速性能、 維護(hù)以及價(jià)格、工作方式（連續(xù)、短時(shí)、斷續(xù)周期工作制）決定。1、電動(dòng)機(jī)類型的選擇（1）當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速性能要求不高時(shí)，應(yīng)盡量采用交流電動(dòng)機(jī)。1）對(duì)于負(fù)載平穩(wěn)，且無(wú)特殊要求的長(zhǎng)期工作制機(jī)械，應(yīng)選用鼠籠型電動(dòng)機(jī)；2）對(duì)于電梯、橋式起重機(jī)類機(jī)械，應(yīng)采用繞線式異步電動(dòng)機(jī)；3）對(duì)于功率較大，又不需要調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，且長(zhǎng)期工作，應(yīng)采用同步電動(dòng)機(jī)。（2）當(dāng)起動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速等性能采用交流電動(dòng)機(jī)無(wú)法滿足時(shí)，則可采用直流電動(dòng)機(jī)。一、電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇2、電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式的選擇按電動(dòng)機(jī)外殼的防護(hù)型式分為開(kāi)啟式、防護(hù)式、封閉式和防爆式幾種。一、電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇（3）封閉式：用于干燥和清潔的環(huán)境中。（1）開(kāi)啟式：（2）防護(hù)式：用于干燥和灰塵不多，沒(méi)有腐蝕性、爆炸性氣體存在的環(huán)境中。適用于潮濕、多灰塵、易受風(fēng)雨侵蝕等惡劣環(huán)境中。（4）防爆式：適用于有爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境中。開(kāi)啟式電動(dòng)機(jī)防護(hù)式電動(dòng)機(jī)Y系列（IP23）封閉式電動(dòng)機(jī)Y系列（IP44）防爆式電動(dòng)機(jī)（YB系列）2、電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式的選擇按其安裝位置的不同可分為臥式與立式兩種。

一、電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇(1)B3，臥式(2)B5，臥式

(3)B35，臥式(4)V1，立式1、工作機(jī)所需功率PW：當(dāng)已知工作機(jī)主動(dòng)軸的輸出轉(zhuǎn)矩T（N·m）和轉(zhuǎn)速nw（r/min）時(shí)，則工作機(jī)主動(dòng)軸所需功率:

如果給出帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒的圓周力（即卷筒牽引力）F（N）和輸送帶速度V（m／s），則卷筒軸所需功率:二、電動(dòng)機(jī)功率的確定2、電動(dòng)機(jī)的輸出功率Pd：

考慮傳動(dòng)系統(tǒng)的功率損耗，電動(dòng)機(jī)輸出功率為:

式中η——從電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)主動(dòng)軸之間的總效率，即

其中η1、η2、η3、·

·

·

ηn。分別為傳動(dòng)系統(tǒng)中各傳動(dòng)副、聯(lián)軸器及各對(duì)軸承的效率，其數(shù)值可查設(shè)計(jì)手冊(cè)。3、確定電動(dòng)機(jī)額定功率Ped：根據(jù)計(jì)算出的功率Pd可選定電動(dòng)機(jī)的額定功率Ped，應(yīng)使Ped等于或稍大于Pd。二、電動(dòng)機(jī)功率的確定二、電動(dòng)機(jī)功率的確定三、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定

1、工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速

輸送帶速度v與卷筒直徑D（mm）、卷筒軸轉(zhuǎn)速nw的關(guān)系為：由此可知：

2、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速

i1，i2，i3

·

·

·，in——

各級(jí)傳動(dòng)的合理傳動(dòng)比范圍

四、計(jì)算總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比1.確定總傳動(dòng)比i2.分配各級(jí)傳動(dòng)比傳動(dòng)比分配原則（1）各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比應(yīng)在推薦的范圍內(nèi)選取，不要超過(guò)最大值。表5-5常用機(jī)械傳動(dòng)的單級(jí)傳動(dòng)比推薦值

傳動(dòng)比分配原則

（2）應(yīng)使各傳動(dòng)件的尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱、合理，避免互相干涉碰撞或安裝不便（見(jiàn)圖5-5、圖5-6）。圖5-5帶輪過(guò)大造成安裝不便圖5-6高速級(jí)大齒輪與低速軸干涉?zhèn)鲃?dòng)比分配原則

（3）應(yīng)盡量使傳動(dòng)裝置的外廓尺寸緊湊、重量較輕（見(jiàn)圖5-7）。（4）在二級(jí)減速器中，各級(jí)齒輪都應(yīng)得到充分潤(rùn)滑。圖5-7不同傳動(dòng)比對(duì)外廓尺寸的影響五、計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)

1.各軸轉(zhuǎn)速

五、計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)

2.各軸輸入功率

五、計(jì)算傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)

3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩

六、電動(dòng)機(jī)選擇設(shè)計(jì)訓(xùn)練任務(wù)：帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)裝置中的電動(dòng)機(jī)的選擇設(shè)計(jì)。原始數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶工作拉力F=2000N

運(yùn)輸帶工作速度V=1.30m/s

卷筒直徑D=180mm工作條件：連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載起動(dòng)，使用期10年，小批量生產(chǎn)，兩班制工作，運(yùn)輸帶速度允許誤差為±5%。六、電動(dòng)機(jī)選擇設(shè)計(jì)訓(xùn)練帶式輸送機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖

六、電動(dòng)機(jī)選擇設(shè)計(jì)訓(xùn)練1、選擇電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)

Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，臥式B3型。2、確定電動(dòng)機(jī)的功率各效率分別為：

V帶η1：η1＝0.968級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)η2：η2＝0.97

滾動(dòng)軸承η3：η3＝0.99

聯(lián)軸器η4：η4＝0.97

卷筒η5：η5＝0.96Ped≥Pd

六、電動(dòng)機(jī)選擇設(shè)計(jì)訓(xùn)練3、確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（1）確定卷筒軸工作轉(zhuǎn)速；（2）按推薦的合理傳動(dòng)比范圍分配；（3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍。4、結(jié)論根據(jù)以上計(jì)算，查《Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)(JB/T10391-