電機(jī)選擇傳動(dòng)比與效率分配參數(shù)計(jì)算

1、電機(jī)選擇傳動(dòng)比與效率分配參 數(shù)計(jì)算作者:日期: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、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)算各級傳動(dòng)零件準(zhǔn)備條件。一臺膠帶運(yùn)動(dòng)輸機(jī)，已知驅(qū)動(dòng)卷筒所需的轉(zhuǎn)矩T= 4.8 x 105N - 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、15

2、00r/min、1000r/min、750r/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/min和1000r/min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®,可確定傳動(dòng)裝置的初估總傳動(dòng)比lie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

3、，成本較高；圖12-5b采用V帶傳動(dòng)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，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。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

4、，對電動(dòng)機(jī)的正常工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。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P產(chǎn)P/(12-6)式中，二：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。P工作機(jī)所需的功率由工作機(jī)的工作阻力 F(N)和運(yùn)行速度v(m或工作轉(zhuǎn)矩T(N m)和轉(zhuǎn)速n(r/min)確定?？砂聪率接?jì)算：=T(12-7)：=Fv/

5、1000或n/9550傳動(dòng)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60xl000u60x1000x1.87TX400r/nun據(jù)公式（12-7）得主動(dòng)卷筒軸所需的有效功率為:5P s=Tn/9550=4.8 X 10 X 85.95/9550kW=4.32kW由表152取一對齒輪嚙合效率 n =0. 97（8級精度）、V帶傳動(dòng)效率n b=0. 96、滑動(dòng)軸承效率n s=O 97、滾動(dòng)動(dòng)軸承效率n x=O99、聯(lián)軸器效率n c=0.99。蝸桿傳動(dòng)效率n=0.80（雙頭蝸桿）?？傂蕁亦力九二0殲0_990一992 0.97=0.86

6、8圖 12-5an =圖 12-5b以二 0.96x0,97x0 9,00.99x(197 二 0.876圖 12-5c3二側(cè)加久=0 8x0.9爐x0.9爐x 0.97 = 0.745電動(dòng)機(jī)所需輸出的功率p。為圖 12-5aP0=p/ n = 4.32/0.868 = 4.977kW圖 12-5bP0=J-/ n = 4.32/O.876=4.932kW圖 12-5cP 0 =P-./ 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 Po。查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本，取 Pe=5.5kW。由計(jì)算可見，本例方案 a（圖12-5a）和b（圖

7、12-5b）較好。為此， 以下只計(jì)算方案bo3.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定取帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i b=24,齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比i g=35,則傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為：i=i bi g=（2 4） X （3 5）=6 20因，故得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為n 0=i-1 =（6 20） X 85.94=515.614 1718.8r / 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nn=960r / min。三、總傳動(dòng)比及其分配1傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比i=n=960/85.94=11.172 各級傳動(dòng)比的分配

8、若傳動(dòng)裝置由多級傳動(dòng)串聯(lián)而成，則其總傳動(dòng)比為-8）式中，i i、i 2、i 3i k為各級傳動(dòng)的傳動(dòng)比。合理分配各級傳動(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）各級傳動(dòng)比應(yīng)在常用范圍內(nèi)；2）應(yīng)注意使各級傳動(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i b=3，這樣齒輪傳動(dòng)比為：i g=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 =no/ i b=960/3=320n n= n i/ i g=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1 = P出/ P入得P 0=4.93和廠 49395 = 469P II =P腫卅二4.93x0.95x0.97x0.99二4.50二印詡訶九二 493m9%Q97e99UQ97二 4,323.各軸轉(zhuǎn)矩（N m）由公式（1