电机选择传动比与效率分配参数计算

方案设计 电机选择 传动比与效率分配 参数计算方案设计 电机选择 传动比与效率分配 参数计算 械传动装置设计的任务是分析和确定传动方案 选定电动机的型号 合理分配传动比及 计算机械传动的运动和动力参数 为设计计算各级传动零件准备条件 一台胶带运动输机 已知驱动卷筒所需的转矩 T 4 8 105N mm 带速 1 8m s 滚筒直径 D 400mm 载荷平稳 常温单向连续运转 试确定机械传动方案 选择电动机 计算总传动比并分配各级传动比 计算各轴功率 转速和转矩 一 拟定机械传动方案一 拟定机械传动方案 拟定传动方案 应首先考虑电动机的同步转速 相同容量的同类异步电动机 其同步 转速有 3000r min 1500r min 1000r min 750r min 四种 电动机转速越高 则极数越 少 尺寸和重量越小 价格也越低 但机械传动装置的总传动比增大 传动级数要增多 传动尺寸和成本都要增加 通常多用同步转速为 1500r min 和 1000r min 两类电动机 选定同步转速后 依据电动机的同步转速 nD及工作机的输入转速 n 可确定传动装 置的初估总传动比 图 12 5 带式运输机的传动方案 根据所需的 并考虑各类传动机构 的合理范围 拟定出几种传动方案进行分析比 较 图 12 5 所示的三种传动方案中 图 12 5a 为闭式双级齿轮传动 使用维护方便 适于 在重载和恶劣条件下长期工作 但制造 装配要求较高 成本较高 图 12 5b 采用 V 带传 动获得较为紧凑的结构尺寸 又能发挥其缓冲 吸振 过载起安全保护作用的优点 一般 宜把带传动布置在高速级 该方案通常得到广泛应用 但外廓尺寸一般较大 且不适于繁 重和恶劣条件下工作 图 12 5c 为电动机直接接在蜗杆减速器上 结构最紧凑 但在长期 连续运转条件下 由于蜗杆效率低 功率损失大 传动方案远不止上述三种 设计时应根 据不同的性能要求和工作特点 选取合理的传动方案 二 选择电动机二 选择电动机 传动方案确定后 根据工作机要求 选择电动机的类型和型号 1 电动机的类型选择 根据工作条件 选用 Y 系列三相异步交流电动机 参见设计手册 2 电动机功率的选择 电动机的功率选择合适与否 对电动机的正常工作和经济性都有影响 功率选得 过小不能保证工作机正常工作 或使用电动机因超载而过早损坏 功率选得过大则电动机 的价格高能力得不到充分发挥 而且因电动机经常不满载运行 其效率和功率因数都较低 而造成能自的浪费 对于载荷比较稳定 长期运转的机械 通常按照电动机的额定功率选择 而不必校验 E 动机的发热和起动力矩 电动机所需输出的功率 P0 kW 由下式计算 12 6 式中 为工作机所需的功率 为从电动机到工作机的总效率 工作机所需的功率由工作机的工作阻力 F N 和运行速度 v m s 或工作转矩 T N m 和 转速 n r min 确定 可按下式计算 Fv 1000 或 Tn 9550 12 7 传动方案确定后 可估算出传动的总效率 然后确定电动机需要的功率 由运输带速度 v 卷简直径 D 得主动卷筒转速为 据公式 12 7 得主动卷筒轴所需的有效功率为 P Tn 9550 4 8 105 85 95 9550kW 4 32kW 由表 15 2 取一对齿轮啮合效率 O 97 8 级精度 V 带传动效率 b O 96 滑动 轴承效率 s O 97 滚动动轴承效率 x O 99 联轴器效率 c O 99 蜗杆传动效率 O 80 双头蜗杆 总效率 图 12 5a 图 12 5b 图 12 5c 电动机所需输出的功率 P 为 图 12 5a P0 4 32 0 868 4 977kW 图 12 5b P0 4 32 O 876 4 932kW 图 12 5c P0 4 32 O 745 5 199kW 因载荷平稳 电动机连续运转 所以电动机的额定功率 Pe应略大于所需功率 P0 查电动 机产品样本 取 Pe 5 5kW 由计算可见 本例方案 a 图 12 5a 和 b 图 12 5b 较好 为此 以下只计算方案 b 3 电动机转速确定 取带传动的传动比 ib 2 4 齿轮传动的传动比 ig 3 5 则传动装置的总传动比为 i ibig 2 4 3 5 6 20 因 故得电动机的转速范围为 n0 i 6 20 85 94 515 614 1718 8r min 在上述转速范围内的常用同步转速有 1000r min 和 1500r min 查电动机产品样本选 取 Y132M 一 6 型电动机 其额定功率 Pe 5 5kW 满载转速 nm 960r min 三 总传动比及其分配三 总传动比及其分配 1 传动装置的总传动比 i nm 960 85 94 11 17 2 各级传动比的分配 若传动装置由多级传动串联而成 则其总传动比为 12 8 式中 i1 i2 i3 ik为各级传动的传动比 合理分配各级传动比 可以减小传动装置的尺寸 减轻其重量 并改善润滑状况 分配 传动比应考虑以下几点 1 各级传动比应在常用范围内 2 应注意使各级传动件尺寸协调 结构匀称 避免零件发生干涉 为避免带传动的外廓尺寸大而不协调 取其传动比 ib 3 这样齿轮传动比为 ig i ib 11 17 3 3 72 四 传动装置的运动和动力参数计算四 传动装置的运动和动力参数计算 1 各轴转速 r min 由传动比的定义得 n n0 ib 960 3 320 n n ig 320 3 72 86 02 n 86 02 要注意传动装置的实际传动比只有在传动件的参数 例如