电机选择传动比与效率分配参数计算
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mm minmm cos15八、键的选择本次设计的减速箱中共有3根十一、箱体及减速器附件说明:箱壳是安装轴系组件和所有附件的基座,它需具有足够的强度、刚度和良好的工艺性。
箱壳采用HT200灰铸铁铸造而成,易得道美观的外表,还易于切削。
为了保证箱壳有足够的刚度,常在轴承凸台上下做出刚性加固筋。
轴承采用润滑脂润滑,在轴承与轴肩连接处,采用挡油环结构。
防止箱体内全损耗系统用油将油脂洗去。
箱体底部应铸出凹入部分,以减少加工面并使支撑凸缘与地量好接触。
减速器附件:1)视孔和视孔盖箱盖上一般开有视孔,用来检查啮合,润滑和齿轮损坏情况,并用来加注润滑油。
为了防止污物落入和油滴飞出,视孔须用视孔盖、垫片和螺钉封死。
2)油面指示器油面指示器上有高油面和低油面指示孔,油面一般不能低于最低油面孔,不能高于最高油面孔。
一般油面高度为30~50mm,要浸到1~2齿,一般不超过齿轮半径的1/3。
3)油塞在箱体最底部开有放油孔,以排除油污和清洗减速器。
放油孔平时用油塞和封油圈封死。
油塞用细牙螺纹,材料为Q235钢。
封油圈采用石棉橡胶制成。
4)吊钩、吊耳为了便于搬运减速器,常在箱体上铸出吊钩和吊耳。
起调整个减速器时,一般应使用箱体上的吊钩。
对重量不大的中小型减速器,如箱盖上的吊钩、吊耳的尺寸根据减速器总重决定,才允许用来起调整个减速器,否则只用来起吊箱盖。
5)定位销为了加工时精确地镗制减速器的轴承座孔,安装时保证箱盖与箱体的相互位置,再分箱面凸缘两端装置两个直径为A7的圆锥销,以便定位。
长度应大于凸缘的总厚度,使销钉两端略伸凸缘以利装拆。
滚动轴承的外部密封装置:为了防止外界灰尘、水分等进入轴承,为了防止轴承润滑油的泄漏,在透盖上需加密封装置。
在此,我用的是毡圈式密封。
因为毡圈式密封适用于轴承润滑脂润滑,摩擦面速度不超过4~5m/s的场合。
十二、小结:心得小结附:弯矩图、扭矩图(轴1)具体参数见表格中“轴的设计”部分。
参考资料1吴克坚等主编.机械设计.北京:高等教育出版社,20032王之栎等主编.机械设计综合课程设计.北京:机械工业出版社,20033龚桂义主编.机械设计课程设计指导书.北京:高等教育出版社,19904龚桂义主编.机械设计课程设计图册.北京:高等教育出版社,19895范钦珊,蔡新.工程力学.北京:高等教育出版社,20066 宜沈平,赵傲生.计算机工程制图与机械设计.南京东南大学出版社,2004.。
电动机的选择与运动参数计算;η=η齿η轴承3η联轴器2=0.9720.9830.992=0.87ω =2V/D=1.1/0.16=6.875(rad/s)n w=(60*1000*V w)/(πD)=65.6847(r/min)p w=(T w n)/(9550*ηw)=(420*65684.7)/(9950*0.95)=3.04(kw)Pd=pw/η=3040/0.87=3455(w)= 3.455(kw)Ped =(1~1.3)pdPed=3.455~4492(kw)由书p216查得电动机:Y132M1-6传动比较小,因此选择Y132M1-6电机计算两级齿轮传动比:I1=(1.3*14.77)^0.5=4.38I2=i1/1.34.38/1.3=3.37各轴转速n0=nm=960(r/min)N1=nm=960(r/min)N2=n1/i1=960/4.38=219.18(r/min)N3=n2/i2=960/4.38/3.37=65(r/min)N4=n3=65(r/min)各轴输入功率:P0=3.5(kw)P1=p0*.0.99=0.3465(kw)P2=p1*0.97*0.98=3.29(kw)P3=p2*0.97*0.98=3.13(kw)P4=p3*0.99*0.98=3.03(kw)各轴转矩:T0=9550*3.5/960=34.8(N*m)T1=9550*3.465/960=34.5(N*m)T2=9550*3.29/219.68=143(N*m)T3=9550*3.13/65=459(N*m)T4=9550*3.03/65=445.2(N*m)============================================高速级齿轮设计:等级精度8级一年工作300天β初定15°240hbs 45钢(调质)硬度差41hbs 小齿轮40Cr(调质) 按齿面接触强度设计D1t≥试取 kt=1.6T1=34.5(n·m)U=i1=4.36σZE=188 (表10-6)ZH=2.425(表 10-30)S 取 1σlim1=620(Mpa)σlim2=550(Mpa) (图 10-21) 计算应力循环次数:N1=300*8*2*60*960=2.76*108(次)N2=300*8*2*60*219.8=6.33*107(次)kHN1=0.95 kHN2=0.99 (图 10-19) [σH1]= kHN1*σlim1/S=620*0.95=589(Mpa)[σH2]= kHN2*σlim2/S=550*0.99=544(Mpa)εα1=0.77, εα2=0.81 εα=0.77+0.81=1.58(图10-26)Ψd=1 (表10-7)带入公式,得 d1t=38.16(mm)V=П*d1t*n1/60/1000=3.14*38.16/960/60/1000=1.9772(m/s)b=Ψd*d1t=38.16(mm)h=2.25*mnt=2.25*1.4744=3.3174(mm)b/h=38.16/3.3174=11.5计算纵向重合度εβ= 0.318*Ψd*tanβ*Z=2.1计算载荷系数kA=1 (表10-2)KV=1.12 (图10-8)kv=1.12 (图10-8)khβ=1.45(表10-4)khα=1.5(表10-3)得 k=kA*kV*kHα*kHβ=1*1.1*1.45*1.5=2.3925按实际载荷系数校正所得的分度圆直径D1= =33.371(mm)计算模数mn: mnt=d1t*cosβ/Z1=38.16*cos15°=1.4744h=2.25*mnt=2.25*1.4744=3.3174(mm)按齿根弯曲强度设计Mn≥KFβ=1.38 (图10-13)KFα=KHα=1.5得 k=kA*Kv*KFα* KFβ1*1.2*1.5*1.38=2.5875Yβ=0..852 (图10-28)计算当量齿数Zv1=Z1/cos3β=25/ cos315°=27.74Zv2=Z2/cos3β=108/ cos315°=119.837YFa1=2.57,YFa2=2.13,YSa1=1.6,YSa2=1.845(表10-5)KFN1=0.9,KFN2=0.9 (10-18图)S 取1.5[σF1]=KFN1*σlim1/S=0.9*620/1.5=372(Mpa)[σF2]=KFN2*σlim2/S=0.9*550/1.5=330(Mpa)YFA1*Ysa1/[σF1]=2.57*1.6/372=0.011054 (舍去) YFA2*Ysa2/[σF2]=2.13*1.845/330=0.01246得,大齿轮的系数较大,所以将大齿轮的系数带入公式 Mn≥1.2413(mm)取2齿数:Z1=d1*cosβ/mn=33.371*cos15°/2=16.11 取 17Z2=16.11*4.35888=70.25 取 70几何尺寸:a= =90.069(mm)≈90(mm)β=arcos =14°50′6″β值变化不大,故εα,kβ,ZH不必修正d1=Z1*mn/cosβ=17*2/cos(14°50′6″)=35(mm)d2=Z2*mn/cosβ=70*2/cos(14°50′6″)=145(mm)齿宽:B=Ψd*d1=1*35=35(mm)得 B1=40mm B2=35mm高速级齿轮设计完成!低速机齿轮设计等级精度8级一年工作300天β初定13° 240hbs 45钢(调质)硬度差41hbs 小齿轮40Cr(调质) 按齿面接触强度设计D1t≥试取 kt=2T2=143(n·m)U=i2=3.5299ZE=188 (表10-6)ZH=2.425(表 10-30)S 取 1σlim1=620(Mpa)σlim2=550(Mpa) (图 10-21)计算应力循环次数:N1=300*8*2*60*219.8=6.3*107(次)N2=300*8*2*60*65.5695=1.8884*107(次)kHN1=0.95 kHN2=0.97 (图 10-19) [σH1]= kHN1*σlim1/S=620*0.95=589(Mpa)[σH2]= kHN2*σlim2/S=550*0.97=533.5(Mpa)εα1=0.78, εα2=0.81 εα=0.787+0.81=1.59(图10-26)Ψd=1 (表10-7)带入公式,得 d1t=67.562(mm)V=П*d1t*n1/60/1000=3.14*67.562/219.8/60/1000=0.77786(m/s)计算纵向重合度εβ= 0.318*Ψd*tanβ*Z=1.8354计算载荷系数kA=1 (表10-2)KV=1.1 (图10-8)khβ=1.45(表10-4)khα=1.5(表10-3)得 k=kA*kV*kHα*kHβ=1*1.1*1.45*1.5=2.4024按实际载荷系数校正所得的分度圆直径D1= =70.662(mm)计算模数mn: mnt=d1t*cosβ/Z1=67.562*cos13°/25=1.63(mm)b=Ψd*d1t=67.562(mm)h=2.25*mnt=2.25*1.63=3.67(mm)b/h=67.562/3.67=11.4173按齿根弯曲强度设计Mn≥KFβ=1.4 (图10-13)KFα=KHα=1.5得 k=kA*Kv*KFα* KFβ1*1.1*1.5*1.4=2.31Yβ=0..88 (图10-28)计算当量齿数Zv1=Z1/cos3β=25/ cos313°=27.0251Zv2=Z2/cos3β=108/ cos313°=95.129YFa1=2.55,YFa2=2.19,YSa1=1.61,YSa2=1.785(表10-5)KFN1=0.95,KFN2=0.97 (10-18图)S 取1.5[σF1]=KFN1*σlim1/S=0.95*620/1.5=392.667(Mpa)[σF2]=KFN2*σlim2/S=0.9*550/1.5=355.667(Mpa)YFA1*Ysa1/[σF1]=2.57*1.6/372=0.01046 (舍去)YFA2*Ysa2/[σF2]=2.13*1.845/330=0.010991得,大齿轮的系数较大,所以将大齿轮的系数带入公式 Mn≥1.772(mm)取2齿数:Z1=d1*cosβ/mn=33.371*cos13°/2=34Z2=16.11*4.35299=120几何尺寸:a= =158(mm)β=arcos =12°55′12″β值变化不大,故εα,kβ,ZH不必修正d1=Z1*mn/cosβ=34*2/cos(12°55′12″)=70(mm)d2=Z2*mn/cosβ=70*2/cos(12°55′12″)=246(mm)齿宽:B=Ψd*d1=1*709=70(mm)得 B1=75mm B2=70mm低速级齿轮设计完成!轴承检验(检验过程参考“机械设计课程设计”教材)一号轴轴承选择检验材料采用 45钢,一号轴[τт]取30,P1=3.42144kwN1=960r/min由公式得 A0=116.4543由轴的最小直径公式:得 d≥ 17.8346mm由于电动机Y132M1-6输出轴直径为38mm (表20-2)选用GY4凸缘联轴器(表17-2)输入轴直径选用30mm 因此,一号轴初选轴承30206圆柱滚子轴承。
电动机的选择计算公式设计项目设计公式与说明结果1计算电动机功率2确定电动机转速3选择电动机dP=2wP=3221【查表2-3p'9】1V带传动功率0.96(一条)2滚动轴承0.99(两对)3齿轮传动效率0.97(一对)wP=4.0KW=0.913dP=wP=913.00.4=4.38KWwn=125r/minV带传动比0i=2~4【i查表2-27P】单级直齿圆柱齿轮传动比1i=3~5传动比合理范围i=0i1i=6~20dn=i w n=(6~20)×125=750~2500r/min根据功率及转速,查附录5(120P),选电动机:(1)Y132s-4额定功率5.5KW满载转速1440r/min同步转速1500rmin总传动比i=wmnn=1440/125=11.52(2)Y132mz-6额定功率5.5KW满载转速960r/min同步转速1000rmindP=4.38KWdn=750~2500r/min4分配传动比5求各轴转速6求各轴输入功率6求各轴输入转矩总传动比i=wmnn=1440/125=7.68根据传动比,选方案(2)更合适。
取V带传动比为0i=2齿轮传动比1i=ii=7.68/2=3.84n=in m=2960=480r/minn=in=84.3480=125r/minⅠ轴P=dP1=4.38×0.96=4.20KWⅡ轴P=dP23=4.20×0.99×0.97=4.03KWdT=9550mdnP=9550×96038.4=43.57N·mT=9550nP=9550×48020.4=83.61N·mT=9550mdnP=9550×12503.4=307.89N·m选电动机Y132mz-6n=480r/minn=125r/minP=4.20KWP=4.03KWdT=43.57N·mT=83.61N·mT=307.89N·m一、带传动设计设计项目设计公式与说明结果确定设计功率d P 选择V 带轮型号确定带轮直径0d d d d 确定中心距a 和带长d L (1)由表9-9(P155)查得工作情况系数A K =1.3 (2)据式(9-17)。
电机的选型计算实例1. 首先,我们需要明确电机的应用场景以及所需的工作参数。
例如,如果我们要选择用于驱动一个机械装置的电机,我们需要知道所需的输出功率、转速范围和额定电压等。
2. 接下来,我们需要了解电机的工作原理和基本参数。
电机通常由定子和转子组成,定子上有绕组,转子上则有磁铁。
当电流通过定子绕组时,会产生一个旋转磁场,与转子上的磁铁相互作用,从而使转子旋转。
3. 在选择电机时,我们需要考虑所需的输出功率。
输出功率可以通过以下公式计算:输出功率= 转矩×角速度。
转矩可以通过所需的工作负载以及机械装置的传动比来确定。
角速度通常以转每分钟(RPM)或弧度每秒(rad/s)来表示。
4. 额定电压是选择电机时另一个重要的参数。
额定电压是电机设计时所考虑的电压范围,电机应在此范围内正常工作。
我们应选择与我们所使用的电源电压相匹配的电机。
5. 转速范围是另一个需要考虑的因素。
不同类型的电机具有不同的转速范围。
如果我们需要一个具有较大转速范围的电机,我们可以选择步进电机或直流无刷电机。
如果我们需要一个转速较低但具有较大转矩的电机,我们可以选择直流有刷电机或交流异步电机。
6. 在选型时,还需要考虑电机的效率。
电机的效率是指其将输入电能转换为有用输出功率的能力。
高效率的电机可以提供更少的能源损耗,从而减少能源消耗和运行成本。
7. 此外,我们还需要考虑电机的尺寸和重量。
不同的电机类型和规格具有不同的尺寸和重量。
根据应用需求和安装空间的限制,我们应选择适合的尺寸和重量的电机。
8. 最后,我们还需要考虑电机的可靠性和寿命。
电机的可靠性是指其在长期运行过程中的稳定性和可靠性。
寿命是指电机预计的使用寿命。
我们应选择质量可靠、寿命长且易于维护的电机。
通过以上步骤,我们可以选择到适合特定应用的电机。
在选择之前,我们应该充分了解电机的工作原理、基本参数以及应用需求,以确保选择合适的电机。
电机与丝杆传动比计算»步进电机与丝杆传动比的计算m知条件;CNC的脉冲当量§、丝秆螺距K、步进电机的步距角B。
4•算:电机与丝杆的传动比C机械传动比)|。
,十算步骤:1.丝杆旋转一周的输入胎中数P上。
0 2.电机旋转一周的输入脉冲数F二型。
3.丝杆传动比嗨=黔Array• EP100交流伺服驱动器电子齿轮参数的计算己知条件:CNC的贻中当量5、丝杆螺距K、电机与丝秆的传动比(机械传动比儿,十算:电子齿轮参数PA.2 PA13。
才算步骤:1.秆旋转一周的输入脉冲数P'= +2.电机旋转一周的输入脉冲数P = PU。
3.电子齿轮参数竺 =&= 12222=型巴2M3 P K・i其中;公式—12罗由驱动器说明书提供。
刃12_ 10000 V 丽5二 I电子脉冲当量相对于每一脉冲信号的机床运动部件的位移量称为脉冲当量,又称作最小设定单位。
脉冲增量插补是行程标量插补,每次插补结束产生一个行程增量,以脉冲的方式输出。
这种插补算法主要应用在开环数控系统中,在插补计算过程中不断向各坐标轴发出互相协调的进给脉冲,驱动电机运动。
一个脉冲所产生的坐标轴移动量叫做脉冲当量。
脉冲当量是脉冲分配的基本单位,按机床设计的加工精度选定,普通精度的机床一般取脉冲当量为:0.01mm,较精密的机床取0.001mm或0.005mm。
采用脉冲增量插补算法的数控系统,其坐标轴进给速度主要受插补程序运行时间的限制,一般为1~3m/min。
脉冲增量插补主要有逐点比较法、数据积分法、直线函数法等。
脉冲当量影响数控机床的加工精度,它的值取得越小,加工精度越高。
“脉冲当量”在学术文献中的解释1、如果我们将飞锯车所走的距离与步进电机的功率脉冲Fs之比称为脉冲当量,则不同的齿轮配比可得到不同的脉冲当量.当脉冲当量一定时,则飞锯车所走的位移为步进电机的功率脉冲数与脉冲当量的乘积文献来源2、伺服系统伺服系统也叫做执行机构它将数控装置的脉冲信号转换为机床运动部件相应的位移量称为脉冲当量•日线的驱动部分全部采用交流电气伺服系统与”脉冲当量”;相关的学术图片脉冲当量学术图片已知脉冲当量丝杆螺距步距角怎么计算传动比2008-12-16 09:35提问者:bdyuegui |问题为何被关闭|浏览次数:1234次开环系统的脉冲当量为0.01MM/脉冲,丝杆螺距为8MM,步进电机步距角为0.75 度,电机与丝杆采用齿形皮带传动,其传动比应为多少。
二.选择电动机二.选择电动机机械设计课程设计二、选择电动机1. 电动机类型的选择根据动力源和工作条件,选用Y 系列三相异步电动机 2. 电动机功率的选择工作机所需要的有效功率Pw 为F=2T/D=2*850/370*0.001 =4.595KwPw=Fv/1000nw= 4.595*1.25/1000*.95=6.045kw 其中Nw 为工作机的传动效率。
n=n1*n2*n2*n3*n3*n3*n3*n4=0.95*0.97*0.97*.98*0.98*0.98 *0.99=0.833 n1=0.95为带传动的效率。
n2=0.97为一级圆柱齿轮的传动效率n3=0.98为一对滚动轴传动的效率。
n4=0.99为刚性联轴器的效率。
电动机所需功率Pd 为Pd=Pw/n=6.045/0.833=7.257kw由表16-3可以选取电动机的额定功率为7.5KW 3, 电动机转速的选择电动机通常采用同步转速有1000r/min和1500r/min两种,对两种转速作对比。
由表16-3可知,同步转速是1000r/min的电动机,其满载转速Nm 是970r/min; 同步转速是15000r/min的电动机,其满载转速Nm 是1440r/min. 工作机的转速为Nw=60*1000*1.25/3.14*370=64.555r/min 总传动比i=nw/n m, 其中n m 为电动机的满载转速。
由表22-1可知,方案2传动比过大,为了使传动装置结构紧凑,选用传动方案1 较为合理。
4. 电动机型号的确定根据电动机功率和同步转速,选用选用电动机型号为Y160M-6由表16-3和16-4,可知有关参数如下电动机的额定功率P=7.5Kw 电动机的满载转速n m =970r/min 电动机的外伸轴直径D=42mm电动机的外伸轴长度E=110mm三.传动装置的运动学和动力学参数计算1. 总传动比及其分配总传动比i=nm /nw =970/64.555=15.025 根据2-2,选V 带传动的传动比i 1=2.1 减速器的传动比i f =i/i1=15.025/2.1=7.154 考虑两级齿轮的润滑问题,两级大齿轮应该有相近的浸油深度。
丝杆传动电机选型计算
丝杆传动电机的选型计算需要考虑以下几个因素:
1. 扭矩需求:需要计算所需达到的最大扭矩,通常可通过设计所需传递力矩和传动效率来确定。
2. 转速需求:需要计算丝杆传动的最大转速以及电机的额定转速,通常需要考虑传动比、时速、偏差系数等参数。
3. 功率需求:根据扭矩和转速的需求,计算丝杆传动电机的输出功率。
4. 电机选型:根据以上计算结果,选取适当的带减速器的直流电机、交流电机或步进电机等。
5. 防护等级:需要根据具体应用环境的要求,选择适当的电机保护等级。
以上是丝杆传动电机选型计算时需要考虑的几个因素,具体计算方法可以根据具体应用需求和设计要求进行选择。
电机的选型计算电机选型计算书PZY电机(按特大型车设计即重量为2500吨)一、提升电机根据设计统计提升框架重量为:2200kg,则总提升重量为G=2500+2200=4700kg。
设计提升速度为5-5.5米/分钟,减速机效率为0.95。
则提升电机所需要的最小理论功率:如图所示F=1/2*G,V2=2*V1 即力减半,速度增加一倍,所以F=2350 kg根据设计要求选择电机功率应P>4444.386瓦,因为所有车库专用电机厂家现有功率5.5KW,所以就暂定电机功率钢丝绳卷筒直径已确定为到5.5m/min 即0.09167m/s;P > 4444.386瓦电机最小型号P=5.5KW , i=60。
260mm,若使设备提升速度由公式:- D可求知卷筒转速:V 1113.474rnD 3.14江0.26查电机厂家资料知:电机功率:P=5.5KW 速比:i=60电机输出轴转速为3 =25r,扭矩为M=199.21/kg • m,输出轴径d= $ 60mm。
则选择主动链轮为16A双排z=17,机械传动比为:z 13.474i乙2525 沃17 “ 一取从动轮16A双排z=33;1).速度校核:所选电机出力轴转速为 3 =25r ,机械减速比为33/仃,得提升卷筒转速:25汉17「12.88r133综上可知:提升钢索自由端线速度:「二D = 3.14 12.88 0.26 = 10.52(m/min)则提升设备速度为:v= 10.52/2=5・26m/min 。
2).转矩校核:设备作用到钢索卷筒上的力为:G/2=2350kg则,卷筒所需最小转矩:T=2350*0.13=305.5 kg • m链条传动效率取n =0.96,动载系数取K=1.2,电机出力 轴最小转矩为;可见:T i <199.21。
故可以选用功率 P=5.5KW 速比i=60 的减速电机作为提升电机。
二、横移电机根据设计统计横移架子的总重为 G=6000kg ,横移运动副的摩擦系数为卩=0.05,牵引力为:F=G* 卩=6000*0.05=300 kg设横移速度为11m/min ,则电机最小功率为:W=300*9.8*11/60=539W车库专用电机厂家现有的P > 539W 电机最小型号P=750W ,所以就暂定电机功率为 P=750W ,横移轮直径d=100mm ,电机所需转速:3 =11/ (3.14*0.1 ) =35r查电机厂家资料与所计算数据比较接近的电机是: 功率:P=750W 速比:i=40电机输出轴转速为 3 =37.5r ,扭矩为M=17.9kg • m ,输出轴径 d= $ 32mm ,1).速度校核305.5 17 1.233 0.96=196.72kg m所选电机出力轴转速为37.5r,横移轮直径d=100mm ,则横移速度为:v= n 3 d=3・14*37・5*0・1=11・775m/min 。
第二章机械传动系统的总体设计机械传动系统的总体设计,主要包括分析和拟定传动方案、选择原动机、确定总传动比和分配各级传动比以及计算传动系统的运动和动力参数。
第一节分析和拟定传动系统方案一、传动系统方案应满足的要求机器通常由原动机(电动机、内燃机等)、传动系统和工作机三部分组成。
根据工作机的要求,传动系统将原动机的运动和动力传递给工作机。
实践表明,传动系统设计的合理性,对整部机器的性能、成本以及整体尺寸都有很大影响。
因此,合理地设计传动系统是整部机器设计工作中的重要一环,而合理地拟定传动方案又是保证传动系统设计质量的基础。
传动方案一般由运动简图表示,它直接地反映了工作机、传动系统和原动机三者间运动和动力的传递关系。
在课程设计中,学生应根据设计任务书拟定传动方案。
如果设计任务书中已给出传动方案,学生则应分析和了解所给方案的优缺点。
传动方案首先应满足工作机的性能要求,适应工作条件、工作可靠,此外还应结构简单、尺寸紧凑、成本低、传动效率高和操作维护方便等。
要同时满足上述要求往往比较困难,一般应根据具体的设计任务有侧重地保证主要设计要求,选用比较合理的方案。
图2—l所示为矿井输送用带式输送机的三种传动方案。
由于工作机在狭小的矿井巷道中连续工作,因此对传动系统的主要要求是尺寸紧凑、传动效率高。
图2—1(a)方案宽度尺寸较大,带传动也不适应繁重的工作要求和恶劣的工作环境;图2—l(b)方案虽然结构紧凑,但蜗杆传动效率低,长期连续工作,不经济;图2—l(c)方案宽度尺寸较小,传动效率较高,也适于恶劣环境下长期工作,是较为合理的。
图2—l 带式输送机传动方案比较二、拟定传动系统方案时的一般原则由上例方案分析可知,在选定原动机的条件下,根据工作机的工作条件拟定合理的传动方案,主要是合理地确定传动系统,即合理地确定传动机构的类型和多级传动中各传动机构的合理布置。
下面给出传动机构选型和各类传动机构布置及原动机选择的一般原则。
电动机选择及传动比分配设计题目:设计一用于带式运输机用的二级圆柱齿轮减速器。
运输机连续工作,单向运转载荷变化不大,空载启动。
减速器小批量生产,使用期限8年(每年按360天计算),一般制工作。
已知输出轴转速,转矩,滚筒直径,滚筒的效率为,运输机允许速度误差≔n 345≔T ⋅1600≔D 400≔η%97为5%。
【解】:(1)确定电动机到卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率,由《机械设计课程设计》P8表2-4得≔η0.97≔η0.99≔η0.99(2)工作机所需功率P W ≔P W =―――⋅T n 395500.79输送带速度与转筒直径,转筒轴转速()的关系为v D n W ≔n W =n 345≔v =⋅n W ―D 20.942―输送机驱动滚筒的圆周力(即滚筒的牵引力)(N)和输送带速度(m/s )F v ≔F =――P W v 0.838(3)选择电动机①电动机类型和结构形式。
按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。
它为卧式封闭结构。
②电动机容量。
a.卷筒轴的输出功率=P W ⎛⎝⋅7.89510−4⎞⎠b.电动机输出功率P d=P d ――P W η传动装置的总效率:≔η=⋅⋅⋅η2η2η3η0.868所以,电动机输出功率≔P d =――P W η⎛⎝⋅9.09610−4⎞⎠c.电动机的传动功率P ed由《机械设计课程设计》第二十章表20-1选取电动机额定功率≔P ed 11(4)电动机的转速为了便于选择电动机转速,先推算电动机转速的可能范围。
由表2-1查得圆柱齿轮传动常用传动比推荐值范围,,最大值不超过10,则电动机转速可选范围为≔i 1min 3≔i 1max 6≔n dmin =⋅⋅n 3i 1min i 1min 405≔n dmax =⋅⋅n 3i 1max i 1max⎛⎝⋅1.62103⎞⎠可见,同步转速、的电动机均符合要求。
750rpm 1000rpm 1500rpm 由《机械设计课程设计》第二十章表20-1选取电动机型号为Y160L-6(额定功率,满载转速≔P ed 11)≔n m 970(5)电动机的技术数据和外形、安装尺寸由表20-1、表20-3查出Y132M1-6型电动机的主要技术数据和外形、安装尺寸,并列表记录备用(6)计算传动装置总传动比和分配各级传动比①传动装置的总传动比≔i =――n m n W21.556②分配各级传动比取轴齿轮传动比,则轴齿轮传动比为Π≔i 1 5.108≔i 2=―i i 14.22所得值符合圆柱齿轮传动传动比的推荐范围。
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υ=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
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n D及工作机的输入转速nω,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
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=T n/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:
Pω=T n/9550=4.8×105×85.95/9550kW=4.32kW
由表15—2取一对齿轮啮合效率η=O.97(8级精度)、V带传动效率ηb=O.96、滑动轴承效率
ηs=O.97、滚动动轴承效率ηx=O.99、联轴器效率ηc=O.99。
蜗杆传动效率η=O.80(双头蜗杆)。
总效率η
图12-5a η=
图12-5b
图12-5c
电动机所需输出的功率P。
为
图12-5a P0= /η=4.32/0.868=4.977kW
图12-5b P0= /η=4.32/O.876=4.932kW
图12-5c P0= /η=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P e应略大于所需功率P0。
查电动机产品样本,取P e=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i b=2~4,齿轮传动的传动比i g=3~5,则传动装置的总传动比为: i=i b i g=(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P e=5.5kW,满载转速n m=960r/min。
三、总传动比及其分配
1.传动装置的总传动比
i=n m/=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…i k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i b=3,这样齿轮传动比为:
i g=i/i b=11.17/3=3.72
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
nⅠ=n0/ i b=960/3=320
nⅡ= nⅠ/ i g=320/3.72=86.02
= nⅡ=86.02
要注意传动装置的实际传动比只有在传动件的参数(例如齿数、带轮直径等)确定后才能准确计算,故工作机的实际转速只有在传动件设计计算完成后进行核算,一般允许与设计要求的转速有(3~5)%的误差。
2.各轴功率(kw)
由公式=P出/P入得
P0=4.93
PⅠⅠ=
3.各轴转矩(N m)由公式(12-5)得。