电机选择传动比与效率分配参数计算1.pdf

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T10 Nmm，带速=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5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。由工作机的工作阻力 F(N)和运行速度 v(m/s)或工作转矩工作机所需的功率T(Nm)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=10 9550kW=5由表 152 取一对齿轮啮合效率=O97(8 级精度)、V 带传动效率b=O96、滑动轴承效率s=O97、滚动动轴承效率x=O99、联轴器效率c=O99。蜗杆传动效率=O80(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=图 12-5b P0=图 12-5c P0=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=。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=24，齿轮传动的传动比 ig=35，则传动装置的总传动比为：i=ibig=(24)(35)=620因，故得电动机的转速范围为/=/=n0=i=(620)=min在上述转速范围内的常用同步转速有1000rmin 和 1500rmin。查电动机产品样本选取 Y132M 一 6 型电动机，其额定功率Pe=，满载转速 nm=960rmin。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/=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、i3ik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=3=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(rmin)由传动比的定义得 n=n0/ib=960/3=320 n=n/ig=320/=n=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(35)的误差。2各轴功率(kw)由公式P出P入得 P0=P=3各轴转矩（N m）由公式(12-5)得