1、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(hào)、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(jí)傳動(dòng)零件準(zhǔn)備條件。 一臺(tái)膠帶運(yùn)動(dòng)輸機(jī)，驅(qū)動(dòng)卷筒所需的轉(zhuǎn)矩T4.8105Nmm，帶速=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(jí)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、1500r/min、1000r/min、750r/min四種。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速

2、越高，那么極數(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(jí)數(shù)要增多，傳動(dòng)尺寸和本錢(qián)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 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)行分析比擬。圖12-5所示的三種傳動(dòng)方案中，圖12-5a為閉式雙級(jí)齒輪傳動(dòng)，使用維護(hù)方便，適于在重載和惡劣條件下長(zhǎng)期工作，但制造、裝配要求較高，本錢(qián)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，

3、過(guò)載起平安保護(hù)作用的優(yōu)點(diǎn)，一般宜把帶傳動(dòng)布置在高速級(jí)，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(zhǎng)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(hào)。 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(jiàn)設(shè)計(jì)手冊(cè))。 2電動(dòng)機(jī)功率的選擇 電動(dòng)機(jī)的功率選擇適宜與否，對(duì)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(guò)小不能保證工作機(jī)正常工作，或使用電動(dòng)

4、機(jī)因超載而過(guò)早損壞；功率選得過(guò)大那么電動(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(duì)于載荷比擬穩(wěn)定、長(zhǎng)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P0(kW)由下式計(jì)算 (12-6)式中， 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。 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/s)或工作轉(zhuǎn)矩T(Nm)和轉(zhuǎn)速n(r/min)確定?？砂聪率接?jì)算： =Fv/1000 或=Tn/9550(12-7) 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

5、運(yùn)輸帶速度v、卷簡(jiǎn)直徑D，得主動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)速為 據(jù)公式(12-7)得主動(dòng)卷筒軸所需的有效功率為： P=Tn/9550=4.810585.95/9550kW=4.32kW 由表152取一對(duì)齒輪嚙合效率=O97(8級(jí)精度)、V帶傳動(dòng)效率b=O96、滑動(dòng)軸承效率s=O97、滾動(dòng)動(dòng)軸承效率x=O99、聯(lián)軸器效率c=O99。蝸桿傳動(dòng)效率=O80(雙頭蝸桿)。 總效率 圖12-5a = 圖12-5b圖12-5c 電動(dòng)機(jī)所需輸出的功率P。為 圖12-5a P0= /4.32/0.8684.977kW 圖12-5b P0= /4.32/O.876=4.932kW 圖12-5c P0= /4.32/O.745=5.

6、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P0。查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本，取Pe=5.5kW。由計(jì)算可見(jiàn)，本例方案a(圖12-5a)和b(圖12-5b)較好。為此，以下只計(jì)算方案b。 3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定 取帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比ib=24，齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比ig=35，那么傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為： i=ibig=(24)(35)=620 因 ，故得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為 n0=i =(620)85.94=515.6141718.8rmin 在上述轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的常用同步轉(zhuǎn)速有1000rmin和1500rmin。查電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本選取Y132M一6型電動(dòng)機(jī)，其額定功率Pe=5.5kW，滿載

7、轉(zhuǎn)速nm=960rmin。三、總傳動(dòng)比及其分配1傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 i=nm/=960/85.94=11.17 2各級(jí)傳動(dòng)比的分配 假設(shè)傳動(dòng)裝置由多級(jí)傳動(dòng)串聯(lián)而成，那么其總傳動(dòng)比為 (12-8)式中，i1、i2、i3ik為各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比。 合理分配各級(jí)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(rùn)滑狀況。分配傳動(dòng)比應(yīng)考慮以下幾點(diǎn): 1)各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)在常用范圍內(nèi)； 2)應(yīng)注意使各級(jí)傳動(dòng)件尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱、防止零件發(fā)生干預(yù)。 為防止帶傳動(dòng)的外廓尺寸大而不協(xié)調(diào)，取其傳動(dòng)比ib=3，這樣齒輪傳動(dòng)比為： ig=i/ib=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(rmin) 由傳動(dòng)比的定義得 n=n0/ ib=960/3=320 n= n/ ig=320/3.72=86.02 = 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)、