第二章機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，主要包括分析和擬定傳動(dòng)方案、選擇原動(dòng)機(jī)、確定總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比以及計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。第一節(jié)分析和擬定傳動(dòng)系統(tǒng)方案一、傳動(dòng)系統(tǒng)方案應(yīng)滿(mǎn)足的要求機(jī)器通常由原動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等）、傳動(dòng)系統(tǒng)和工作機(jī)三部分組成。根據(jù)工作機(jī)的要求，傳動(dòng)系統(tǒng)將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給工作機(jī)。實(shí)踐表明，傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，對(duì)整部機(jī)器的性能、成本以及整體尺寸都有很大影響。因此，合理地設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)是整部機(jī)器設(shè)計(jì)工作中的重要一環(huán)，而合理地?cái)M定傳動(dòng)方案又是保證傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量的基礎(chǔ)。傳動(dòng)方案一般由運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖表示，它直接地反映了工作機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)和原動(dòng)機(jī)三者間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞關(guān)系。在課程設(shè)計(jì)中，學(xué)生應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)擬定傳動(dòng)方案。如果設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中已給出傳動(dòng)方案，學(xué)生則應(yīng)分析和了解所給方案的優(yōu)缺點(diǎn)。傳動(dòng)方案首先應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、成本低、傳動(dòng)效率高和操作維護(hù)方便等。要同時(shí)滿(mǎn)足上述要求往往比較困難，一般應(yīng)根據(jù)具體的設(shè)計(jì)任務(wù)有側(cè)重地保證主要設(shè)計(jì)要求，應(yīng)滿(mǎn)足工作機(jī)的性能要求，適應(yīng)工作條件、工作可靠，此外還選用比較合理的方案。圖2—l所示為礦井輸送用帶式輸送機(jī)的三種傳動(dòng)方案。由于工作機(jī)在狹小的礦井巷道中連續(xù)工作，因此對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的主要要求是尺寸緊湊、傳動(dòng)效率高。圖2—1（a）方案寬度尺寸較大，帶傳動(dòng)也不適應(yīng)繁重的工作要求和惡劣的工作環(huán)境；圖2—l（b）方案雖然結(jié)構(gòu)緊湊，但蝸桿傳動(dòng)效率低，長(zhǎng)期連續(xù)工作，不經(jīng)濟(jì)；圖2—l（c）方案寬度尺寸較小，傳動(dòng)效率較高，也適于惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期工作，是較為合理的。-20-

圖2—l帶式輸送機(jī)傳動(dòng)方案比較二、擬定傳動(dòng)系統(tǒng)方案時(shí)的一般原則由上例方案分析可知，在選定原動(dòng)機(jī)的條件下，根據(jù)工作機(jī)的工作條件擬定合理的傳動(dòng)方案，主要是合理地確定傳動(dòng)系統(tǒng)，即合理地確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類(lèi)型和多級(jí)傳動(dòng)中各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的合理布置。下面給出傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選型和各類(lèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置及原動(dòng)機(jī)選擇的一般原則。1．傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類(lèi)型的選擇原則合理地選擇傳動(dòng)類(lèi)型是擬定傳動(dòng)方案時(shí)的重要環(huán)節(jié)。常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類(lèi)型、性能和適用范圍可參閱機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教材。表13—6中列出了常用機(jī)械傳動(dòng)的單級(jí)傳動(dòng)比推薦值，可參考選用。在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，各種減速器應(yīng)用很多，常用減速器的類(lèi)型、特點(diǎn)和應(yīng)用可見(jiàn)表2—1。在選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類(lèi)型時(shí)依據(jù)的一般原則為：（1）小功率傳動(dòng)，宜選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、標(biāo)準(zhǔn)化程度高的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以降低制造成本。（2）大功率傳動(dòng)，應(yīng)優(yōu)先選用傳動(dòng)效率高的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如齒輪傳動(dòng)，以降低能耗。（3）工作中可能出現(xiàn)過(guò)載的工作機(jī)，應(yīng)選用具有過(guò)載保護(hù)作用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如帶傳動(dòng)。但在易爆、易燃場(chǎng)合，不能選用帶傳動(dòng)，以防止摩擦靜電引起火災(zāi)。-21-（4）載荷變化較大，換向頻繁的工作機(jī)，應(yīng)選用具有緩沖吸振能力的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如帶傳動(dòng)。（5）工作溫度較高、潮濕、多粉塵、易爆、易燃場(chǎng)合，宜選用鏈、閉式齒輪或蝸桿傳動(dòng)。（6）要求兩軸保持準(zhǔn)確的傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)選用齒輪或蝸桿傳動(dòng)。2．各類(lèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在多級(jí)傳動(dòng)中的布置原則在多級(jí)傳動(dòng)中，各類(lèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的布置順序不僅影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性和傳動(dòng)效率，而且對(duì)整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸也有很大影響。因此，應(yīng)根據(jù)各類(lèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)合理布置，使各類(lèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)得以充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。常用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的一般布置原則是：（1）帶傳動(dòng)承載能力較低，但傳動(dòng)平穩(wěn)，緩沖吸振能力強(qiáng)，宜布置在高速級(jí)。（2）鏈傳動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，有沖擊，宜布置在低速級(jí)。（3）蝸桿傳動(dòng)效率低，但傳動(dòng)平穩(wěn)，當(dāng)其與齒輪傳動(dòng)同時(shí)應(yīng)用時(shí)，宜布置在高速級(jí)。（4）當(dāng)傳動(dòng)中有圓柱齒輪和錐齒輪傳動(dòng)時(shí)，錐齒輪傳動(dòng)宜布置在高速級(jí)，以減小錐齒輪的尺寸。（5）對(duì)于開(kāi)式齒輪傳動(dòng)，由于其工作環(huán)境較差，潤(rùn)滑不良，為減少磨損，宜布置在低速級(jí)。（6）斜齒輪傳動(dòng)比較平穩(wěn)，常布置在高速級(jí)。第二節(jié)常用減速器的類(lèi)型、特點(diǎn)和應(yīng)用常用減速器的類(lèi)型、特點(diǎn)和應(yīng)用見(jiàn)表2—1。-22-

表2—1常用減速器的類(lèi)型、特點(diǎn)和應(yīng)用-23-第三節(jié)原動(dòng)機(jī)類(lèi)型和參數(shù)的選擇一、原動(dòng)機(jī)類(lèi)型及選擇原則根據(jù)動(dòng)力源的不同，常用原動(dòng)機(jī)可分為四大類(lèi)型，即電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、液壓馬達(dá)和氣壓馬達(dá)等。在選擇原動(dòng)機(jī)的類(lèi)型時(shí)，主要應(yīng)從以下三個(gè)方面進(jìn)行考慮：（1）執(zhí)行構(gòu)件的載荷特性、運(yùn)動(dòng)特性，機(jī)械的結(jié)構(gòu)布局、工作環(huán)境、環(huán)保要求等。（2）原動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性、適應(yīng)的工作環(huán)境、輸出參數(shù)可控制性、能源供應(yīng)情況等。（3）機(jī)械的經(jīng)濟(jì)性、效率、重量、尺寸等。由于電力供應(yīng)的普遍性，且電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、效率高、控制和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，目前，大部分固定機(jī)械均優(yōu)先選用電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)。下面簡(jiǎn)單介紹電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型與參數(shù)的選擇。二、電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)和結(jié)構(gòu)形式的選擇電動(dòng)機(jī)是一種標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品，使用時(shí)只需合理選擇機(jī)的類(lèi)型有交流電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)等。直流電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)造價(jià)高，多用于一些有特殊需求的場(chǎng)合；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常用于數(shù)控設(shè)備中。由于交流異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工作穩(wěn)定可靠、容易維護(hù)，且交流電源易于獲得，故是機(jī)械設(shè)備最常用的原動(dòng)機(jī)般工程上常用三其類(lèi)型和參數(shù)即可。電動(dòng)。一相異步交流電動(dòng)機(jī)，其中Y系列為全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電源電壓380V，用于非易燃、易爆、腐蝕性工作環(huán)境，無(wú)特殊要求的機(jī)械設(shè)備，如機(jī)床、農(nóng)用機(jī)械、輸送機(jī)等，也適用于某些起動(dòng)轉(zhuǎn)矩有較高要求的機(jī)械，如壓縮機(jī)等。YZ系列和YZR系列分別為籠型轉(zhuǎn)子和繞線轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)，具有較小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和較大過(guò)載能力，可適用于頻繁起制動(dòng)和正反轉(zhuǎn)工作狀況，如冶金、起重設(shè)備等。對(duì)有特殊要求的工作場(chǎng)合，應(yīng)按特殊要求選擇，如井下設(shè)備防爆要求嚴(yán)格，可選用防爆電動(dòng)機(jī)等。最常用的結(jié)構(gòu)形式為封閉型臥式電動(dòng)機(jī)。常用的Y系列、YZ系列和YZR系列電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)、外形和安裝尺寸見(jiàn)-24-

本書(shū)第十一章。三、電動(dòng)機(jī)容量的選擇選擇電動(dòng)機(jī)容量就是合理確定電動(dòng)機(jī)的額定功率。決定電動(dòng)機(jī)功率時(shí)要考慮電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱、過(guò)載能力和起動(dòng)能力三方面因素，但一般情況下電動(dòng)機(jī)容量主要由運(yùn)行發(fā)熱條件而定。電動(dòng)機(jī)發(fā)熱與其工作情況有關(guān)。對(duì)于載荷不變或變化不大，且在常溫下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，只要其所需輸出功率不超過(guò)其額定功率，工作時(shí)就不會(huì)過(guò)熱，可不進(jìn)行發(fā)熱計(jì)算。電動(dòng)機(jī)容量可按下述步驟確定：1．工作機(jī)所需功率PW工作機(jī)所需功率P應(yīng)由機(jī)器工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算確定。課程設(shè)計(jì)時(shí)可按W設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)給定的工作機(jī)參數(shù)計(jì)算求得。當(dāng)已知工作機(jī)主動(dòng)軸的輸出轉(zhuǎn)矩（N·m）和轉(zhuǎn)速n（r／min）時(shí)，則工作TW機(jī)主動(dòng)軸所需功率TnW9550PWkW（2—1）如果給出帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)卷的筒圓周力（度v（m／s），則卷軸筒所需功率即卷筒牽引力）（N）和輸送帶速FFvPWkW（2—2）（2—3）1000輸送帶速度v與卷筒直徑（mm）、卷筒軸轉(zhuǎn)速n的關(guān)系為DWDnv601000m/sW2．電動(dòng)機(jī)的輸出功率Pd考慮傳動(dòng)系統(tǒng)的功率損耗，電動(dòng)機(jī)輸出功率為PWPd（2—4）（2—5）式中，為從電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)主動(dòng)軸之間的總效率，即12n-25-其中、、、分別為傳動(dòng)系統(tǒng)中各傳動(dòng)副、聯(lián)軸器及各對(duì)軸承的效率，其數(shù)12n值見(jiàn)第十三章中表13—7。3．確定電動(dòng)機(jī)額定功率Ped根據(jù)計(jì)算出的功率dP可選定電動(dòng)機(jī)的額定功率edP，應(yīng)使P等于或稍大于P。edd四、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇同一類(lèi)型、同一功率的三相異步交流電動(dòng)機(jī)，有幾種不同的同步轉(zhuǎn)速（即磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速），一般常用電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速有3000r／min、1500r／min、1000r／min、750r／min等幾種。同步轉(zhuǎn)速低的電動(dòng)機(jī)，磁極數(shù)多，其外廓尺寸及重量大，價(jià)格高；而同步轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)，磁極數(shù)少，尺寸和重量小，價(jià)格低。因此，確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)從電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的總費(fèi)用、傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜程度及其機(jī)械效率等各個(gè)方面綜合考慮。當(dāng)執(zhí)行構(gòu)件的轉(zhuǎn)速較高時(shí)，選用高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)能縮短運(yùn)動(dòng)鏈，簡(jiǎn)化傳動(dòng)環(huán)節(jié)，提高傳動(dòng)效率則選用高轉(zhuǎn)速電動(dòng)會(huì)使減速裝置增大，機(jī)械傳動(dòng)率也會(huì)降低很多。因此，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速選擇，必須從整機(jī)的。但如果執(zhí)行構(gòu)件的速度很低，部分的成本會(huì)大幅度增加，且機(jī)器的機(jī)械效設(shè)計(jì)要求出發(fā)，綜合機(jī)時(shí)，考慮，為能較好地保證方案的合理性，應(yīng)試選2～3種型號(hào)電動(dòng)機(jī)，經(jīng)初步計(jì)算后擇優(yōu)選用。選擇電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，可先根據(jù)工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速n和傳動(dòng)系統(tǒng)中各級(jí)傳動(dòng)的W常用傳動(dòng)比范圍，推算出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍，以供參照比較，即n(iii)nW（2—6）d12n式中，n為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍；i、i、…、i為各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比范圍，見(jiàn)表d12n13—6。根據(jù)選定的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型、應(yīng)將其型號(hào)、額定功率、滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速、電動(dòng)機(jī)中下來(lái)備用，具體格式可見(jiàn)本章第六節(jié)中總體設(shè)計(jì)示例。結(jié)構(gòu)、功率和轉(zhuǎn)速，從標(biāo)準(zhǔn)中查出電動(dòng)機(jī)型號(hào)后，心高、軸伸尺寸、鍵槽尺寸等記錄-26-第四節(jié)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比的分配一、總傳動(dòng)比的計(jì)算由選定電動(dòng)機(jī)的滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速n和工作機(jī)主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速n，可確定傳動(dòng)系統(tǒng)的總mW傳動(dòng)比為nni（2—7）mW由于傳動(dòng)系統(tǒng)是由多級(jí)傳動(dòng)串聯(lián)而成，因此總傳動(dòng)比是各級(jí)傳動(dòng)比的連乘積，即iiii(2—8)12n二、各級(jí)傳動(dòng)比的合理分配設(shè)計(jì)多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，需將總傳動(dòng)比分配到各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。分配傳動(dòng)比時(shí)通常應(yīng)考慮以下幾方面：（1）各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比應(yīng)在推薦值的范圍內(nèi)（見(jiàn)表13—6），不應(yīng)超過(guò)最大值，以利發(fā)揮其性能，并使結(jié)構(gòu)緊湊。（2）應(yīng)使各級(jí)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)尺寸協(xié)調(diào)、勻稱(chēng)。例如，由V帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)組成的傳動(dòng)系統(tǒng)（如圖2—2），V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比不能過(guò)大，否則會(huì)使大帶輪半徑超過(guò)減速器的中心高，造成尺寸不協(xié)調(diào)，并給機(jī)座設(shè)計(jì)和安裝帶來(lái)困難。-27-圖2—2大帶輪直徑過(guò)大（3）應(yīng)使傳動(dòng)裝置外廓尺寸緊湊，重量輕。如圖2—3所示二級(jí)圓柱齒輪減速器，在相同的總中心距和總傳動(dòng)比情況下，方案（b）具有較小的外廓尺寸。（4）在減速器設(shè)計(jì)中常使各級(jí)大齒輪直徑相近，以使大齒輪有相接近的浸油深度。如圖2—3（b）所示，高、低速兩級(jí)大齒輪直徑相近，且低速級(jí)大齒輪直徑稍大，其浸油深度也稍深一些，有利于浸油潤(rùn)滑。（5）應(yīng)避免傳動(dòng)零件之間發(fā)生干涉碰撞。如圖2—4所示，當(dāng)高速級(jí)傳動(dòng)比過(guò)大時(shí)就可能發(fā)生高速級(jí)大齒輪與低速軸發(fā)生干涉的情況。圖2—3傳動(dòng)比分配對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸影響-28-圖2—4傳動(dòng)比分配不合理使傳動(dòng)零件干涉設(shè)計(jì)二級(jí)以上的減速器時(shí)，合理分配各級(jí)傳動(dòng)比是很重要的?？紤]到上述問(wèn)題，這里推薦一些傳動(dòng)比的分配方法，供設(shè)計(jì)減速器時(shí)參考。（1）對(duì)于二級(jí)臥式圓柱齒輪減速器，為使兩級(jí)的大齒輪有相近的浸油深度，高速級(jí)傳動(dòng)比i和低速級(jí)傳動(dòng)比i可按下列方法分配：12展開(kāi)式和分流式減速器i(1.1～1.5)i12同軸式減速器ii12（2）對(duì)于圓錐—圓柱齒輪減速器，為使大錐齒輪直徑不致過(guò)大，高速級(jí)錐齒輪傳動(dòng)比可取i0.25i，且i≤3，此處i為減速器總傳動(dòng)比。但當(dāng)要齒輪浸油深11度大致相等時(shí)，也可取i3.5～4。1（3）對(duì)于蝸桿—齒輪減速器，常取低速級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比i(0.03～0.06)i，2i為減速器總傳動(dòng)比。（4）對(duì)于齒輪—蝸桿減速器，齒輪傳動(dòng)在高速級(jí)，分配傳動(dòng)比時(shí)，為了使箱體緊湊和便于潤(rùn)滑，通常取齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比i≤2～2.5。1傳動(dòng)比分配時(shí)要考慮各方面要求和限制條件，可以有不同分配方法，常需擬定多種分配方案進(jìn)行比較。以上分配的各級(jí)傳動(dòng)比只是初始值，待有關(guān)傳動(dòng)零件參數(shù)確動(dòng)系統(tǒng)實(shí)際傳動(dòng)比是否符合設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求。如果設(shè)計(jì)要求中沒(méi)有特別規(guī)作機(jī)轉(zhuǎn)速的誤差范圍，則一般傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比允許誤差可按±(3～5)％考慮。定后，再驗(yàn)算傳定工-29-第五節(jié)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算進(jìn)行傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，需計(jì)算各軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。為便于計(jì)算，將各軸從高速軸至低速軸依次定為Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸……，電動(dòng)機(jī)軸定為Ⅰ軸。0以圖2—5所示帶式輸送機(jī)減速傳動(dòng)系統(tǒng)為例，當(dāng)已知電動(dòng)機(jī)額定功率P、滿(mǎn)ed載轉(zhuǎn)速n、各級(jí)傳動(dòng)比及傳動(dòng)效率后，即可計(jì)算各軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。m圖2—5帶式輸送機(jī)減速傳動(dòng)系統(tǒng)一、各軸的輸入功率各軸輸入功率分別為PPkW（2—9）（2—10）（2—11）Ⅰed01ed0112PPPkWⅡⅠ12PPⅢⅡ23Ped23kW0112式中，P為電動(dòng)機(jī)額定功率，kW；P、P、P為Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸的輸入功率，edⅠⅡⅢ12kW；為電動(dòng)機(jī)軸與Ⅰ軸之間帶傳動(dòng)的效率；為Ⅰ軸和Ⅱ軸之間高速級(jí)傳動(dòng)01的效率，包括I軸上的一對(duì)軸承和高速級(jí)齒輪副的效率；為Ⅱ軸和Ⅲ軸之間低23速級(jí)傳動(dòng)的效率，包括Ⅱ軸上的一對(duì)軸承和低速級(jí)齒輪副的效率。-30-二、各軸的轉(zhuǎn)速各軸轉(zhuǎn)速分別為nmi0nⅠr/min（2—12）（2—13）（2—14）nnniir/minⅠmⅡi101nnⅡmnr/minⅢiiii0122式中，n為電動(dòng)機(jī)的滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速，r/min；n、n、n為Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速，mⅠⅡⅢr/min；i、i、i為電動(dòng)機(jī)軸至Ⅰ軸、Ⅰ軸至Ⅱ軸、Ⅱ軸至Ⅲ軸之間的傳動(dòng)比。012三、各軸的輸入轉(zhuǎn)矩各軸輸入轉(zhuǎn)矩分別為PT9550ⅠN·m（2—15）（2—16）（2—17）ⅠnⅠPT9550ⅡN·mⅡnⅡPT9550ⅢN·mⅢnⅢ將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算結(jié)果整理后列表備查，具體格式可見(jiàn)本章第六節(jié)中總體設(shè)計(jì)示例。第六節(jié)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)示例如圖2—5所示帶式輸送機(jī)減速傳動(dòng)系統(tǒng)方案，已知卷筒直徑D＝250mm，輸送帶的有效拉力F＝9800N，輸送帶速度v＝0.5m／s，在室內(nèi)常溫下長(zhǎng)期連續(xù)工作，環(huán)境有灰塵，電源為三相交流，電壓為380V，要求對(duì)該帶式輸送機(jī)減速傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。-31-解：1．電動(dòng)機(jī)的選擇（1）選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式本減速器在常溫下連續(xù)工作，載荷平穩(wěn)，對(duì)起動(dòng)無(wú)特殊要求，但工作環(huán)境灰塵較多，故選用Y型全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，電源電壓為380V。結(jié)構(gòu)形式為臥式電動(dòng)機(jī)。（2）確定電動(dòng)機(jī)的功率工作機(jī)所需功率Fv98000k.W5=4.9kWPW10001000電動(dòng)機(jī)的工作功率PWPd電動(dòng)機(jī)到輸送帶的總效率為424512313—7查得：V帶傳動(dòng)效率0.96；滾子軸承效率0.98（三對(duì)齒輪1；齒輪副效率0.97（齒輪精度為由表23軸軸承和一對(duì)卷筒軸軸承）8級(jí)）；齒輪聯(lián)軸器效率0.99；卷筒效率0.96，代入得：450.960.9840.9720.990.960.79PW4.9kW6.2kWP0.79d查表11—1，選電動(dòng)機(jī)額定功率為7．5kW。（3）確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速卷筒軸工作轉(zhuǎn)速為：60100v060100r0/m0.i5n38.2r/minnWD3.14250比i2～4；由表按表13—6推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)21—1知，二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i8～40，則總傳動(dòng)比合理范圍為2-32-i16～160，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為anin(16～160)38.2r/min611～611r/2mindaW符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r／min、1000r／min、1500r／min和3000r／min四種，可查得四種方案，見(jiàn)表2—2。表2—2可選電動(dòng)機(jī)參數(shù)比較額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/（r·min）1—方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)/（kW）同步轉(zhuǎn)速滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速1234Y132S2—2Y132M—4Y160M—6Y160L—87.57.57.57.530001500100075029001440970720綜合考慮減輕電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)的重量和節(jié)約資金，選用第二方案。因此選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M—4，其主要性能參數(shù)如表2—3。表2—3Y132M—4電動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù)額定功率同步轉(zhuǎn)速滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)型號(hào)/（kW）/（r·min—1）/（r·min—1）額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132M—47.5150014402.22.2Y132M—4電動(dòng)機(jī)主要外形和安裝尺寸見(jiàn)表2—4。表2—4Y132M—4電動(dòng)機(jī)主要外形和安裝尺寸(單位：mm)中心高外形尺寸安裝尺寸軸伸尺寸平鍵尺寸HL×（AC/2＋AD）×HD515×345×315A×BD×EF×G132216×17838×8010×332．計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比(1）傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比-33-n1440i37.738.2mnWa(2）分配傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比iiia0式中，i、i為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。0為使V帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過(guò)大，初步取i2.8，則減速器傳動(dòng)比0iia37.72.813.46i0所得減速器傳動(dòng)比值符合一般二級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比的常用范圍。3）分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比按浸油潤(rùn)滑條件考慮，取高速級(jí)傳動(dòng)比i1.3i，而iii1.3i2，所以12122i13.463.221.3i21.3i13.464.18i3.221i23．機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算（1）各軸的輸入功率電動(dòng)機(jī)軸PP7.5kW0edPPP7.50.96kW=7.2kWⅠed011Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅲ軸卷筒軸ed7.20.980.97kW6.84kWPPPⅡⅠ12Ⅰ23