机械设计基础带传动装置设计案例要点

一、电动机的选择

计算步骤 1、 电动机类型和结构形式的选择。 2、 确定电动机的功率。 3、确定电动机的转速。 计算及说明 PwFv由 Pd?， Pw?得： 1000?w? Fv Pd? 1000??w 又由电动机至工作机之间的总功 率为： 2?w??=?1??2??3??4??5??6 式中?1、?2、?3、?4、?5、?6分别为带传动、 齿轮传动、出轮传动的轴承、联轴器、滚筒轴的 轴承及滚筒的效率。查《机械设计基础课程设计》 表9.4可得： ?2?0.97 、 ?3?0.99、?1?0.96 、?4=0.99、 ?5=0.99、 ?6=0.96，则 ???w=0.96?0.97?0.992?0.99?0.99?0.96 按照已知工作要求和条件，选用Y型全封闭笔型三相异步电动机。 =0.86 所以 计算结果 ???w?0.86 P?15.9KW Fv3.8?103?3.6Pd???15.9KWd1000??w1000?0.86 滚筒轴的工作转速为： 60?1000v60?1000?3.6?w???125.1r/min ?D??550?w?125.1r/min 按推荐的合理转动比范围，取V带传动的传动比 i1?2~4，单级齿轮传动比i2?3~5，则合理总传 动比的范围为i?6~20,固电动机转速的可进范围nd?为： r/min nd?i?nw=（6~20）?125.1 (750.6~2502) nd? (750.6~2502)r/min 查《机械设计基础课程设计》附表2.1可知符合这一范围的同步转速有970r/min、1470r/min，再根据计算的容量，有两种适用的电动机型号，其参数见下表 电动机的型号 Y200L1—6 Y180M—4 额定功率/KW 18.5 18.5 满载转速/(r/min) 970 1470 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量，选择满载转速为1470r/min的Y180M—4型电动机。

二、传动比的分配

计算步骤 1、 计算传动装置的总传动比。 2、 确定传动装置中带轮及齿轮的传动比 计算及说明 由选定的电动机的满载转速nm和工作机的主动轴的转速nw可得传动装置的总传动比i为 计算结果 i?nm1470??11.75 nw125.1i?11.75 传动比的分配原则i带?i链?i齿轮 根据V带传动的传动比取值范围，初步取V带传动比i1?3，则齿轮的传动比i2为 i2?i11.75??3.92 i13i2=3.92 三、计算传动装置的运动和动力参数

计算步骤 1、 各轴转速。 2、 各轴的输入功率。 3、 各轴输入转矩。 I轴 nⅠ?Ⅱ轴 nⅡ?滚筒轴 nw?nⅡ?125r/min 式中：nw为电动机的满载速度，单位为r/min;nⅠ、nⅡ计算及说明 计算结果 nm1470??490r/min i13nⅠ?490r/min nⅠ490??125r/min i23.92nⅡ?125r/min nw?125r/min 分别为Ⅰ、Ⅱ轴的转速，单位为r/min，Ⅰ轴为高速轴， Ⅱ轴为低速轴;i1为电动机至Ⅰ轴的传动比，i2为Ⅰ轴 至Ⅱ轴的传动比。 Ⅰ轴 PⅠ?Pd??1?15.9?0.96KW?14.98KW Ⅱ轴 PⅠ?14.98KW PⅡ?PⅠ??2??3?14.98?0.97?0.99KW?14.38KW Ⅲ轴 PⅡ?14.38KW PⅢ?PⅡ??3??4?14.38?0.99?0.99KW =14.10KW PⅢ?14.10KW 式中：Pd为电动机的输出功率，单位为KW;P、、PⅡⅠ PⅢ分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的输入功率，单位为KW，Ⅲ 轴为滚筒轴，?1、?2、?3、?4分别为带传动、齿轮 传动、齿轮传动的轴承及联轴器的效率。 电动机的输出转矩为 P15.9Td?9550d?9550??103.30N?m nm1470Ⅰ轴 Td?103.30N?m T.30?3?0.96N?m?297.50N?mT1?297.50N?m Ⅰ?Td?i1??1?103 Ⅱ轴 TⅡ?T.50?3.92?0.97?0.99N?mTⅡ?1119.87N?m Ⅰ?i2??2??3?297 =1119.87N?m Ⅲ轴 TⅢ?1097.59N?m TⅢ?TⅡ??3??4?1119.87?0.99?0.99N?m ?1097.59N?m 式中：TⅠ、TⅡ、TⅢ分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轴的输入转矩，单位为N?m；Td为电动机的输出转矩，单位为N?m。 运动和动力参数的计算结果如下表： 参 数 转速n/(r/min) 输入功率P/KW 输入转矩T/(N?m) 传动比 效率 轴 名 电动机轴 Ⅰ轴 Ⅱ轴 滚筒轴 1470 15.9 103.3 3 0.96 490 125 125 14.10 14.98 14.38 297.5 1119.87 1097.59 3.22 0.96 1 0.98

四、带传动的设计

设计步骤 1、 确定计算功率 2、 选择V带型号 3、 确定带轮基准计算及说明 已知减速器每日工作24h，查《机械设计基础》 表9.21及式（9.16），可知KA?1.3，，则 计算结果 Pc?KAPd?1.3?15.9KW?20.67KW 由PC?20.67KW，nm?1470r/min，及减速器Pc?20.67KW 4、 验算带速v 5、 确定带的基准长度Ld和实际中心距a 的工作条件，查《机械设计基础》图9.13选用C型 普通V带。 根据表9.6和图9.13选取dd1?250mm，且 直径dd1、dd2 则大齿轮直径为 dd1?250mm?ddmin?200mm， dd2?nm1470d?750mm dd1??250mm?750mm d2nⅠ490按表9.3选取标准值dd2?800mm，则传动比i、从动轮的实际转速n1分别为 i?dd2800??3.2 dd1250nm1470?r/min?459.375r/min i3.2n1?从动轮的转速误差率为 459.375?490?100%??6.25% 490在?5%以内，为允许值。 v??dd1n160?1000???250?147060?1000m/s?19.23m/s 带速在5~25m/s范围内。 带轮的中心距应满足的范围是 0.7(dd1?dd2)?a0?2(dd1?dd2) 即 700?a0?2000 6、 校验小带轮的包角a1 7、 确定V带根数z 按结构设计要求初定中心距a0?800mm 由式（9.19）得 L0?2a0??2(dd1?dd2)?(dd1?dd2)24a0 (250?750)2mm ?2?800?(250?750)?24?800? = 3248.13mm 由表9.4选取基准长度Ld?3550mm 由式（9.20）得实际中心距啊a为 a?a0?Ld?L0 2=?800???3550?3248.13??mm 2? =950.94mm 中心距的变动范围为 amin?a?0.015Ld ?mm=897.69mm =?950.94?0.015?3550amax?a?0.03Ld ?mm=1004.19mm =?950.94?0.015?3550由公式得 a1?180?? =180??dd2?dd1?57.3? a800?750?57.3? 950.94 =167?59??120? 由式（9.22）得 z?Pcpc ??P0?(P0??P0)KaKL根据dd1?750mm，nm?1470r/min，查表9.11用内插法得

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