【文章內(nèi)容簡介】 則 Pd=FV/1000η 總 其中 η 總 =η 帶 ηm 承 η 齒 η 聯(lián) η 筒 （ m為軸承對(duì)數(shù)） 本設(shè)計(jì)中， m=3， 且： Pd—電動(dòng)機(jī)工作功率（ KW）， Pw—工作機(jī)的功率（ KW）； F—工作機(jī)的阻力（ N）， V—工作機(jī)的線速度（ m/s）； η 總 —電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的傳動(dòng)裝置總效率； ηw —工作機(jī)的效率（即滾筒的效率）； 因此，可以求得： （ 1） η 總 =η 帶 ηm 承 η 齒 η 聯(lián) η 筒 == （ 2） Pw=FV/1000ηw=（ 70001） /（ 1000） =（ KW） （ 3） Pd=Pw/η 總 =（ KW） 所以，計(jì)算得電動(dòng)機(jī)的工作功率 Pd 為 。 轉(zhuǎn)速的確定 因?yàn)殡姍C(jī)轉(zhuǎn)速范圍的確定可由工作機(jī)的轉(zhuǎn)速要求和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的合理傳動(dòng)比范圍來確定，即 ： nd=（ i1i 2……i n） nw 式中： nd 為電機(jī)的可選轉(zhuǎn)速范圍； i1—in 為各級(jí)傳動(dòng)比的合理范圍； nw為工作機(jī)的轉(zhuǎn)速； 又因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)（即卷筒軸）的工作轉(zhuǎn)速為： nw=（ 601000v） /πD且v=240mm/s,D=120mm 所以可求得 nw=（ 60240） /（ 120） =（ r/min） 又根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》推薦的合理傳動(dòng)比范圍，初選 V 帶傳動(dòng)比i1=2—4，齒輪傳動(dòng)比 i2=3—5。 所以 i 總 =i1i 2=（ 2—4） （ 3—5） =6—20。 因?yàn)?i 總 =nd/nw， 所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： nd=i 總 n w=（ 6—20） =—（ m/s）。 由于本設(shè)計(jì)中，工作機(jī)是長期運(yùn)轉(zhuǎn)、載荷不變的，所以選擇電動(dòng)機(jī)功率的原則是其額定功率 Ped 應(yīng)稍大于其工作功率 Pd ，且符合這一范圍電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速范圍為 :750r/min。 所以，經(jīng)查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為： Y180—8。所以電機(jī)主要性能和外觀尺寸見表 41： 表 41 電動(dòng)機(jī)（型號(hào) Y180M8）的主要性能 額定功率Ped/kw 同步轉(zhuǎn)速 n/（ r/min） 滿載轉(zhuǎn)速nm/（ r/min） 電動(dòng)機(jī)總量 /N 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩 11 750 727 2150 電動(dòng)機(jī)（型號(hào) Y180M8）的主要外形尺寸和安裝尺寸 中心高 H（ mm） 外形尺寸L（ AC/2+AD） HD（ mm） 地腳安裝尺寸AB（ mm） 地腳螺栓孔直徑 K（ mm） 軸伸出 端直 徑 D/（ mm） /軸伸出端長度（ mm） 180 595535445 279241 15 55/110 分配傳動(dòng)比 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 由電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 nw和工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 nw,可計(jì)算出傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為： i 總 =nm/nw 或 i 總 =i1i 2……i n 因?yàn)橛梢陨蟽?nèi)容可知： nm=727r/min, nw= 所以 ： i 總 =nm/nw=727/= 即傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 i 總 為 。 分配各級(jí)傳動(dòng)比 由式 i 總 =i1i 2，取 V 帶傳動(dòng)比 i1=,則齒輪的傳動(dòng)比為： i2=i 總 /i1=所以，分配的傳動(dòng)比 V 帶為 ,齒輪為 。 確定運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 確定各軸的轉(zhuǎn)速 由 i12=n1/n2,n2=n1/i12可計(jì)算得： Ι軸（輸入軸）： n1=nm/i1=727/=（ r/min） Π軸（輸出軸）： n2=n1/i2=（ r/min） 滾筒軸： nw=n2=（ r/min） 確定各軸的功率 由 P1/P2=η 可計(jì)算得 ：（注：式中 Pm為電動(dòng)機(jī)額定功率） Ι軸： P1/Pm=η 帶 ,則 P1=Pmη 帶 =11=（ kw） Π軸： P2/P1=η齒 η 泵 ,則 P2=P1η 齒 =Pmη帶 η 齒 η 泵 =11=（ kw） 滾筒軸： Pw/P2=η 聯(lián) η 承 ,則 Pw=P2η 聯(lián) η 承 ==（ kw） 確定各軸的轉(zhuǎn)矩 由 T=9550P/n 可 計(jì)算得： 電動(dòng)機(jī)軸： T0=9550Pm/nm=955011/727=（ n/m） Ι軸： T1=9550P1/nw=9550（ n/m） Π軸： T2=9550P2/n2=9550（ n/m） 滾筒軸： Yw=9550Pw/nw=9550（ n/m） 現(xiàn)將以上算得的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)列表如下： 表 42 各軸的動(dòng)力參數(shù) 參數(shù) 電動(dòng)機(jī)軸 Ι軸 Π軸 滾筒軸 轉(zhuǎn)速 n/ 727 （ r/min） 功率 P/kw 11 轉(zhuǎn)矩 T/（ nm） 2028 1988 傳動(dòng)比 i 1 效率 η 傳動(dòng)零部件設(shè)計(jì) V 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 該設(shè)計(jì)是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)系統(tǒng)中的高速級(jí)普通 V 帶傳動(dòng)，根據(jù)之前的已知條件及設(shè)計(jì)出的結(jié)果有以下已知條件： 所需傳遞的額定功率 Ped=11kw，帶的傳動(dòng)比 i1=。 電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 nw=727r/min,兩班制工作（每班 8h 計(jì)算），載荷變化不大。 設(shè)計(jì)如下： （ 1）確定計(jì)算功率 Pc Pc 可按公式求得： Pc=KaP 式中： P—需要傳遞的名義功率（即額定功率）（ KW）； Ka—工作情況系數(shù)。 Ka 經(jīng)查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》后?。?Ka= 因?yàn)? p=ped=11kw 所以 Pc=11=（ kw） （ 2）選擇帶的型號(hào) 因?yàn)樾л嗈D(zhuǎn)速即為電機(jī)滿載轉(zhuǎn)速，即 n 小帶 =727r/min. 又根據(jù)計(jì)算功率： Pc=， 由《機(jī)械手冊(cè)》選帶型 則所選 V 帶型號(hào)為： B 型。 （ 3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑 1）自定小帶輪基準(zhǔn)直徑 dd1 并符合《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》的基準(zhǔn)直徑系列要求， 取 dd1=125mm. 2）驗(yàn)算帶速 v： v=（ πdd1n1） /（ 601000） =（ πdd1n 帶 ） /（ 601000） =（ 125727）/（ 601000） =（ m/s） 因?yàn)閹偬≌f明所選 dd1太小，這將使所需圓周力過大，從而使所需帶根數(shù)過多，一般不應(yīng)小于 5m/s，若速度過 大，則會(huì)因離心力過大而降低帶和帶輪間的正應(yīng)力，從而降低摩擦力和傳動(dòng)的工作能力，同時(shí)離心力過大又降低了帶的疲勞強(qiáng)度，所以通常 5m/s≤v≤25m/s。 所以，由于取 dd1=125mm,則 v5m/s,故重選。經(jīng)同樣方法驗(yàn)算后，取dd1=180mm， v=。 3）計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑。 由公式 i=d2/d1 可得 : dd2=i 帶 d d1=180=630（ mm） 同上參考表 16—4，取 dd2=630mm。 （ 4）確定中心距 a 和膠帶長度 Ld 1）初步確 定中心距 a0: 因?yàn)橹行木嘈‰m能使傳動(dòng)緊湊，但帶長太小，單位時(shí)間內(nèi)膠帶繞過帶輪次數(shù)增多，即帶的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增加，將降低帶的壽命。中心距又減小包角 α1，降低摩擦力和傳動(dòng)能力。中心距過大除有相反的利弊外，高速時(shí)還易引起帶的顫動(dòng)，故一般按式（ 10）初步定中心距 a0： （ dd1+dd2） ≤a0≤2（ dd1+dd2） 則 （ 180+630） ≤a0≤2（ 180+630） 即 567mm≤a0≤1620mm 初取 a0=800mm. 2）初選 a0后，根據(jù)式（ 11）初選帶的長度 Ld0： Ld0=2a0+π（ dd1+dd2） /2+（ dd2dd1） 2/（ 4a0） 則 Ld0=2800+（ 180+630） /2+（ 630180） 2/（ 4800） =1600++ =（ mm） 由《簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》查得，選取和 Ld0相近的標(biāo)準(zhǔn)帶基準(zhǔn)長度：Ld=2800mm。 （ 5）計(jì)算出實(shí)際中心距 由 a=a0+（ LdLd0） /2 可得 a=800+（ ） /2=（ mm） 因?yàn)榭紤]到安裝調(diào)整和帶松弛后張緊的需要，應(yīng)給中心距留出一定的調(diào)整余量，中心距的變動(dòng)范圍為： —+ 則 ≤a≤a+ 即 2800≤a≤=2800 所以 a=—。 （ 6）驗(yàn)算 小帶輪包角 α1 可按式計(jì)算： α1=180??（ dd2dd1） /a≥120? 若小于此值，應(yīng)增大中心距。 因?yàn)椋?α1=180??（ 630180） / 所以： α1=?≥120? 所以初選的中心距是符合要求的。 （ 7）確定帶根數(shù) z 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：單根 V 帶傳遞的計(jì)算功率小于或等于單根 V 帶的許可額定功率。 z≥Pc/P39。0=Pc/（ P1+ΔP1） KαKL 式中： PC—計(jì)算功率（ kw）； P1—當(dāng)包角等于 180?時(shí)、確定帶長、工作平穩(wěn)的單根普通 V 帶的額定功率（ kw）， 可根據(jù) V 帶的型號(hào)查表； ΔP1—當(dāng)包角不等于 180?時(shí)，單根普通 V帶額定功率的增量（ kw），可根據(jù)V帶的型號(hào)查表； Kα—包角系數(shù)，可查表； KL—長度系數(shù)，可查表。 因?yàn)橐阎? Pc=，且由查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表并通過 “插值法 ”求得： P1=, ΔP1= 且同樣查《機(jī)械手冊(cè)》得到 。 Kα=, KL= 所以按公式可得： z≥（ +） = 則取 z=3。即確定帶根數(shù)為 3。 （ 8）計(jì)算預(yù)拉力 F0 預(yù)拉力越大，帶對(duì)輪面的正應(yīng)力和摩擦力也越大，不易打滑，即傳遞載荷的能力越大；但太大會(huì)增大帶的拉應(yīng)力，從而降低其使用壽命，同時(shí)作用在軸上的載荷也大，故單根帶的預(yù)拉力按式計(jì)算： F0=500（ Pc/vz） （ ） +qv2 式中： F0—初拉力（ N）； V—帶速（ m/s）； Z—帶根數(shù)； Pc—計(jì)算功率（ kw）； Kα—包角系數(shù)； q—帶每米長的質(zhì)量（㎏ /m）。 因?yàn)橐阎? Pc= ， V=， z=3， Kα= q 經(jīng)查《機(jī)械手冊(cè)》得 q= ㎏ /m