機械原理課程設(shè)計麥秸稈打包機.doc

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機械原理課程設(shè)計 設(shè)計計算說明書 設(shè)計題目：麥秸打包機設(shè)計 設(shè) 計 者： 學(xué) 號： 專業(yè)班級： 機械工程 班 指導(dǎo)教師： 完成日期：2016年 月 日 天津理工大學(xué)機械工程學(xué)院 目 錄 一、設(shè)計題目 1.1 設(shè)計目的…………………………………………………………1 1.2 設(shè)計題目…………………………………………………………1 1.3 設(shè)計條件及設(shè)計要求……………………………………………2 1.4 設(shè)計任務(wù)…………………………………………………………2 二、執(zhí)行機構(gòu)運動方案設(shè)計 2.1功能分解與工藝動作分解………………………………………？ 2.2 方案選擇與分析…………………………………………………？ 2.3執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計……………………………………………………？ 2.4執(zhí)行機構(gòu)運動分析………………………………………………？ 2.5機械系統(tǒng)方案設(shè)計運動簡圖……………………………………？ 三、傳動系統(tǒng)方案設(shè)計 3.1傳動方案設(shè)計……………………………………………………？ 3.2電動機的選擇……………………………………………………？ 3.3傳動裝置的總傳動比和各級傳動比分配………………………？ 3.4傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算………………………………？ 四、設(shè)計小結(jié)……………………………………………………………？ 五、參考文獻……………………………………………………………？ 一 設(shè)計題目 1.1設(shè)計目的 機械原理課程設(shè)計是我們第一次較全面的機械設(shè)計的初步訓(xùn)練，是一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。 設(shè)計的目的在于，進一步鞏固并靈活運用所學(xué)相關(guān)知識；培養(yǎng)應(yīng)用所學(xué)過的知識，獨立解決工程實際問題的能力，使對機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計(機構(gòu)運動簡圖設(shè)計)有一個完整的概念，并培養(yǎng)具有初步的機構(gòu)選型、組合和確定運動方案的能力，提高我們進行創(chuàng)造性設(shè)計、運算、繪圖、表達、運用計算機和技術(shù)數(shù)據(jù)諸方面的能力，以及利用現(xiàn)代設(shè)計方法解決工程問題的能力，以得到一次較完整的設(shè)計方法的基本訓(xùn)練。 機械原理課程設(shè)計是根據(jù)使用要求對機械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個構(gòu)件的尺寸等進行構(gòu)思、分析和計算，是機械產(chǎn)品設(shè)計的第一步，是決定機械產(chǎn)品性能的最主要環(huán)節(jié)，整個過程蘊涵著創(chuàng)新和發(fā)明。為了綜合運用機械原理課程的理論知識，分析和解決與本課程有關(guān)的實際問題，使所學(xué)知識進一步鞏固和加深，我們參加了此次的機械原理課程設(shè)計。 1.2設(shè)計題目 麥秸打包機機構(gòu)及傳動裝置設(shè)計 該麥秸打包機工藝動作如圖所示，使人工將麥秸挑到料倉上方，撞板B上下運動（不一定是直線運動）將麥秸喂入料倉，滑塊A在導(dǎo)軌上水平往復(fù)運動，將麥秸向料倉前部推擠。每隔一定時間往料倉中放入一塊木板，木版的兩面都切出兩道水平凹槽。這樣，麥秸將被分隔在兩塊木版之間并被擠壓成長方形。從料倉側(cè)面留出的空隙中將兩根彎成∏型的鐵絲穿過兩塊木版凹槽留出的空洞，在料倉的另一側(cè)將鐵絲絞接起來，麥秸即被打包，隨后則被推出料倉。 打包機由電動機驅(qū)動，經(jīng)傳動裝置減速，再通過適當(dāng)?shù)臋C構(gòu)實現(xiàn)滑塊和撞板的運動。 傳動裝置方案采用：帶傳動+二級圓柱斜齒輪減速器； 1.3設(shè)計條件及設(shè)計要求 執(zhí)行構(gòu)件的位置和運動尺寸如圖所示，當(dāng)滑塊處于極限位置A1和A2時，撞板分別處于極限位置B1和B2 ，依靠重力將麥秸喂入料倉。一個工作循環(huán)所需的時間T（秒），打包機機構(gòu)的輸入軸轉(zhuǎn)矩為M。其余尺寸見下表： 方案號 T(s) M（Nm） l1 (mm) l2 (mm) l3 (mm) l4 (mm) l5 (mm) l6 (mm) 1 1.00 440 300 400 250 800 200 600 說明和要求： （1） 工作條件：一班制，田間作業(yè)，每年使用二個月； （2） 使用年限：六年； （3） 生產(chǎn)批量：小批量試生產(chǎn)（十臺）； （4） 工作周期T的允許誤差為3%之內(nèi)。 1.4設(shè)計任務(wù) 1、執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計及分析 1） 執(zhí)行機構(gòu)的選型及其組合 2） 擬定執(zhí)行機構(gòu)方案，并畫出機械傳動系統(tǒng)方案示意圖 3） 畫出執(zhí)行機構(gòu)的運動循環(huán)圖 4） 執(zhí)行機構(gòu)尺寸設(shè)計，畫出總體機構(gòu)方案圖，確定其基本參數(shù)、標(biāo)明主要尺寸 5） 畫出執(zhí)行機構(gòu)運動簡圖 6） 對執(zhí)行機構(gòu)進行運動分析 2、傳動裝置設(shè)計 1) 選擇電動機 2) 計算總傳動比，并分配傳動比 3) 計算各軸的運動和動力參數(shù) 3、撰寫課程設(shè)計說明書 二、執(zhí)行機構(gòu)運動方案設(shè)計 2.1功能分解與工藝動作分解 1)功能分解 為了實現(xiàn)打包機打包的總功能，將功能分解為：滑塊的左右運動和撞板的上下運動。 2)工藝動作過程 要實現(xiàn)上述分功能，有下列工藝動作過程： (1)滑塊向前移動，將草桿向右推。 (2)滑塊快速向左移動同時撞板向下運動，將草桿打包。 (3)當(dāng)撞板向下移動到最大位移處時，滑塊也將再次準(zhǔn)備向右移動，至此，此機構(gòu)完成了一個運動循環(huán)。 2.2 方案選擇與分析 1. 概念設(shè)計 根據(jù)以上功能分析，應(yīng)用概念設(shè)計的方法，經(jīng)過機構(gòu)系統(tǒng)搜索，可得“形態(tài)學(xué)矩陣”的組合分類表，如表1所示。 表1 組合分類表 滑塊左右移動 曲柄導(dǎo)桿機構(gòu) 曲柄滑塊機構(gòu) 組合機構(gòu) 連桿機構(gòu) 撞板上下移動 曲柄導(dǎo)桿機構(gòu) 曲柄滑塊機構(gòu) 組合機構(gòu) 連桿機構(gòu) 因滑塊左右移動與撞板上下移動可用同一機構(gòu)完成，故可滿足沖床總功能的機械系統(tǒng)運動方案有N個，即N＝2 X 2 X 2 X 2個＝16個。運用確定機械系統(tǒng)運動方案的原則與方法，來進行方案分析與討論。 2. 方案選擇 1) 滑塊水平運動的機構(gòu)方案選擇 滑塊左右運動的要求：主動件作回轉(zhuǎn)或擺動運動，從動件(執(zhí)行構(gòu)件)作直線左右往復(fù)運動，行程中有等速運動段(稱工作段)，機構(gòu)有較好的動力特性。根據(jù)功能要求，考慮功能參數(shù)（如生產(chǎn)率、生產(chǎn)阻力、行程和行程速比系數(shù)等）及約束條件，可以構(gòu)思出如下能滿足從動件(執(zhí)行構(gòu)件)作直線左右往復(fù)運動的一系列運動方案。 滑塊左右運動方案1：三角正弦機構(gòu) 滑塊左右運動方案2：槽輪滑塊機構(gòu) 滑塊左右運動方案3:六連桿機構(gòu) 滑塊左右運動方案4：連桿復(fù)合機構(gòu) 滑塊左右運動方案5:導(dǎo)桿機構(gòu) 滑塊左右運動方案6：連桿復(fù)合機構(gòu) 滑塊左右運動方案7:齒輪-連桿組合機構(gòu) 滑塊左右運動方案8：內(nèi)凸輪機構(gòu) 滑塊左右運動方案9:曲柄滑塊機構(gòu) 滑塊左右運動方案10：外凸輪機構(gòu) 表2. 上述滿足執(zhí)行構(gòu)件水平運動各個機構(gòu)運動方案定性分析 方 案 號 主 要 性 能 特 征 功 能 功 能 質(zhì) 量 經(jīng) 濟 適 用 性 運動變換 增力 加壓時間 ① 一級傳動角② 二級傳動角 工作平穩(wěn)性 磨損與變形 效率 復(fù) 雜 性 加工裝配難度 成本 運動尺寸 １ 滿足 無 較短 較小 --- 一般 一般 高 簡單 易 低 大 ２ 滿足 無 較短 小 --- 較平穩(wěn) 劇烈 較高 較復(fù)雜 易 一般 小 ３ 滿足 無 較短 小 --- 較 平穩(wěn) 一般 較高 一般 易 一般 較大 ４ 滿足 較強 短 較大 大 一般 一般 高 較復(fù)雜 較難 一般 小 ５ 滿足 無 長 較小 --- 一般有 一般 較高 較復(fù)雜 較難 一般 大 6 滿足 弱 長 大 大 一般 一般 高 較簡單 一般 一般 大 7 滿足 弱 長 大 --- 有沖擊 劇烈 較高 較復(fù)雜 難 較高 大 8 滿足 無 長 較小 --- 有沖擊 劇烈 較高 較復(fù)雜 較難 一般 大 9 滿足 無 較短 較小 --- 較平穩(wěn) 低 高 簡單 易 低 小 10 滿足 無 長 較小 --- 有沖擊 劇烈 較高 較復(fù)雜 較難 較高 大 注：①加壓時間是指在相同施壓距離內(nèi)，撞板向下移動所用的時間，越長則越有利。②一級傳動角指連桿機構(gòu)的傳動角；二級傳動角指六桿機構(gòu)或連桿復(fù)合機構(gòu)中后一級機構(gòu)的傳動角。③評價項目應(yīng)因機構(gòu)功能不同而有所不同。對以上方案初步分析如表2。從表中的分析結(jié)果不難看出： 方案2,3,5,9性能顯較差;方案:1,4,6,7,8,10有較好綜合性能; 其中1,4,7,10這四個方案可作為被選方案，待運動設(shè)計，運動分析和動力分析后，通過定量評價選出最優(yōu)方案。 2).撞板下壓機構(gòu)方案選擇 撞板下壓機構(gòu)的運動要求： 主動件作回轉(zhuǎn)或擺動運動，從動件(執(zhí)行構(gòu)件)作直線（或近似直線）上下往復(fù)運動，行程中有等速運動段(稱工作段)，機構(gòu)有較好的動力特性。 根據(jù)功能要求，考慮功能參數(shù)（如生產(chǎn)率、生產(chǎn)阻力、行程和行程速比系數(shù)等）及約束條件，可以構(gòu)思出如下能滿足從動件(執(zhí)行構(gòu)件)作直線上下往復(fù)運動的一系列運動方案。 執(zhí)行構(gòu)件鉛垂運動機構(gòu)方案1：連桿復(fù)合機構(gòu) 執(zhí)行構(gòu)件鉛垂運動機構(gòu)方案2：凸輪機構(gòu) 執(zhí)行構(gòu)件鉛垂運動機構(gòu)方案3：連桿復(fù)合機構(gòu) 執(zhí)行構(gòu)件鉛垂運動機構(gòu)方案4：齒輪復(fù)合機構(gòu) 執(zhí)行構(gòu)件鉛垂運動機構(gòu)方案5：凸輪復(fù)合機構(gòu) 執(zhí)行構(gòu)件鉛垂運動機構(gòu)方案6：連桿復(fù)合機構(gòu) 執(zhí)行構(gòu)件鉛垂運動機構(gòu)方案7：凸輪連桿齒輪齒條復(fù)合機構(gòu) 執(zhí)行構(gòu)件鉛垂運動機構(gòu)方案8：凸輪機構(gòu) 執(zhí)行構(gòu)件鉛垂運動機構(gòu)方案9：齒輪齒條機構(gòu) 執(zhí)行構(gòu)件鉛垂運動機構(gòu)方案10：連桿復(fù)合機構(gòu) 表2 上述滿足執(zhí)行構(gòu)件鉛垂運動各個機構(gòu)運動方案定性分析 方 案 號 功能 功 能 質(zhì) 量 經(jīng) 濟 適 用 性 運動變換 加壓時間① 一級傳動角② 二級傳動角 平穩(wěn)性 磨損與變形 運動效率 復(fù)雜性 加工裝配難度 成本 運動尺寸 1 滿足 較短 較大 較大 一般 小 較大 一般 一般 一般 較小 2 滿足 長 較大 --- 有沖擊 大 較大 一般 較難 較高 大 3 滿足 較長 較大 較大 一般 小 較大 一般 一般 一般 較大 4 滿足 較短 較大 --- 較好 較大 一般 較復(fù)雜 較難 高 較小 5 滿足 較長 較大 --- 有沖擊 大 較大 一般 較難 較高 較大 6 滿足 較短 較大 較大 一般 小 較大 較難 一般 一般 一般 7 滿足 較長 較大 較大 一般 大 較大 較難 較難 高 小 8 滿足 較長 較大 --- 有沖擊 大 較大 一般 一般 較高 大 9 滿足 較短 較大 --- 較好 一般 一般 一般 一般 一般 較小 10 滿足 較長 較大 較大 一般 小 一般 較復(fù)雜 一般 一般 較大 注：①加壓時間是指在相同施壓距離內(nèi)，撞板向下移動所用的時間，越長則越有利。②一級傳動角指連桿機構(gòu)的傳動角；二級傳動角指六桿機構(gòu)或連桿復(fù)合機構(gòu)中后一級機構(gòu)的傳動角。③評價項目應(yīng)因機構(gòu)功能不同而有所不同。 對以上方案初步分析如表3。從表中的分析結(jié)果不難看出，方案2，4，5，7的性顯較差；方案1，3，6，8，9，10尚可行且有較好綜合性能并各自都有特點，這六個方案可作為被選方案，待運動設(shè)計，運動分析和動力分析后，通過定量評價選出最優(yōu)方案。 3. 執(zhí)行機構(gòu)運動方案的形成 機器中各工作機構(gòu)都可按前述方法構(gòu)思出來，并進行評價，從中選出最佳的方案。將這些機構(gòu)有機地組合起來，形成一個運動和動作協(xié)調(diào)配合的機構(gòu)系統(tǒng)。為使各執(zhí)行構(gòu)件的運動、動作在時間上相互協(xié)調(diào)配合，各機構(gòu)的原動件通常由同一構(gòu)件統(tǒng)一控制。 在選擇方案時還需要進行非機械行業(yè)的綜合考慮，例如機械的市場創(chuàng)新性，市場前瞻性，再開發(fā)性等各種各樣的因素，這樣會大大提高機械的價值和生命期。 通過對上述方案的拼裝和組合，和多方因素的考慮，由此可以設(shè)計出以下組合方案以供選擇。 1) 連桿組合機構(gòu) 方案說明：如圖1所示，目前此方案綜合性能不是很理想，傳動性能較差，但是可以將左右移動滑塊上方的槽去掉，用一個桿連接直接連接另一個槽的滑塊，可以大大改善此機構(gòu)性能。 圖1 連桿組合機構(gòu) 運動說明：此機構(gòu)左端的曲柄搖桿機構(gòu)的搖桿為復(fù)合桿，在曲柄工作時搖桿將動力輸出給左右運動的滑塊，滑塊又將動力通過正弦機構(gòu)傳給上下運動的滑塊，從而完成打包機所需要的運動。 2) 齒輪齒條組合機構(gòu) 方案說明：如圖1所示，整個機構(gòu)的動力傳輸由三個齒輪聯(lián)合組成，齒輪傳動有著高穩(wěn)定性，可以承受重載和高速載荷等優(yōu)點，而且結(jié)構(gòu)簡單，加工方便易于維護，整體方案相對節(jié)省空間。 圖2 齒輪齒條組合機構(gòu) 運動說明：主動曲柄轉(zhuǎn)動，帶動搖桿進行擺動，和搖桿同軸的齒輪使底部齒條移動的同時再將運動傳給下一級齒輪，而下一級齒輪的運動帶動最右邊的齒輪開始轉(zhuǎn)動，最右邊的齒輪帶動第二個齒條進行運動。 3) 齒輪連桿組合機構(gòu) 方案說明：此方案力學(xué)性能良好，滑塊有急回運動，運動結(jié)構(gòu)緊湊層次清晰，而且除了為打包機輸出所需的兩個運動之外，還可以輸出一個上下擺動的運動，為日后的再開發(fā)提供了幫助。 圖3）齒輪連桿機構(gòu) 運動說明：主動桿帶動復(fù)合桿擺動，復(fù)合桿上部用滑塊連接齒輪，齒輪帶動齒條使撞板上下運動，復(fù)合桿下部拉動滑塊做左右運動。 4) 凸輪連桿組合機構(gòu) 方案說明：此方案中由于主動件為凸輪使得此機構(gòu)不能承受高速載荷，但在低速狀態(tài)下通過設(shè)計凸輪的形狀的不同可以達到不同的運動效果，使得機構(gòu)運動規(guī)律比較靈活。 圖4）凸輪連桿機構(gòu) 運動說明：凸輪帶動滾子從動件上下運動，連桿機構(gòu)將運動分解成打包機所需要的形式。 4．機構(gòu)組合方案的確定 根據(jù)所選方案是否能滿足要求的性能指針，結(jié)構(gòu)是否簡單、緊湊；制造是否方便；成本是否低等選擇原則。經(jīng)過前述方案評價，采用系統(tǒng)工程評價法進行分析論證，列出下列表格： 性能指針 方案1 方案2 方案3 方案4 運動 性能 運動規(guī)律 急回 平穩(wěn) 急回 任意 運動速度及精度 一般 一般 較高 一般 工 作 性能 工作效率 一般 高 較高 一般 使用空間 較大 較大 一般 較小 動 力 性 能 承載能力 較大 大 較大 較低 傳力性能 較大 大 一般 一般 震動與噪聲 較大 較大 較大 較小 經(jīng)濟性 加工難度 易 一般 一般 較難 維護難度 較易 較易 一般 較難 能耗大小 一般 一般 一般 一般 使用壽命 較長 較長 較長 一般 結(jié)構(gòu) 機構(gòu)尺寸 大 大 較大 較小 機構(gòu)重量 輕 重 一般 較重 復(fù)雜程度 一般 復(fù)雜 一般 簡單 經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)方案3最滿足設(shè)計任務(wù)的要求，并且綜合性能良好，易于再開發(fā)，所以將方案3作為執(zhí)行機構(gòu)的最終方案。 2.3執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計 1.執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計 執(zhí)行機構(gòu)分別為:① 齒輪—齒條撞板上下沖壓機構(gòu)。 ② 連桿推塊左右沖壓機構(gòu)。 撞板上下運動沖壓機構(gòu)的設(shè)計: 四桿機構(gòu)的設(shè)計；曲柄導(dǎo)桿機構(gòu)的設(shè)計；齒輪機構(gòu)的設(shè)計； 滑塊左右運動沖壓機構(gòu)的設(shè)計: 曲柄滑塊機構(gòu)的設(shè)計； 1） 撞板上下運動沖壓機構(gòu)的設(shè)計 四桿機構(gòu)的設(shè)計；曲柄導(dǎo)桿機構(gòu)的設(shè)計；齒輪機構(gòu)的設(shè)計； 三、傳動系統(tǒng)方案設(shè)計 3.1傳動方案設(shè)計 傳動系統(tǒng)位于原動機和執(zhí)行系統(tǒng)之間，將原動機的運動和動力傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)。除進行功率傳遞，使執(zhí)行機構(gòu)能克服阻力作功外，它還起著如下重要作用：實現(xiàn)增速、減速或變速傳動；變換運動形式；進行運動的合成和分解；實現(xiàn)分路傳動和較遠(yuǎn)距離傳動。傳動系統(tǒng)方案設(shè)計是機械系統(tǒng)方案設(shè)計的重要組成部分。當(dāng)完成了執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計和原動機的預(yù)選型后，即可根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)所需要的運動和動力條件及原動機的類型和性能參數(shù)，進行傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計。 在保證實現(xiàn)機器的預(yù)期功能的條件下，傳動環(huán)節(jié)應(yīng)盡量簡短，這樣可使機構(gòu)和零件數(shù)目少，滿足結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，降低制造和裝配費用，提高機器的效率和傳動精度。 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書中所規(guī)定的功能要求，執(zhí)行系統(tǒng)對動力、傳動比或速度變化的要求以及原動機的工作特性，選擇合適的傳動裝置類型。根據(jù)空間位置、運動和動力傳遞路線及所選傳動裝置的傳動特點和適用條件，合理擬定傳動路線，安排各傳動機構(gòu)的先后順序，完成從原動機到各執(zhí)行機構(gòu)之間的傳動系統(tǒng)的總體布置方案。 機械系統(tǒng)的組成為： 原動機 →傳動系統(tǒng)(裝置)→ 工作機（執(zhí)行機構(gòu)） 原動機：Y系列三相異步電動機； 傳動系統(tǒng)(機構(gòu))：常用的減速機構(gòu)有齒輪傳動、行星齒輪傳動、蝸桿傳動、皮帶傳動、鏈輪傳動等，根據(jù)運動簡圖的整體布置和各類減速裝置的傳動特點，選用二級減速。第一級采用皮帶減速，皮帶傳動為柔性傳動，具有過載保護、噪音低、且適用于中心距較大的場合；第二級采用齒輪減速，因斜齒輪較之直齒輪具有傳動平穩(wěn)，承載能力高等優(yōu)點，故在減速器中采用斜齒輪傳動。根據(jù)運動簡圖的整體布置確定皮帶和齒輪傳動的中心距，再根據(jù)中心距及機械原理和機械設(shè)計的有關(guān)知識確定皮帶輪的直徑和齒輪的齒數(shù)。 故傳動系統(tǒng)由“V帶傳動+二級圓柱斜齒輪減速器”組成。 原始數(shù)據(jù)： 已知工作機（執(zhí)行機構(gòu)原動件）主軸： 轉(zhuǎn)速：nW=60 （r/min） 轉(zhuǎn)矩：Mb =440 (N.m) 3.2電動機的選擇 1） 選擇電動機類型 按已知工作要求和條件選用Y系列一般用途的全封閉自扇冷式籠型三相異步電動。 2） 選擇電動機容量 a．工作軸輸出功率 ： PW=Mω/1000 (KW) ω=πnW /30=60π/30=6.28 (rad/s) PW=Mω/1000=440*6.28/1000=2.7632 KW 注：工作軸——執(zhí)行機構(gòu)原動件軸。 b．所需電動機的功率：Pd= PW /ηa ηa----由電動機至工作軸的傳動總效率 ηa =η帶η軸承3η齒輪2η聯(lián) 查表可得： 對于V帶傳動: η帶 =0.96 對于8級精度的一般齒輪傳動：η齒輪=0.97 對于一對滾動軸承：η軸承 =0.99 對于彈性聯(lián)軸器：η聯(lián)軸器=0.99 則ηa =η帶η軸承3η齒輪2η聯(lián) =0.960.9930.9720.99 = 0.868 ∴　Pd= PW /ηa=2.7632/0.868=3.1834 KW 查各種傳動的合理傳動比范圍值得： V帶傳動常用傳動比范圍為 i帶=2～4，單級圓柱齒輪傳動比范圍為i齒=3～5，則電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為 nd=i帶 i齒2nW =(2～4)( 3～5)2 nW =（18 ～100 ）nW =(18～100)30 =1080～6000 r/min 符合這一轉(zhuǎn)速范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000 r/min、1500 r/min和3000 r/min，根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊查出四種適用的電動機型號，因此有三種傳動比方案。 方案 電動機型號 額定功率ped/kw 電動機轉(zhuǎn)速/ r/min 電動機質(zhì)量/kg 傳動裝置的傳動比 同步 滿載 總傳動比 V帶傳動比 齒輪傳動 1 Y112M-2 4 3000 2890 45 96.33 3 32.11 2 Y112M-4 4 1500 1440 43 48 3 16 3 Y132M1-6 4 1000 960 73 32 2.5 12.8 對于電動機來說，在額定功率相同的情況下，額定轉(zhuǎn)速越高的電動機尺寸越小，重量和價格也低，即高速電動機反而經(jīng)濟。若原動機的轉(zhuǎn)速選得過高，勢必增加傳動系統(tǒng)的傳動比，從而導(dǎo)致傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。由表中四種方案，綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、結(jié)構(gòu)和帶傳動及減速器的傳動比，認(rèn)為方案2的傳動比較合適，所以選定電動機的型號為Y112M-4。 Y112M-4電動機數(shù)據(jù)如下: 額定功率：4 Kw 滿載轉(zhuǎn)速：n滿=1440 r/min 同步轉(zhuǎn)速：1500 r/min 3.3傳動裝置的總傳動比和各級傳動比分配 1．傳動裝置的總傳動比 i總= n滿/ nW =1440/60= 24 2． 分配各級傳動比 根據(jù)《機械設(shè)計課程設(shè)計》表2.2選取，對于三角v帶傳動,為避免大帶輪直徑過大,取i12=2.8； 則減速器的總傳動比為 i減=i總/2.8=24/2.8=8.5714 對于兩級圓柱斜齒輪減速器,按兩個大齒輪具有相近的浸油深度分配傳動比,取 ig=1.3id i減= igid = 1.3i2d =8.5714 i2d =8.5714/1.3=6.5934 id =2.57 ig=1.3id=1.32.57=3.34 注：ig -高速級齒輪傳動比；id –低速級齒輪傳動比； 3.4傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算 計算各軸的轉(zhuǎn)速： 電機軸：n電= 1440 r/min Ⅰ軸 nⅠ= n電/i帶=1440/2.8=514.29 r/min Ⅱ軸 nⅡ= nⅠ/ ig=514.29/3.34=154 r/min Ⅲ軸 nⅢ=nⅡ/ id =154/2.57=60 r/min 計算各軸的輸入和輸出功率： Ⅰ軸： 輸入功率 PⅠ= Pdη帶=3.687 0.96=3.54 kw 輸出功率 PⅠ= 3.474η軸承=3.54 0.99=3.5 kw Ⅱ軸： 輸入功率 PⅡ=3.44η齒輪=3.5 0.97=3.395 kw 輸出功率 PⅡ= 3.34η軸承=3.395 0.99=3.361 kw Ⅲ軸 輸入功率 PⅢ=3.30η齒輪=3.361 0.97=3.26 kw 輸出功率 PⅢ= 3.20η軸承=3.26 0.99=3.228 kw 計算各軸的輸入和輸出轉(zhuǎn)矩： 電動機的輸出轉(zhuǎn)矩 Td=9.55106Pd /n電=9.551063.687/1440 =24.45103 Nmm Ⅰ軸： 輸入轉(zhuǎn)矩 TⅠ=9.55106PⅠ / nⅠ=9.551063.54/514.29 =65.7103 Nmm 輸出轉(zhuǎn)矩 TⅠ=9.55106PⅠ / nⅠ=9.551063.5/514.29 =65103 Nmm Ⅱ軸： 輸入轉(zhuǎn)矩 TⅡ=9.55106PⅡ / nⅡ=9.551063.395/154 =210.5103 Nmm 輸出轉(zhuǎn)矩 TⅡ=9.55106PⅡ / nⅡ=9.551063.36/154 =208.4103 Nmm Ⅲ軸 輸入轉(zhuǎn)矩 TⅢ=9.55106PⅢ / nⅢ=9.551063.26/60 =518.9103 Nmm 輸出轉(zhuǎn)矩 TⅢ=9.55106PⅢ / nⅢ=9.551063.228/60 =513.8103 Nmm 將運動和動力參數(shù)計算結(jié)果進行整理并列于下表： 軸名 功率p/kw 轉(zhuǎn)矩T ( Nmm) 轉(zhuǎn)速n/rmin-1 傳動比i 效率η 輸入 輸出 輸入 輸出 電機軸 3.687 24.45103 1440 2.8 0.95 Ⅰ軸 3.54 3.5 65.7103 65103 514.29 2.57 0.96 Ⅱ軸 3.395 3.361 210.5103 208.4103 154 3.34 0.96 Ⅲ軸 3.26 3.228 518.9103 513.8103 60