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机械设计课程设计动力学运动学计算示例
机械设计课程设计动力学、运动学计算示例 例 已知带式输送机驱动卷筒的圆周力(牵引力)F=2000N,带速v=1.2m/s,卷筒宣径D=260mm。输送机在常温下连续单向工作,载荷较平稳。环境有轻度粉尘,结构尺寸无特殊限制,工作现场有三相交流电源。要求对该带式输送机传动装置进行总体设计。 解:1.拟定传动方案 为了估计传动装置的总传动比范围,以便选择合适的传动机构和拟定传动方案,可先由已知条件计算其驱动卷筒的转速nw,即 一般常选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机,因此传动装置总传动比约为11或16。根据总传动比数值,可初步拟定出以二级传动为主的多种传动方案。 现选用结构较简单、制造成本也较低的方案,如图1。 2.选择电动机 1)电动机类型和结构型式 图1 按工作要求和工作条件,选用一般用途的Y(IP44)系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 2)电动机容量 (1)卷筒轴的输出功率PW (2)电动机输出功率Pd 传动装置的总效率 式中,η1、η2┅…为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由表查得:V带传动η1=0.96;滚动轴承η2=0.99;圆柱齿轮传动η3=0.97;弹性联轴器η4=0.99;卷筒轴滚动轴承η5=0.98;卷筒η6=0.96,则 故 (3)电动机额定功率Ped 选取电动机额定功率Ped=3kW。 3)电动机的转速 为了便于选择电动机转速,先推算电动机转速的可选范围。查得V带传动常用传动比范围,单级圆柱齿轮传动比范围,则电动机转速可选范围为 可见同步转速为750r/min、1000r/min和1500r/min的电动机均符合。这里初选同步转速分别为和的两种电动机进行比较,如表1。 由表1中数据可知两个方案均可行,但方案2的传动比较小,传动装置结构尺寸较小。因此,可采用方案2,选定电动机的型号为Y132S-6。 表1 方 案电 动 机 型 号额 定 功 率电 动 机 转 速电动机 质 量 传 动 装 置 的 传 动 比同步满载总传动比V带传动单级减速器1Y100L2-43150014203816.1435.382Y132S-6310009606310.912.74.04 4)电动机的技术数据和外形、安装尺寸 由附录查出Y132S-6型电动机的主要技术数据和外形、安装尺寸,并列表记录备用。 3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比 1)传动装置总传动比 2)分配各级传动比 取V带传动的传动比i=2.7。则单级圆柱齿轮减速器的传动比为 所得i2值符合一般圆柱齿轮传动和单级圆柱齿轮减速器传动比的常用范围。 4.计算传动装置的运动和动力参数 1)各轴转速 电动机轴为0轴,减速器高速轴为Ⅰ轴,低速轴为Ⅱ轴,各轴转速为 2)各轴输入功率 按电动机额定功率Ped计算各轴输入功率,即 3)各轴转矩 将计算结果汇总列表备用(略)。
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