传动装置的总体设计例题 [例]设计一带式运输机的机械 传动方案 已知原动机为三相异步交流电 动机，工作机的卷筒直径 d=250mm，运输带的线速度 v=1.0m/s，运输带上的有效拉力 F=2500N，如图所示。 载荷平稳，环境清洁，大批量 生产，两班制工作，使用5年。 d v F 总体设计的内容 传动装置总体设计的内容包括： ?确定传动方案 ?选择电动机型号 ?合理分配传动比 ?计算传动装置的运动和动力参数 为设计计算各级传动件作准备。 一、方案的选择 方案一 一级V带传动加一级圆柱齿轮减速器 优点：结构简 单，带传动易加 工，成本低，可 吸振缓冲，应用 较广泛。 缺点：外廓尺 寸大，带的寿命 短，需经常更换 。 方案二 一级圆柱齿轮减速器加一级链传动 优点：结构简 单，效率较高， 应用较广泛。 缺点：外廓尺 寸大，工作时有 噪声。 方案三 一级蜗杆传动 优点：传动 比大，结构紧 凑，传动平稳 。 缺点：效率 低，功率损失 大，需用贵重 的青铜制造蜗 轮，成本高。 方案四 二级展开式圆柱齿轮减速器 优点：结构紧 凑、简单，传动 效率高，工作可 靠，应用较广泛 。 缺点：齿轮相 对于轴承不对称 布置，沿齿向载 荷分布不均匀。 二、电动机的选择 选择采用传动方案1时的电动机类型和型号 （1）选择电动机的类型 （2）选择电动机的额定功率 （3）确定电动机的转速n （4）确定电动机的型号 （1）选择电动机的类型 按工作要求的条件，选用Y系列三相异步电动机 最常用的交流电动机——三相鼠笼型异步电动机。 Y系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相 异步电动机。 （2）选择电动机的额定功率 选取η 带 =0.96、η 齿 =0.98、η 轴承 =0.98、η 联 =0.99、η 卷 =0.96 （2）选择电动机的额定功率 由电动机轴至卷筒轴的传动总效率η a 为： η a =η 带 ?η 齿 ?η 2 轴承 ?η 联 =0.96?0.98?0.98 2 ?0.96 工作机构的效率η w 为： η w =η 轴承 ?η 卷 =0.98?0.96 （2）选择电动机的额定功率 w w Fv P η1000 = 工作机构所需功率P w 为： Kw Fv P wa d 972 1000 .== ηη 故电动机所需工作功率P d 为： 由P ed ≧P d ，选电动机的额定功率P ed =3.0kW （3）确定电动机的转速n 工作机构主轴即卷筒轴的转速为 r/min 4.76 250 0.1100060100060 = × ×× = ?× = ππd v n w 按手册推荐的传动比合理范围，取V带传动的传动比i 1 =2~4 ，一级齿轮传动的传动比i 2 =3~6 ，则总传动比合理范围为i a = i 1 *i 2 =6~24 。 r/min 6.1833~4.4584.76)24~6( =×== Wad nin 故电动机转递的可选范围为 （3）确定电动机的转速n 符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min、 1500r/min三种。 为了既不使电动机尺寸过大，也不使传动装置因传动比 过大而导致其外廓尺寸过大，价格增加，选用同步转速为 1000r/min的电动机。 （4）确定电动机的型号 根据电动机的额定功率P ed =3.0kW和同步转速为 1000r/min，由有关手册查Y系列三相异步电动机，确定所 需电动机的型号是Y132S—6，其主要性能列于下表。 功率因数 φ 电流A 380V 转速 N m (r/min) 2.02.00.767.29603.0Y132S-6 最大转矩 额定转矩 启动转矩 额定转矩 满载时 额定功率 P ed (kW) 型号 三、合理分配传动比 ①计算总传动比： 5712 476 960 . . === W m a n n i 三、合理分配传动比 ②分配各级传动比： 为使V带传动外廓尺寸不致过大，保证各级传动 件尺寸协调、结构匀称合理，取V带传动的传动比 i 1 =2.8，则i 2 = i a /i 1 =12.57/2.8=4.49 四、计算传动装置的运动和动力参数 ①计算各轴的转速 ②计算各轴的输入功率 ③计算各轴的输入转矩 ①计算各轴的转速 电动机轴 r/min 960= m n Ⅰ轴 r/min ..// 934282960 11 === inn m Ⅱ轴 r/min .././ 4764949342 212 === inn Ⅲ轴（卷筒轴） r/min .476 23 == nn ②计算各轴的输入功率 Ⅰ轴 P 1 = P ed ? η 带 =3.0?0.96= 2.88 kW 依据P ed = 3.0 kW Ⅱ轴 P 2 = P 1 ? η 齿 ?η 轴承 =2.88?0.98?0.98= 2.77 kW Ⅲ轴（卷筒轴） P 3 = P 2 ? η 轴承 ? η 联 =2.77?0.98?0.99= 2.69 kW ③计算各轴的输入转矩 电动机轴（输出转矩） T d =9.55*10 3 P ed /n m =9.55*10 3 *3.0/960 =29.84 N . m Ⅰ轴 T 1 =T d i 1 η 带 =29.84*2.8*0.96=80.21 N . m Ⅱ轴 T 2 =T 1 i 2 η 齿 η 轴承 =80.21*4.49*0.98*0.98=345.88 N . m Ⅲ轴（卷筒轴） T 3 =T 2 η 轴承 η 联 =345.88*0.98*0.99=335.57 N . m 整理结果 0.971.0 0.964.49 76.4335.572.69 Ⅲ轴（卷筒轴） 76.4345.882.77 Ⅱ轴 0.96 342.980.212.88 Ⅰ轴 2.896029.843.0 电机轴 效率η传动比i 转速 r/min 转矩T N . m 功率P kW 轴名