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计 算 及 说 明 速决定。考虑到本次设计当中，轴承所受载荷不是很大，且受到一定的轴向力，选角接触球轴承较为合理。在确定轴承的布置时，考虑同一轴线上的两个安装孔能够一次加工完成和轴的轴向精度要求不高，轴承采用面靠面布置。 （4）决定减速器机体结构 通常没有特殊要求是，齿轮减速器机体都采用沿齿轮轴线水平剖分的结构，以便装配。 （5）选择联轴器类型 由于本机构只需要在低速级安装联轴器，所以选择可移式刚性联轴器。 结 果 5.电机的选择及传动装置的运动和动力参数的计算 5.1电机类型和结构形式的选择 由于直流电机需要直流电源，结构较复杂，价格较高，维护比较不便，因此选择 交流电动机。 电机：三相笼式我国新设计的Y系列三相笼型异步电机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其异步交流电动结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体机 和无特殊要求的机械上，如金属切削机床、运输机、风机、搅拌机等，由于启动性能 较好，也适用于某些要求启动转矩较高的机械，如压缩机等。在这里选择三相笼式异 步交流电机，封闭式结构，电压380，Y型。 5.2选择电机的容量 本次设计为设计不变（或变化很小）下长期连续运行的机械，只有所选电机的额 功率Ped 等于或稍大于所需的电动机工作功率Pd,即Ped ≥Pd ，电动机在工作时就不会过电动机传动装热，通常就不必校验发热和启动力矩。 置的运动和动电机所需工作功率按式（1）为 力参数计算公式引自【1】第Pw Pd? kw 12~20页 ?a 由式（2） Fv Pw= kw 1000 因此 Fv Pd? 1000?a 由电机至运输带的总功率为 32 ?a??1??2??3??4 η1-带传动效率，η2-滚动轴承效率（成对计算），η3-齿轮传动效率（成对计算）， 6
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计 算 及 说 明 η4-联轴器传动效率。 取η1=0.96，η2=0.98（滚动轴承），η3=0.97(齿轮精度为7级，不包括轴承效率) ， η4=0.99（齿轮联轴器） 结 果 ?a=0.84 Ped=6 kw ?a?0.96?0.983?0.972?0.99?0.84 Ped?Fv2800?1.8??6 kw 1000?a1000?0.84 5.3确定电机转速 卷筒工作转速为 n?60?1000v60?1000?1.8??70.19 r/min ?D3,14?490' 按表1推荐的传动比合理范围，取V带传动的传动比i1=2-4,二级圆柱齿轮减速''器的传动比i2=8-40，则总传动比合理范围为ia?16?160，故电机转速的可选择范围为 '' nd?na?n??16?160??70.19?1123?11230 r/min 符合这一范围的同步转速为1500r/min,3000r/min. 根据容量和转速，由有关手册查出有两种适合的电机型号，因此有两种传动方案，如下页表一。 表一 方案 电动机型 号 额定功率电机转速 r/min 同步 转速 满载 转速 电 动机 重 量 N 参 考价 格 元 传动装置的传动比 Pedkw 7.5 7.5 总传动比 V 带传 动 减速器 1 Y132S2-2 2 Y132M-4 3000 1500 2920 1440 41.60 2.5 20.52 2 16.64 10.26 综合考虑电机和传动装置的尺寸，重量，价格和带传动，减速器的传动比，可见第2中方案比较合理，因此选择电机型号Y132-4,其主要性能表二。 n=70.19 r/min 7
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计 算 及 说 明 表二 额 定 型号 功 率 kw 转速 r/min 满载时 电流（380v时）A 功 率 % 功率 因素 启动电流 额定电流 启动转矩 额定转矩 最大转矩 额定转矩 结 果 电动机型号：Y132M-4 Y132M-4 7.5 1440 2.2 2.2 Y132M-4电动机主要外形和安装尺寸如表三： 表三 中心 高H 132 外形尺寸L* (AC/2+AD)*HD 515*345*315 底脚安装尺寸A*B 底脚螺栓 孔直径K 轴伸尺寸 D*E 键装部位尺寸F*GD 216*178 12 38*80 10*41 5.4 传动比分配 电机型号Y132M-4，满载时转速n=1440 r/min. m（1） 总传动比 ia?(2) 分配传动装置传动比： nm1440??20.52 n70.19ia?i0?i 式中ia,i0分别为带传动和减速器的传动比 为使V带传动外廓尺寸不致过大，初步取i0?2.5(实际的传动比要在设计V带传动时，由所选大小带轮的标准直径之比计算)，则减速器的传动比为： i0?2.5 i?8.208 i?ia20.52??8.208 i02.5（3） 分配减速器的各级传动比 按展开式布置，考虑润滑条件，为使两级大齿轮直径相近，由经验公式： i1?(1.3?1.4)i2 取 i1?1.35i2 且有 8
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计 算 及 说 明 i?i1?i2 得 i1?3.32 i2?2.46 结 果 i1?3.32i2?2.46 5.5 传动装置各轴的运动和动力参数 (1）各轴转速 nm1440由式(9)-(10) Ⅰ轴：n1???576 r/min i02.5 n1576 Ⅱ轴：n2???173.49 r/min i13.32 n2173.49 Ⅲ轴：n3???70.53 r/min i22.46 卷筒轴： n4?n3?70.53 r/min (2)各轴输入功率： 由式（12）-（15） Ⅰ轴：P kw ?P???P???6?0.96?5.761d01d1 Ⅱ轴：P2?P1??12?P1??2??3?5.76?0.98?0.97?5.48 kw Ⅲ轴：P3?P2??23?P2??2??3?5.48?0.98?0.97?5.02 kw 滚筒轴：P4?P3??34?P3??2??4?5.2?0.98?0.99?5.05 kw Ⅰ到Ⅲ轴的输出功率分别为其输入功率乘以轴承效率0.98，例如Ⅰ轴的输出功率 '为P1?P1?0.98?5.76?0.98?5.64 kw,其余类推。 （3）各输入转矩 由式（16-21） pd6 电动机轴输出转矩：Td?9550??9550??39.79 N.m nm1440 Ⅰ到Ⅲ轴输入转矩： 9
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计 算 及 说 明 Ⅰ轴：T1?Td?i0?01?Td?i0?1?39.79?2.5?0.96?95.50N.m Ⅱ轴：T2?T1?i1?12?T1?i1?2?3?95.90?3.32?0.98?0.97?301.38N.m 结 果 Ⅲ轴：T3?T2?i2?23?T2?i2?2?3?301.38?2.46?0.98?0.97?704.78N.m 卷筒轴输入转矩： T4?T3?2?4?704.78?0.98?0.99?683.78N.m Ⅰ到Ⅲ轴输出转矩则分别为各轴的输入转矩乘以轴承效率0.98，例如轴Ⅰ的输入 '转矩T1?T1?0.98?95.50?0.98?93.59N.m ，其余类推。 运动和动力参数计算结果整理如表四： 表四 效率P kw 转矩 T N.m 传动比轴名 转速n r/min 效率η i 输入 输出 输入 输出 电机轴 6 30.79 1440 2.5 0.96 Ⅰ轴 5.76 5.64 95.50 93.59 576 3.32 0.95 Ⅱ轴 5.48 5.37 301.38 295.35 173.49 2.46 0.95 Ⅲ轴 5.20 5.10 704.48 690.39 70.53 1 0.97 卷筒轴 5.05 4.95 683.78 670.10 70.53 6.传动零件的设计计算 6.1带轮的设计计算 带轮的设计计算公式及数据 1．确定计算功率 Pca 和图表皆引自【2】第143-164 由表8-7查的工作情况系数KA?1.1,故 页 Pca?KA?P?1.1?6?6.6kw 2．选择V带的带型 10