二、传动装置总体设计
1.系统总体方案的确定
1) 系统总体方案:电动机→传动系统→执行机构 2) 初选的三种方案如下:
方案一:展开式两级圆柱齿轮
方案二:同轴式两级圆柱齿轮
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方案三:分流式两级圆柱齿轮
3) 系统方案的总体评价:
以上三种方案:
方案一中一般采用斜齿轮,低速级也可采用直齿轮。总传动比较大,结构简单,应用最广。由于齿轮相对于轴承为不对称布置,因而沿齿宽载荷分布不均匀,要求轴有较大的刚度。
方案二中减速器横向尺寸较小,两大齿轮浸油深度可大致相同。结构较复杂,轴向尺寸大,中间轴较长、刚度差,中间轴肩润滑较困难。
方案三中一般为高速级分流,且常用斜齿轮,低速级可用直齿或人
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字齿轮。齿轮相对于轴承为对称布置,沿齿宽载荷分布较均匀。减速器结构较复杂。常用于大功率,变载荷场合。
方案一结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。由于电动机、减速器与滚筒并列,导致横向尺寸较大,机器不紧凑。但齿轮的位置不对称,高速级齿轮布置在远离转矩输入端,可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分地抵消,以减缓沿齿宽载荷分布有均匀的现象。
总的来讲,该传动方案一满足工作机的性能要求,适应工作条件、工作可靠,此外还有结构简单、尺寸紧凑、成本低、传动效率高等优点。2.电动机的选择(Y系列三相交流异步电动机) 1) 电动机类型和结构型式选择
最常用的的电动机是Y系列笼型三相异步交流电动机。其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低,适用于不易燃、不易爆,无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。由于启动性较好,也适用于某些要求较高起动转矩的机械。 2) 选择电机容量
首先估计传动装置的总体传动范围:由卷筒的圆周速度V可计算卷筒的转速
nw=60x1000xv/π
D=60x1000x0.9/πx350≈38
工作机所需有效功率Pw
Pw=Tnw/9550=450x38/9550=1.6kW
从电动机到工作机主轴之间的总效率η
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η=η1×η2×η3×……×ηn
查表2-4知 , 联轴器的传动效率η1=0.97,有2个
V带传动效率η2=0.96
卷筒轴滑动轴承η3=0.99,有2个 滚动轴承η4=0.99,有4 对 圆柱齿轮传动η5=0.96,有1个 卷筒效率η6=0.96
η=η1η2η3η4η5=0.97.0.96.0.99.0.99.0.96=0.82 卷筒轴的输出功率Pw=Tnw/9550=1.6kW 故:P d=Pw/η=2.00kW
查表得:
224224
Ped?2.2kw
3) 选择电动机的转速
选择电动机转速时nd?(i1*i2*i3*??*in)nw 式中:nd——电动机转速可选范围
''' i1、??i2in——各级传动的传动比范围
''''有表2-1查得V带传动常用传动比范围为2-4,圆柱齿轮传动比范围为3-6,其他的传动比都等于1,则电动机转速的可选范围为:
nd’=i1i2nw=684~5472r/min
可见,同步转速为1000r/min、1500r/min的电动机均符合 这里选择常用的同步转速为1500rpm和1000rpm两种 4) 确定电动机型号
由表20-1知,电动机型号相关表格如下
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方案号 电动机型号 1 2 Y102M-6 Y100L1-4 额定功率Kw 2.2 2.2 电动机转速r/min 电动机质量 Kg 同步 满载 1000 940 45 1500 1420 34 总传动比 22 32.53 参考比价 3.09 1.87 电动机型号对比表
两个方案均可行,方案2电动机成本低,对选定的传动方案传动比也适中,故选方案2.
选定电动机型号为Y100L1-4,其它主要参数列于下表
电动机型号 额定功率Kw Y100L1-4 2.2 电动机转速 同步 满载 1500 1420 中心高 mm 100 外伸轴径mm 28 轴外伸长度mm 60 2.传动装置的总传动比及其分配
1) 计算总传动比:i 总=nm/nw=1420/38=37.37 2) 各级传动比的分配
传动比选取见表2-1,V带传动常用传动比范围为2-4,圆柱齿轮传动比范围为3-6,对于展开式两级圆柱齿轮减速器,为了使两级的大齿轮有相似的浸油深度,高速级传动比i2和低速级传动比i3可按照下列方法分配:2?(1.1?1.5)3 取V带传动比i1=2.7,i2=1.3*i3
则减速器的总传动比为i=i总/i1=37.37/2.7=13.84 双级圆柱齿轮高速级传动比i12=√1.3i=√1.3x13.84=4.24 双级圆柱齿轮低速级传动比i34=i/i12=13.84/4.24=3.26 3) 各轴的转速n
电动机转轴转速:n0=nm =1420r/min
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