16.4简单机械传动方案设计举例 设计一在室内常温下长期连续工作的带式运输机的机械传动系统,环境有粉尘,要求传动平稳、维护方便,效率高。已知运输带的工作拉力F=5000N,运输带的速度υ=1.1m╱s ,卷筒直径D=350mm,效率=0.96.试设计机械传动方案。 |
解 1)确定工作机需要的功率和卷筒的转速 kW r/min |
2)初定电动机类型和转速 初估系统的总效率为0.8~0.9,需要电动机功率为 6.37~7.16 kW 根据,则可以选用的电动机有Y132M-4、Y132S2-2、Y160M-6三种。以这三种方案做一比较见表16-4。 综合考虑传动装置的传动比、重量、价格三方面因素,拟选用电动机的型号为Y132 M-4,额定功率 kW,转速 r╱ min. |
3)功能分析 总传动比23.98 根据总传动比的大小,可采取两级减速传动。系统的总功能是传递运动和转矩,故可将每一级传动作为子功能,列出形态学矩阵,可组成系统方案解的总数为N=6×4=24个 。见表16-5 从可行方案中初选四个较佳的方案:(传动方案示意图) 方案一: 方案二: 方案三: 方案四: 由四种传动方案的简图可知,完成同一任务的机器,仅改变减速传动装置,其设计方案就可有多种形式,若改变机器的工作原理,则设计方案还会更多。设计者应根据具 体情况,拟定技术经济指标较高且工作可靠,效率又高的设计方案。 分析上述四种传动方案 方案四:传动效率高,结构紧凑,使用寿命长。当要求大起动力矩时,制造成本较高。 方案三:能满足传动比要求,但要求大起动力矩时,链传动的抗冲击性能差,噪音大,链磨损快寿命短,不易采用。 方案二:传动效率高,使用寿命长,但要求大起动力矩时,起动冲击大,使用维护较方便。 方案一:采用V带传动与齿轮传动的组合,即可满足传动比要求,同时由于带传动具有良好的缓冲、吸振性能,可适应大起动转矩工况要求,结构简单,成本低,使用维护方便。缺点是传动尺寸较大,V带使用寿命较短。 综合分析比较,选用方案一。 |
4)确定输入功率和额定功率 传动方案确定后,可求得传动系统的效率,继而可确定传动系统所需的输入功率、电动机的类型及其额定功率、电动机输出轴转速等参数。 如传动方案一图所示,为一串联方式组合,根据表16-1取滚动轴承效率=0.99,V带传动效率=0.96,一对齿轮啮合传动效率,联轴器效率。传动系统的效率为 传动系统的效率为0.868在估计值的范围内,所以电动机型号仍可选用Y132M-4,额定功率=7.5kW, 转速=1440 r╱ min,传动系统的输入功率 作为传动系统动力计算的依据。 |
5)传动比分配 经分析,取带传动的传动比为,两级齿轮传动的传动比。两级闭式齿轮啮合,为保证两级传动的大齿轮和合理的浸油深度,高速级传动比与低速级传动比的关系为,则 |
6)各轴的运动和动力参数 计算结果见表16-6。 一般允许设计值与设计要求有 (3~5)%的误差。 |