机械传动课程设计

1.电动机的选择

传动装置的总效率η

6543421ηηηηηηη=＝0.96×4

99.0×0.97×0.96×0.99×0.96＝0.816；

1η为V 带的效率,2η为一对轴承的效率，3η为高速齿轮啮合传动的效率（由于是高速齿轮故选斜齿轮8级精度），4η低速齿轮啮合传动的效率（低速齿轮选低一级9级精度直齿），5η为联轴器效率，6η为传递滚筒效率

kW D Tv P w 67.9/2==

电动机所需工作功率为： P ＝w P /η＝6.67/0.816＝11.85kW

滚筒转速min /54.61100060r D

v

n =⨯=

π

经查表按推荐的传动比合理范围，V 带传动的传动比1i ＝2～4，二级圆柱斜齿

轮减速器传动比2i ＝8～40，则总传动比合理范围为a i ＝16～160，电动机转速的可选范围为n i n a d ⨯=＝（16～160）×61.54＝984.6～9846.4r/min 。

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比， 选定型号为Y180M —4的三相异步电动机，额定功率为15kw ，满载转速

=m n 1460r/min ，同步转速1500r/min 。

2.确定传动装置的总传动比和分配传动比

（1）总传动比

由选定的电动机满载转速m n 和工作机主动轴转速n ，可得传动装置总传动比为a i ＝m n /n ＝1460/61.54＝23.72 （2）分配传动装置传动比

a i ＝0i ×i

式中10,i i 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0i ＝2.5，则减速器传动比为i ＝

0/i i a ＝23.72/2.5＝9.48

根据由图可知，08.321==i i

3.计算传动装置的运动和动力参数

I n ＝0/i n m ＝1460/2.5＝584r/min

∏n ＝1/　Ⅰi n ＝584/3.08＝189.59r/min Ⅲn ＝ ∏n / 2i ＝189.59/3.07=61.75 r/min

Ⅳn =Ⅲn =61.75r/min

（2） 各轴输入功率

ⅠP ＝d p ×1η＝11.85×0.96＝11.37kW

∏P ＝Ⅰp ×η2×3η＝11.37×0.99×0.97＝10.92kW ⅢP ＝ⅡP ×η2×4η＝10.92×0.99×0.96＝10.38kW

ⅣP ＝ⅢP ×η2×5η=10.38×0.99×0.99＝10.17kW

则各轴的输出功率：

'ⅠP ＝ⅠP

×0.99=11.25kW 'ⅡP ＝ⅡP ×0.99=10.81 kW 'ⅢP ＝ⅢP ×0.99=10.27kW 'ⅣP ＝ⅣP ×0.99=10.06 kW

（3） 各轴输入转矩 1T =d T ×0i ×1η N·m 电动机轴的输出转矩d T =9550

m

d

n P =9550×11.85/1460=77.51 N·m 所以: ⅠT ＝d T ×0i ×1η =77.51×2.5×0.96=186.03N·m

ⅡT ＝ⅠT ×1i ×2η×3η=186.03×3.08×0.99×0.97=550.22 N·m

ⅢT ＝ⅡT ×2i ×2η×4η=550.22×3.08×0.99×0.96=1610.62N·m

ⅣT =ⅢT ×2η×5η=1610.62×0.99×0.99=1578.57 N·m 输出转矩：'ⅠT ＝ⅠT ×0.99=184.17N·m

'ⅡT ＝ⅡT ×0.99=544.72 N·m 'ⅢT ＝ⅢT ×0.99=1594.51N·m 'ⅣT ＝ⅣT ×0.99=1562.78 N·m

运动和动力参数结果如下表 轴名 功率P KW 转矩T Nm 转速r/min

输入

输出 输入 输出 电动机轴 11.85 77.51 1460 1轴 11.37 11.25 186.03

184.17

584 2轴 10.92 10.81 550.22 544.72 189.59 3轴 10.38 10.27 1610.62 1594.51 61.75 4轴 10.17

10.06

1578.57 1562.78

61.57

4. V 带传动设计计算

（1）确定计算功率ca P 。由附表6-6查得工作情况系数2.1=A K ，计算功率ca P 为 ca P =A K P=1.3⨯11.85kW=15.405kW （2）选取带型。根据ca P 及1n ，由图6-8选用B 带型。

（3）确定带轮的基准直径 。由于考虑到结构紧凑小带轮基准直径不能太小，由

附表6-7可选出小带轮的基准直径mm d d 1401=，则大带轮的基准直径

mm id d d d 3505.214012=⨯==。根据附表6-7，且考虑带的打滑问题，

取2d d =355mm 。

（4）验算带速，即

s m n d v d /70.101000

601460

14014.31000

601

1=⨯⨯⨯=

⨯=

π

10.70m/s

（5）确定V 带的基准长度和中心距。根据0.7（21d d d d +）≤≤0a 2（21d d d d +） 初步确定中心距0a 为

9905.3460≤≤a 故选mm a 5000=。

根据式（6-24），计算V 带的基准长度do L 为

mm a d d d d a L d d d d do 66.18004)()(220

2

12210=-+

++=π

由附表6-2选V 带基准长度d L 为1800mm 。按式（6-25）计算出实际的中心距a 为

mm L L a a d d 67.4992

66.18001800500200=-+=-+

≈ （6）验算主动轮上的包角。由式（6-27）可得

12034.1553.571801

21≥=⨯--

≈a

d d d d o α 故主动轮上的包角合适。