电机的选择计算.docx

1、电机的选择计算 课程设计 电机的选择计算 选择电动机的类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V. 选择电动机的容量工作机的有效功率为Pw=FV/1000=(2200Ns)/1000=.从电动机到工作机输送带间的总效率：联轴器的传动效率 1=.带传动效率2=.一对圆锥滚子轴承的效率 3= 0. 98.一对球轴承的效率 4= .闭式直齿圆锥齿传动效率5= .闭式直齿圆柱齿传动效率6= .总效率=21233456=0. 983=.所以电动机所需工作功率为：Pd=Pw/=确定电动机转速查表得二级圆锥圆柱齿轮减速器传动比i=8-40，而工作机卷筒轴的转速为：

2、d=250mmnw=601000V/d=m所以电动机转速的可选范围为：nd=inw =(8-40) =(612-3060)r/m符合这一范围的同步转速有750 r/m,1000 r/m,1500 r/m,3000 r/m四种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量及价格因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000 r/m的电动机如表2-1：表2-1电动机的型号额定功率/kw满载转速/（r/m）启动转矩额定转矩最大转矩额定转矩Y132S-63960电动机的主要安装 尺寸和外形尺寸如表2-2：表2-2尺寸/mm型号HABCDEFGDGY132S13221614089388010833 计算

3、传动装置的总传动比i 并分配传动比 分配原则1.各级传动的传动比不应该超过其传动比的最大值2.使所设计的传动系统的各级传动机构具有最小的外部尺寸3.使二级齿轮减速器中，各级大齿轮的浸油深度大致相等，以利于实现油池润滑 总传动比i 为：i =nm/ nw=960/=分配传动比：i =i1i2圆锥齿轮传动比一般不大于3，所以：直齿轮圆锥齿轮传动比：i1=3直齿轮圆柱齿轮传动比: i2=实际传动比：i = 3=因为i=H2 取 Mpa(3) 按齿面接触强度设计小齿轮大端模数（由于小齿轮更容易失效故按小齿轮设计）:取齿数 Z1=24，则Z2=Z1i1=243=72，取Z2=72实际传动比u=Z2/Z1

4、=72/24=3，且u=tan2=cot1=31=2=则小圆锥齿轮的当量齿数zm1=z1/cos1=24/=zm2=z2/cos2=72/=(4)查表有材料弹性影响系数ZE=，取载荷系数Kt=有T1=104 T/，u=3，R1=1/3.试计算小齿轮的分度圆直径为：d1t=c.齿轮参数计算(1)计算圆周速度v=*d1t*nI /60000=*960/60000=s(2)计算齿轮的动载系数K根据v=s，查表得：Kv=,又查表得出使用系数KA=取动载系数K=取轴承系数K=*=齿轮的载荷系数K= Kv*KA* K *K=(3)按齿轮的实际载荷系数所得的分度圆直径由公式:d1= d1t=m=24=d按齿

5、根弯曲疲劳强度设计：Fmin1=+275由公式查得：(1)小齿轮的弯曲疲劳强度FE1=500 Mpa ；大齿轮的弯曲疲劳强度FE2 =380 Mpam(2)查得弯曲疲劳强度寿命系数KFN1=,KFN2=.计算弯曲疲劳强度的许用应力，安全系数取S=由F=Fmin KFN / SFmin 得F1=FE1* KFN1/S=500*= MpaF2=FE2* KFN2/S=380*= Mpa计算载荷系数K= Kv*KA* K *K=1.查取齿形数：YFa1=, YFa2=2.应力校正系数Ysa1=, Ysa2=3.计算小齿轮的YFa * Ysa /F并加以比较YFa1 * Ysa1 /F1 =*= YF

6、a2 * Ysa2/F 2 =*=YFa1 * Ysa1 /F1 H2 取539 Mpa(3) 按齿面接触强度设计小齿轮大端模数（由于小齿轮更容易失效故按小齿轮设计）:取齿数 Z1=24，则Z2=Z1i1=24=100，取Z2=100实际传动比u=Z2/Z1=100/24=，(4)查表有材料弹性影响系数ZE=，取载荷系数Kt=有T1=104 T/，u=3，R1=1/3.齿宽系数：=1试计算小齿轮的分度圆直径为：d1t*=*=c.齿轮参数计算(1)计算圆周速度v=*d1t*nI /60000=*320/60000=s齿宽b=*d1t=1*=计算齿宽与齿高之比：b/h模数mt= d1t/Z1=24

7、=h=b/h=(2)计算齿轮的动载系数K根据v=s，查表得：Kv=,又查表得出使用系数KA=取动载系数K=取轴承系数K=*=齿轮的载荷系数K= Kv*KA* K *K=(3)按齿轮的实际载荷系数所得的分度圆直径由公式:d1= d1t=m=24=d按齿根弯曲疲劳强度设计：Fmin1=+275由公式查得：(1)小齿轮的弯曲疲劳强度FE1=500 Mpa ；大齿轮的弯曲疲劳强度FE2 =380 Mpam(2)查得弯曲疲劳强度寿命系数KFN1=,KFN2=.计算弯曲疲劳强度的许用应力，安全系数取S=由F=Fmin KFN / SFmin 得F1=FE1* KFN1/S=500*= MpaF2=FE2*

8、 KFN2/S=380*= Mpa计算载荷系数由b/h=,=查得KF=K= Kv*KA* K *KF=1*=1.查取齿形数：YFa1=, YFa2=2.应力校正系数Ysa1=, Ysa2=3.计算小齿轮的YFa * Ysa /F并加以比较YFa1 * Ysa1 /F1 =*=YFa2 * Ysa2/F 2 =*=YFa1 * Ysa1 /F1 许用转速n=4750r/minn=960r/m所以联轴器符合使用要求(4)作用在小锥齿轮上的力：dm1=b/Rd1=11270=圆周力：Ft1=2T1/ dm1=2104 /=径向力：Fr1= Ft1*tan20*cos1=tan20=轴向力:Fa1=

9、Ft1*tan20*=(5)轴的结构设计如图3-1：图3-1(1)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度，为了满足半联轴器的轴向定位要求，I-轴端右端需要制出一轴肩dI- =30mm，故取d- =35mm，为了保证轴吨挡圈只压在半联轴器上面不压在轴的断面上，故I-轴段取L I- =62mm。初步选定滚动轴承，因为轴承同时有径向力和轴向力的作用，故选单列圆锥滚子轴承。参照工作要求根据d- =35mm，根据机械设计手册标准，单列圆锥滚子承选用型号为30208，其主要参数为d=40mm，D=80mm，T=，B=18，C=16，所以d- =40mm，d- =50mm，d- =40mm，L- =17m

10、m取安装齿轮处的轴端-的直径d- =32mm，齿轮的左端通过轴套定位，右端通过轴套和螺钉定位。轴段的长度取L- =58mm。由轴承盖宽度和套筒宽宽的确定L- =44mm。d I- =30mm L I- =62mmd- =35mm L- =44mmd- =40mm L- =17mmd- =50mm L- =56mmd- =40mm L- =17mmd- =32mm L- =58mm至此，已经初步确定了轴的各段直径和长度。(6)求轴上的载荷如图3-2计算轴上的载荷：图3-2求垂直面内的支撑反力：该轴受力计算简图如下图，齿轮受力L- =56mm 轴承的T= a=L2= L-+2（T-a）=56+2根

11、据实际情况取L2=60mm，估取L3=40mm=0,Rcy=Ft1(L2+L3)/L2=(60+40)/60=，Rby= Ft1- Rcy=求水平面内的支撑力：=0，RCz= Fr1(L2+L3)-Fal*dm1/2/L2=(60+40)- 2/L2=0，RBz=Fr1-RCz=水平面内C点弯矩，Mz=60=合成弯矩：M=作轴的扭矩图如图3-3图3-3计算扭矩:T=T1=104 校验高速轴：根据第三强度理论进行校核：MD许用转速n=4750r/minn=m所以联轴器符合使用要求(4)作用在大直齿轮上的力： 圆周力：Ft4= Ft3=Fr4= Fr3=(5)轴的结构设计如图3-5如图3-5根据轴

12、向定位的要求确定轴的各段直径和长度为了满足半联轴器的轴向定位要求，I-轴端右端需要制出一轴肩dI- =40mm，故取d- =50mm，为了保证轴吨挡圈只压在半联轴器上面不压在轴的断面上，故I-轴段取L I- =80mm。初步选定滚动轴承，因为轴承只有轴向力的作用，故选深沟球轴承。参照工作要求根据d- =50mm，根据机械设计手册标准，深沟球承选用型号为60210，其主要参数为d=50mm，D=90mm，B=20mm，所以d- =56mm，为大齿轮的右端定位制造出一轴肩的高度为65mm，宽度为10mm，即d- =65mm，L-=10mm，d- =50mm，L- =17mm取安装齿轮处的轴端-的直

13、径d- =60mm，齿轮的左端通过轴套定位，右端通过轴套和螺钉定位。大直齿轮的齿宽为60mm，所以轴段-的长度取L- =58mm。为保证机箱的宽度，故为确保机箱的宽度，轴和轴安装轴承的轴的长度应向对应，故取L- =。由轴承盖端的总宽度和挡圈宽度轴承的宽度来确定L- =d I- =40mm L I- =88mmd- =50mm L- =66mmd- =56mm L- =d- =65mm L- =10mmd- =60mm L- =58mmd- =50mm L- =至此，已经初步确定了轴的各段直径很长度。(6)求轴上的载荷该轴受力计算简图如图3-6：计算轴的载荷： 图3-6求垂直面内的支撑力：MC=

14、0，RBY= Ft4L1/（ L1+L2）=（+）=Y=0，Rcy= Ft4- RBY = = N，垂直面内D点弯矩：MDy= RcyL1= Nm ，M= RBY L2=m水平面内的支撑反力：MC=0，RBz=Fr4 L1/（ L1+L2）=Z=0，RCz= Fr4- RBz =，水平面内D点弯矩MDz= RCz L1=m，M= RBz = Nm合成弯矩：MD= Nm，M=m作舟的扭矩图如图3-7图3-7计算扭矩:T=T1=105 。校核低速轴:根据第三强度理论进行校核：由图可知，D点弯矩最大，故验算D处的强度MDe时，X=,Y=(2)计算轴承D的受力（图）， 支反力RB= N，RC= N附加

15、轴向力（对滚子轴承 S=Fr/2Y）SB=RB/2Y= N，SC=RC /2Y= N轴向外载荷 FA=Fa1= N(4)各轴承的实际轴向力 AB=max（SB，FA -SC）= FA -SC =，AC=（SC，FA +SB）= SC =(5)计算轴承当量动载 由于受较小冲击查表得 fd=，又轴I受较小力矩，取fm = AB/RB= ，取X=，Y=， PB= fdfm（X RB +YAB）=（+）=AC/ RC = ，取X=1，Y=0，PC= fdfm（X RC +YAC）=1=(6)计算轴承寿命 又PB PC，故按PC计算，查表，得ft=L10h=106 （ftC/P）/60n1=106 （59800/）10/3 /（60960）=106 h。 减速器低速III轴滚动轴承的选择与寿命计算(1)高速轴的轴承只承受一定径向载荷，选用深沟球轴承，初取d=55，由表选用型号为6210，其主要参数为：d=50，D=90，Cr=33500 N，C