电机的选择计算
2.1选择电动机的类型
按工作要求和工作条件选用 丫系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式 结构，电
压380V.
2.2选择电动机的容量
工作机的有效功率为 P w=FV/1000=(2200N< 1.0m/s)/1000=2.2kw. 从电动机到工作机输送带间的总效率： 联轴器的传动效率
n 1=0.99.
带传动效率n 2=0.96. 一对圆锥滚子轴承的效率 n 3= 0. 98.
一对球轴承的效率
n 4= 0.99.
闭式直齿圆锥齿传动效率n 5= 0.97. 闭式直齿圆柱齿传动效率n 6= 0.97.
总效率=n 1 n 2 n 3 n 4 n 5 n 6=0.99 x 0.96 x 0. 98 x 0.99 x 0.97 x
0.97=0.817.
所以电动机所需工作功率为：
P d =Pw/n 刀=2.2kw/0.817=2.69kw 2.3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:
d=250mm nw=60X 1000V/ n d=76.5r/m
所以电动机转速的可选范围为:
nd=i x nw =(8-40) x 76.5=(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
课程设计 电机的选择计算
电动机的主要安装尺寸和外形尺寸如表2-2 : 表2-2
2.4计算传动装置的总传动比i 刀并分配传动比
2.4.1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 2.
4.2 总传动比i 刀为：
i 刀=nm/ nw=960/76.5=12.549
243分配传动比：
i E =i i i 2
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：i 1=3 直齿轮圆柱齿轮传动比：i 2=4.18 实际传动比：i ' E = 3X4.18=12.54 因为△ i=0.009<0.05,故传动比满足要求
2.5计算传动装置各轴的运动和动力参数
2.5.3各轴的输入转矩
电动机轴的输出转矩 T d =9.55 X 106
X 2.69/960=2.68 X 104
N.mm
I 轴 n I =nm=960r/m n 轴 n n =n I / i 1=960/3=320 r/m m 轴 n m =n n / i 2=320/4.18=76.6 r/m w 轴 n w =n m =76.6r/m
各轴的输入功率
I 轴 P I = P d n 1=2.69kwX 0.99=2.663kw n 轴 P n = P I n 5n 4=2.663 X 0.99 X
0.97=2.557kw
m 轴 P m = P n n 6 n 3=2.557 X 0.97 X
0.98=2.43kw
w 轴 P w = P n n 1 n 3=2.43 X 0.99 X 0.98=2.358kw
2.5.1 各轴的转速
2.5.2
i
=T d Xn 1=2.68 X 104X 0.99=2.65 X 104
N.mm
4
4
n =T Xn 5n 4X i 1=2.65 x 10 x 0.99 x 0.97 x 3=7.63 x 10
N.mm
m =T n Xn 6 n 3 X i 2=7.63 X 10
4
X 0.97 X 0.98 X 4.18=3.03 X
105
N.mm
3.1闭式直齿轮圆锥齿轮传动的设计计算
a. 选材
七级精度
小齿轮材料选用45号钢，调质处理，HB=217~286 大齿轮材料选用45号钢，正火处理，HB=162~217 按齿面接触疲劳强度设计：
T Hmin1=0.87HBS+380
由公式得出：
小齿轮的齿面接触疲劳强度T Hmi n1=600 Mpa ; 大齿轮的齿面接触疲劳强度T
Hmi n2 =550 Mpa b.
(1)计算应力循环次数N:
N1=60njL=60X 960X 1X 8X 10X 300=2.765 X 109 N2=N1/ i 1=2.765 X 109
/3=9.216 X 108
⑵ 查表得疲劳寿命系数：K HN =0.91,K HN =0.93,取安全系数Smin =1 [(T ] C HminX K H N / S Hmin
•°・[T ] H 1=600X 0.91/1=546 Mpa [T ] H 2=550X 0.93/1=511.5 Mpa
3传动零件的设计计算
W 轴
运动和动力参数计算结果整理如表 2-3 : 所以:
I 轴 n 轴 m 轴
w =T m Xn 1 n 3=3.03 X 105X 0.99 X 0.98=2.94 X 10
5
N.mm
•.• [ (T ] H1>[ (T ] H2 •••取511.5 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，贝U Z2=Z1X i1=24 X 3=72,
取Z2=72
•••实际传动比u=Z2/Z1=72/24=3，且u=tan S 2=cot S 1=3
• S 1=18.435 °
S 2=71.565 °
则小圆锥齿轮的当量齿数
zm1=z1/cos S 1=24/cos18.435 ° =25.3
zm2=z2/cosS 2=72/cos71.565 ° =227.68
⑷查表有材料弹性影响系数ZE=189.8,取载荷系数Kt=2.0
有••• T1=2.65X 104 T/(N.mm) , u=3,① R1=1/3.
•••试计算小齿轮的分度圆直径为：
d1t >2.92 *(ZE/[ ]H)2V KtT1/ R1(1 0.5 R1)2 u =63.96mm
b.齿轮参数计算
(1)计算圆周速度
v=n *d1t*n I /60000=3.14*63.96*960/60000=3.21335m/s
(2)计算齿轮的动载系数K
根据v=3.21335m/s，查表得：
Kv=1.18,又查表得出使用系数KA=1.00
取动载系数K =1.0
取轴承系数K =1.5*1.25=1.875
齿轮的载荷系数K= Kv*KA* K *K =2.215
(3)按齿轮的实际载荷系数所得的分度圆直径由公式：
d1= d1t X ^K / Kt =63.96 X ^2.221/ 2 =66.15mm
m=66.15/24=2.75
c.按齿根弯曲疲劳强度设计：
T Fmin1=0.7HBS+275
由公式查得：
(1)小齿轮的弯曲疲劳强度T FE1=500 Mpa ;
大齿________
m> 3/[4KT1/ R(1 0.5 R)2Z12^ZU^]* Y Fa Y Fs/[7
⑵查得弯曲疲劳强度寿命系数心1=0.86,K FN2=0.88.
计算弯曲疲劳强度的许用应力，安全系数取 S=1.4
由[(T F ]=(T Fminx K FN / S Fmin 得
[(T F ] 1= C FE1* K FN /S=500*0.86/1.4=308.929 Mpa
[T F ]2=T FE2* K FN /S=380*0.88/1.4=240.214 Mpa 计算载荷系数 K= K V *KA* K *K =2.215 1.查取齿形数: Y Fa1=2.65, Y Fa2=2.236 2.应力校正系数 Y sa1=1.58, Y sa2=1.754
3.计算小齿轮的Y Fa * Y sa /[ T F ]并加以比较
••• Y Fa1 * Y sa1 /[ T F ] 1 =2.65*1.58/308.928=0.01355 Y Fa2 * Y sa2/[ T F ] 2 =2.236*1.754/240.214=0.01632
二 Y Fa1 * Y sa1 /[ T F ] 1 < Y Fa2 * Y sa2/[ T F ] 2 所以选择 Y Fa2 * Y sa2/[ T F ] 2=0.01632
m> M4KT
_______________
=
3/[4*2.215*2.65*10 4
/1/
3(1 0.5*1/ 3)2
*24%?32
1]*0.0162 =2.087
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度 计算的模数，由因为齿轮模数m 的大小主要由弯曲强度决定的承载能力，
而齿面
接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮的直径有关，所以将取标准模数的值， 即
m=2.5。
按接触疲劳强度计算的分度园直径 d1=66.15得，Z1=d1/m=66.15/2.5 ~ 28, 则
Z2=Z1*m=28*3=84
f.计算大小锥齿轮的基本几何尺寸 模数： m=2.5
分度圆直径:
d1=m*Z1=2.5*28=70mm d2=m*Z2=2.5*82=210mm
齿顶圆直径：
da1=d1+2m* cosS 1=70+2*2.5* cos18.435 ° =74.74mm da2=d2+2m* cosS 2= 210+2*2.5*cos71.565 ° =211.58mm
齿根圆直径:
df1= d1-2.4m* cos S 1=70-2*2.5* cos18.435 ° =64.31mm df2= d2-2.4m* cos S 2=210-2*2.5*cos71.565 ° =208.11mm
齿轮锥距：
/ R(1 0.5 R)2
Z 12
7U ^]* Y Fa Y Fs /[ F ] 4
/1/ 3(1 0.5*1/ 3)2*24 2
R=0.5m/Z12Z22 = J282842 =110mm
将其圆整取R=112mm
大端圆周速度：
v=n *d1t*n I /60000=3.14*63.96*960/60000=3.21335m/s
齿宽：
b=R* R=112/3=38mm 所以去b1=b2=38mm 分度园平均直径：
dm仁d1*(1-0.5) R =70*5/6=58mm
dm2=d2*(1-0.5) R =210*5/6=175mm 3.2闭式直齿圆柱齿轮传动的设计计算
a.选材
七级精度
小齿轮材料选用45号钢，调质处理，HB=217~286 大齿轮材料选用45号钢，正火处理，HB=162~217 按齿面接触疲劳强度设计：
cHmi n1=0.87HBS+380
由公式得出：
小齿轮的齿面接触疲劳强度C Hmi n1=600 Mpa ; 大齿轮的齿面接触疲劳强度c Hmi n2 =550 Mpa
b.
(1)计算应力循环次数N:
8
N1=60njL=60X 320X 1X 8X 10X 300=9.216 X 10
N2=N1/ i i=91216X 108/4.18=2.204 X 108
⑵查表得疲劳寿命系数：K H N=0.96,K H N=0.98,取安全系数S Hmin =1
[c ] H= c HminX K H N / S Hmin
••• [ c ] H1=600X 0.96/1=576 Mpa
[c ]HF550X 0.98/1=539 Mpa
•.• [ c ] H1>[ c ] 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=Z1X i1=24 X 4.18=100，
取Z2=100
•••实际传动比u=Z2/Z1=100/24=4.167 ,
⑷查表有材料弹性影响系数ZE=189.8,取载荷系数Kt=1.5
有••• T1=7.63X 104 T/(N.mm) , u=3,① R1=1/3.
齿宽系数：d =1
•••试计算小齿轮的分度圆直径为：
d1t > 2.32 #KtT2/ d*(u 1/u) * 3(ZE/[ [J
= ~ *y(189.9539)2 =60.34mm
b.齿轮参数计算
(1)计算圆周速度
v=n *d1t*n I /60000=3.14*60.34*320/60000=1.0104m/s 齿宽b= d *d1t=1*60.34=60.34
计算齿宽与齿高之比：b/h
模数mt= d1t/Z1=60.34/24=2.514
h=2.25mt=5.6565
b/h=60.34/5.6565=10.667
(2)计算齿轮的动载系数K
根据v=1.0104m/s，查表得：
Kv=1.05,又查表得出使用系数KA=1.00
取动载系数K =1.1
取轴承系数K =1.1*1.25=1.42
齿轮的载荷系数K= Kv*KA* K *K =1.6401
⑶ 按齿轮的实际载荷系数所得的分度圆直径由公式
d1= d1t X ^K / Kt =60.34 X ^1.6401/1.5 =62.16mm
m=62.16/24=2.59
c.按齿根弯曲疲劳强度设计：
(T Fmin1=0.7HBS+275
由公式查得：
(1)小齿轮的弯曲疲劳强度C FE1=500 Mpa ;
大齿轮_________
m> 3/[4KT1 / R(1 0.5 R)2z j^/U^]* Y Fa Y Fs/[ F]
⑵查得弯曲疲劳强度寿命系数&N1=0.885,K FN=0.905.
计算弯曲疲劳强度的许用应力，安全系数取S=1.4
由[(T F]=(T FminX K FN / S Fmin 得
[(T F] 1= C FE1* K FN/S=500*0.885/1.4=316.07 Mpa [T F] 2= T FE2*
K FN/S=380*0.905/1.4=245.64 Mpa 计算载荷系数
由b/h=10.667, k =1.42 查得KF =1.45
K=K V*KA*K*KF =1*1.05*1.1*1.35=1.559
1.查取齿形数：
Y Fa1=2.65, Y Fa2=2.28
2.应力校正系数
Y sa1=1.58, Y sa2=1.79
3.计算小齿轮的Y Fa * Y sa /[ T F]并加以比较
••• Y Fa1 * Y sa1 /[ T F] 1 =2.65*1.58/316.07=0.01324
Y Fa2 * Y sa2/[ T F] 2 =2.28*1.79/245.64=0.01661
二Y Fa1 * Y sa1 /[ T F] 1 < Y Fa2 * Y sa2/[ T F] 2
所以选择Y Fa2 * Y sa2/[ T F] 2=0.01661
m> 前2KT I /Z i2]*Y Fa Y$s/[ F]
=3/[2*1.559*7.63*10 4/1/ 3*24 2]*0.01661 =1.98
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由因为齿轮模数m的大小主要由弯曲强度决定的承载能力，而齿面
接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮的直径有关，所以将取标准模数的值，即
m=2.5。
按接触疲劳强度计算的分度园直径d1=62.16得，Z1=d1/m=62.16/2.5 ~ 26, 则Z2=Z1*m=26*4.167=108
f.计算大小锥齿轮的基本几何尺寸
模数：
m=2.5
分度圆直径:
d1=m*Z1=2.5*26=65mm d2=m*Z2=2.5*108=270mm
齿顶圆直径：
da1=d1+2 ha=65+2*2.5=70mm
da2=d2+2 ha=210+2*2.5=275mm
齿根圆直径：
df1= d1-2hf=65-2*2.5* (1+0.25)=58.75mm df2= d2-2hf=210-2*2.5* (1+0.25)=263.75mm 齿轮中心距：(ha=h*n)
(hf=( 1.+0.25)m
R= (d1+d2) 12= (65+270) /2=167.5,mm
齿宽：
b=d1* d=65*1=65mm
所以去小直齿轮b1=65mm大直齿轮b2=60mm
3.3轴的设计计算3.3.1减速器高速轴I的设计
(1)选择材料：由于传递中功率小，转速不太高，故选用45号钢，调质处理
查表得， B 637Mpa , [ b] 1 59Mpa
⑵ 根据P1=2.663kW
4
T1=2.65 X 10
n1=960r/m3
初步确定轴的最小直径
取c=118mm
d min >cV P/n=118X 引2.663/960 〜16.58mm
由于该轴有一个键槽，故轴的直径应该加大5%-7 %,
故d min =16.58 X 1.05=17.409mm
(3)考虑I轴与电动机轴用联轴器连接，因为电动机的轴伸直径为d=38mm 查表选取联轴器的规格YL7
联轴器的校核：
计算转矩为：Tc=KT
K为工作情况系数，工作机为带式运输机时，K=1.25-1.5。根据需要去K=1.5T 为联轴器所传递的转矩，即：
T=9550X P/n=9550X 2.663/960=26.19N
Tc=KT=1.5X 26.19=39.3N.m
联轴器的需用转矩Tn=1250>39.3
许用转速[n]=4750r/min>n=960r/m
所以联轴器符合使用要求
(4)作用在小锥齿轮上的力：
dm仁[1-0.5 X b/R] X d仁[1-0.5/112] X 70=50.125mm
①圆周力：Ft1=2T1/ dm1=2 X 2.65 X 104 /58.125=911.82N
②径向力：Fr仁Ft1*tan20 ° *cos S 1=911.82NX tan20 ° X
cos18.435 °
=314.83N
③轴向力:Fa1= Ft1*tan20 ° *sin 18.435 ° =104.97N
(5)轴的结构设计如图3-1 :
1
0 •_
►*PV
r-kj ■ t
1
十订
HC T
HC
诃…Ulli
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- n 轴端右端需要制出一轴肩 d i- n =30mm 故取d n -m =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- n 轴段取 L I- n
=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， 滚子轴承。参照工作要求根据d n - m =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=80mmT=19.75, B=18, C=16, 所以
d m -V =40mm d v -V =50mm d v -可=40mm L m - v =17mm
取安装齿轮处的轴端W - V 的直径d w -v =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 w - V =58mm
由轴承盖宽度和套筒宽宽的确定 L n - m =44mm
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：
=30mm L I- n =62mm =35mm
L n - m =44mm =40mm
L m - V =17mm =50mm L V - V =56mm =40mm L V -可=17mm =32mm
L 可-V =58mm
d m -
IV d n - m d v - V d 可-vn
d V -可
d I- n
h-
'1 1 ■ u ■ r
1
■ I I
―1
1
II
--
1 ■* 1
—■
-1
1
故选单列圆锥 4
r <1
PC ■
图3-2
①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
S-V =56mm轴承的T=19.75mm a=17.6
•••L2= L wV +2 (T-a) =56+2X (19.75-17.6)=60.3mm
根据实际情况取L2=60mm估取L3=40mm
••• MB=0, ••• Rcy=Ft1(L2+L3)/L2=911.82 X (60+40)/60=1519.7N
••• Y，二Rby= Ft1- Rcy=911.82-1519.7=-607.88N
Mcy=1519.7X 60=91182N.mm
②求水平面内的支撑力：
••• MB=0, ••• RCz=[Fr1(L2+L3)-Fal*dm1/2]/L2=[314.83 X (60+40)- 104.97
X 50.125/2]/L2=480.86N
••• z=0,.・. RBz=Fr1-RCz=314.83-480.48=-165.65N.m
•••水平面内C点弯矩，Mz=480.86X 60=28851.6N.m
③合成弯矩：
M=/MCy2 MCz2=j911822 28851.62 =95637.71N.m
④作轴的扭矩图如图3-3
图3-3
计算扭矩:T=T1=2.65 X 104 N.m
⑤校验高速轴I：根据第三强度理论进行校核：
••• MDVM1D；.取M=M1D=3117.814N.m
又•••抗弯截面系数：W=0.1d =0.1 X 32=3276.8mm
•••c =J M12 ( T1)2/W=j95637.7! (0.6 2.65 104)2 /3276.8=29.58Pa 所以满
足强度要求
3.3.2减速器的低速轴n的设计
(1)选取材料：由于传递中功率小，转速不太高，故选用45号钢，调质处理, 查表得， B 637Mpa，[ b] 1 59Mpa
⑵ 根据P=2.557
4
T1=7.63 XX 10 N
n1=320r/m
(3) 初步确定轴的最小直径
取 c=118mm
d min > c V P / n =118X 丁2.557/320 〜23.59mm
由于该轴有一个键槽，故轴的直径应该加大 5%-7 %,
故 d min =23.59 X 1.05=24.77mm,取 d=25mm
dm1=( 1-0.5 X b/R) X d=174.375mm
⑷ 大锥齿轮圆周力：Ft1=2T1/ dm1=2 X 7.63 X 104
/174.375=875.125N
径 向力：Fr 仁 Ft1*tan20 ° *cos S 2=875.125 X tan20
=302.105N
轴向力：Fa 仁 Ft1*tan20 ° *sin S 2=875.125 X tan20
=100.75N
(5) 作用在小齿轮上力：
圆周力：Ft3=2T2/d1=2 X 7.63 X 104
/60=2543.33N 径向力：Fr3= Ft3 X tan20 ° =243.33 X tan20 ° =925.7N
(6) 轴的结构设计
根据轴的各定位的要求确定轴的各段直径和长度
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， 滚子轴承。参照工作要求根据dmin=25mn 取d i- n =30mm 根据机械设计手
册标准, 单列圆锥滚子承选用型号为 30206,其主要参数为d=30mm D=62mm T=17.25,
B=16, C=14,所以 d v -灯=30mm 如图 3-4
LJ
L.l ；\
—=J-J
丐T D F
图3-4
取安装大圆锥齿轮处的轴端n 定位，右端通过轴套和螺钉定位。轴段的长度取
由轴承盖宽度和套筒宽宽的确定 L n - m =59.8mm
安装小齿轮为齿轮轴，其齿宽为 65mm 直径为55mm 所以d m -=55mm L m - IV =64mn 轴W
X COS18.44 ° X sin 18.44 °
故选单列圆锥
1 ■
1
----- ■ --- ---- ■ .
-m 的直径d n -B =50mm 齿轮的左端通过轴套
L v7=58.5mm
卫■:J
/ "
- V段根据挡油环河套筒得出d^- v =40mm L^- v =38mm
d I- n =30mm L I- n =38mm
d V -可
至此已经初步确定了轴的各段直径和长度
3.3.3减速器低速轴m 的设计计算
(1)选择材料：由于传递中功率不大，转速不太高，故选用
45号钢，调质处
理， 查表得， B 637Mpa ,
[ b] 1 59Mpa
⑵ 由轴上扭矩初算轴的最小直径：
机用的减速器低速轴通过联轴器与滚筒的轴相连接， 其传递功率P=2.43kwo
转速 n=76.6r/m ，转矩 T=3.O3 X 105
由机械设计查得C =118，所以：
d min >C V P / n =118X ^2.43/76.6 〜33.24mm
由于该轴有一个键槽，故轴的直径应该加大 5%-7 %, 故 d min =33.24 X 1.05=34.9mm,取 d=35mm
(3)考虑m 轴与卷筒伸轴与联轴器连接。查表选用联轴器规格为
LH3
联轴器的校核： 计算转矩为：T C =KT
K 为工作情况系数，工作机为带式运输机时，K=1.25-1.5。根据需要去K=1.5T 为
联轴器所传递的转矩，即：
T=955OX P/n=9550X 2.43/76.6=3O2.95N
T C =KT=1.5X 302.95=454.43N.m 联轴器的需用转矩Tn=125O>454.43 许用转速[n]=4750r/min>n=76.6r/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=2543.33N
Fr4= Fr3=925.7N (5) 轴的结构设计如图3-5
=50mm
L n - =49mm
=55mm L m - V =64mm
=40mm L V - V
=38mm
=30mm L V -可 =17mm
d w - V d n - rn
d
如图3-5
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- n轴端右端需要制出一轴肩d i-n =40mm故取d n-m =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- n轴段取L I- n =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 n-m =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=90mmB=20mm所以d m-w =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 w-v =65mmL w- v=10mmd v-可=50mm L m - w =17mm 取安装齿轮处的轴端W - V的直径d w-v =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W - V的长度取L
可-V =58mm
为保证机箱的宽度，故为确保机箱的宽度，n轴和m轴安装轴承的轴的长度应向对应，故取L n-m =322.5mm
由轴承盖端的总宽度和挡圈宽度轴承的宽度来确定L n-m =58.5mm
d 可-vn
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：
=40mm L I- n =88mm
=50mm L n - m =66mm
=56mm L m- w =59.8mm
=65mm L w- V =10mm
=60mm L V-可=58mm
=50mm L 可-V =58.5mm
d w-
d m- w
d V-
d n-
d I-
图3-6
①求垂直面内的支撑力:
V2 MC=0 • RBY= Ft4L1/ ( L1+L2 ) =2543.33 X 109.8/ ( 109.8+78.5 ) =1484.O4N
V2 丫=0,二Rcy= Ft4- RBY =2543.33-1484.04 =1059.29 N
•••垂直面内D点弯矩：
MDy= RcyL1=1059.29X 109.8=116310.04 N - m ,
MDy= RBY L2=1484.04 X 78.5=116497.14N - m
②水平面内的支撑反力：
MC=0 • RBz=Fr4 L1/ ( L1+L2) =925.7 X 109.8/188.3=539.78N
Z=0,.・. RCz= Fr4- RBz =925.7-539.78=385.92N ,
•••水平面内D点弯矩
MDz= RCz L1=385.92X 109.8=42420.32N - m
M D Z= RBz =539.78 X 78.5=42372.73 N - m
③合成弯矩：MD —MI Y =j116310.0舉42420.322 =123804.31 N - m
MD = —=J42373.732 116497.142 =42407.7N - m
④作舟的扭矩图如图3-7
A
图3-7
计算扭矩:T=T1=3.03 X 105 N.mm
⑤校核低速轴m :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
••• MDVM1D,取M=M1D=123804.31N
又•••抗弯截面系数：W=0.1cd =0.1 X 583=19511.2mm
•-(T =J M12 ( T3)2 /W=j123804.31 (0.6 3.03 忖)2 /19511.2=17.48Pa 所以满足强度要求.
4滚动轴承的选择与寿命计算
4.1减速器高速I 轴滚动轴承的选择与寿命计算
⑴ 高速轴的轴承既承受一定径向载荷，同时还承受轴向外载荷，选用圆锥 滚子轴
承，初取d=40 m,选用型号为30208,其主要参数为：d=40 m, D=80m,
Cr=59800 N,e =0.37 , Y=1.6, Y0=0.9, Cr0=42800
查表,当 A/RWe 时，X=1, Y=0;
当 A/R>e 时，X=0.4,Y=1.6
⑵计算轴承D 的受力(图1.5 ),
① 支反力 RB
—RIT =j607.882 165.652
=630.04 N , RC
__RCT ^1519.72 480.862 =1593.96 N
② 附加轴向力(对滚子轴承S=Fr/2Y )
••• SB=RB/2Y=630.04/3.2=196.88 N , SC=RC /2Y=1593.96/3.2=498.1125 N
③ 轴向外载荷 FA=Fa1=104.97 N
(4) 各轴承的实际轴向力
AB=max(SB, FA -SC ) = FA -SC =104.97-498.1125=393.14N , AC=( SC, FA +SB) = SC =498.15N (5) 计算轴承当量动载
由于受较小冲击查表得fd=1.2 ,又轴I 受较小力
矩，取 fm =1.5
••• AB/RB=393.14/630.04=0.623 >e =0.37 ,
•••取 X=0.4 , Y=1.6 ,
••• PB=fdfm (X RB +YAB =1.8 X( 0.4 X 630.04+1.6 X 393.14) =1585.872N
••• AC/ RC =498.15/1585.872=0.314 • L10h=106 ( ftC/P )/60 n1=106 (59800/2869.128 ) 10/3 / (60 X 960) =0.032 X 106 h 。 4.2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=55mm,由 表选用型号为 6210,其主要参数为：d=50 m, D=90m, Cr=33500 N, Cr0=25000 ⑵计 算轴承D 的受力 支反力:RB= —R^ = J1484.042 539.782 2 BY RC _RIT 二 J1059.292 385.922 =1127.39 N =1579.15 N , (3)轴向外载荷FA=0 N (4)计算轴承当量动载由于受较小冲击查表fd =1.2 又轴I 受较小力矩取fm =1.5 ••• PB= fdfm RB =1.2 X 1.5 X 1579.15=2842.47 N ••• PC= fd fm RC =1.2 X 1.5 X 1 X 1127.39= 2029.3N (5) 计算轴承寿命 又PB >PC故按PC计算,查表得ft=1.0 •••L10h=106 (ftC/P )/60 n3=106 (33500 /2842.47 ) 10/3 / (60 X 76.6 ) =14.82X 106 h 当减速器内的浸油传递零件(如齿轮)的圆周速度V>2m/s时,采用齿轮传动时飞溅出来的润滑油来润滑轴承室最简单的，当浸油传动零件的圆周速度VW 2m/s 时油池中的润滑油飞溅不起来可采用润滑脂润滑轴承。然后可根据轴承的润滑方式和机器的工作环境是清洁或多尘选定轴承的密封方式。 5键联接的选择 5.1 高速轴的键连接 1 ．高速轴I 输出端与联轴器的键连接 采用圆头普通平键(GB1095-79 , GB1096-79,由d=30伽，查表得b X h=8 X 7,因L1长为60 mm,故取键长L=50 mm , 2.小圆锥齿轮与高速轴I 的的键联接 采用圆头普通平键(GB1095-79 , GB1096-79,由d=32 m,查表得 X 8,因小圆锥齿轮宽为38 m, L1长为40mm故取键长L=30 m 5.2 低速轴的键连接 1. 大圆锥齿轮与低速轴II 的键联接 采用圆头普通平键(GB1095-79 , GB1096-79,由d=50 m,查表得 X 9,因大圆锥齿轮宽为38 m,且L1长为60mm故取键长L=50m 2．小柱齿轮与低速轴II 的键联接 采用圆头普通平键(GB1095-79 , GB1096-79,由d=55 m ,查表得 X 10 因小圆柱齿轮宽为65 m 且L1 长为65mm 故取键长L=55m 3.大圆柱齿轮与低速轴III 的的键联接 采用圆头普通平键 (GB1095-79 GB1096-79) 由d=60m 查表得 X 11 因大圆柱齿轮宽为60 m 且L1 长为60mm 故取键长L=50m 3.低速轴III 输出端与联轴器的键联接X h=10 Xh=14 Xh=16 Xh=18 功率：P=FV（线性运动） T=9550P/N(旋转运动) P——功率——W F——力——N V——速度——m/s T——转矩—— 速度：V=πD N/60X1000 D——直径——mm N——转速——rad/min 加速度：A=V/t A——加速度——m/s2 t——时间——s 力矩：T=FL 惯性矩：T=Ja L ——力臂——mm （圆一般为节圆半径R ） J ——惯量—— a ——角加速度——rad/s2 1. 圆柱体转动惯量(齿轮、联轴节、丝杠、轴的转动惯量) 8 2 MD J = 对于钢材：34 1032-??= g L rD J π ) (1078.0264s cm kgf L D ???- M-圆柱体质量(kg)； D-圆柱体直径(cm)； L-圆柱体长度或厚度(cm)； r-材料比重(gf /cm 3)。 2. 丝杠折算到马达轴上的转动惯量： 2i Js J = (kgf·c m·s 2 ) J s c m·s 2 )； i-降速比，1 2 z z i = 3. 工作台折算到丝杠上的转动惯量 g w 22 ? ? ? ???=n v J π g w 2s 2 ? ?? ?? =π (kgf·c m·s 2) 角加速度a=2πn/60t v -工作台移动速度(cm/min)； n-丝杠转速(r/min)； w-工作台重量(kgf)； g-重力加速度，g = 980cm/s 2； s-丝杠螺距(cm) 2. 丝杠传动时传动系统折算到驱轴上的总转动惯量： ()) s cm (kgf 2g w 12 2221????????????? ??+++=πs J J i J J S t J 1-齿轮z 1及其轴的转动惯量； J 2-齿轮z 2的转动惯量(kgf ·cm ·s 2) ； J s -丝杠转动惯量(kgf ·cm ·s 2 )； s-丝杠螺距，(cm)； w-工件及工作台重量(kfg). 5. 齿轮齿条传动时折算到小齿轮轴上的转动惯量 2 g w R J = (kgf ·c m·s 2) R-齿轮分度圆半径(cm); w-工件及工作台重量(kgf) 6. 齿轮齿条传动时传动系统折算到马达轴上的总转动惯量 ??? ? ??++=2221g w 1R J i J J t J 1，J 2-分别为Ⅰ轴， Ⅱ轴上齿轮的转动惯量(kgf ·c m·s 2)； R-齿轮z 分度圆半径(cm)； w-工件及工作台重量(kgf) 电机选型计算公式详解 1. 额定功率计算公式 额定功率是指电机在额定工况下所能输出的功率。一般情况下，额定功率可以通过以下公式计算：额定功率（kW）= 转矩（N·m）× 转速（rpm）÷ 9550。其中，转矩可通过负载的要求来确定，转速则取决于电机的设计和工作条件。由于转矩和转速单位不同，需要进行单位换算，将转速换算为弧度每秒。 2. 转矩计算公式 转矩是电机输出的力矩，是电机选型中一个重要的参数。转矩的大小取决于负载的要求和工作条件。一般情况下，转矩可以通过以下公式计算：转矩（N·m）= 功率（kW）× 9550 ÷ 转速（rpm）。其中，功率单位需要转换为千瓦，转速单位需要转换为弧度每秒。 3. 转速计算公式 转速是电机旋转的速度，也是电机选型中需要考虑的一个重要参数。一般情况下，转速可以通过以下公式计算：转速（rpm）= 频率（Hz）× 60 ÷ 极对数。其中，频率是供电频率，极对数是电机的极数。需要注意的是，该公式只适用于同步电机，而异步电机的转速会受到负载和电压等因素的影响。 4. 额定电流计算公式 额定电流是指电机在额定工况下所需的电流大小。一般情况下，额 定电流可以通过以下公式计算：额定电流（A）= 额定功率（kW）× 1000 ÷ （3 × 额定电压（V）× 功率因数）。其中，额定功率、额定电压和功率因数可以根据具体的需求确定。 以上是电机选型中常用的几个计算公式。在实际应用中，根据具体的需求和条件，还可以使用其他的计算公式来进行电机选型。选型过程中，除了考虑公式计算得到的参数外，还需要考虑负载要求、工作环境、电机的可靠性等因素。因此，在进行电机选型时，不仅要熟悉计算公式，还需要综合考虑多个因素，从而选出最合适的电机型号和参数。 电机选型计算公式是进行电机选型的基础，可以根据具体的需求和工作条件，计算出电机的额定功率、转速、转矩等参数。在实际应用中，根据不同的需求，还可以使用其他的计算公式。然而，在进行电机选型时，不仅要考虑计算公式得出的参数，还需要综合考虑负载要求、工作环境、电机的可靠性等因素。只有综合考虑各个因素，才能选出最合适的电机型号和参数。 电机选型计算公式(实用) 本文档旨在提供一些实用的电机选型计算公式，以帮助您在选择合适的电机时做出正确的决策。 1. 功率计算公式 1.1 直流电机功率计算公式 直流电机的功率计算公式为： \[ P = V \times I \] 其中，P 表示功率（单位：瓦特），V 表示直流电源电压（单位：伏特），I 表示电机电流（单位：安培）。 1.2 交流电机功率计算公式 交流电机的功率计算公式为： \[ P = \sqrt{3} \times V \times I \times \cos(\phi) \] 其中，P 表示功率（单位：瓦特），V 表示交流电源电压（单位：伏特），I 表示电机电流（单位：安培），\(\phi\) 表示电机功率因数。 2. 转矩计算公式 2.1 直流电机转矩计算公式 直流电机的转矩计算公式为： \[ T = K \times I \] 其中，T 表示转矩（单位：牛米），K 表示电机转矩常数（单位：牛米/安培），I 表示电机电流（单位：安培）。 2.2 交流电机转矩计算公式 交流电机的转矩计算公式为： \[ T = \frac{P}{2\pi \times n} \] 其中，T 表示转矩（单位：牛米），P 表示功率（单位：瓦特），\(\pi\) 表示圆周率，n 表示电机转速（单位：转每分钟）。 3. 选型建议 选型时，您需要根据具体应用场景和需求来选择适合的电机。除了使用上述计算公式，还可以考虑以下因素： - 扭矩要求：根据应用需求确定所需输入/输出扭矩范围。 - 负载特性：考虑负载类型、负载特性（如启动/制动时间、负载惯性等）。 - 转速范围：根据应用需求确定所需转速范围。 - 效率要求：根据电机在工作效率和能源利用方面的要求。 - 环境条件：考虑工作环境的温度、湿度、防护等级等。 综合考虑这些因素，并结合上述计算公式，您可以更准确地选择合适的电机。 希望本文档能对您选择电机提供帮助！如有任何疑问，请随时联系我们。 电机选型功率计算 1.负载功率：首先需要确定电机所需要驱动的负载功率。负载功率是指负载在单位时间内需要转化的功率，可以通过测量或计算得到。 2.动力系数：根据负载的特性和工作条件，选择适当的动力系数。动力系数是指电机输出功率与负载功率之间的比值。一般情况下，动力系数为1-1.5，如果负载有较大的启动冲击、负载波动较大或需要长时间连续运行等特殊情况，动力系数可以适当增加。 3.效率：根据电机的效率要求选择合适的电机。电机的效率是指电机输出功率与输入功率之间的比值。一般情况下，电机的效率在80%以上。 4.过载能力：根据负载的特性和工作条件，选择电机的过载能力。过载能力是指电机能够承受的额定负载功率的倍数。一般情况下，过载能力为1.2-1.5倍。 5.运行条件：根据电机的运行条件，选择适当的电机。运行条件包括环境温度、海拔高度、电源电压等因素。 根据以上因素，电机选型功率计算的基本公式如下： 电机功率=负载功率×动力系数/效率×过载能力 在实际应用中，电机选型功率计算一般需要考虑额外因素，如电机的起动方式、工作时间、环境条件等。此外，还需要根据所选电机的性能参数与实际需求进行综合考虑，选择合适的电机型号。 举例说明电机选型功率计算的具体步骤： 假设需要选择一台电机来驱动一个负载功率为10kW的设备。根据负载的特性和工作条件，选择动力系数为1.2，效率要求为85%，过载能力为1.5倍。 根据以上参数，可以计算出所需的电机功率： 电机功率=10kW×1.2/0.85×1.5=20.94kW 根据计算结果，可以选择一台额定功率为20.94kW的电机来驱动该负载。 需要注意的是，电机选型功率计算只是初步选择电机的功率，实际应用中还需要考虑其他因素，如电机的额定转速、额定电流、安装方式等。 总之，电机选型功率计算是根据负载功率、动力系数、效率、过载能力和运行条件等因素，选择合适的电机功率。正确的电机选型功率计算可以保证电机在工作中具有良好的性能和可靠的运行。 计算必要转矩： 输送带起动时所需的转矩为最大。先计算起动时的必要转矩。 滑动部的摩擦力F， F=μm·g=×20×=[N] 负载转矩T L=F·D/2·η+×100×10-3)/(2×=[N·m] 此负载转矩为减速箱输出轴的数值，因此需换算成电机输出轴的数值。 电机输出轴的必要转矩T M T M=T L/i·ηG=(60×=[N·m]=[mN·m] （减速箱的传导效率ηG=） 按使用电源电压波动（220V±10%）等角度考虑，设定安全率为2倍。 ×2≈165[mN·m] 起动转矩为165mN·m以上的电机，可参阅标准电机型号/性能表来选择。 电机：90YS40GV22，再选用可与90YS40GV22组合的减速箱90GK60H。 ④确认负载惯性惯量： 皮带·工作物的惯性惯量J m1=m1×(πM ·π·D)/60·i=(1750×π×100)/(60×60) =[mm/s]×D/ 2π)2 =20×(π×100×10-3/2π)2 =500×10-4[kg·m2] 滚轮的惯性惯量J m2=1/8×m2×D2 =1/8×1×(100×10-3)2 =×10-4[kg·m2] 减速箱输出轴的全负载惯性惯量 J=500×10-4+×10-4×2=525×10-4[kg·m2] 此处90GK60H的容许负载惯性惯量请参阅前述数据。 J G=×10-4×602=2700×10-4[kg·m2] 因J＞J G，即负载惯性惯量为容许值以下，故可以使用。且所选用的电机额定转矩为26 0mN·m，较实际负载转矩为大，因此电机能以比额定转速更快的转速运转。 再依据无负载时的转速（约1750r/min）来计算皮带的速度，确认所选制品是否符合规格要求。 以上确认结果为均能满足规格要求。 V=(N 2.1选择电动机的类型 按工作要求和工作条件选用 丫系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式 结构，电 压380V. 2.2选择电动机的容量 工作机的有效功率为 P w=FV/1000=(2200N< 1.0m/s)/1000=2.2kw. 从电动机到工作机输送带间的总效率： 联轴器的传动效率 n 1=0.99. 带传动效率n 2=0.96. 一对圆锥滚子轴承的效率 n 3= 0. 98. 一对球轴承的效率 n 4= 0.99. 闭式直齿圆锥齿传动效率n 5= 0.97. 闭式直齿圆柱齿传动效率n 6= 0.97. 总效率=n 1 n 2 n 3 n 4 n 5 n 6=0.99 x 0.96 x 0. 98 x 0.99 x 0.97 x 0.97=0.817. 所以电动机所需工作功率为： P d =Pw/n 刀=2.2kw/0.817=2.69kw 2.3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: d=250mm nw=60X 1000V/ n d=76.5r/m 所以电动机转速的可选范围为: nd=i x nw =(8-40) x 76.5=(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 课程设计 电机的选择计算 电动机的主要安装尺寸和外形尺寸如表2-2 : 表2-2 2.4计算传动装置的总传动比i 刀并分配传动比 2.4.1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 2. 4.2 总传动比i 刀为： i 刀=nm/ nw=960/76.5=12.549 243分配传动比： i E =i i i 2 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：i 1=3 直齿轮圆柱齿轮传动比：i 2=4.18 实际传动比：i ' E = 3X4.18=12.54 因为△ i=0.009<0.05,故传动比满足要求 2.5计算传动装置各轴的运动和动力参数 2.5.3各轴的输入转矩 电动机轴的输出转矩 T d =9.55 X 106 X 2.69/960=2.68 X 104 N.mm I 轴 n I =nm=960r/m n 轴 n n =n I / i 1=960/3=320 r/m m 轴 n m =n n / i 2=320/4.18=76.6 r/m w 轴 n w =n m =76.6r/m 各轴的输入功率 I 轴 P I = P d n 1=2.69kwX 0.99=2.663kw n 轴 P n = P I n 5n 4=2.663 X 0.99 X 0.97=2.557kw m 轴 P m = P n n 6 n 3=2.557 X 0.97 X 0.98=2.43kw w 轴 P w = P n n 1 n 3=2.43 X 0.99 X 0.98=2.358kw 2.5.1 各轴的转速 2.5.2 电机选型计算公式 电机功率的选取是基于负载工作的力矩和转速要求。一般情况下，负 载工作的力矩与电机的输出功率成正比，因此需要根据负载的力矩特性来 选取电机的输出功率。 计算公式如下： 功率（P）=力矩（T）×转速（n）/9550 其中，功率单位为瓦（W），力矩单位为牛顿米（N·m），转速单位 为转每分钟（rpm）。转速可以换算为弧度每秒（rad/s），1 rpm = π/30 rad/s。 根据实际工况需求，选择合适的安全系数，通常为1.2或1.5，得到 电机的额定功率。同时，也需要考虑负载的起动过载和峰值转矩的要求， 以确保电机能够满足负载的工作需求。 电机转速的选取取决于负载工作的要求和应用场景。对于需要精确控 制转矩和速度的应用，一般采用变频调速的方式，通过调节电机的输入频 率和电压来实现转速的调节。根据实际应用的转速要求，选择合适的变频 器和电机型号。 电机转矩的选取是根据负载的需求和应用场景来确定。负载的转矩要 求可能是连续工作转矩或短时过载转矩，需要根据具体的工况来选择适合 的电机转矩。通常，选择满足负载工作要求的最小转矩。 电机效率的选取是为了提高工作效率，减少能源的浪费。实际工况中，通常选择高效率的电机能够更好地匹配负载工作要求并达到节能的目的。 电机的额定电流是根据电机额定功率、额定电压和效率来计算。计算 公式如下： 额定电流（I）=额定功率（Pn）/（3×额定电压（Un）×效率（η））其中，额定电流单位为安培（A），额定功率单位为瓦（W），额定电 压单位为伏特（V），效率为比例值。根据实际需求和电机类型的不同， 选择满足负载要求的最小额定电流。 总结起来，电机选型计算需要根据负载的力矩、转速、效率要求等参 数来确定电机功率、转速、转矩和额定电流。在具体计算时，需要综合考 虑工况参数、安全系数以及应用要求，以选择适当的电机型号和规格。 电机选型需要计算工作扭矩、启动扭矩、负载转动惯量，其中工作扭矩和启动扭矩最为重要。1工作扭矩Tb计算： 首先核算负载重量W，对于一般线形导轨摩擦系数μ=0.01，计算得到工作力Fb。 水平行走：Fb=μW 垂直升降：Fb=W 1.1齿轮齿条机构 一般齿轮齿条机构整体构造为电机+减速机+齿轮齿条，电机工作扭矩Tb的计算公式为： 其中D为齿轮直径。 1.2丝杠螺母机构 一般丝杠螺母机构整体构造为电机+丝杠螺母，电机工作扭矩Tb的计算公式为： 其中BP为丝杠导程；η为丝杠机械效率（一般取0.9~0.95，参考下式计算）。 其中α为丝杠导程角；μ’为丝杠摩擦系数（一般取0.003~0.01，参考下式计算）。 其中β丝杠摩擦角（一般取0.17°~0.57°）。 2启动扭矩T计算： 启动扭矩T为惯性扭矩Ta和工作扭矩Tb之和。其中工作扭矩Tb通过上一部分求得，惯性扭矩T a由惯性力Fa大小决定： 其中a为启动加速度（一般取0.1g~g，依设备要求而定，参考下式计算）。 其中v为负载工作速度；t为启动加速时间。 Ta计算方法与Tb计算方法相同。 3 负载转动惯量J计算： 系统转动惯量J总等于电机转动惯量JM、齿轮转动惯量JG、丝杠转动惯量JS和负载转动惯量J之和。其中电机转动惯量JM、齿轮转动惯量JG和丝杠转动惯量JS数值较小，可根据具体情况忽略不计，如需计算请参考HIWIN丝杠选型样本。下面详述负载转动惯量J的计算过程。 将负载重量换算到电机输出轴上转动惯 量，常见传动机构与公式如下： J：电机输出轴转动惯量（kg·m2） W：可动部分总重量（kg） BP：丝杠螺距（mm） GL：减速比（≥1，无单位） 电动机及减速器的选择和计算 电动机和减速器在机械传动系统中起着至关重要的作用，通过改变输 出的转速和扭矩，实现各种工业设备的正常运行。本文将介绍电动机和减 速器的选择和计算过程，并提供一些实际应用中的例子。 1.电动机的选择： 在选择电动机时，需要考虑以下几个因素： -功率需求：确定所需的驱动功率，通常以“千瓦”为单位。这取决 于所需的扭矩和旋转速度。 -工作环境：根据工作环境选择适合的电动机类型，如防爆电机、高 温电机等。 -载荷特性：根据所提供的负载扭矩和转速特性，选择相应的电动机。 -效率要求：选择高效率的电动机可以降低能源消耗和运行成本。 2.电动机的计算： 为了确定所需的电动机参数，可以使用以下公式进行计算： -功率计算：P=Tω，其中P为功率，T为扭矩，ω为角速度。通过测 量或计算负载的扭矩和旋转速度，可以确定所需的功率。 -转速计算：N=60ω/2π，其中N为RPM（每分钟转数），ω为角速度。根据工作需求确定所需的转速。 -扭矩计算：T=9.55P/N，其中T为扭矩，P为功率，N为RPM。通过 计算所需的扭矩，可以确定适合的电机。 3.减速器的选择： 在选择减速器时，需要考虑以下几个因素： -减速比：确定所需的输出转速与输入转速的比值。根据实际需求确 定减速比，以实现所需的扭矩和转速要求。 -负载特性：根据负载的特性，选择适当的减速器类型，如行星齿轮 减速器、螺旋伞齿轮减速器等。 -精度要求：根据实际需求选择减速器的精度等级，以满足精度要求。 -效率要求：选择高效率的减速器可以降低能源消耗和运行成本。 4.减速器的计算： 为了确定所需的减速器参数，可以使用以下公式进行计算： -减速比计算：i=Ns/Nm，其中i为减速比，Ns为输出转速，Nm为输 入转速。根据所需的输出转速和输入转速计算减速比。 -扭矩计算：Tm=Ta/i，其中Tm为电机输出扭矩，Ta为负载扭矩。根 据负载和减速比计算所需的电机输出扭矩。 -减速器效率计算：η=(Tm×Nm)/(Ta×Ns)。根据输出扭矩、输入扭矩、输入转速和输出转速计算减速器的效率。 以上是电动机和减速器选择和计算的一般步骤和方法。实际应用中需 要根据具体的工作环境和要求进行详细的分析和计算。同时，需要注意电 动机和减速器的匹配和安装，以确保其正常运行和长期可靠性。 电机选型计算公式总结功率：P=FV（线性运动） T=9550P/N(旋转运动) P——功率——W F——力——N V——速度——m/s T——转矩——N.M 速度：V=πD N/60X1000 D——直径——mm N——转速——rad/min 加速度：A=V/t A——加速度——m/s2 t——时间——s 力矩：T=FL 惯性矩：T=Ja L——力臂——mm（圆一般为节圆半径R） J ——惯量——kg.m2 a ——角加速度——rad/s2 1. 圆柱体转动惯量(齿轮、联轴节、丝杠、轴的转动惯量) 8 2 MD J = 对于钢材：341032-⨯⨯= g L rD J π ) (1078.0264s cm kgf L D ⋅⋅⨯- M -圆柱体质量(kg)； D -圆柱体直径(cm)； L -圆柱体长度或厚度(cm)； r -材料比重(gf /cm 3)。 2. 丝杠折算到马达轴上的转动惯量： 2i Js J = (kgf·cm·s 2) J s –丝杠转动惯量(kgf·cm·s 2)； i -降速比，1 2 z z i = 3. 工作台折算到丝杠上的转动惯量 g w 22 ⎪ ⎭ ⎫ ⎝⎛⋅=n v J π g w 2s 2 ⎪ ⎭⎫ ⎝⎛=π (kgf·cm·s 2) 角加速度a=2πn/60t v -工作台移动速度(cm/min)； n -丝杠转速(r/min)； w -工作台重量(kgf)； g -重力加速度，g = 980cm/s 2； s -丝杠螺距(cm) 2. 丝杠传动时传动系统折算到驱轴上的总转动惯量： ()) s cm (kgf 2g w 1 22 22 1⋅⋅⎥⎥⎦ ⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=πs J J i J J S t J 1-齿轮z 1及其轴的转动惯量； J 2-齿轮z 2的转动惯量(kgf·cm·s 2)； J s -丝杠转动惯量(kgf·cm·s 2)； s -丝杠螺距，(cm)； w -工件及工作台重量(kfg). 5. 齿轮齿条传动时折算到小齿轮轴上的转动惯量 毕业设计电机的选择计算 电机的选择是电气工程中非常重要的一环，尤其在毕业设计中更是必不可少的。正确选择适合的电机对于设计的成功与否有着直接的影响。下面将从毕业设计电机的选择计算方面展开讨论。 在进行电机选择时，需要考虑以下几个关键因素： 1.功率需求：根据毕业设计的具体要求，确定所需的电机功率。需要考虑的因素包括负载的类型、负载所需的最大功率、工作时间以及工作环境等。在计算功率需求时，需要注意工作效率的损失以及负载的动态响应等因素。 2.转速要求：根据毕业设计的具体要求，确定所需的电机转速。转速的选择需要考虑负载的特性以及所需的运行精度等。通常情况下，负载越大，所需的转速越低。 3.动力学特性：电机的动力学特性对系统的运行稳定性和性能有着重要影响。需要考虑的因素包括电机的响应时间、过渡过程中的超调量以及系统的稳态误差等。 4.电源供应：根据毕业设计的工作环境以及电源条件，考虑电源供应的稳定性以及可靠性。需要确定电压、频率以及相数等参数。 在电机选择计算中，可以采用以下步骤： 1.确定负载的加载曲线：根据设计的需求，绘制负载在时间上的变化曲线。将负载分为稳态和过渡两个阶段，计算负载对电机的功率需求。 2.计算所需的电机功率：根据负载需求和工作时间，计算出所需的电机功率。可以使用电机的效率和功率因数来计算实际输入功率。 3.确定电机转速范围：根据负载的特性和所需的工作精度，确定电机的转速范围。可以考虑采用变频器等方式来调整电机转速。 4.选择电机：根据所得到的功率和转速要求，选择适合的电机。可以参考电机的型录手册，选择合适的型号和尺寸。 5.检查电源供应：根据所选择的电机参数，检查电源供应的参数是否满足要求，例如电压、频率以及相数等。 6.确定动力学特性：通过电机的动态响应特性，判断所选择的电机是否满足系统的稳定性和性能要求。可以进行仿真或实验验证。 综上所述，电机的选择是毕业设计中的一个重要环节。正确选择电机将有助于设计的成功实施。通过合理的计算和选择，能够满足设计要求，并使系统在运行中保持稳定和可靠。 毕业设计电机的选择计算 电机是现代工程中非常重要的设备之一，它广泛应用于各个领域，包 括工业生产、交通运输、医疗设备等。在毕业设计中，电机选择是一个重 要的决策，需要综合考虑多个因素。本文将介绍电机选择的基本原则和计 算方法。 首先，电机的选择应该根据具体需求来确定。在确定需求之前，需要 考虑以下几个因素： 1.功率需求：根据所需产生的功率大小选择适当的电机。功率需求可 以根据设备或系统的工作特点来确定，例如驱动负载的类型、负载的重量、速度要求等。 2.转速要求：电机的转速通常与负载的速度要求直接相关。如果需要 高速、中速或者低速运行，就需要选择相应转速的电机。 3.环境要求：电机的工作环境也是选择考虑的因素之一、例如，如果 需要在潮湿、高温或者腐蚀性环境中工作，就需要选择具有相应防护等级 的电机。 基于上述需求，可以进行电机选择的计算： 1.计算负载转矩：根据负载的工作特性，计算所需承受的转矩大小。 转矩可以根据负载的重量和作用力来计算，例如，如果需要电机驱动一个 旋转的机器，可以通过重量和大小来估算所需转矩。 2. 计算功率要求：根据负载的工作特性，计算所需的功率大小。功 率可以由所需转矩和转速计算得出，公式为：功率（W）= 转矩（N·m） × 转速（rad/s）。 3.选择电机类型：根据计算得到的功率需求和转速要求，选择合适的电机类型。常见的电机类型包括直流电机、交流电机和步进电机等。选择电机时还要考虑电机的效率、可靠性、维护成本等因素。 4.确定电机规格：确定所选电机的详细规格，包括电机型号、功率、转速、电压等。这些规格可以从电机的技术手册或供应商提供的资料中获取。 总结起来，电机的选择需要根据具体的需求来计算和确定。通过计算负载转矩、功率需求等因素，选择适当的电机类型和规格。同时，还需要考虑电机的可靠性、维护成本等因素，以确保毕业设计的顺利进行。 综上所述，电机选择是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素。在毕业设计中，正确选择合适的电机对于项目的成功实施非常重要。通过合理的计算和选择，可以确保电机能够满足设备或系统的需求，提高工作效率和质量。 电机选型计算公式总结功率：P二FV（线性运动） T=9550P/N旋转运动） P——功率——W F――力一一N V——速度——m/s T——转矩——N.M 速度：V=n D N/60X1000 D ---- 直径 --- mm N ---- 转速 --- rad/min 加速度：A=V/t A――加速度一一m/s2 t――时间一一s ■各驱动机构的负载转矩T L [N*m]计算式 •负我转矩的计算式 ◊滾珠忧杆藝动 心號+喘严诗叶]—一―① /" 一F A +m・ghg “亠》• cus “) [hl] ■——=•② ◊金属哎•皮帶廖动' 齿睾•齿轮式驱动 ■各驱动机构的负载转矩T L [NT1]计算式 •负我转也的计隽式 ◊滚珠螂杆驱动 恥=號十严雰〜T [讪——① /■ - + Hi - y I sJj M 亠肚* cut Q ) [M]-------------------- ② 0滑轮少动 ◊金属罐-血带驱动、齿条•齿轮式驱动 几=严+"=严[恤]- 亦”厅I 2 - fj*' I F =■ F A +tti -屮、iz ■ /2 L CrtS “) tHj 惯性矩：T=Ja L——力臂——mm （圆一般为节圆半径R） [N-m] ---- F —F A +in' 屮.Km 0 — ft ' cus ”)[M] -⑤ F A *=■聃r F 力矩：T=FL 7 D --------- ③ 凶 -® J ----- 惯量 --- kg.m2 a ---- 角加速度 --- rad/s2 1. 圆柱体转动惯量(齿轮、联轴节、丝杠、轴的转动惯量) MD 2 2. 丝杠折算到马达轴上的转动惯量: Js 仝杠转动惯量(kgf cm s 2); i-降速比，i =互 Z 1 3. 工作台折算到丝杠上的转动惯量 2.丝杠传动时传动系统折算到驱轴上的总转动惯量: Ji-齿轮Z 1及其轴的转动惯量； Jz-齿轮Z 2的转动惯量(kgf cm -s 2)； J-丝杠转动惯量(kgf cm s 2)； s-丝杠螺 距，(cm)； w-工件及工作台重量(kfg). 5.齿轮齿条传动时折算到小齿轮轴上的转动惯量 对于钢材: 二：rD 4 L 32g 10" 0.78D 4 L 10》(kgf cm S 2) M-圆柱体质量(kg)； D-圆柱体直径(cm)； L-圆柱体长度或厚度(cm)； r-材料比重(gf /cm 3)。 J = V W 2 (kgf cm s ) g 角加速度a=2n n/60t v-工作台移动速度(cm/min)； n-丝杠转速(r/min)； w-工作台重量(kgf)； g-重力加速度，g = 980cm/s ； s-丝杠螺距(cm) Js ・2 i 2 (kgf cm s) Z 1 kgf cm s 2) 1 I w J t = J^_ J 2 *Js )+ — g 资料范本 本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载 电机选型计算公式总结 地点：__________________ 时间：__________________ 说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容 电机选型计算公式总结功率：P=FV（线性运动） T=9550P/N(旋转运动) P——功率——W F——力——N V——速度——m/s T——转矩——N.M 速度：V=πD N/60X1000 D——直径——mm N——转速——rad/min 加速度：A=V/t A——加速度——m/s2 t——时间——s 力矩：T=FL 惯性矩：T=Ja L——力臂——mm（圆一般为节圆半径R） J——惯量——kg.m2 a——角加速度——rad/s2 圆柱体转动惯量(齿轮、联轴节、丝杠、轴的转动惯量) 对于钢材： M-圆柱体质量(kg)； D-圆柱体直径(cm)； L-圆柱体长度或厚度(cm)； r-材料比重(gf /cm3)。 2. 丝杠折算到马达轴上的转动惯量： (kgf·cm·s2) Js –丝杠转动惯量(kgf·cm·s2)； i-降速比， 工作台折算到丝杠上的转动惯量 (kgf·cm·s2) 角加速度a=2πn/60t v-工作台移动速度(cm/min)； n-丝杠转速(r/min)； w-工作台重量(kgf)； g-重力加速度，g = 980cm/s2； s-丝杠螺距(cm) 丝杠传动时传动系统折算到驱轴上的总转动惯量： J1-齿轮z1及其轴的转动惯量； J2-齿轮z2的转动惯量(kgf·cm·s2)； Js-丝杠转动惯量(kgf·cm·s2)； s-丝杠螺距，(cm)； w-工件及工作台重量(kfg). 5. 齿轮齿条传动时折算到小齿轮轴上的转动惯量(kgf·cm·s2) R-齿轮分度圆半径(cm); w-工件及工作台重量(kgf) 6. 齿轮齿条传动时传动系统折算到马达轴上的总转动惯量J1，J2-分别为Ⅰ轴， Ⅱ轴上齿轮的转动惯量(kgf·cm·s2)；电机选型计算公式总结
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