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电动机选择、参数计算

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电动机选择、参数计算 例2 P26
例2 图2—25所示为一带式输送机的运动简图。已知输送带的有效拉力F=3000N，输送带速度v=1.5m/s，鼓轮直径D=400mm，工作机效率取ηw=0.95，由电动机驱动，工作寿命15年（设每年工作300天），两班制，带式输送机工作平稳，转向不变。三相交流电源，电压380V。试按所给运动简图和条件，选择合适的电动机；计算传动装置的总传动比，并分配各级传动比；计算传动装置的运动和动力参数。

图2-25带式输送机的运动简图
解：
1.选择电动机
(1)选择电动机类型 按已知工作条件和要求，选用Y系列一般用途的三相异步电动机（Y系列三相交流异步电动机适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体的场合和要求具有较好的起动性能的机械中）。
(2)选择电动机的容量 工作机（working machine）所需功率按式(2—2)（P22）计算

式中，F=3000N，v=1.5m/s，工作机的效率ηw=0.95，代入上式得

电动机的输出功率按式(2-1)（P22）计算

式中，η为电动机至工作机轴的传动装置总效率。
由式(2-4)（P22）结合图2-25可知，η=ηbηr2ηgηc。由表10-1机械传动效率和传动比概略值（P85），

取V带（belt）传动效率ηb=0.95；滚动轴承（Rolling bearing）效率ηr=0.99；8级精度齿轮（gear）传动(稀油润滑)效率ηg=0.97；联轴器（coupling）效率ηc=0.98，则总效率
η=0.95×0.992×0.97×0.98=0.885
故
因载荷平稳，电动机额定功率Ped只需略大于Pn即可。查表10—2（P86）中Y系列电动机技术数据，选电动机的额定功率Ped为5.5kW。
？
？

注：电动机型号Y132M2-6表示异步电动机，机座号（中心高，mm）132，中（不长不短）机座，铁芯长度代号为2，极数为6（磁极对数为3）
(3)确定电动机转速
输送带速度，m/s。式中，D—鼓轮直径，mm；nw—鼓轮转速，r/min。
工作机轴转速为
按表2—4（P8）推荐的各级传动的传动比范围：V带传动比范围i’b=2～4，单级圆柱齿轮传动比范围i’g=3~5，则总传动比范围为i’a=(2×3)～(4×5)=6～20，可见电动机转速可选范围为：
n’d= i’a×nw=(6~20)×71.66r/min=430.0~1433.2r/min。
符合这一范围的同步转速有750r/min、1000r/min两种，(交流三相电动机的同步转速，r/min。式中 f—频率，Hz；P—磁极对数。对于一台标称额定转速为960 r/min的交流三相异步电动机，其同步转速) 考虑重量和价格，由表10-2（P86）选常用的同步转速为1000r/min的Y系列异步电动机，型号为Y132M2-6，其额定转速ned=960r/min。电动机其他尺寸可查表10-3（P87），结果填入表2—8中（P23）。

表2-8 电动机的型号及主要尺寸
型 号
额定功率
Ped/kW
额定转速
ned/(r/min)
同步转速
n/(r/min)
电动机中心高度
H/mm
外伸轴直径和长度
D×E/(mm×mm)
键槽宽度
F(mm)
Y132M2—6
5.5
960
1000
132
38×80
10

2.计算传动装置的总传动比和分配各级传动比
(1)传动装置总传动比

(2)分配传动装置各级传动比 由图2—25（P26）可知，i=ib×ig，为使带传动的外廓尺寸不致过大，取传动比ib = 2.8，则齿轮传动比

3.计算传动装置的运动和动力参数
(1)各轴转速
1轴转速
2轴转速
(2)各轴（输入）功率
1轴功率
2轴功率
工作机轴功率
(3)各轴转矩（功率P的单位为W，角速度ω的单位为rad/s，转矩M的单位为N·m时，三者的关系为，当P的单位为kW时，）
电动机轴转矩
1轴转矩
2轴转矩
工作机轴转矩
计算结果填入表2—9中，以便设计传动零件时使用。
表2-9 传动装置运动和动力参数计算结果
轴名
参数
电动机轴
1轴
2轴
工作机轴
转速n/(r/min)
960
342.86
71.66
71.66
功率P/kW
5.35
5.08
4.88
4.74
转矩T/(N·m)
53.32
141.50
650.35
631.69
传动比i
2.8
4.78
1
效率η
0.95
0.99×0.97
0.99×0.98