电动机驱动的输送带设计.doc

《电机传动设计》

课程设计任务书

姓名

学号

上 海 电 视 大 学

2013年6月

目录
一、课程设计概述………………………………………………3
装配输送机及传动布置…………………………………………4
1.3 I/O端口配置………………………………………………5
三、课程设计要求………………………………………………5
四、课程设计步骤………………………………………………5
电动机额定功率、转速、电压参数……………………………10
五、课程设计小结………………………………………………15

一、课程设计概述
电气传动技术课程是本专业的一门专业课，主要讲述交、直流电动机原理及其应用，是一门实践性很强的课程，通过电气传动技术的课程设计，掌握在工厂设备中电动机的选择、校验和计算。
课程设计模拟工厂常用的生产流水线，设计一条电动机驱动的输送带，根据加工工艺要求，在输送带上的工件大小和重量是变化的，输送的位置和距离根据不同的要求，有所变化，要求正确的选择电动机的额定功率、转速、工作制以及考虑生产现场的实际条件，需要采取的措施。
二、课程设计任务
有一条生产流水线的输送带如下图所示，在装料点0，按生产节拍依次装上各种电动机的零配件：A转子、B定子、C前端盖、D后端盖、E底座。分别要求送到工位1、工位2、工位3、工位4、工位5进行加工装配。输送带采取带上无零配件的空载启动，在传送中，自动控制系统使输送带上始终只有一个零配件，而且两个零配件传送过程中无间隔、停顿。各种零配件依次送完后，再重复循环传送，…。传动系统设计参数：
空载负载力矩 TL0 ＇= 1000N·m
输送带的输送速度 ν= 7.5m/min；
输送带的加速度 dv/dt = 0.05m/s2 ；
电源供电电压 3相380V、变压器容量13Kva
电压波动安全系数 0.75。
1
2
6
5
3
4
7
0
ν
TL0
TL
工件
装配输送机及传动布置
L5
L4
L3
L2
装料0
工位1
工位2
工位3
工位4
工位5
电动机
L1

传动系统的减速装置第一级采用减速采用皮带轮，第二和第三级采用齿轮减速箱，参数见表1：
表1
名 称
GD2(N·m2)
传动参数
传动效率
0
电动机
5(初选)

1
带轮⑴
1
￠60
η1=0.87
2
带轮⑵
3
￠248
3
齿轮⑶
1
18齿
η2=0.91
4
齿轮⑷
4
89齿
5
齿轮⑸
2
20齿
η3=0.9
6
齿轮⑹
7
101齿
7
送带轮
56
￠254mm

工艺要求送料的次序和位置见表2：
表2：
负载TL / GD2
(N·M / N·M2)
工位
距离
工艺十一
工位1
工位2
工位3
工位4
工位5
工步1

C前端盖
200 / 70
L5=15M
工步2

D后端盖

400 / 150
L4=14M
工步3

A转子

1000/300
L3=11M
工步4

E底座

700 / 240
L2=8M
工步5
B定子

1800/600
L1=5M
假设四极交流电动机转速1470 r/min、六极970 r/min，功率以0.1Kw分档，Tst/TN=1.2，Tmax/TN=2，电源电压波动安全系数0.75。（计算中保留两位小数点）
三、课程设计要求
根据输送机的启动和送料过程中给出的阻力矩和飞轮转矩，在保证启动过程和送料过程中系统要求的速度和加速度的条件下，设计、计算所需的电动机力矩，然后分析负载特性，选择电动机的工作制，确定电动机的额定功率、转速，最后在车间供电条件下，以及可能出现的供电电压不稳的特殊情况下，选择电动机的类型、电压、启动方式。
四、课程设计步骤
1：当输送带加速度=0.05m/s2时，计算电动机在空载条件下的启动转矩、负载转矩、飞轮转矩、转速和功率；
（1） 求出各级传动机构速比 j
带轮（1）和带轮（2）的速比；

带轮（1）到齿轮（４）的速比；

带轮（1）到齿轮（６）的速比；

电动机轴的飞轮转矩；

带轮（２）和带轮（３）的飞轮转矩；

带轮（４）和带轮（５）的飞轮转矩；

带轮（６）和送带轮的飞轮转矩；

总的飞轮转矩；

总的传动效率：
空载负载转矩：
加速度：

电动机空载转矩：

送带轮的转速：
电动机的转速：
空载功率：

2：分别计算电动机在启动后送各种料的过程中，电动机的转矩、负载转矩、飞轮转矩、转速和功率；
电动机在运行过程中，在上料和下料的过程中转速会发生变化，在稳定运行后转速保持不变即：

当工步1时的负载转矩

当工步1时的飞轮转矩

当工步1时的电机转矩

当工步1时的功率：

当工步2时的负载转矩

当工步2时的飞轮转矩

当工步2时的电机转矩

当工步2时的功率：

当工步3时的负载转矩

当工步3时的飞轮转矩

当工步3时的电机转矩

当工步3时的功率：

当工步4时的负载转矩

当工步4时的飞轮转矩

当工步4时的电机转矩

当工步4时的功率：

当工步5时的负载转矩

当工步5时的飞轮转矩

当工步5时的电机转矩

当工步5时的功率：

3：根据计算得到的电动机在送各种料时各个转矩、 功率和电动 机的工作制。
选择电动机额定功率、转速、电压参数；
根据以上计算得到的电动机转矩画出该系统的负载变化图如下
Tm/N.m
5
0
3
L/m
3
10
15
1
5
20
13.64
Tm1
13.38
Tm2
3
Tm5
Tm3
Tm4
14.76
15.77
19.42

可以确定该系统为带变动负载连续工作的电动机，这种“连续工作制”可以用“等值法”来计算电动机的功率，它的公式：

根据以上计算及已知条件可以确定
电动机的初选额定功率：PN=3.57KW
电动机的初选额定转速：nN=1470r/min
电动机的初选额定电压：三相380V
4：校验电源电压波动时，电动机的功率；
当电压波动时要求所选电动机的最大转矩Tmax必须大于运
行过程中出现的最大负载转矩TLmax,即
TLmax≤Tmax=
即是
当电源电压波动的安全系数为：0.75时

此时电动机的最大功率：
最大负载功率：
则PLmax<Pmax ,即当电源电压波动的安全系数为：0.75是电动机能正常工作。
5：在工厂电源供电的条件下，选择电动机的额定启动方式，校验系统空载启动条件。
当电源供电电压是3相380V变压器容量为13KVA。
根据有关供电，动力部门规定：有独立变压器供电，电动机的功率与变压器的容量之比值，在电动机不频繁启动的条件下，电动机功率小于变压器的30%容许直接启动。
即 ： Sor=30%Sn =30%×13=3.9KVA
且 Pmax=4.2KVA 则 Pmax ＞Sor
∴ 电动机在额定功率下不可以直接启动。
电动机的额定转矩：
电动机的启动转矩：

电动机的额定电流：
电动机的启动电流：

∴ 采用Y—△降压启动或自耦变压器降压启动，降压比为80%
电动机空载转矩：
即 Tst＞TM电动机空载可以启动
电动机的最大转矩：Tmax=2TN=2×30.2=60.4N.m
负载的最大转矩：Tmax=TM5=19.42 N.m
即 Tmax＞TM5电动机在最大负载时能正常运行。
所以，最终所选电动机额定功率： PN=3.57 KW
电动机额定转速： nN=1470 r/min
额定电压： 三相380V

五、课程设计小结
经过本次课程设计使我对电气传动有了更深一步的了解，如何把所学到的知识运用到实际生产制造中，以理论结合实际的方法来处理工作中的问题。我感到这门课非常有用，在社会生产和设计中会经常运用到它，所以本次课程设计是非常有意义的，我们要学以致用。
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