机械设计电动机选择.doc

电动机选择
第一节 分析和拟定运动简图
滚切式双边剪具有高载荷，低速的特点，因此我们使用双电机分流式减速器，来承受较高载荷，为二级减速箱。
分流式减速器特点：结构紧凑，传动比大，传动平稳，效率高，能承受重载荷，经初步计算的系统组成简图如下。
滚切式双边剪工作曲轴 最大工作压力为：，随着板料厚度不同而有所增减。
转速：，随着板料厚度不同而有所增减。
第二节 选择电动机功率
有电动机至活塞的总效率：

-滚动轴承（每对）传动效率取0.98
-圆柱直齿轮传动效率取0.96
-圆柱斜齿轮传动效率取0.97
-弹性联轴器效率取0.99
资料显示，固定剪和移动剪需要各由253kW的功率驱动。固定剪和移动剪机械速度同步，电气负荷均衡。
第三节 确定电动机
查阅晚上资料得，应选用，Z355-3A直流电动机
Z335-3A直流电动机资料如下：
额定电压：440（V） 额定功率：250kw
型号：Z355-3A 极数：8极
产品类型：有刷直流电动机 品牌：西玛电机
额定转速：1000（rpm）
产品认证：CCC 应用范围：Z355-3A 电动机作一般传动用，发电机作为一般直流电源用，调压发电机作蓄电池组充用。

第四章 查阅并计算传动装置的总传动比和分配各级传动比
第一节 传动装置的总传动比
查阅相关关于双边剪的资料，获得下列结论:双边剪的剪切速度，即每分钟剪切次数是根据所测得的板厚值由PLC来选择或者操作工给定。
板厚与剪切数关系如下：

板厚mm
剪切次数：次/分
6~10
28
＞10~20
24
＞20~30
18
＞30~40
16
＞40~50
14
固定剪和移动剪机械速度同步，电气负荷均衡。主电机速度可调，自动剪切时以给定的速度连续运转，按板厚可手动调速，可由 PLC自动给出相应的速度。
主电机转数与板厚关系如下：
板厚mm
主电机转数：r/min
6～20
1006
＞20～30
755
＞30～40
670
＞40～50
587
转速与之相适应，传动比可以基本保持在41左右。
但是通过本减速箱，没有直接到曲轴上传递转矩，而是还要经过一级齿轮传动。如下图所示：

总传动比为41。
选带最后一级传动比为：2.5；又因为：

得 ；
第二节 计算各轴的转速
电动机
高速轴
中速轴
低速轴
工作机 计算结果符合要求
第三节 计算各轴的输入功率
轴1 单个电机
轴2
轴3
第五章 斜齿圆柱齿轮的传动设计
主要查询资料由教材吴克坚、于晓红、钱瑞明主编：机械设计，高等教育出版社
一、齿轮材料及热处理
大、小齿轮材料为40CrMnMo（合金钢渗碳淬火），齿芯硬度（229-363HBS），齿面硬度（57-63HBS），根据教材图9.55得
,

二、初步设计齿轮传动的主要尺寸
（一）小齿轮传递的扭矩,根据下列公式：

（二）确定齿数z
初选。
传动比误差
传动比误差满足要求
（三）初选齿宽系数
按对称布置，由教材表9.16查得=0.8
（四）初选螺旋角
初定螺旋角b=12°
（五）载荷系数K
使用系数 可由教材表9.11查得
动载荷系数，预估齿轮圆周速度v=6m/s,则有教材图9.44查得
齿向载荷分配系数 预估齿宽b=120mm，由教材表9.13查得
，初选，再由图9.46查得
齿间载荷系数，于教材表9.12查得
载荷系数K
（六）齿形系数和应力修正系数
当量齿数

由教材图9.53、图9.54查得
，
由图9.54查得
，
（七）重合度系数
端面重合度进似为

因，则重合度系数为

（八）螺旋角
轴向重合度

（九）许用弯曲应力
安全系数由教材表9.15查得(按1%失效概率考虑)
(工作寿命15年（设每年工作300天）两班制)
小齿轮应力循环次数

大齿轮应力循环次数
有教材图9.59查得寿命系数，
实验齿轮应力修正系数
有教材图9.60预取尺寸系数
许用弯曲应力

比较,
取
（十）计算模数

按教材表9.3圆整模数取
（十一）初算主要尺寸

初算中心距取a=362mm。
修正螺旋角
分度圆直径:
取
取
齿宽 ，取:
,
（十二）验算载荷系数K
圆整速度
有教材图9.44, 查得不变
按,有教材表9.13查得
又因由教材图9.46查得
又和不变，则也不变
故无需校核大小齿轮齿根弯曲疲劳强度。
三、校核齿面接触疲劳强度
（一）确定载荷系数
材料弹性系数由教材表9.14查得
节点区域系数 由教材图9.48查得
重合度系数 由图9.49查得
螺旋角系数
（二）许用接触应力
试验齿轮的齿面接触疲劳极限
寿命系数 有教材图9.56查得，工作硬化系数
尺寸系数 由图9.57查得，安全系数由教材表9.15查得
则许用接触应力

取
（三）校核齿面接触强度

第五节 直齿圆柱齿轮传动的设计
主要查询资料由教材吴克坚、于晓红、钱瑞明主编：机械设计，高等教育出版社
一、齿轮材料及热处理，设计齿轮传动
大、小齿轮材料为40CrMnMo（合金钢渗碳淬火），齿芯硬度（229-363HBS），齿面硬度（57-63HBS），根据教材图9.55得
,

（一）小齿轮传递的扭矩,根据下列公式：

（二）确定齿数z
初选，取。
传动比误差
传动比误差满足要求
二、按齿面接触疲劳强度计算按下式设计计算

（一）确定公式内的各计算数值
1）选择载荷系数

由教材表9.11查得； 由教材图9.44查得；
由教材表9.12查得 由教材表9.13查得
故可得
2）由教材图9.48得节点区域系数
3）由教材表9.14的材料弹性系数
4）由教材表9.16得齿宽系数=0.8
5）
6）工作寿命
按300个工作日，两班制计算。
应力循环次数由教材公式10-13得
小齿轮循环次数：

大齿轮
寿命系数

7）许用接触应力为

其中：
由教材图9.55查得为1650MPa
由教材图9.56查得为0.89
由教材式（9.56）得1.1
由教材图9.57查得为1
由教材表9.15查得为1
小齿轮分度圆直径：
取
齿轮模数 则大齿轮分度圆直径
计算中心距。
三、计算齿宽
齿宽系数
得：大齿轮齿宽为
取
取小齿轮齿宽
四、计算尺高
齿高
齿宽与高比：
五、验算载荷系数
圆周速度 ,由教材图9.44查得，不变
又，由教材图9.46查得
又、不变，则也不变
第三节 校核齿面接触疲劳强度
一、确定载荷系数
载荷系数 、、、

二、确定各系数
材料弹性系数由教材表9.14的
节点区域系数由教材图9.48得
从重合度系数由教材图9.49得
三、校核齿面接触强度
σ=
=
=
满足齿面接触强度