电动机选择、参数计算

电动机选择、参数计算例2P26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（workingmachine）所需功率按式(2—2)（P22）计算ww1000FvP式中，F=3000N，v=1.5m/s，工作机的效率ηw=0.95，代入上式得kW74.4kW95.010005.130001000wwFvP电动机的输出功率按式(2-1)（P22）计算wnPP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（Rollingbearing）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kW35.5kW885.074.4wnPP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100060πwDnv，m/s。式中，D—鼓轮直径，mm；nw—鼓轮转速，r/min。工作机轴转速为minr/66.71minr/400π5.1100060π100060Dvnw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Pfn60，r/min。式中f—频率，Hz；P—磁极对数。对于一台标称额定转速为960r/min的交流三相异步电动机，其同步转速r/min1000r/min3506060Pfn)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—65.5960100013238×80102.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40.1371.66960edwnni(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78.42.840.13bgiii3.计算传动装置的运动和动力参数(1)各轴转速1轴转速r/min86.342r/min2.8960bed1inn2轴转速r/min66.71r/min4.7886.342g12inn(2)各轴（输入）功率1轴功率kW08.5kW95.035.5bn1PP2轴功率kW88.4kW97.099.008.5gr12PP工作机轴功率kW74.4kW98.099.088.4cr2wPP(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nPnPPT5493.960/π2，当P的单位为kW时，mN3.9549，nPT）电动机轴转矩m53.32NmN96035.595509550edn0nPT1轴转矩mN50.411mN86.34208.595509550111nPT2轴转矩mN35.650mN66.7188.495509550222nPT工作机轴转矩mN69.631mN66.7174.495509550nPT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)960342.8671.6671.66功率P/kW5.355.084.884.74转矩T/(N·m)53.32141.50650.35631.69传动比i2.84.781效率η0.950.99×0.970.99×0.98