電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的輸送帶設(shè)計(jì)

1、電機(jī)傳動(dòng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)姓名學(xué)號(hào)上海電視大學(xué)2013年6月目錄一、課程設(shè)計(jì)概述 3裝配輸送機(jī)及傳動(dòng)布置41.3I/O端口配置5三、課程設(shè)計(jì)要求5四、課程設(shè)計(jì)步驟5電動(dòng)機(jī)額定功率、轉(zhuǎn)速、電壓參數(shù) 10五、課程設(shè)計(jì)小結(jié)15電源供電電壓Tlo / = 1000N mv = 7.5m/mi n;dv/dt = 0.05m/s2 ；3相380V、變壓器容量13Kva一、課程設(shè)計(jì)概述電氣傳動(dòng)技術(shù)課程是本專業(yè)的一門(mén)專業(yè)課， 主要講述交、 直流電 動(dòng)機(jī)原理及其應(yīng)用， 是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程， 通過(guò)電氣傳動(dòng)技術(shù)的 課程設(shè)計(jì)，掌握在工廠設(shè)備中電動(dòng)機(jī)的選擇、校驗(yàn)和計(jì)算。課程設(shè)計(jì)模擬工廠常用的生產(chǎn)流水線， 設(shè)計(jì)一條

2、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的輸 送帶，根據(jù)加工工藝要求，在輸送帶上的工件大小和重量是變化的， 輸送的位置和距離根據(jù)不同的要求， 有所變化， 要求正確的選擇電動(dòng) 機(jī)的額定功率、轉(zhuǎn)速、工作制以及考慮生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件，需要采 取的措施。二、課程設(shè)計(jì)任務(wù)有一條生產(chǎn)流水線的輸送帶如下圖所示，在裝料點(diǎn)0，按生產(chǎn)節(jié)拍依次裝上各種電動(dòng)機(jī)的零配件：A轉(zhuǎn)子、B定子、C前端蓋、D后 端蓋、 E 底座。分別要求送到工位 1、工位 2、工位 3、工位 4、工位 5 進(jìn)行加工裝配。輸送帶采取帶上無(wú)零配件的空載啟動(dòng)，在傳送中， 自動(dòng)控制系統(tǒng)使輸送帶上始終只有一個(gè)零配件， 而且兩個(gè)零配件傳送過(guò)程中無(wú)間隔、停頓。各種零配件依次送完后，再重復(fù)

3、循環(huán)傳送，傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)： 空載負(fù)載力矩 輸送帶的輸送速度 輸送帶的加速度電壓波動(dòng)安全系數(shù)0.75傳動(dòng)系統(tǒng)的減速裝置第一級(jí)米用減速米用皮帶輪，第二和第二級(jí)米用齒輪減速箱，參數(shù)見(jiàn)表1:表1名稱GD (N m2)傳動(dòng)參數(shù)傳動(dòng)效率0電動(dòng)機(jī):5（初選）1帶輪1C 60n 1=0.872帶輪3C 2483 :齒輪118齒n 2=0.914齒輪489齒5齒輪220齒n 3=0.96齒輪7101齒7送帶輪560 254mm工藝要求送料的次序和位置見(jiàn)表 2:表2：負(fù)載Tl /GD2(N M /2 N M )工位 距離工藝十一工位1工位2工位3工位4工位5工步1C前端蓋200 / 70L5=15M工步2D后端

4、蓋400/ 150L4=14M工步3A轉(zhuǎn)子1000/300L3=11M工步4E底座700 / 240L2=8M工步5B定子1800/600L1=5M假設(shè)四極交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1470 r/min、六極970 r/min，功率以O(shè).IKw分檔，TsTn=1.2, Tmax/TN=2,電源電壓波動(dòng)安全系數(shù) 0.75（計(jì)算中保留兩位小數(shù)點(diǎn)）三、課程設(shè)計(jì)要求根據(jù)輸送機(jī)的啟動(dòng)和送料過(guò)程中給出的阻力矩和飛輪轉(zhuǎn)矩，在保證啟動(dòng)過(guò)程和送料過(guò)程中系統(tǒng)要求的速度和加速度的條件下，設(shè)計(jì)、 計(jì)算所需的電動(dòng)機(jī)力矩，然后分析負(fù)載特性，選擇電動(dòng)機(jī)的工作制， 確定電動(dòng)機(jī)的額定功率、轉(zhuǎn)速，最后在車(chē)間供電條件下，以及可能出 現(xiàn)的供電電

5、壓不穩(wěn)的特殊情況下，選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、電壓、啟動(dòng)方 式。四、課程設(shè)計(jì)步驟1：當(dāng)輸送帶加速度=0.05m/s2時(shí)，計(jì)算電動(dòng)機(jī)在空載條件下的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、飛輪轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和功率；（1）求出各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)速比j帶輪（1）帶輪（1）和帶輪（2）的速比;248, “J124. 160到齒輪（4）的速比；89j14 = j34 =4.1 89 = 20.318帶輪（1）到齒輪（6）的速比;j16 二耐56 =20.3 101 =10320電動(dòng)機(jī)軸的飛輪轉(zhuǎn)矩；GD： =GD：+GD；=5+1=6N m2帶輪（2）和帶輪（3）的飛輪轉(zhuǎn)矩;GD；3 二 GD； GD； = 31 = 4N m2帶輪（4）和帶輪

6、（5）的飛輪轉(zhuǎn)矩;2 2 2gd45 二 gd4 gd5帶輪（6）和送帶輪的飛輪轉(zhuǎn)矩;總的飛輪轉(zhuǎn)矩;gdL2 2=GD6 GD7=756 = 63 N m2gdZ245gd： gd45 gdL- lJ 12Jl4Jl6 634.1320.31032= 7.88N m總的傳動(dòng)效率:123= 0.87 0.91 0.9 = 0.713空載負(fù)載轉(zhuǎn)矩:TlmTl0Jl l氏t1367N m加速度:60 dvL 60dtD L dt : 0.20.05 二 4.77r/ min gsdnMdtJL 靈皿 4.77=491.31r/mings電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)矩:TmGDz dnM375 dt7 88491.3

7、113.6737523.99N m送帶輪的轉(zhuǎn)速:nLVLdl7mn=11.94r/min二 0.2m電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速:nM二 JlnL= 103 11.94 =1229.82r/min空載功率：Pm9.5523.99 1229.829.55= 3089.35W =3.1KW2:分別計(jì)算電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)后送各種料的過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、飛輪轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和功率；電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，在上料和下料的過(guò)程中轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生變化，在穩(wěn)定運(yùn)行后轉(zhuǎn)速保持不變即：nM = 1229.82r / min當(dāng)工步時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TLM 1 -= 1000200 975N mjLnL103 11.94當(dāng)工步時(shí)的飛輪轉(zhuǎn)矩GDZ1

8、= GDM2222.GD23 GD45 GDl GDl1J14j12JlGDuJl二 7.88 四 8.56N m2103當(dāng)工步時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩GDZ1 dnM375 dt8 56-2.43491.31375=13.64N m當(dāng)工步時(shí)的功率:Pm 1TM1nM 13.64 1229.829.559.55= 1756.5W =1.76KW當(dāng)工步2時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩tlm 2TL0 TL21000 400JLnL1.14N m103 11.94當(dāng)工步2時(shí)的飛輪轉(zhuǎn)矩gd；2 二 GDM gd3GD：5 GDi GD：2Jl2J14Jl= GD；醒Jl“88 等 9.34N m2當(dāng)工步2時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩GDZ2 d

9、nMTm 2 - Tlm 2 375 dt9 34= 1.14491.31375= 13.38N m當(dāng)工步2時(shí)的功率:PM 2 Tm 2 nM13.38 1229.829.559.55= 1723W =1.7KW當(dāng)工步3時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tlm 3jLnL1000 10001.63N m103 11.94當(dāng)工步3時(shí)的飛輪轉(zhuǎn)矩GDz 3 = GDmGD：J 12J14Jl= gdZ+GD3Jl= 7.88 300 =10.79N m2103當(dāng)工步3時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩GDz3 dnMTm 3 = Tlm 3 375 dt10 79=1.63491.31375= 15.77N m當(dāng)工步3時(shí)的功率:PM 3Tm3

10、 nM15.77 1229.829.559.55= 2030.8W =2.03KW當(dāng)工步4時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TLM 4TL0 TL4JlHl1000700 =4N m103 11.94當(dāng)工步4時(shí)的飛輪轉(zhuǎn)矩2 2 2 2 22 GD23 GD45 GDl GDl4GDZ4 二 GDM:J12j14Jl22 GD L42402二 GD；7.8810.2N m2103Jl當(dāng)工步4時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩2GDz4 dnMI M 4 = I LM 4375 dt10 2= 1.4491.31375= 14.76N m當(dāng)工步4時(shí)的功率:Pm 4 =Tm4 nM 14.76 1229.829.559.55= 1900.7W

11、 =1.9KW當(dāng)工步5時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TLM 5Tl0 Tl5Jl1000 800 46N m103 11.94當(dāng)工步5時(shí)的飛輪轉(zhuǎn)矩GD；5 =gdM +唾J122 2 2.GD GDl GDl5J14JlGDL2 gdL56002= GD/88+五71Nm2GDz5 dnM-TLM 5當(dāng)工步5時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩375 dt13 71=1.46491.31375= 19.42N m當(dāng)工步5時(shí)的功率:PM 5TM 5 nM9.5519.42 1229.829.55二 2500.8W =2.5KW3:根據(jù)計(jì)算得到的電動(dòng)機(jī)在送各種料時(shí)各個(gè)轉(zhuǎn)矩、功率和電動(dòng)機(jī)的工作制 選擇電動(dòng)機(jī)額定功率、轉(zhuǎn)速、電壓參數(shù)；根據(jù)以上

12、計(jì)算得到的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩畫(huà)出該系統(tǒng)的負(fù)載變化圖如下201510T m/ N.mTm5TmiTm213.6413.38Tm3Tm415.7714.7619.42可以確定該系統(tǒng)為帶變動(dòng)負(fù)載連續(xù)工作的電動(dòng)機(jī)，這種“連續(xù)工作制”可以用“等值法”來(lái)計(jì)算電動(dòng)機(jī)的功率，它的公式：p = PjtPftnh = 60“ = 60 540St2v 7.57.5t3 =60-3 = 60= 24Sv7.5t4 =60 士 =6014 1 =24Sv7.5t5 =60士 S =60154 =8Sv7.5Pdtit2 ta t4t52 2 2 2 2PM1t1PM2t2PM3t3PM 4t4PM5t51.762 40 1.

13、72 24 2.032 24 1.92 24 2.52 840+24+24 + 24 + 8123.9 69.3698.9 86.64 50120= 3.57KW根據(jù)以上計(jì)算及已知條件可以確定電動(dòng)機(jī)的初選額定功率：Pn=3.57KW電動(dòng)機(jī)的初選額定轉(zhuǎn)速：nN=1470r/mi n電動(dòng)機(jī)的初選額定電壓：三相 380V4:校驗(yàn)電源電壓波動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率；當(dāng)電壓波動(dòng)時(shí)要求所選電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 Tmax必須大于運(yùn) 行過(guò)程中出現(xiàn)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TLmax,即!T L max Tmax= mTNI即是 PLm ak Pm a 遠(yuǎn)m Pn當(dāng)電源電壓波動(dòng)的安全系數(shù)為：0.75時(shí)m =2 0.75 =1.5此

14、時(shí)電動(dòng)機(jī)的最大功率：Pmax = m PN =5 3.1 = 4.65KW最大負(fù)載功率：PLmax = PM5 =2.5KW則PLmax Sor電動(dòng)機(jī)在額定功率下不可以直接啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩：PN4.65Tn =9550 N =955030.2N mnN1470電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩：Tst =1.2TN =1.2 30.2 =36.24N mKtTst 19.42 cue0.53Tst 36.24電動(dòng)機(jī)的額定電流：3,Pn 3.57 漢 10“I n9.39AU380電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流：Pmax = 4.651 03= 12.23AU3801st 9.39Ki0.76 1st 12.23采用Y降壓?jiǎn)?dòng)或自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)， 降壓比為80%電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)矩：Tm =23.99N m即Tst Tm電動(dòng)機(jī)空載可以啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩：Tmax=2TN=2X 負(fù)載的最大轉(zhuǎn)矩：T ma