第二章 总体设计部分分析
2.1 竹筷抛光机的工作原理
将竹筷放入六角木桶内，打开电动机开关，带动皮带轮转动，经过芯轴传递转速，竹筷在六角木桶内旋转，通过相互摩擦以及在棱角的打磨而抛光。
2.2 竹筷抛光机的整体结构
竹筷抛光机大体由轴、皮带轮、箱体、轴承、轴承座、机架、动力装置组成。
2.3 动力装置的选择
对于一般的机器，选择的动力装置为电动机和柴油机。而竹筷抛光机的动力装置选择电动机，因为和比柴油机相比具有以下优点
1)适用范围广。对于一般工厂的车间，用电都比较方便。
2)成本低。加工同样数量的竹筷耗电量成本要低于柴油成本。
3)卫生程度高。由于竹筷加工过程中，柴油机的油烟会污染竹筷，而电动机在加工过程中无污染物。
2.4 传动装置的选择
目前，工业生产领域常用的机械传动有：带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动，链传动主要用在要求工作可靠，且两轴相距较远，以及其他。例如低速重型及极其恶劣的工作条件下应用，齿轮传动的制造及其装置精度要求高，价格教贵。且不宜用于传动距离过大的场合。蜗杆传动是在空间交错的两轴传递运动和动力的一种传动机构，也不适宜抛光机的传动，而带传动具有结构简单、传动平稳、造价低廉，以及缓冲吸振等特点，故传动装置选带传动。
第三章传动装置的总体设计
传动装置总体设计的内容为：确定传动方案，选定电动机型号，计算总传动比和合理分配各级传动比，计算传动装置的运动和动力参数，为设计各级传动件和装配图设计提供条件。
3.1确定传动方案
传动方案一般用机构简图表示，它反映运动和动力传递路线和各部件的组成和连接关系。 图3-1为抛光机传动装置及机构简图
图3-1 抛光机传动装置外形图
为降低成本，本文决定剪除以上变速箱装置，采用一级传动，其传动方案图如图3-2所示
图3-2 变速箱传动方案
3.2 选择电动机
选择电动机的内容包括：电动机类型、结构形式、容量和转速，要确定电动机具体型号。选择电动机的顺序如图3-3所示
图3-3 电动机的顺序
3.2.1 选择电动机类型和结构型式
电动机类型和结构型式要根据电源（交流和直流）.工作条件（温度、环境、空间尺寸等）和载荷特点（性质、大小、启动性能和过载情况）来选择。没有特殊要求时均应选用交流电动机，其中以三相鼠笼式异步电动机用得最多。表12 1所列Y系列电动机为我国推广采用的新设计产品，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体的场合，以及要求具有较好启用性能的机械。在经常启用. 制动和反转的场合（如起重机），要求电动机具有转动惯量小和过载能力大，则应选用起重及冶金用三相异步电动机YZ型（笼型）或YZR型（环绕型）。电动机结构有开启式、防护式、封闭式和防爆式等，可根据防护要求选择。同一类型的电动机又具有几种安装型式，应根据安置条件确定。（见表3-1）
表3-1 电动机类型选择参考表
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序
号
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负载性质
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生产机械工作状态
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选用电动机类型
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平稳
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冲击
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长期
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短期
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断续
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调速
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飞轮储能
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异步电动机
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同步电动机
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直流电动机
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笼型
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饶线型
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他励
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串励
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1
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√
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√
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⑵
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√
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⑴
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2
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√
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√
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√
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3
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√
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√
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√
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√
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√
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4
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√
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√
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√
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5
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√
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√
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√
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6
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√
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√
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⑶
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√
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⑸
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7
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√
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√
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⑶⑷
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⑶
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√
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√
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⑴ 对于小功率机械，或启动次数太多而电网容量不太易受冲击，不推荐采用同步电动机⑵ 对于大中型机械，当电网容量不大时，不宜选用笼型电动机，而选用饶线型电动机。
⑶ 异步电动机需要调速装置（一般为转子外接电阻方式，还采用滑差离合器、涡流制动器、串级或变频方式）。
⑷ 指小功率机械只要求几级速度时，采用多笼型电动机。
⑸ 需要启动转距大的机械（如电车、牵引机车等）采用串励直流电动机。
3.2.2 选择电动机的容量
标准电动机的容量由额定功率表示。所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载、发热大而过早损坏；容量过大，则增加成本，并且由于功率和功率因数低而造成浪费。电动机的容量主要由运动发热条件限定，在不变或变化很小的载荷下长期连续运动的机械，只要其电动机的负载不超过额定值，电动机便不会过热，通常不必效验发热和启动力矩。所需电动机功率为
P
=
Kw （3-1）
式中： P——工作机实际需要的电动机需要功率，Kw；
P
——工作机所需输入功率，Kw；
η——电动机至工作机之间传动装置的总效率。
工作机所需功率P 应由机器工作阻力和运动参数计算求得，例如
P= 
Kw
或 P=
Kw （3-2）
式中： F——工作机的阻力，N；
ν——工作机的线速度，m/s;
T——工作机的阻力矩，N·m；
n——工作机的转速，r/min;
η——工作机的效率。
总效率η按下式计算：
η = η
η
η
... η
（3-3）
其中η、 η、 η 、... η 分别为传动装置中每一传动副（齿轮、蜗杆、带或链）每对轴承、每个联轴器的效率，其概略值见《机械设计课程设计手册》表1-7。选用此表数值时，一般取中间值，如工作条件差，润滑维护不良时取最低值，反之取高值。本文取带传动的效率为0.96，滚动轴承的效率为0.99，故总的效率为0.96。
3.2.3 确定电动机转速
同一类型的电动机，相同的额定功率有多种转速可供选用。如选用低转速电动机，因极数较多而外廓尺寸及重要较大，故价格较高，但可使传动装置总动比及尺寸减小。选用高转速电动机则相反。因此应全面分析比较利弊来选定电动机转速。
按照工作机转速要求和传动机构的合理传动比范围，可以推算电动机转速的可选范围，如
n =（i i……i） r/min （3-4）
式中：n——电动机可选转速范围，r/min；
i i……i——各级传动机构的合理传动比范围
对Y系列电动机，通常多选用同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机，如无特殊需要，不选用低于750r/min的电动机。
根据选定的电动机类型、结构、容量和转速，由《机械设计课程设计手册》表12-1～12-11查出电动机型号，并记录其型号、额定功率、满载转速、外形尺寸、中心高、轴伸尺寸、链联接尺寸、地脚尺寸等参数备用。
设计传动装置时一般按工作机实际需要的电动机输出功率Pd计算，转速则满载转速。
本文选用Y160M1-8型号的电动机，其额定功率为4kw，满载速度为720r/min，查《机械设计课程设计手册》表12-3 ，机座带底脚，端盖无凸缘电动机的安装及外形尺寸得其、外形尺寸、中心高、轴伸尺寸、链联接尺寸、地脚尺寸。（见图3-4）
图3-4 电动机的顺序
查表得：A=254，B=210，C=108，D=42，E=110，F=14，G=42.5，H=180，K=15，AB=330，AC=325，AD=255，HD=385，BB=270，L=600。
3.3 计算总传动比和分配各传动比
传动装置的总传动比要求应为
i = 
（3-5）
式中：n
——电动机满载转速，r/min。
在已经总传动比要求时，如何合理选择和分配各级传动比，要考虑以下几点：
（1）各级传动机构的传动比应尽量在推荐范围内选取。
（2）应使传动装置结构尺寸较小、重量较轻。
（3）应使各传动件尺寸协调，结构匀称合理，避免干涉碰撞。
本设计为节约成本设计成一级带传动，其总传动比为4，符合《机械设计课程设计手册》见表3-2：
各级传动的传动比（参考值），V带传动的传动比≤5，传动装置的实际传动比要由选定的标准带轮直径准确计算，因而与要求传动比可能有误差。一般允许工作机实际转速与要求转速的相对误差为±（3~5）%。
表3-2 总传动比的选择
|
传动类型
|
传动比
|
传动类型
|
传动比
|
|
平带传动
|
≤5
|
锥齿轮传动：1、开式
2、单级减速器
|
≤5
≤3
|
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V带传动
|
≤7
|
|
圆柱齿轮传动
1、开式
2、单级减速器
3、单级外吁合和内愈合行星减速器
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≤8
≤4~6
3~9
|
蜗杆传动： 1、开式
2、单级减速器
|
15~60
8~40
|
|
链传动
|
≤6
|
|
摩擦轮传动
|
≤5
|
3.4 计算传动装置的运动和动力参数
设计计算传动件时，需要知道各轴的转速、转矩或功率，因此应将工作机上的转速、转矩或功率推算到各轴上。
本设计传动装置从电动机到工作机有二轴，依次为Ⅰ、Ⅱ轴，则
1) 各轴转速
n= n =
（3-6）
n=
=180 r/min （3-7）
式中：n为电动机满载转速，
n为传动轴的转速
2) 各轴功率
Ｐ＝Ｐ
＝4kw （3-8）
Ｐ
=Ｐη
=4×0.96=3.84kw （3-9）
根据《机械设计课程设计手册》表1-7，取V带传动的传动效率η=0.96
式中：Ｐ为电动机输出功率
Ｐ为电动机心轴输入功率
η为电动机轴与传动轴的传动效率
3) 各轴转距
Ｔ=Ｔ N·m （3-10）
Ｔ＝Ｔiη N·m （3-11）
式中: Ｔ为电动机轴的输出转距
Ｔ＝9550 
（3-12）
=53.05 N·m
Ｔ=255 N·m Ｔ为传动轴的输入转距。
