BSQ450悬臂式滗水器设计(2)

2023-01-28 作者: 来源:

3.7 电动机的选型

选择电动机时，除了正确的选择功率外，还要根据生产机械的要求及工作环境等，正确的选择电动机的种类、型式、电压和转速.

A.电动机种类的选择：

电动机的种类分为直流和交流电动机两大类。直流电动机又分为他励、并励串励电动机等。交流电动机又分为笼型、绕线转子异步电动机及同步电动机等。电动机种类的选择主要是从生产机械对调性能的要求来考虑，例如，对于调速范围、调速精度、调速平滑性、低速运转状态等性能来考虑。

凡是不需要调速的拖动系统，总是考虑采用交流拖动，特别是采用笼型异步电动机。长期工作、不需要调速、且容量相当大的生产机械，如空气压缩机、球磨机等，往往采用同步电动机拖动，因为它能改善电网的功率因数。

如果拖动系统的调速范围不广，调速级数少，且不需要在低速下长期工作，可以考虑采用交流绕线转子异步电动机或变级调速电动机。因为目前应用的交流调速范围拖动，大部分由于低速运行时能量损耗大，鼓一般均不宜在低速下长期运行。

对于调速范围宽、调速平滑性要求较高的场合，通常采用支流电动机拖动，或者采用近年来发展起来的交流变频调速电动机拖动。

.电动机型式的选择：

各种生产机械的工作环境差异很大，电动机与工作机械也有各种不同的连接方式，所以应当根据具体的生产机械类型、工作环境等特点，来确定电动机的结构型式，如直立式、卧式、开启式、封闭式、防滴式、防暴式等各种型式。

C.电动机容量的选择：

3.7.1比那化负载下电动机容量的选择

（1）等效电流法

等效电流法的基本的基本思想是用一个不变的电流Icq来等效实际上变化的负载带暖流，要求在同一个周期内，等效电流Icq与实际变化的负载电流所产生的损耗等。假定电动机的铁损耗与绕组电阻不变，损耗只与电流的平

方成正比，由此可得等效电流为

Icq = I12t1+I22t2+…+In2tn

t1+t2+…+tn

式中，tn为对应负载电流In时的工作时间。求出Icq后，则选用电动机的额定电流In应大雨或等于Icq。采用等效电流法时，必须先求出用电流表示的负载图。

（2）等效转矩法

如果电动机在运行时，其转矩与电流成正比（如他励直流电动机的励磁保持不变，异步电动机的功率因数和气隙磁通保持不变时），则式可以改写成等效转矩公式。

Teq= T12t1+T22t2+…+Tn2tn

t1+t2+…+tn

此时，选用电动机的额定转矩T应大于或等于T，当然，这时应先求出用转矩表示的负载。

等效功率法

如果电动机运行时，其转速保持不变，则功率与转局成正比，于是由式可得等效功率为

Peq= P12t1+P22t2+…+Pn2tn

t1+t2+…+tn

此时，选用电动机的功率P大于或等于P即可。

必须注意的是用等效法选择电动机容量时，要根据最大负载来校验电动机的过载能力是否要求，如果过载能力不能满足，应当按过载能力来选择较大容量的电动机。

电机

型号

编

号

额定

功率

PN/KW

转速

n/r.min

电流

效率

功率因数

cosψ

额定转矩

转动

惯量GD/kgm

重量

m/kg

Y100L1-4

2.2

1430

5.03

0.82

2.2

0.0054

3.8 减速传动装置的设计和计算

3.8.1 减速方案选择

摆线针轮传动同渐开线少齿差行星传动一样，具有减速比大、结构紧凑、体积小、重量轻、效率高等优点，被广泛用于冶金机械、食品工业、军工、矿山等领域。此外，与渐开线少齿差行星传动相比，由于它有近半数的齿同时啮合，因此，它的承载能力更大，使用寿命更长；同时，它无齿顶相碰和齿廓重叠干涉等问题，具有更大的适应性，本滗水器的减速传动机构采用摆线针轮行星减速器。

图5所示为摆线针轮行星传动示意图。其中为针轮，为摆线行星轮，H为系杆，V为输出轴。运动由系杆H输入，通过W机构由V轴输出。同渐开线一齿差行星传动一样，摆线针轮传动也是一种K－H－V型一齿差行星传动。两者的区别在于：摆线针轮传动中，行星轮的齿廓曲线不是渐开线，而是变态摆线，中心内齿采用了针齿，以称针轮，摆线针轮传动因此而得名。

同渐开线少齿差行星传动一样，其传动比为

图5 摆线针轮减速器原理图

由于＝1，故＝－，“－”表示输出与输入转向相反，即利用摆线针轮行星传动可获得大传动比。

3.8.2 摆线轮、针齿、柱销的计算

设计计算如下：

项目	代号	单位	计算、结果及说明
功率			2.2	跟据使用条件,确定为针轮固定的立式减速器,不带电机
输入转速		r/min	1430
传动比			11
摆线轮齿数的确定			＝11 为使摆线轮齿廓和销轴孔能正好重叠加工,以提高生产率和精度,齿数尽可能取奇数,即也应尽可能取奇数,在平稳载荷下选材料为GCr15,硬度为60HRC以上
针轮齿数			选材为GCr15,硬度为60HRC以上
输出转矩	T		由文献[1]表2.7-8,取=0.92
初选短幅系数			＝0.5 由文献[1]表2.7-2, =0.42~0.55
初选针径系数			，由文献[1]表2.7-3,
针齿中心圆半径		mm	取取材料为轴承钢58~62HRC时,=1000~1200MPa
摆线轮齿宽	bc	mm	取
偏心距	a	mm	由文献[3]表2.7-5查得＝6mm取＝6mm
实际短幅系数
针径套半径		mm	，取＝12mm
验证齿廓不产生顶切或尖角			＝47.32 由文献[3]表2.7-1及公式2.7-17算得，由计算结果知，摆线齿廓不产生顶切或尖角。
针齿销半径		mm	取＝7mm 针齿套壁厚一般为2～6mm。
实际针径系数			若针径系数小于1.3，则考虑抽齿一半。
齿形修正		mm	＝0.35，＝0.2 考虑合理修形，建立优化模型，由计算机求出。
齿面最大接触压力		N	其中整个结果由计算机求出。
传力齿号	m n		m=2， n=4 参看上一章介绍，由计算机求出。
摆线轮啮与针齿最大接触应力		MPa	＝1416.7MPa __m~n齿中的最大值。
转臂轴承径向负载		N	＝＝16988
转臂轴承当量负载	P	N	＝1.0516988＝17837 时，=1.05 时，＝1.1。
选择圆柱滚子轴承		mm	＝260（0.4～0.5）＝104～130 由文献[13］GB/T283-94，选N2213轴承，d=65,B=31,=142,D=108.5。
转臂轴承内外圈相对转速	n	r/min	＝1582
转臂轴承寿命		h	＝＝10613 —寿命指数，球轴承＝3，滚子轴承＝10/3。
针齿销跨距	L	mm	由结构及前面的摆线轮宽度，得L＝70 采用三支点型式。
针齿销抗弯强度		MPa	< 选用三支点，材料为轴承钢时＝150～200MPa
针齿销转角		rad	＝＝0.000618<，材料为轴承钢时＝0.01～0.03rad。
摆线轮齿跟圆直径		mm
摆线轮齿顶圆直径		mm
摆线轮齿高		mm
销孔中心圆直径		mm	取，选取时考虑了同一机型输出机构的通用性。
间隔环		mm	＝15
柱销直径		mm	＝21.8 取＝22 由文献[1]表2.7—7，取＝22。
柱销套直径		mm	＝32 由文献[1]表2.7—7，知＝32
摆线轮柱销孔直径		mm	为使柱销孔与柱销套之间有适当间隙，值应增加值：＝0.15；>550mm时，＝0.2～0.3。