3 塑料磨粉机的零部件设计计算
3.1原动机的选择
3.1.1 原动机选择的方法
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。
B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：
（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（9.3.1）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。
（3）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。
3.1.2 电机的选择
按如下初始条件计算：
磨粉机所需工作拉力F＝15KN
转磨工作速度0.6m/s
转磨直径D＝636mm
根据环境条件，采用Y系列三相交流异步电动机，
工作机功率：
其中转磨工作效率
=0.91 。
工作机转速
计算传动装置总效率：
摆线针轮减速器效率 
开式齿轮传动效率
轴承效率 
由［2］表12-8
所以 
电动机的输出功率：
（见[2]式2-1）
取 
课设表19-1选择电动机为Y180L－6型
额定功率：15（
） 额定转速：970 （
）
与电机紧密相连的的摆线减速器传动比为11，下面对摆线减速机设计计算。
3.2 摆线减速器设计和计算
摆线针轮减速器具有传动比大，同轴输出，结构紧凑，传动效率高等特点，因此，本磨料机的一级减速采用摆线针轮行星减速器传动，二级减速用齿轮传动。
3.2.1 摆线减速器相关概念
摆线针轮行星传动,简称摆线针轮传动。它与渐开线少齿差行星传动一样，同属于K-H-V型行星齿轮传动。摆线针轮传动的主要特征是：行星轮齿廓为变幅外摆线的内侧等距曲线，中心轮齿廓为圆形。
摆线针轮减速器,利用摆线针轮行星传动原理制成的一种减速器,它的优点是减速比大、体积小、重量轻、效率高等。
3.2.2 摆线针轮减速器的传动原理
图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3.1 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。
3.2.3 摆线针轮减速器的结构特点
它主要由四部分组成：
（1）行星架H，又称转臂，由输入轴10和偏心轮9组成，偏心轮在两个偏心方向互成
。
（2）行星轮C，即摆线轮6，其齿廓通常为短幅外摆线的内侧等距曲线.为使输入轴达到静平衡和提高承载能力,通采用两个相同的奇数齿摆线轮,装在双偏心套上,两位置错开,摆线轮和偏心套之间装有滚动轴承,称为转臂轴承,通常采用无外座圈的滚子轴承,而以摆线轮的内表面直接作为滚道。近几年来,优化设计的结构常将偏心套与轴承做成一个整体,称为整体式双偏心轴承。
（3）中心轮b,又称针轮,由针齿壳3上沿针齿中心圆圆周上均布一组针齿销5(通常针齿销上还装有针套7)组成。
（4）输出机构W, 与渐开线少齿差行星齿轮传动一样,通常采用销轴式输出机构。
3.2.4 摆线针轮传动的受力分析
摆线轮在工作过程中主要受三种力：针轮与摆线轮啮合时的作用力
;输出机构柱销对摆线轮的作用力
，转臂轴承对摆线轮作用力
。
A 针齿与摆线轮齿啮合时的作用力：
（1）确定初始啮合侧隙
标准的摆线轮以及只经过转角修形的摆线轮与标准针轮啮合，在理论上都可达到同时啮合的齿数约为针轮齿数的一半，但摆线轮齿形只要经过等距，移距或等距加移距修形，如果不考虑零件变形补偿作用，则多齿同时啮合的条件便不存在，而变为当某一个摆线轮齿和针轮齿接触时，其余的摆线轮齿与针轮齿之间都 
图3.2 修形引起的初始啮合侧隙
图3.3 轮齿啮合力
存在大小不等的初始侧隙，见图3.3。对第i对轮齿啮合点法线方向的初始侧隙
可按下式表计算：
（3.2—1）
式中，
为第i个针齿相对转臂
的转角，
为短幅系数。
令
，由上式解得
，即 
这个解是使初始侧隙为零的角度，空载时，只有在处的一对啮合。从
到
的初始侧隙分布曲线如图3.4所示
图3.4 
与
的分布曲线
（2）判定摆线轮与针轮同时啮合齿数的基本原理
设传递载荷时，对摆线轮所加的力矩为
，在的作用下由于摆线轮与针齿轮的接触变形W及针齿销的弯曲变形f，摆线轮转过一个
角，若摆线轮体、安装针齿销的针齿壳和转臂的变形影响较小，可以忽略不计，则在摆线轮各啮合点公法线方向的总变形W+f或在待啮合点法线方向的位移为
（i=1，2，……
）
式中 
——加载后，由于传力零件变形所引起的摆线轮的转角； 
——第i个齿啮合点公法线或待啮合点的法线至摆线轮中心
的距离
——摆线轮节圆半径 
——第i个齿啮合点的公法线或待啮合点的法线与转臂
之间的夹角。
