变幅机构计算

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1、变幅机构零件的设计计算及校核3.1变幅机构零件的设计计算3.1.1电动机的选择1选择电动机类型和结构型式电动机类型和结构型式可以根据电源的种类、工作条件（温度、环境、空间尺寸）和载荷特点（性质、大小、启动性能和过载情况）来选择。因为塔式起重机回转实验台的变幅机构需要小车快速的频繁的启动、停止，启动时间在0～0.1s之间，所以选择交流伺服电动机。2确定电动机容量电动机容量（功率）选得合适与否，对电动机的工作和经济性都有影响，当容量小于工作要求的时候，电动机不能保证工作机的正常工作，或使电动机因长期过载发热量大而过早损坏；容量过大则电动机价格高，能量

2、充分利用，经常处于不满载运行，其效率和功率因数都降低，增加电能消耗造成很大浪费。电动机容量主要根据电动机运行的发热条件来决定。电动机的发热与其运行状态有关。对于长期连续运转，载荷不变或变化很小，常温下工作的机械，只要所选电动机的额定功率Pm等于或大于所需电动机功率P0，即Pm>=P0，电动机在工作时就不会过热，而不必校验发热和起动力矩。伺服电动机也称为执行电动机，在控制系统中用作执行元件，将电信号转换为轴上的转角或转速，以带动控制对象。伺服电动机有交流和直流两种，它们的最大特点是可控。在有控制信号输入是，伺服电动机就转动；没有控制信号输入时，则停

3、止转动；所受控制电压的大小和相位（或极性）就可以改变伺服电动机的转速和转向。因此，它与普通电动机相比具有如下特点：调速范围广，伺服电动机的转速随着控制电压改变，能在宽广的范围内连续调速。(1)工作机所需功率Pw工作机所需功率Pw（W）应由机器的工作阻力和运动参数确定。此设计中，由于本实验台要求快速的频繁的启动、停止、运动，所以瞬时加速度在0～20m/s，由设计任务书中给定的工作参数按式(3-1)计算：Pw=FwVw/ηw(3-1)式中Fw是工作机的阻力（N）；Vw是工作机的额定速度（m/s）；ηw是工作机的效率。对于带式运输机，一般取0.94～0

4、.96。Fw=am+CVw+μmg(3-2)=20×5+0.2×0.5+0.2×5×10=110.1N式中(3-2)a为小车瞬时加速度，C为粘性系数（C=0.2N/(m/s)）,μ为摩擦系数（μ=0.2）。Pw=FwVw/ηw=（110.1×0.5）/0.96=57.34W(2)计算电动机所需功率P0P0=Pw/η(3-3)η=η联轴器·η同步带·η轴承(3-4)由《机械设计课程设计》第二篇第十一章查得η联轴器=0.99，η轴承=0.98，η同步带=0.98。η=0.99×0.98×0.98=0.95P0=Pw/η=57.34/0.95=60.3

5、6W选取电动机的额定功率Pm，查《电机手册》取Pm=100W，额定转速为2000r/min。3.1.2传动装置的设计及计算1选择传动方案小车变幅机构采用同步带传动，其综合了带传动和链传动的优点，表现在a）无滑动，能保证固定的传动比；b）预紧力较小，轴和轴承上所受的载荷小；c)带的厚度小，单位长度的质量小，故允许的线速度较高；d)带的柔性好，故所用的带轮的直径可以较小。其主要的缺点是安装时中心距的要求比较严格，且价格较高。与链传动和齿轮传动相比，噪声小，不需润滑，传动比固定，线速度范围大，传递功率大，耐冲击，维修方便，经济。2同步带的设计计算(1)

6、初定带型初步认定选用梯形齿周节制同步带。(2)设计功率PdPd=KA·P(3-5)KA-工况系数，由《机械设计手册》第3卷，表13-1-67查得KA=1.2P-传动功率P=100WPd=KA·P=1.2×100=120W(3)选择带的型号根据带轮的中心距要大于1500mm，知道带长大于3000mm，所以选用H型号节距pd=12.700mm，基准带宽76.2mm。(4)带轮齿数Z因为本实验台传动比为1:1，由《机械设计手册》第3卷，表13-1-68查得Zmin=20,取Z1=20。(5)计算带轮的直径d1=pdZ1/π=12.7×20/3.14=8

7、0.89mm(3-6)(6)带速VV=0.5m/s(7)传动比i=1:1(8)初定中心距a0由《机械设计手册》第3卷，表13-1-52查得型号为H的同步带节线长为3556±1.22mm。初定中心距a0=1651。基准额定功率P0=(Ta-mv2)v/1000(3-7)由《机械设计手册》第3卷，表13-1-75查得Ta=2100.85N，m=0.448kg/m，v=0.5m/s,代入公式(3-7)得P0=1.05kW(9)带宽bs因为选择周节制同步带，所以bs≥bs0(3-8)bs0--选定型号的基准带宽，mm，由《机械设计手册》第3卷表13-1-

8、75查得为76.2mmKz—小带轮啮合齿数系数，取Kz=1.00bs≥bs0=查《机械设计手册》第3卷表13-1-51，取bs=19.1