2.1　電動(dòng)機(jī)的選擇

2.1.1　電動(dòng)機(jī)輸出功率的確定

圖2.3、圖2.4為兩種比較典型的傳動(dòng)裝置。在圖2.3中帶式輸送機(jī)輸送帶拉力F、輸送帶速度v、驅(qū)動(dòng)滾筒直徑D為已知條件，在圖2.4中螺旋式輸送機(jī)工作軸的轉(zhuǎn)矩T、工作軸的轉(zhuǎn)速n_w為已知條件，則電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率P_d計(jì)算如下：

圖2.3

1.電動(dòng)機(jī)；2.帶傳動(dòng)；3.減速器；

4.聯(lián)軸器；5.輸送帶；6.驅(qū)動(dòng)滾筒

圖2.4

1.電動(dòng)機(jī)；2.聯(lián)軸器；3.單級(jí)圓柱齒輪減速器；

4.圓錐齒輪傳動(dòng)；5.螺旋輸送機(jī)

（1）工作機(jī)所需功率P_w

式中：F，T——工作機(jī)的有效阻力（N）與轉(zhuǎn)矩（N·m）；

　　　v，n_w——工作機(jī)的速度（m/s）與轉(zhuǎn)速（r/min）；

　　　η_w——工作機(jī)自身的傳動(dòng)效率。

（2）傳動(dòng)裝置的效率η

由于在傳動(dòng)中存在軸承的摩擦、齒輪輪齒間的摩擦等其他的摩擦損耗，因此這會(huì)損耗一部分功率。如果不考慮這部分功率損耗，而直接取電動(dòng)機(jī)的功率為工作機(jī)所需功率P_w，那么電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)由于這些摩擦增加的功率損耗會(huì)引起過(guò)載，從而燒毀。所以在確定電動(dòng)機(jī)功率時(shí)應(yīng)考慮這部分功率損耗。這部分功率損耗的大小用傳動(dòng)效率來(lái)衡量。

傳動(dòng)裝置為串聯(lián)時(shí)（如圖2.3、圖2.4），總效率η等于各級(jí)傳動(dòng)效率和軸承、聯(lián)軸器效率的連乘積，即：

式中：η₁，η₂，η₃，…，η_k——傳動(dòng)裝置中各級(jí)傳動(dòng)及聯(lián)軸器的效率。

各類傳動(dòng)、軸承及聯(lián)軸器等的效率從［1］→【常用基礎(chǔ)資料】→【常用資料和數(shù)據(jù)】→【機(jī)械傳動(dòng)效率】查得。

圖2.3帶式輸送機(jī)總效率。其中η₁、η₂、η₃、η₄分別為V帶傳動(dòng)、一對(duì)軸承、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器的效率。

圖2.4螺旋式輸送機(jī)總效率。其中η₁、η₂、η₃、η₄分別為聯(lián)軸器、一對(duì)軸承、圓柱齒輪傳動(dòng)、圓錐齒輪傳動(dòng)的效率。

（3）電動(dòng)機(jī)所需輸出功率為：

2.1.2　電動(dòng)機(jī)類型選擇及其轉(zhuǎn)速的確定

電動(dòng)機(jī)是由專門廠批量生產(chǎn)的系列化標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，其中三相異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣。設(shè)計(jì)時(shí)只要根據(jù)工作機(jī)的工作特性、工作環(huán)境和工作載荷等條件選擇電動(dòng)機(jī)的類型。在三相異步電動(dòng)機(jī)中，Y系列電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，因此廣泛用于不易燃燒、不易爆、無(wú)腐蝕和無(wú)特殊要求的機(jī)械設(shè)備上，為此課程設(shè)計(jì)中的電動(dòng)機(jī)一般選用Y系列電動(dòng)機(jī)。但電動(dòng)機(jī)在同一額定功率下有同步轉(zhuǎn)速3000r/min、1500r/min、1000r/min和750r/min幾種可供選用，所以選擇合理的同步轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)需要從多方面因素來(lái)考慮。同步轉(zhuǎn)速越高，尺寸、重量越小，價(jià)格越低，且效率較高；過(guò)高的電機(jī)轉(zhuǎn)速將導(dǎo)致傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比、尺寸及重量增大，從而使傳動(dòng)裝置的成本增加。因此，確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)兼顧電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)裝置二者加以綜合比較后決定。常用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min及1500r/min兩種類型的電動(dòng)機(jī)。

2.1.3　電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定

電動(dòng)機(jī)類型選定后，其型號(hào)可根據(jù)輸出功率和同步轉(zhuǎn)速確定。但電動(dòng)機(jī)功率只按電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率P_d考慮有時(shí)還不行。因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)在工作時(shí)由于工作載荷的不穩(wěn)定，常常會(huì)使電動(dòng)機(jī)過(guò)載，這時(shí)使得電動(dòng)機(jī)輸出的功率超過(guò)電動(dòng)機(jī)所需的輸出功率P_d，如果電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期在這種情況下運(yùn)行，會(huì)發(fā)生燒壞。因此選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率P時(shí)應(yīng)滿足下列條件：

式中：k——過(guò)載系數(shù)，視工作機(jī)類型而定（一般可取k＝1～1.1；無(wú)過(guò)載時(shí)可取k＝1）。

從式（2－5）中計(jì)算得kP_d值往往與電動(dòng)機(jī)的額定功率P的標(biāo)準(zhǔn)值是不一致的，為此在電動(dòng)機(jī)的計(jì)算功率kP_d與轉(zhuǎn)速確定后，可從［1］→【常用電動(dòng)機(jī)】→【三相異步電動(dòng)機(jī)】→【三相異步電動(dòng)機(jī)選型】→【Y系列（IP44）三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)條件】→【電動(dòng)機(jī)的機(jī)座號(hào)與轉(zhuǎn)速及功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系】中，選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率P、同步轉(zhuǎn)速n和機(jī)座號(hào)。再?gòu)模?］→【常用電動(dòng)機(jī)】→【三相異步電動(dòng)機(jī)】→【三相異步電動(dòng)機(jī)選型】→【Y系列（IP44）三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)】→【機(jī)座帶底腳、端蓋上無(wú)凸緣的電動(dòng)機(jī)】選定電動(dòng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)尺寸。

由于［1］→【常用電動(dòng)機(jī)】→【三相異步電動(dòng)機(jī)】→【三相異步電動(dòng)機(jī)選型】→【Y系列（IP44）三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)條件】→【電動(dòng)機(jī)的機(jī)座號(hào)與轉(zhuǎn)速及功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系】中只列出了電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，而設(shè)計(jì)減速器及其他機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)計(jì)算一般用的是電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速而不是同步轉(zhuǎn)速。為此還應(yīng)根據(jù)查出的電動(dòng)機(jī)的機(jī)座號(hào)和同步轉(zhuǎn)速，找相關(guān)資料，查出其滿載轉(zhuǎn)速。為了方便起見(jiàn)，對(duì)于減速器設(shè)計(jì)中常用的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、同步轉(zhuǎn)速、滿載轉(zhuǎn)速列于表2.1，供在設(shè)計(jì)減速器時(shí)查詢。

表2.1　Y系列（IP44）三相異步電動(dòng)機(jī)（JB/T　9616—1999）部分技術(shù)參數(shù)

對(duì)于通用機(jī)械，常用額定功率P作為計(jì)算依據(jù)；對(duì)于專用機(jī)械，常用計(jì)算功率kPd作為計(jì)算依據(jù)。