为工作机实际需要的电动机输出功率,工作机所需输入功率,电动机至工作机之间传动装置的总参数。工作机所需功率应由机器工作阻力和运动参数计算求得,例如式或式式中为工作机的阻力,为工作机的线速度,为工作机的阻力矩,﹒为工作机的转速,为工作机的效率。总效率按下式计算﹒﹒﹒﹒式其中各值分别为传动装置中每传动副,每对轴承,每个联轴器,的效率其概略值见下表表种类效率η带传动平带无压紧轮的开式传动平带有压紧轮的开式传动平带交叉传动带传动联轴器凸缘联轴器齿式联轴器弹性联轴器万向联轴器万向联轴器滚动轴承球轴承稀油润滑对滚子轴承稀油润滑对减变速器单级圆柱齿轮减速器双级圆柱齿轮减速器行星圆柱齿轮减速器单级锥齿轮减速器双级圆锥齿轮减速器无级减速器同类型的电动机,相同的额定功率有许多种转速可供选择。如选用低转速的电动机,因极数较多而外廓尺寸及重量较大,故价格较高,但可使传动装置总传动比及尺寸减小。选用高转速的电动机则相反。因此应全面分析比较其利弊来选定电动机转速。按照工作机的转速要求和传动机构的合理传动比范围,可以推算出电动机的可选范围﹒﹒﹒式式中为电动机的可选转速范围,﹒﹒﹒为各级传动机构的合理传动范围本实验台要求输入扭矩为输入转速为反拖电机功率为输出扭矩为小于将原始数据带入式主电机与输入轴传动比定为,反拖电机与输出轴传动比定为比设为,带入式﹒﹒﹒得根据以上数据查设计手册表,主电机选用型,反拖电机选用型表可查得电动机的外形尺寸中心高轴伸尺寸键联接尺寸地脚尺寸等参数电机的技术数据如下表电机型号额定功率额定转速最高转速额定转矩反托电机外形如图图反托电机结构图选用台低噪声高性能多功能变频器对主电机进行变速控制。支持输出功率大于等于。输出转速在范围内可通过简易控制面板及通信接口自由控制。在本系统内采用通信接口与上位机通信,上位机按通信协议向变频器发送转速值。由于变频器通信口采用标准,与上位机的标准之间需要进行转换。因此,在变频器与上位机间用研华的转换模块进行连接。本章对试验台的驱动系统的主部件异步电机的进行了选型,对电机的容量,转速范围和电机的外形尺寸进行了确定。对试验台的各部件提出以下要求试验台应体现驱动装置的整体性并兼顾各系统的独立性。试验台应具有可调整性和替换性。试验台应保持定的先进性。输入部件的设计输入部件与主电机相连,将动力传输给工件,使系统正常运转。输入部件主要包括输入轴皮带轮摩擦离合器电枢直接安装在皮带轮上轴承及轴承端盖等。作回转运动的零件都要装在轴上来实现其回转运动,大多数轴还起着传递转矩的作用。轴要用滑动轴承或滚动轴承来支承。轴的材料主要采用碳素钢和合金钢。碳素钢比合金钢价廉,对应力集中敏感性较小,较常用。最常用的钢,为保证其力学性能应进行调质或正火处理。轴设计的主要问题在般情况下轴的工作能力取决于它的强度和刚度。在设计轴时除应按工作能力准则进行设计计算或校核计算在结构设计上还需满足其它系列的要求,例如多数轴上零件不允许在轴上有轴向移动,要用轴向固定的方法使它们在轴上有确定的位置为传递扭矩,轴上零件还要作轴上固定对轴与其它零件间有相对滑动的表面应有耐磨性的要求轴的加工热处理装配检验维修等都应有良好的工艺性轴的设计轴的设计包括结构设计和工作能力设计两方面的内容。定位以及轴的制造工艺等方面的要求,合理的确定轴的结构形式和尺寸。轴的结构设计不合理,会影响轴的工作可靠性,还会增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难等。以下为轴的设计过程轴上装配方案由右至左依次为紧固螺母皮带轮摩擦离合器轴承及轴承端盖,由此对各段轴的粗细顺序作初步安排。轴上零件的定位为防止轴上零件受力时发生轴向或周向的相对运动,轴上零件除了有游动或空转的要求外,都必须进行轴向和周向定位,以保证其准确的工作位置。各轴段直径和长度的确定。零件在轴上的定位和装拆方案确定后,轴的形状便大体确定。各轴段所需直径与轴上的载荷大小有关。有配合要求的轴段,应尽量采用标准直径。安装标准件的轴径应取为相应的标准值及所配合的公差。具体设计输入轴上的功率转速和转矩取皮带传动功率为则式式确定轴的最小直径选取轴的材料为钢,调质处理。由下表表轴常用的几种材料的及值轴的材料查得,于是得式输出轴的最小直径显然是最右端螺纹处,摩擦离合器为标准件,取轴与离合器配合处直径为,螺纹处外径为。在带传动中,常用的有平带传动带传动多楔带传动和同步带传动等。多楔带兼有平带和带的优点柔性好,摩擦力大,能传递的功率大,并解决了多根带长短不而使各带受力不均的问题。所以本系统中采用多楔带传动。根据题意选型深沟球轴承,其基本尺寸内径为,中系列深沟球轴承,正常宽度系列,正常结构,级公差,组游隙。查手册,。由机械设计教材或手册中的径向系数和轴向系数表,,应用线性内插法求,,取,,故轴承合适。第节轴的设计第段轴外需配合轴承,选用深沟球轴承,其代号为,轴肩高度为。根据该轴承的配合要求,确定第段轴的外径定为,第段轴径为,第段轴径为,第段轴径为,第段轴径为,第段与皮带轮配合其直径为,皮带轮的夹紧定位方式右侧为轴肩定位,左侧为圆螺母定位。其结构简图如下示图输出轴当轴的强度和刚度相同时,显然,空心轴的外径比实心轴要稍大些。在计算时,可将传递功率乘上个系数,以考虑空心轴外径的增加。这个系数和轴的内径和外径比有关,可参考下表内外径之比功率的计算系数则功率计算系数选为式故满足强度要求。左输出轴部分第段轴在工件拆卸时采用液压为动力源,使其向左移动的距离。左驱动滑台液压缸的选取液压缸的设计计算外部载荷导轨滑块重量与导轨上物体的总重左侧导轨上有外花键轴重,输出轴重,摩擦离合器重,两个轴承座组件重,滑台板重,垫块。为导轨摩擦系数则行程要求实现最大进给依据机械设计手册选用型液压缸,液压缸最大行程为,内径,推杆直径为,工作压力,推力,拉力为,选用脚架式液压缸,液压缸与试验台的台体采用弯板,通过螺栓螺母连接到试验台支架上,液压缸图如下所示图液压缸结构图缸体端部连接结构弹簧圈轴套图缸体端部连接结构采用内半环连接的优点结构紧凑,重量轻缺点端部进入缸体较深,密封圈有可能被进油孔边缘擦伤。上传输轴右部分的结构设计输出轴部分在工件拆卸时采用螺旋转动为动力源,使其向右移动的距离。螺旋传动是利用螺杆和螺母组成螺旋副来实现的。它主要用于将回转运动转变为直线运动,同时传递运动和动力。此处螺杆和螺母的运动形式为螺杆转动,螺母移动,它主要传递运动为主,用以固定零件的相对位置,它不经常转动,只在空载下调整,属调整螺旋。所以为了提高其传动效率及直线运动速度,采用多线螺纹线数。螺杆材料需要有足够的强度和耐磨性。螺母材料除要有足够的强度外,还要求在与螺杆材料配合时摩擦系数小和耐磨。校核丝杠外径为,传递扭矩为压应力的校核许用压应力所以满足使用要求。该轴只起传输动力作用,只要满足最小直径大于即可,根据上述部件位置要求,其简图如下式图输入轴轴上零件为皮带轮于主电机相连轴承端盖轴承电磁离合器套筒。根据离合器键宽为故选键,键长取值为键的校核所以满足要求。键宽为键高,键长,轴径键的校核所以满足要求。皮带轮与左右下输出轴联接处键的校核计算键宽为,键高,键长,轴径键的校核所以满足要求。与校核在负载与输出轴处,负载与传感器处,传感器与输出轴处需要安装联轴器,由于结构和材料不同,用于各个传动系统的联轴器,其载荷能力差异很大。载荷类别主要是针对电动机的工作载荷的冲击振动正反转制动频繁启动等原因而形成不同类别的载荷。传动系统的载荷类别是选择联轴器品种的基本依据,为便于选用计算,将传动系统的载荷分为类,见表表载荷类别载荷状况工况系数载荷类别载荷状况工况系数载荷均匀,工作平稳重冲击载荷,频繁正反转中等冲击载荷特重冲击载荷,频繁正反转冲击振动和转矩变化较大的工作载荷,应选择具有弹性元件的挠性联轴器即弹性联轴器,以缓冲减振补偿轴线偏移,改善传动系统工作性能。起动频繁正反转制动时的转矩是正常平稳工作时转矩的数倍,是超载工作,必然缩短联轴器弹性元件使用寿命,联轴器只允许短时超载,般短时超载不得超过公称转矩的倍,即。在负载与输出轴处,负载与传感器处,传感器与输出轴处选用弹性柱销联轴器。这种联轴器制造容易,拆装方便,成本较低,适用于联接载荷稳定,需要正反转或启动频繁的传递中小转矩的轴。它的构造与凸缘联轴器相似,只是用套有弹性的柱销代替了联接螺栓。因为通过蛹状的弹性套传递转矩,故可缓冲减振。弹性套的材料为耐油橡胶,以提高弹性。机械式前置汽车变速器实验台设计。电动机容量主要由运行时的发热条件限定,在