电气传动课程设计

2012春机电一体化技术（工业控制PLC）专业

《电气传动技术及应用》

课程设计任务书

姓名

学号

上海开放大学

信息与工程系

2014年5月

1

一、课程设计概述

电气传动技术课程是本专业的一门专业课，主要讲述交、直流电动机原理及其应用，是一门实践性很强的课程，通过电气传动技术的课程设计，掌握在工厂设备中电动机的选择、校验和计算。

课程设计模拟工厂常用的生产流水线，设计一条电动机驱动的输送带，根据加工工艺要求，在输送带上的工件大小和重量是变化的，输送的位置和距离根据不同的要求，有所变化，要求正确的选择电动机的额定功率、转速、工作制以及考虑生产现场的实际条件，需要采取的措施。

二、课程设计任务

有一条生产流水线的输送带如下图所示，在装料点0，按生产节拍依次装上各种电动机的零配件：A转子、B定子、C前端盖、D后端盖、E底座。分别要求送到工位1、工位2、工位3、工位4、工位5进行加工装配。输送带采取带上无零配件的空载启动，在传送中，自动控制系统使输送带上始终只有一个零配件，而且两个零配件传送过程中无间隔、停顿。各种零配件依次送完后，再重复循环传送，…。传动系统设计参数：

空载负载力矩T L0 = 1000N·M

输送带的输送速度ν= 7.5米/分；

输送带的加速度dv/dt = 0.05M/S2；

电源供电电压3相380V、变压器容量13KV A

电压波动安全系数0.75。

2

传动系统的减速装置第一级采用减速采用皮带轮，第二和第三级采用齿轮减速箱，参数见表1：

工艺要求送料的次序和位置见表2：

假设四极交流电动机转速1470 r/min、六极970 r/min，功率以

3

4 0.1KW 分档，Tst/T N =1.2，Tmax/T N =2。（计算中保留两位小数点）

三、课程设计要求

根据输送机的启动和送料过程中给出的阻力矩和飞轮转矩，在保证启动过程和送料过程中系统要求的速度和加速度的条件下，设计、计算所需的电动机力矩，然后分析负载特性，选择电动机的工作制，确定电动机的额定功率、转速，最后在车间供电条件下，以及可能出现的供电电压不稳的特殊情况下，选择电动机的类型、电压、启动方式。

四、课程设计步骤

1：当输送带加速度=0.05m/s 2时，计算电动机在空载条件下的启动转矩、负载转矩、飞轮转矩、转速和功率；

（1） 求出各级传动机构速比 j

带轮（1）和带轮（2）的速比；

12248 4.1360

j == 带轮（1）到齿轮（４）的速比； 42.20188913.4341214=?

==j j j 带轮（1）到齿轮（６）的速比；

12.10320

10142.20561416=?===j j j j L 电动机轴的飞轮转矩；

221202615m N GD GD GD M ?=+=+=

带轮（２）和带轮（３）的飞轮转矩；

22322223413m N GD GD GD ?=+=+=

5 带轮（４）和带轮（５）的飞轮转矩； 2

2524245624m N GD GD GD ?=+=+=

带轮（６）和送带轮的飞轮转矩； 2

27262

63567m N GD GD GD L ?=+=+=

总的飞轮转矩；

22

21424521222322L

L

M Z j GD j GD j GD GD GD +++=

22212.10363

42.20613.446+++=

225.6m N ?=

总的传动效率：71.09.091.087.0321=??==ηηηηL 空载负载转矩：m N j T

T L L L LM ?=?+=66.1371

.012.10310000

η

加速度： s

r dt dv D dt dn L

L

L ·min /76.305.0254.060

60=?==ππ s

r dt dn j dt dn L

L M

·min /73.38776.312.103=?== 电动机空载启动转矩：2

LM d 375d Z M

M GD n T T t =+

66.1373.38737525

.6+?=

m N ?=12.20 送带轮的转速：min /4.9254.0min

/7.5D L

L r m m v n L

===ππ

电动机的转速：min /33.9694.912.103M r n j n L L =?== 空载功率：M 11

13.66969.339.559.55LM M P T n ==??

1386.50 1.39W KW ==

6 2：分别计算电动机在启动后送各种料的过程中，电动机的转矩、负载转矩、飞轮转矩、转速和功率；

电动机在运行过程中，在上料和下料的过程中转速会发生变化，在稳定运行后转速保持不变即：

m in /33.969M r n =

当工步1时的负载转矩

m N T T T L L L L LM ?=?+=+=95.2571.012.

103900

1000j 1

01η

当工步1时的飞轮转矩

22

1

22142

452122

232

21L

L L M Z j GD GD j GD j GD GD GD ++

+

+=

222L

2

1226.612.10312025.6j m

N GD GD L Z ?=+=+= 当工步1时的电机转矩

2

11L M 1d 375d Z M M GD n T T t =+

m

42.3273.38737526.695.25?=?+=N

当工步1时的功率：

KW

W T P M

LM M 63.294.263355.933

.96995.2555.9n 11==?=?=

当工步2时的负载转矩

m N T T T L L L

L LM ?=?+=+=32.2771

.012.10310001000j 2

02η

当工步2时的飞轮转矩

7

2

22

22

14

245

2

12

223

222

L

L L M

Z j GD GD j GD j GD GD

GD

++

+

+

=

2

2

22

22

1506.25 6.26103.12

L Z

L GD GD N m j =+=+=? 当工步2时的电机转矩

dt

dn GD T T M Z LM M 375222

2+

=

m

N ?=?+

=79.3373

.38737526

.632.27

当工步2时的功率：

KW

W T P M LM M 77.299.277255

.933

.96932.2755.9n 22==?=

?=

当工步3时的负载转矩 m N T T T L L L L LM ?=?+=+=

98.4071

.012.1032000

1000j 303η 当工步3时的飞轮转矩

2

23

2214

245

212223

223

L

L L M

Z j GD GD j GD j GD GD GD ++

++=

2

2

23

22

3006.25 6.28103.12

L Z L GD GD N m j =+=+=? 当工步3时的电机转矩

dt

dn GD T T M Z LM M 3752

33

3+

=

m 47.4773.387375

28

.698.40?=?+

=N 当工步3时的功率：

KW

W T P M LM M 16.449.415955

.933

.96998.4055.9n 33==?=

?=

8

当工步4时的负载转矩 m N T T T L L L L LM ?=?+=+=

76.1771

.012.103300

1000j 404η 当工步4时的飞轮转矩 2

24

22

14

245

2

12

223

22

4

L

L L M

Z j GD GD j GD j GD GD

GD

++

+

+

=

222

2

4

2

26.612.1036025.6j m N GD GD L

L Z

?=+=+= 当工步4时的电机转矩

dt

dn GD T T M Z LM M 375244

4+

=

m 23.2473.387375

26

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