第5章 传动系统的总体布局即部件的选择设计

5.1主传动系统

机器是执行机械运动的装置，用以变换或传递能量、物料和信息。其中传递机械运动的实体部分称为机构。机器是由多个机构组成的，由各个机构所能完成的功能组合在一起所实现的共同的功能，是一个组合体。

首先机器是由动力源、传动系统、执行系统和操控系统组成。我们要研究它就要把它拆开来一步一步的分析，根据第3章我们所讨论的机构设计方案，最终确定了凸轮—四杆铰链机构。

洗瓶机设备的主要传动系统有：皮带轮传动系统、减速器传动系统、齿轮传动系统和凸轮-四杆铰链传动系统。

5.1.1运动及动力参数的设计及计算

一、电动机构造简单、工作可靠、控制简便、维护容易，一般生产机械上大多采用电动机驱动。

电动机已经系列化，设计中只许根据工作机所需要的功率和工作条件，选择电动机的类型和机构型式、容量、转速，并确定电的具体型号。

电动机类型和型式可以根据电源种类（直流、交流）、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。

工业上广泛应用Y系列三相交流异步电动机。它是我国80年代的更新换代产品，具有高效、节能、震动小、噪声小和运行安全可靠的特点，安装尺寸和功率等级符合国际标准，适合于无特殊要求的各种机械设备。对于频繁启动、制动和换向的机械，宜选用转动惯量小、过载能力强、允许有较大震动和冲击的YZ型YZR型。

二、因为本传动的工作状况是：载荷平稳、单向旋转。所以选用常用的封闭式Y（IP44）系列的电动机。

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是，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的损坏；容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，经常处于不满载的运行，起效率和功率因数都较低，增加电能消耗，造成很大的浪费

电动机的容量主要根据电动机运行时的发热条件来决定。电动机的发热与其运行状有关。对于长期连续运转、载荷不变和变化很小、常温下工作的机器，只要所选电动机的额定功率Ped等于或略大于所需电动机功率Pd，即Ped≥Pd，电动机在工作时就不会过热，而不必校验发热和起动力矩。具体计算步骤如下：

①工作机所需功率Pw Pw＝3.4kW2) ②电动机的输出功率Pd＝Pw/η η＝ Pd＝3.76kW

三、根据电动机所需额定功率选择合适的电动机转速，初选为同步转速为1000r/min的电动机。

四、计算总的传动比

由电动机的满载转速nm和工作机主动轴转速nw可确定传动装置应有的总传动比为：

＝0.904

i＝nm/nw nm =960 nw＝4.5

i＝213.33 合理分配各级传动比

先选定带轮传动比i带=2，减速器传动比i=25.14,齿轮传动比i=4.27,由于减速箱是同轴式布置，所以i1＝i2。因为i＝25.14，取i＝25，i1＝i2 =5；速度偏差为0.5%<5%，所以可行。

5.1.2皮带轮的选择与设计

根据第3章确定的电动机功率，根据要求选择和设计皮带轮所得计算结果如下表所示：

设计普通V带轮轮缘参数

5.1.3减速器的选择

减速器是位于原动机和工作机之间的机械传动装置。由于其传递运动准确可靠，结构紧凑，效率高，寿命长，且使用维修方便，得到广泛的应用。常用的减速器目前已经标准化，使用者可根据具体的工作条件进行选择。课程设计中的减速器设计工厂是根据给定的条件，参考标准系列产品的有关资料进行非标准化设计减速器类型很多。按传动件类型的不同可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、蜗杆减速器、齿轮蜗杆减速器和行星轮减速器；按传动级数的不同可分为一级减速器、二级减速器和多级减速器；按传动布置方式不同可分为展开式减速器、同轴式减速器和分流式减速器；按传递功率的大小不同可分为小型减速器、中型减速器和大型减速器等。

根据5.1.1所知数据选定减速器为QJR型减速器，这种减速器可做于运输，冶金，矿山，化工，建筑，轻工等行业的各种机械设备的传动结构中。适用工作条件为：齿轮圆周速度应《16m/s，高速轴转速《1000r/min，工作环境温度为-40~~45oC,低于0oC启动前润滑油应加热到5oC，可正反双向转动。

QJ型减速器分为卧式（W）和立式（L），在这里为了合理安排安装空间，选用卧式（W）。

外形 安装尺寸选择:

/mm

承载能力查的（连续工作型）：

根据i=25查的输出转矩为2250N.m，许用输入功率为5.3KW，输入转矩为570N.m，输出轴轴伸许用径向载荷Fr=15000N ,实际传动比为25.56。.所选减速器符合要求。

总 结

本论文是对洗瓶机的推瓶机构的功能原理和工作原理进行详细的分析和设计，并且对其传动系统进行了设计。首先，对洗瓶机推瓶机构的电机、减速器、带轮及其齿轮传动等主要的传动系统进行了分析与设计，使的它的运动状态和运动规律能更好的实现其实际的工作。对洗瓶机的整个工作过程做了详细的阐述，并且根据设计过程的凸轮转动结合连杆的实际运动规律绘制了工作循环图，使洗瓶机的各步的运动状态、工作过程等更好的体现出来。

本次课程设计推瓶机构的设计过程中，应用到机械设计，机械原理，机械设计手册等相关方面的教材，通过设计，凸轮铰链四杆机构首先是凸轮—铰链四杆机构：此机构结构简单，、体积小，安装后便于调试而且从经济性角度来看，也很合适。其中凸轮轴能很好协调推头的运动且工作平稳。推头M能够近似的完成所要求的工作行程轨迹，主要由各推杆的长度比例及凸轮的形状来实现推回程速度比和推程。但缺点是四杆机构的低副之间存在间隙，杆较多，容易产生误差，累积误差大，不能实现精确运动。冲击、震动较大，一般适用于低速场合。符合本次设计要求。

本通过本次设计的调研、软件的学习、计算机的运用等都有了进一步的提高，并且结合以往学习的专业课知识，从不同的角度对机器进行了分析与研究，开阔了视野，增长了知识，也对我国现在的工业生产与车间的生产技术有了更深入的了解。此次设计的工作量大，是一次设计更是一次锻炼，为以后步入工作打下了坚实的基础。

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