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1、1 / 14 2009级机电实用技术专业电气传动技术及应用课程设计任务书姓名学号上 海 电 视 大 学南汇 分 校2018年 11月精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 14 页2 / 14 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
2、,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 TL0 = 1000Nm 输送带的输送速度= 7.5m/min;输送带的加速度
3、 dv/dt = 0.05m/s2;电源供电电压 3相 380V、变压器容量 13Kva 电压波动安全系数 0.75。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 14 页3 / 14 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:表 1 名 称GD2(Nm2)传动参数传动效率0 电动机5(初选) 1 带轮1 60 1=0.87 2 带轮3 248 3 齿轮1 18齿2=0.91 4 齿轮4 89齿5 齿轮2 20齿3=0.9 6 齿轮7 101齿7 送带轮56 254mm 工艺要求送料的次序和位
4、置见表2:表 2:负载 TL / GD2 (NM / NM2) 工位距离工艺四工位 1 工位 2 工位 3 工位 4 工位 5 工步 1 B 定子2000 /310 L1=5M 工步 2 E底座800 / 120 L2=9M 工步 3 A 转子1100 / 150 L3=11M 工步 4 D 后端盖400 /60 L4=14M 工步 5 C 前端盖150 / 40 L5=15M 假设四极交流电动机转速1470 r/min 、六极970 r/min,功率以1 2 6 5 3 4 7 0 TL0TL工件装配输送机及传动布置L5 L4 L3 L2 装料0 工位1工位2工位3工位4工位5电动机L1 精
5、选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 14 页4 / 14 0.1Kw 分 档 , Tst/TN=1.2, Tmax/TN=2,电 源 电压 波动 安 全系 数0.75。(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
6、送带加速度 =0.05m/s2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;122484.1360j带轮( 1)到齿轮()的速比;3.2018891.4341214jjj带轮( 1)到齿轮()的速比;103201013.20561416jjjjL电动机轴的飞轮转矩;221202615mNGDGDGDM带轮()和带轮()的飞轮转矩;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 14 页5 / 14 22322223413mNGDGDGD带轮()和带
7、轮()的飞轮转矩;22524245624mNGDGDGD带轮()和送带轮的飞轮转矩;22726263567mNGDGDGDL总的飞轮转矩;2221424521222322LLMZjGDjGDjGDGDGD222466364.1320.310326.26N m总的传动效率:1230.87 0.91 0.90.71L空载负载转矩:mNjTTLLLLM67.1371.010310000皮带轮 7 加速度:60600.053.76 / min0.254LLLdndvrgsdtDdt电动机轴加速度:1033.76387.28/minMLLdndnjrgsdtdt电动机空载转矩:LMMZMTdtdnGDT
8、37526.26387.2813.6737520.13N m送带轮的转速:LL7.5/ min9.40 / minD0.254Lvmnrm电动机的转速:M103 9.4968.20 /minLLnj nr空载功率:M1120.13968.209.559.55MMPT n精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 14 页6 / 14 2040.822.04WKW2: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:
9、M968.20/ minnr当工步 1 时的负载转矩mNnTTTLLLLM02.4171.010320001000jL101当工步 1 时的飞轮转矩2212214245212223221LLLMZjGDGDjGDjGDGDGD2221228.610331026.6mNjGDGDLLZ当工步 1 时的电机转矩dtdnGDTTMZLMM375211128.38737528.602.41mN04.41当工步 1 时的功率:55.92.96802.419.5511MMMnTPKWW16.47.4158当工步 2 时的负载转矩mNnTTTLLLLM61.2471.01038001000jL202精选学习
10、资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 14 页7 / 14 当工步 2 时的飞轮转矩2222214245212223222LLLMZjGDGDjGDjGDGDGD2222227. 610312026.6mNjGDGDLLZ当工步 2 时的电机转矩dtdnGDTTMZLMM375222228.38737527.661.24mN09.31当工步 2 时的功率:55.92.96809.319.5522MMMnTPKWW15.397.3151当工步 3 时的负载转矩mNnTTTLLLLM716.2871.010311001000jL303当工
11、步 3 时的飞轮转矩2232214245212223223LLLMZjGDGDjGDjGDGDGD22232274.610315026. 6mNjGDGDLLZ当工步 3 时的电机转矩dtdnGDTTMZLMM375233328.387375274.6716.28mN2.35当工步 3 时的功率:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 14 页8 / 14 55.92.9682.359.5533MMMnTPKWW57.365.3568当工步 4 时的负载转矩mNnTTTLLLLM14.1971.01034001000jL404当
12、工步 4 时的飞轮转矩2242214245212223224LLLMZjGDGDjGDjGDGDGD2224226566. 61036026.6mNjGDGDLLZ当工步 4 时的电机转矩dtdnGDTTMZLMM375244428.38737526566.614.19mN61.25当工步 4 时的功率:55. 92.96861.259.5544MMMnTPKWW6.24.2596当工步 5 时的负载转矩mNnTTTLLLLM725.1571.01031501000jL505当工步 5 时的飞轮转矩2252214245212223225LLLMZjGDGDjGDjGDGDGD222522637
13、.61034026. 6mNjGDGDLLZ精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 14 页9 / 14 当工步 5 时的电机转矩dtdnGDTTMZLMM375255528.3873752637.6725.15mN2.22当工步 5 时的功率:55.92.9682.229.5555MMMnTPKWW25.268.22503:根据计算得到的电动机在送各种料时各个转矩、功率和电动机的工作制,选择电动机额定功率、转速、电压参数;根据以上计算得到的电动机转矩画出该系统的负载变化图如下精选学习资料 - - - - - - - - - 名
14、师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 14 页10 / 14 可以确定该系统为带变动负载连续工作的电动机,这种“连续工作制”可以用“等值法”来计算电动机的等效转矩,它的公式:22211221nndniiT tT tT tTtSLt405.7560v6011SLLt325.75960v60122SLLt165.791160v60233SLLt245.7111460v60344SLLt85.7141560v60455222221 12 23 34 45 512345MMMMMdTtTtTtTtTtTttttt82416324082.222461.25162.353209.31400
15、4.41222221203736.137810m.42.1184N其等效功率为:KWWTPNL295.508.529555.914704.349.55nd对于带变动负载时的电动机额定功率的选择,使PNPL即可,根据以上计算及已知条件可以确定精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 14 页11 / 14 电动机的初选额定功率:PN=5.3KW 电动机的初选额定转速:nN=1470r/min 电动机的初选额定电压:三相380V 4:校验电源电压波动时,电动机的功率;当电压波动时要求所选电动机的最大转矩Tmax 必须大于运行过程中出
16、现的最大负载转矩TLmax,即 TLmaxTmax=NmT即是NmLPPPmaxmax当电源电压波动的安全系数为:0.75时5. 175.02m此时电动机的最大功率:KWPPNm95. 73. 55.1max最大负载功率:max14.68LMPPKW则 PLmaxPmax ,即当电源电压波动的安全系数为:0.75 时电动机能正常工作。5:在工厂电源供电的条件下,选择电动机的额定启动方式,校验系统空载启动条件。当电源供电电压是3 相 380V 变压器容量为 13KVA。根据有关供电,动力部门规定:有独立变压器供电,电动机的功率与变压器的容量之比值,在电动机不频繁启动的条件下,电动机功率小于变压器
17、的30%容许直接启动。即 : Sor=30%Sn =30%13=3.9KVA 且 Pmax=7.8KVA 则 Pmax Sor精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 14 页12 / 14 电动机在额定功率不可以直接启动。电动机的额定转矩:mNnPTNNN43.3414703.595509550电动机的启动转矩:mNTTNst316.4143.342.12. 1487.0316.4113.20TststTKT电动机的额定电流:AUPINN9.13380103.53电动机的启动电流:AUP92.203801095.73max66
18、4.092.209.13IststIKI 采用自耦变压器降压启动,降压比为80% 电动机空载转矩:20.13MTN m即 TstTM电动机空载可以启动电动机的最大转矩: Tmax=2TN=234.4=68.8N m负载的最大转矩: Tmax=TM1=41.04N m即 TmaxTM1电动机在最大负载时能正常运行。所以,最终所选电动机额定功率: PN=5.3 KW 电动机额定转速: nN=1470 r/min 额定电压:三相 380V 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 14 页13 / 14 五、课程设计小结在通过本次电气
19、传动技术及应用的课程设计,将平时在学习过程中存在的不足完全暴露出来:学习的不够深入,知识点了解不透彻。比如看到一个公式,觉得很熟悉,却忘记了在书本的第几页介绍过,看到一个字母,却想不起来它的含义是什么。通过这次的课程设计,让我又一次巩固了之前所学习的知识点。这次课程工程设计是在电大的专科毕业前,对于电气传动这门课程的最后一次练兵,对我来说非常有意义。其实,在任何的学习过程中,都应该要“温故而知新”。只有常常回顾并温习曾经学过的知识,让它真正的扎根于自己的脑海中,然后再去学习新的知识,前后呼应,只有这样,在将来用到这些知识点的时候,才能得心应手。电气传动技术,在现代社会自动化的科技生产和研发中,占着举足轻重的地位。虽然在我目前的工作中,并没有使用到这门技术,但我会继续学习和锻炼,让自己多掌握一门技术。最后,我要真诚的感谢担任本次电气传动技术及应用课程设计的辅导老师徐继老师和参与同一小组设计的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 14 页14 / 14 同学,是他们无私的帮助我解答了一些难题,顺利完成设计。希望,在明年的毕业设计中,我能有更优异的表现。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 14 页
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