蜂窝煤成型机设计计算说明书

《机械原理课程设计》
设计计算说明书
设计题目：蜂窝煤成型机的设计
设计者：杨绍琼
学号：２００５１０２３
专业班级：机械工程及自动化４班
指导教师：李克旺
完成日期：2007 年11 月30 日
天津理工大学机械工程学院
目录
一设计目的和设计题目
1.1 设计目的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1
1.2 设计题目：蜂窝煤成型机⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 1
1.2.1 蜂窝煤成型机工作原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2
1.2.2 原始数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2
1.2.3 设计任务⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2 二执行机构运动方案设计
2.1 功能分解与工艺动作分解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 3
2.1.1 功能分解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 3
2.1.2 工艺动作过程分解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 3
2.2 方案选择与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4
2.2.1. 概念设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4
2.2.2. 方案选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4
2.2.
3. 方案组合优化选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8
2.3 机械系统方案设计运动简图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16
2.4 执行机构设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17
2.5 机构运动循环图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18 三传动系统方案设计
3.1 传动方案设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19
3.2 电动机的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20
3.3 传动装置的总传动比和各级传动比分配⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21
3.4 传动装置的运动和动力参数设计计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21
3. 4 ．1传动系统带传动和减速器型号的计算和选择⋯⋯⋯⋯⋯21
3. 4 ．2传动装置的运动和动力参数计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22 四设计小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24 五参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯27 一设计目的和设计题目
1.1 设计目的
机械原理课程设计是我们第一次较全面的机械设计的初步训练，是一个重要的实践性教学环节。

设计的目的在于，进一步巩固并灵活运用所学相关知识；培养应用所学过的知识，独立解决工程实际问题的能力，使对机械系统运动方案设计( 机构运动简图设计) 有一个完整的概念，并培养具有初步的机构选型、组合和确定运动方案的能力，提高我们进行创造性设计、运算、绘图、表达、运用计算机和技术资料诸
方面的能力，以及利用现代设计方法解决工程问题的能力，以得到一次较完整的设计方法的基本训练。

机械原理课程设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个构件的尺寸等进行构思、分析和计算，是机械产品设计的第一步，是决定机械产品性能的最主要环节，整个过程蕴涵着创新和发明，可以提高我们的创新意识和能力。

为了综合运用机械原理课程的理论知识，分析和解决与本课程有关的实际问题，使所学知识进一步巩固和加深，我们参加了此次的机械原理课程设计。

1.2 设计题目：蜂窝煤成型机
说明：蜂窝煤成型机是我国城镇蜂窝煤生产厂的主要生产设备，它将煤粉
加入工作盘上的模筒内，经冲头冲压成蜂窝煤。

滑梁
卸煤杆冲头
扫屑刷
工作盘
Ⅰ
ⅣⅢ
图一：蜂窝煤成型机设计原理示意图
1.2.1 蜂窝煤成型机工作原理
滑梁作往复直线运动，带动冲头和卸煤杆完成压实成型和蜂窝煤脱模动
作。

工作盘上有五个模孔，Ⅰ为上料工位，Ⅲ为冲压工位，Ⅳ为卸料工位， 工作盘间歇转动，以完成上料、冲压、脱模的转换。

扫屑刷在冲头和卸煤杆退出工作盘后，在冲头和卸煤杆下扫过，以清除其上的积屑。

此外，还有型煤运出的输送带部分。

1.2.2 原始数据
上料及输送机构较为简单，本题目主要考虑三个机构的设计： ① 冲压和脱模机构 ②工作盘的间歇转动机构 ③扫屑机构
方
案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3.3
3.1
3.4
3.2
3.5
3.3
3.4
3.2
3.2
3.0
12
12
15
15
16
16
18
18
20
20
型煤尺寸：Φ× h=100mm × 75mm 粉煤高度与型煤高度之比（压缩比） ： 2∶1，即工作盘高度 H=2h=150mm
工作条件：载荷有轻微冲击，一班制使用期限：十年，大修期为三年 生产批量：小批量生产（少于十台） 转速允许误差：± 5%
1.2.3 设计任务
1. 执行部分机构设计
（1） 分析冲头、工作盘和扫屑机构的方案
（2） 拟定执行机构方案，画出总体机构方案示意图 （3） 画出执行机构运动循环图
（4） 执行机构尺寸设计，画出总体机构方案图，并标明主要尺寸 （5） 画出执行机构运动简图 （6） 对执行机构进行运动分析
2. 传动装置设计
（1） 选择电动机
（2） 计算总传动比，并分配传动比 （3） 计算各轴的运动和动力参数
3. 编写课程设计说明书
二、执行部分机构运动方案设计
2.1 功能分解与工艺动作分解
2.1.1
功能分解
已知条件
工作机输入 功率（ KW ） 生产率
（块/min ）
如图一所示为冲头、卸煤杆、扫屑刷、工作盘的相互位置情况。

实际上冲头
与卸煤杆都与上下移动的滑梁连成一体，当滑梁下冲时冲头将煤粉压成蜂窝煤，
卸煤杆将已压成的蜂窝煤脱模。

在滑梁上升过程中扫屑刷将刷除冲头和卸煤杆上粘附的煤粉。

工作盘盘上均布了模筒，转盘的间歇运动使加料后的模筒进入加压位置Ⅲ、
成型后的模筒进入脱模位置Ⅳ、空的模筒进入加料位置Ⅰ；
为改善蜂窝煤成型机的质量，希望在冲压后有一短暂的保压时间；
冲煤饼时冲头压力较大，最大可达20000N，其压力变化近似认为在冲程的一半进入冲压，压力呈线性变化，由零值至最大值。

因此，希望冲压机构具有增
力功能，以减小机器的速度波动和减小原动机的功率。

另外机械运动方案应力求简单。

2.1.2 工艺动作过程分解
根据上述分析，蜂窝煤成型机要求完成的工艺动作有以下六个动作：
1）加料：这一动作可利用煤粉的重力打开料斗自动加料；
2）冲压成型：要求冲头上下往复运动，在冲头行程的二分之一进行冲压成型；
3）脱模：要求卸料盘上下往复移动，将已冲压成型的煤饼压下去而脱离模筒。

一般可以将它与冲头固结在上下往复移动的滑梁上；4）扫屑：要求在冲头、卸料盘向上移动过程中用扫屑刷将煤粉扫除；
5）工作盘间歇运动：以完成冲压、脱模和加料三个工位的转换；
6）输送：将成型的煤饼脱模后落在输送带上送出成品，以便装箱待用。

以上六个动作，加料和输送的动作比较简单，暂时不予考虑，脱模和冲压可以用一个机构完成。

因此，蜂窝煤成型机运动方案设计重点考虑冲压和脱模机构、扫屑机构和模筒转盘间歇转动机构这三个机构的选型和设计问题。

2.2 方案选择与分析
2.2.1. 概念设计
根据以上功能分析，应用概念设计的方法，经过机构系统搜索，可得“形态
学矩阵”的组合分类表，如表 1 所示。

对心曲柄滑块机构
冲压和脱模盘机构
带轮曲柄滑块机构 六杆冲压组合机构
偏心轮式肘节机构
固定移动凸轮移动从
扫屑刷机构
附加滑块摇杆机构
齿轮机构
凸轮机构
动件机构
模筒转盘间歇运动机构
槽轮机构
棘轮机构
不完全齿轮机构
凸轮式间歇运动机构 因冲压成型与脱模可用同一机构完成， 故可满足冲床总功能的机械系统运动 方案有 N 个，即 N ＝ 3× 4× 4 个＝ 48 个。

运用确定机械系统运动方案的原则与方法，来进行方案分析与讨论。

2.2.2.
方案选择
1) 冲压脱模机构的方案选择
表 1 组合分类表
方案一 ：曲柄滑块机构（对心） 方案二：六杆冲压组合机构
注：①加压时间是指在相同施压距离内， 下压模移动所用的时间， 越长则越有利。

②一级传动角指四杆机构的传动角； 二级传动角指六杆机构中后一级四杆机构的传动角。

③评价项目应因机构功能不同而有所不同。

对以上方案初步分析如表 2。

从表中的分析结果不难看出，方案 2 的性能明 显较差；方案 1，3，4 有较好综合性能，且各有特点，但方案 3 成本较高，剩余方案 1，4 这两个个方案可作为被选方案， 待运动设计、 运动分析和动力分析后， 通过定量评价选出最优方案。

2) 扫屑刷机构的方案选择
方案三：带轮曲柄滑块机构 方案四：偏心轮式肘节机构
表 2 冲压脱模机构部分运动方案定性分析
主 要 性 能 特 征
方 功 能
功 能 质 量 经 济 适 用 性
一 案 运动 变换
增力
加
压时 间
效 率
复杂性
加工
装配 难度
成 本
运动 尺寸
较 长较长较长较 长
较
---
一般
一般
较
简单 易 低 最小 低 小 较 高 较大 低
较大
级 二级 工作 磨损 传 传动 平稳 与变 动 角 角
性
形
号
１
满足
弱
2
满足
弱
3
满足
较强
4
满足
很强
小 小 大 一般 一般 高 高 较困难 易
--
--- 一般 一般 高 较困难 较易
很大
---
一般
一般
很高
较困难
易
方案一：附加滑块摇杆机构方案二：固定凸轮移动从动件机构
方案三：齿轮机构方案四：凸轮机构
表3 扫屑刷机构部分运动方案定性分析
对以上方案初步分析如上表 3。

从表中的分析结果不难看出，四个方案的性能相差不大，方案 1、2、4 的效率较高，方案 3、4 计算加工难度较大；方案 1，
功 能
经 济 适 用 性
方案号
运动变换 间歇
工作平 磨损与 加工装
效率 复杂性
成本 运动尺寸
2 可为最优方案。

3）模筒转盘间歇运动机构方案选择
方案一：槽轮机构
方案二：不完全齿轮机构
方案三：圆柱凸轮间歇运动机构 方案四：双动式棘轮机构
表 4 间歇运动机构方案定性分析
送进 稳性 变形 配难度 1
满足 无 平稳 一般
较高 简单 较难 低 较大 2 满足 无 较平稳 小
较高 简单 较难 低 一般 3 满足 无 平稳 小 低 较简单 最难 较高 最小 4
满足
有
平稳
小
较高
简单
困难难
较高
较大
功能经济适用性
方案号
运动变换间歇工作平磨损与
效率复杂性
加工装
成本运动尺寸转动稳性变形配难度
1 满足有平稳小较高简单简单较高较大
2 满足有有冲击小较高简单简单高较大
3 满足有平稳较小高复杂难较高较大
4 满足有有冲击较大低最简单难高较大
对以上方案初步分析如表4。

我认为方案 4 最不理想，不适合本设计；方案3难于计算且加工和装配不易，不宜采用；方案1，2 简单实用建议使用。

2.2.
3. 方案组合优化选择
由以上各个方案的综合分析，选择可行且较理想的方案有：
1) 冲压脱模机构的方案选择
方案一：曲柄滑块机构（对心）；
方案四：偏心轮式肘节机构
2) 扫屑刷机构的方案选择
方案一：固定凸轮移动从动件机构；
方案二：附加滑块摇杆机构
3）模筒转盘间歇运动机构方案选
择
方案一：槽轮机构；
方案二：不完全齿轮机构
故经过整合，可以得到方案一立体效果图
2*2*2=8 （种）较为理想的执行机构方案，再经过优化分析选择，即可以得
到最为理想的执行机构的方案：
[ 方案分析] ：如方案一立体效果图所示，冲压机构采用的是曲柄滑块机构，视为最简单的冲压机构。

只不过采用此种机构增力较弱，使得机构对杆的要求提高。

适当选择连接件在齿轮上的位置就可以调节下压的尺寸。

间歇机构采用的是不完全齿轮机构, 它是由普通齿轮机构转化而成的一种间歇运动机构。

它与普通齿轮的不同之处是轮齿不布满整个圆周。

不完全齿轮机构的主动轮上只有一个或几个轮齿，并根据运动时间与停歇时间的要求，在从动轮上有与主动轮轮齿相啮合的齿间。

两轮轮缘上各有锁止弧( 见具体不完全齿轮图) ，在从动轮停歇期间，用来防止从动轮游动，并起定位作用。

但不完全齿轮
机构的结构参数设计复杂，并且加工困难，成本很高。

扫屑机构表示固定移动凸轮利用滑梁上下移动使带有扫屑刷的移动从动件
顶出而扫除冲头和脱模盘底上的粉煤屑。

方案二立体效果图
[方案分析]：如方案二立体效果图所示，冲压机构采用的是曲柄滑块机构，视
为最简单的冲压机构。

只不过采用此种机构增力较弱，使得机构对杆的要求提高。

适当选择连接件在齿轮上的位置就可以调节下压的尺寸。

扫屑机构表示固定移动凸轮利用滑梁上下移动使带有扫屑刷的移动从动件
顶出而扫除冲头和脱模盘底上的粉煤屑，但是该结构没有间歇运动，对机架的要求较高，工作平稳性较差。

间歇机构采用的是槽轮机构槽轮机构由具有圆柱销的主动销轮、具有直槽
的从动槽轮及机架组成。

从动槽轮实际上是由多个径向导槽所组成的构件，各个导槽依次间歇地工作。

按机构运动循环图可确定槽轮的槽数等其他结构参数。

方案三立体效果图
[ 方案分析] ：从方案三立体效果图中我们可以看出冲压机构是这几个方案中最复杂也是增力最大的一个。

它是一个由凸轮—连杆机构组合而成的偏心轮式肘节机构依据滑块的运动要求，可确定固定凸轮的轮廓曲线。

但是这样设计成本巨大，对安装要求较高，整个机架结构设计更困难。

间歇机构采用的还是槽轮机构槽轮机构。

从动槽轮实际上是由多个径向导槽
所组成的构件，各个导槽依次间歇地工作。

按机构运动循环图可确定槽轮的槽数。

扫屑机构表示固定移动凸轮利用滑梁上下移动使带有扫屑刷的移动从动件
顶出而扫除冲头和脱模盘底上的粉煤屑。

方案四立体效果图
[ 方案分析] ：从方案四立体效果图中我们可以看出冲压机构还是采用一个由凸轮—连杆机构组合而成的偏心轮式肘节机构，依据滑块的运动要求，可确定固定凸轮的轮廓曲线困难如方案三。

间歇机构采用的是不完全齿轮机构, 它是由普通齿轮机构转化而成的一种间歇运动机构。

它与普通齿轮的不同之处是轮齿不布满整个圆周。

不完全齿轮机构的主动轮上只有一个或几个轮齿，并根据运动时间与停歇时间的要求，在从动轮上有与主动轮轮齿相啮合的齿间。

两轮轮缘上各有锁止弧( 见具体不完全齿轮图) ，在从动轮停歇期间，用来防止从动轮游动，并起定位作用。

根据图可以确
定其运动规律从而设计出齿轮各项数据。

扫屑机构表示固定移动凸轮利用滑梁上下移动使带有扫屑刷的移动从动件
顶出而扫除冲头和脱模盘底上的粉煤屑。

方案五立体效果图
[ 方案分析] ：如方案五立体效果图所示，冲压机构采用的是曲柄滑块机构，视
为最简单的冲压机构。

间歇机构采用的还是不完全齿轮机构, 它是由普通齿轮机构转化而成的一种间歇运动机构。

它与普通齿轮的不同之处是轮齿不布满整个圆周。

不完全齿轮机构的主动轮上只有一个或几个轮齿，并根据运动时间与停歇时间的要求，在从动轮上有与主动轮轮齿相啮合的齿间。

两轮轮缘上各有锁止弧( 见具体不完全齿轮图) ，在从动轮停歇期间，用来防止从动轮游动，并起定位作用。

扫屑机构为附加滑块摇杆机构，满足运动变化条件，且工作平稳，效率较高，相比较而言成本较低，运动尺寸较大。

方案六立体效果图
[ 方案分析] ：如方案六立体效果图所示，间歇机构采用的还是槽轮机构，槽轮机构能准确控制转角、工作可靠、机械效率高，工作平稳性较好.
冲压机构采用的是曲柄滑块机构，视为最简单的冲压机构。

只不过采用此种机构增力较弱，使得机构对杆的要求提高。

适当选择连接件在齿轮上的位置就可以调节下压的尺寸，且对机架的设计和要求更简单化。

扫屑机构为附加滑块摇杆机构，满足运动变化条件，且工作平稳，效率较高，相比较而言成本较低，运动尺寸较大。

方案七立体效果图
[ 方案分析] ：如方案七立体效果图所示，我们可以看出冲压机构是这几个方案中最复杂也是增力最大的一个。

它是一个由凸轮—连杆机构组合而成的偏心轮式肘节机构依据滑块的运动要求，可确定固定凸轮的轮廓曲线。

但是不足的地方如方案三分析。

冲压机构采用的是曲柄滑块机构，视为最简单的冲压机构。

只不过采用此种机构增力较弱，使得机构对杆的要求提高。

适当选择连接件在齿轮上的位置就可以调节下压的尺寸。

扫屑机构为附加滑块摇杆机构，满足运动变化条件，且工作平稳，效率较
高，相比较而言成本较低，运动尺寸较大。

方案八立体效果图
[方案分析]：如方案八立体效果图所示，我们可以看出冲压机构还是一个由凸轮—连杆机构组合而成的偏心轮式肘节机构，但结构较复杂，实现时的困难如方案
三所述。

扫屑机构固定凸轮移动从动件机构；间歇机构采用的是不完全齿轮机构。

综上所述，根据所选方案是否能满足要求的性能指标，结构是否简单、紧凑；制造是否方便；成本是否低等选择原则。

经过前述方案评价，采用系统工程评价法进行分析论证，我选用方案六为最佳方案。

结合机架，传动部分的简图，我们
可是通过简单的CAD分析作图，得到机械系统方案设计运动简图。

2.3 机械系统方案设计运动简图
简图说明：因为是结构简图，所以各机构只是简图整合的，具体参数见设计部分
出来后，根据实际尺寸会在A3 图中绘出和表达。

系统执行机构方案选择冲压脱模机构为曲柄滑块机构；扫屑机构三杆机构；间歇运动机构为槽轮回转机构，通过直齿圆锥齿轮机构连接到减速箱上。

2.4 执行机构设计和计算
1. 执行机构设计计算
1）冲压脱模机构（曲柄滑块机构）设计计算
Rr 2 = R 2 2 已知冲压式蜂窝煤成型机的滑梁行程 s =400mm ；曲柄与连杆长度比，即连杆系数为 λ＝ 0.2 ， 则
曲柄半径为： R=s/2=200mm
连杆长度为： L=R/λ=1000mm
因此，不难求出曲柄滑块机构中滑梁（滑块）的速度和加速度变化，从而画出冲压脱模机构的位移—时间关系图。

2） 扫屑机构设计计算
依据滑块的行程要求以及冲压机构的尺寸限制，选取扫屑机构尺寸如下： L 1=175mm ， L 2=450mm ， L 3=550mm
3）间歇机构（槽轮机构）设计计算
a) 槽轮数据的设计 （其他部分参数可查参考文献 [16] 表 5-14 得到）
槽数 Z 按工位要求选定为 5
槽轮运动角 2A 即槽轮每次转位角 2A =360°/Z =72 °
拨盘运动角 2B 即槽轮每次转位时对应拨盘的转角 2B=180° -2A=108° 拨盘半径 R 1/ ㎜ 即拨盘滚子中心圆的半径 R 1=160（按工位要求选取） 滚子半径 R r / ㎜ 一般取 R r= R 1/6=27
槽轮名义外圆半径 R 2/ ㎜ 按中心距 α 和槽轮运动角 2A 计算 R 2=253
中心距 α/ ㎜
按结构情况确定 α=300 槽轮实际外圆半径 R s / ㎜ R s= 255
拨盘相对半径 = 0.53 槽轮相对半径 =0.84
槽底半径 R d / ㎜ R d =α-(R 1+R r )-e =110 (e 是滚子与槽轮间隙 取 e=3 ㎜)
槽深 h/ ㎜ h= R 2- R d =143
锁止弧半径 R 0 R 1 –R r – b =114 ㎜ 取 R 0=110 ㎜
锁止弧对应中心角 =360 °/k -2B =252 °
滚子数 k k 2Z/(Z-2)=10/3
取 k=1
动停比 j=t/t ’=(Z-2)/[2Z/k-(Z-2)]= 0.429
运动系数 =t/T=t/t+t
’=k(Z-2)/2Z =3/10
b) 直齿圆锥齿轮机构设计
分度圆锥角δ1＝δ2＝45°，模数m=10m，m采用标准直齿圆锥齿轮传动，Z1=10，Z *
2=40，h a =1.0.
2.5 根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图
对于冲压式蜂窝煤成型机运动循环图
主要是确定冲压和脱模盘、扫屑刷、模筒转
盘三个执行构件的先后顺序、相位，以利对
各执行机构的设计、装配和调试。

冲压式蜂窝煤成型机的冲压机构为主
机构，以它的主动件的零位角为横坐标的起
点，纵坐标表示各执行构件的位移起止位
置。

图 2 表示冲压式蜂窝煤成型机三个执行
机构的运动循环图。

冲头和脱模盘都由工作
行程和回程两部分组成。

模筒转盘的工作行
程在冲头的回程后半段和工作行程的前半
段完成，使间歇转动在冲压以前完成。

扫屑刷要求在冲头回程后半段至工作
行程的前半段完成扫屑运动。

三、传动系统方案设计
3.1 传动方案设计
传动系统位于原动机和执行系统之间，将原动机的运动和动力传递给执行系
统。

除进行功率传递，使执行机构能克服阻力做功外，它还起着如下重要作用：
实现增速、减速或变速传动；变换运动形式；进行运动的合成和分解；实现分路
传动和较远距离传动。

传动系统方案设计是机械系统方案设计的重要组成部分。

当完成了执行系统的方案设计和原动机的预选型后，即可根据执行机构所需要的运动和动力条件及原动机的类型和性能参数，进行传动系统的方案设计。

在保证实现机器的预期功能的条件下，传动环节应尽量简短，这样可使机构和零件数目少，满足结构简单，尺寸紧凑，降低制造和装配费用，提高机器的效
率和传动精度。

根据设计任务书中所规定的功能要求，执行系统对动力、传动比或速度变化的要求以及原动机的工作特性，选择合适的传动装置类型。

根据空间位置、运动和动力传递路线及所选传动装置的传动特点和适用条件，合理拟定传动路线，安排各传动机构的先后顺序，完成从原动机到各执行机构之间的传动系统的总体布置方案。

机械系统的组成为：原动机→传动系统( 装置) →工作机（执行机构）
原动机：Y系列三相异步电动机；
传动系统( 机构) ：常用的减速机构有
齿轮传动、行星齿轮传动、蜗杆传动、皮
带传动、链轮传动等，根据运动简图的整
体布置和各类减速装置的传动特点，选用
二级减速。

第一级采用皮带减速，皮带传
动为柔性传动，具有过载保护、噪音低、
且适用于中心距较大的场合；第二级采用
齿轮减速，因斜齿轮较之直齿轮具有传动
平稳，承载能力高等优点，故在减速器中
采用斜齿轮传动。

根据运动简图的整体布
置确定皮带和齿轮传动的中心距，再根据
中心距及机械原理和机械设计的有关知识确定皮带轮的直径和齿轮的齿数。

故传动系统由“ V带传动+二级圆柱斜齿轮减速器”组成。

[ 注] ：根据设计要求，已知工作机（执行机构原动件）主轴：
转速：n W = 18 （r/min ）工作机输出功率：P=3 .2 (Kw)
3.2 电动机的选择
按已知工作要求和条件选用Y 系列一般用途的全封闭自扇冷式笼型三相异步
电动。

查各种传动的合理传动比范围值得：
方 电动机型
额定功率 电动机转速 / r/min
电动机质量 /kg
2
2
2
2 V 带传动常用传动比范围为 i 带
=2～ 4，单级圆柱齿轮传动比范围为 i 齿=3～5，
则电动机转速可选范围为
n d =i 带 ×i 齿 ×n
W
=(2 ～4)( 3 ～ 5) ×n W
=（18 ～100 ）×n W
=(18 ～100) × 15 =270～1500 r/min
符合这一转速范围的同步转速有 750 r/min 、1000 r/min 、1500 r/min ，根据容量和转速，由有关手册查出三种适用的电动机型号， 因此有三种传动比方案。

案 号 p ed /kw
同步 满载
1 Y112M-4 4 1500 1440 43
2 Y132M1-6 4 1000 960 7
3 3
Y160M1-8
4
750
720
118
对于电动机来说， 在额定功率相同的情况下， 额定转速越高的电动机尺寸越小，重量和价格也低，即高速电动机反而经济。

若原动机的转速选得过高，势必 增加传动系统的传动比， 从而导致传动系统的结构复杂。

由表中三种方案， 综合 考虑电动机和传动装置的尺寸、结构和带传动及减速器的传动比，认为方案 1
的传动比较合适，所以选定电动机的型号为
Y112M-4。

Y112M-4电动机数据如下 :
额定功率： 4 Kw
满载转速： n 满=1440 r/min 同步转速： 1500 r/min
3.3 传动装置的总传动比和各级传动比分配
1. 传动装置的总传动比 i
总
= n 满/ n W =1440/18= 80
2.
分配各级传动比
第一级采用普通 V 带减速，其速比 i b =4.0, 第二级采用两级圆柱斜齿轮减速器减速，则减速器的总传动比为 i
减
=i 总/4.0 =80/4.0=20.
对于两级圆柱斜齿轮减速器 , 按两个大齿轮具有相近的浸油深度分配传动比, 取 i g =1.3i d
i 减= i g ×i d = 1.3i
d
=20.
i d
=20/1.3=15.38。