Solidworks(非標機械設計)教程: 減速電機的選型計算案例分析

同學們好，我是小王子秀的大山老師 今天啊，我們開始以這個皮帶輸送機爲例子呢， 來講講我們這個電機的選型 但是呢，上課之前呢，請大家瞭解瞭解大山老師的一些基本的情況 大家呢可以看我們這個電腦屏幕 然後呢，我們這一套視頻是會以這個目錄來錄製的 我們這套視頻主要是講解選型計算 啊，對大家來說呢幫助會非常大 好 選計算 我們今天呢 選的這個例子呢是一款皮帶輸送機 ， 因爲皮帶輸送機呢 在我們這個飛鏢設備裏面 是比較簡單的 然後呢也是最常見的 的 我們剛纔既然提到減速電機 那什麼叫減速電機呢 ？ 減速電機其實的話呢 這個概念是源自於我們這個對電機的瞭解 電機的話這個出廠的時候呢 奧祕 通常它有這個兩極的 有四極的 有六極的 有八極的 所以說呢，它這個額定轉速呢 通常有這個3000轉 1700轉 呃這個1700轉、750轉，但實際上我們使用的工裝 需要轉速呢，不需要這麼快，比如說我們可能需要十多轉 啊幾十轉啊，100多轉，是吧？那這個時候我們通常 需要加一個減速箱，雖然這個減速箱加上這個電機 所以呢，我們統稱爲減速電機 所以減速電機它這個原理呢是這樣來的，是吧？ 那通常來說，我們一款減速電機通常有哪些參數呢？ 我們經常會提到 第一個的話呢，大家想想啊，應該是 它的這一個轉速爲什麼呢？剛纔我們經常講到這個速度呢 我們需要根據實際情況去來調整，是不是啊 ？ 所以呢，我們首先第一個參數呢，應該是轉速 第二個就是我們通常所說的功率的大小 的 你這款電機不管怎麼樣 神祕 你要能帶得動我們剛纔所說的這些物料 那必然應該有一個合適的功率 奧祕 還有一個就是我們電機它的安裝的方式 這種方式的話呢，大家看一下啊 我們剛纔既然講的方式 給大家做一個簡單介紹 在我們這裏有一個PPT 然後關於這個減速電機有RSKF 主要是涉及到安裝 比如說我們這一款是同向的而且是同軸的 所以第一款它系列叫同軸系列 第二種這個軸它是平行的 它不是同軸的所以我們稱爲平行軸 第三種是K系列的，K系列是直角軸 下一個它是渦輪蝸桿的 渦輪蝸桿跟我們這個前面K系列稍微的不同的話 主要是它這個自鎖性 其他的區別不是很大 但是通常來說這個K系列相對來說這個效率會稍微高一點 然後下面這一款相對來說這個效率稍微低一點 大家瞭解到是吧 大家看到98% 它93% 而且它具備一定的 再次強調它具備一定的自鎖性 好我們來看一下我們進入瞭解它有三個參數 第一個我們來選擇它的轉速 轉速我們看到這裏面有一個樣冊 這個樣冊是賽維的當然其他品牌也會是一樣的 它轉速有這麼多比如說0.08一直往下面走 可以發現這個轉速可以到114 是吧 最低轉速是0.08轉最高轉速是114轉 那麼這個轉速 怎麼求呢 首先瞭解到轉速單位是每分鐘轉多少圈 通常來說我們一款設備設計的時候 客戶會提供一些參數 比如說我們用這款皮帶輸送機 它輸送很多物料 單位時間輸送多少 所以通常來說要麼是客戶給我們規定線速度 要麼這個參數是由我們自己算出來的 要麼是供應商 要麼是我們的客戶給的 要麼是我們根據客戶的要求計算出 v0 v0 這個單位通常是米每秒 注意它的單位是米每秒 那我們如何根據這個線速度 以及我們的其他參數來求得轉速呢 但是注意單位一定要注意它這個是 每分鐘多少圈是吧 好我們來看一下 把這根皮帶呢隱藏起來 找到裏面 然後呢我們要注意 電機帶着我們這個滾筒轉一圈 皮帶呢就往前面走一個周長 所以我們來測量一下 因爲呢 這個不是在我們今天講的這個範疇啊 後面也會講到了 是吧 實際的我們這個滾筒它到底怎麼選型 我們假設呢 我們的這個供應商呢 已經給了我們這個選型的這個標準 然後呢得出，哎 那我們這個轉一圈的話呢 它走的這一個長度的話呢 應該是五百二 28.65 周長嘛 周長是528.65 是吧 那我們這個線速度它應該是這樣子的 大家跟着我來算一算 線速度v零 它應該是等於 轉速乘以周長 然後呢 進行這個單位的統一 好 v零的話呢 它這個單位的話是 米 是吧 每秒 然後呢 它的話呢 是分鐘 是吧然後呢這個R 好乘以L L的話呢當成是毫米 那怎麼辦呢 那我們進行單位統一吧對 好第一個的話呢 我們這個米每秒的話呢 那就變成了S 應該是乘以1000毫米嘛 就是啊除以60分之1 這個分鐘所以乘以60 所以 V0應該是乘以60 再乘以1000 好再等於我們的這個 轉速要求的是吧 再乘以arrow L的話呢比如說我們剛纔是500多 我們假設先把它寫進去是吧 比如說580 好之後呢我們就可以推導出來 這個轉速 所以一定要注意 單位要統一要統一要統一 大老師呢這個強調一次啊是不是啊 所以這樣的話呢我們只要 知道這個線速度 只要知道我們這個選擇的皮帶的 這個滾筒它的這個大小 然後呢測得這個周長 然後呢就可以求得轉速 但是呢單位是每分鐘 多少圈？這是非常重要的 好，這是第一個，第二個的話呢 我們要注意，我們要求得 這一個功率 是吧？功率怎麼求呢？ 戴老師首 先跟大家說一下， 我們在這個中學 的 時候呢，學過一個公式，啊，大家應該知道，功率呢用P來表達是吧？ 等於這個F乘以v，F是它的這個力， 然後呢v的話呢是在這個力的方向的話呢，它的這個線速度是吧？P 等於Fv但是呢，對我們重要設備的輸出呢，實際上是這樣子的， 因爲呢，實際工況的話呢，它會涉及到很多問題，所以呢， 那老師呢，對它進行改良，那P的話呢，改良爲k 表示工況 好，工況係數吧，是吧？ 好，乘以這個皮帶的這個張力 皮的張力呢，用f來表達 然後呢，乘以v零，v零是一致的，是吧？ 好，除以效率，爲什麼要考慮效率呢？ 因爲啊，效率的話呢，你想想啊 這個電機這個功率傳遞出來的話呢 它受到這個減速器的影響，它會衰減 好，受到我們這個鏈傳動的這個衰減 受到這個軸承的衰減一路衰減下來是吧 包括我們這個皮帶傳動 我們這個皮帶傳動機呢本身也是一種傳動皮帶 所以呢，我們後面也要注意效率 然後呢，最終就會得出我們這個電機的功率 那我們來看一下，老師們 大家呢把這個公式啊寫在這個本子上面 K乘以F乘以V0除以效率 好，我們呢第一個來探討是這個K K的話呢，實際上你想想啊 這個皮的輸送機呢，剛開始的話 它要這個啓動的時候 它要比我們這個摩擦力呢稍微是要大那麼一點點 大那麼一點點的話呢 那我們乘以這個啟動的E8是1.2 好考慮我們的這個溫度 考慮我們的海拔 再考慮什麼呢我們都知道 是吧好這樣的話呢我們來看一下 第一個參數是1.2 其他參數呢全部都是查表 怎麼查呢？大家可能會想老師，那我不知道啊 對，那老師呢，給大家幾種方法 當然呢，有相關的文檔呢，做我們這個支撐 好，大家看一下，第一個呢，我們找到這一個溫度 以及呢海拔的這個問題 通常來說呢，這個溫度呢 它會影響到我們這個電機的使用的效率 所以呢我們查這個表 溫度只要超過40度的時候 我們就差 不超過40度呢那就是1 好如果說呢我們的溫度是60度呢 那就是0.75分之1 如果說溫度呢在這個55度呢 0.8分之1 這是溫度參數 好還有呢高度參數 高度參數呢我們這個海拔只要超過一千米的話呢就會直接 影響到我們這個電機啊它這個功率是吧影響到這個效率 所以呢我們這個如果說低於七米呢不考慮高於七米呢 考慮比如說我們四千米的話呢 0.8分之一好 這個兩千米的話呢應該是0.95分之一 這個Fv跟這個Ft的話是kt k h 的 導數，好 所以呢 我這個電機有可能是工作16個小時啊是吧那是1.5 如果說呢是工作24小時呢乘1.35 那為什麼放大呢 因為放大的話呢我們這個電機它的壽命能得到保障 因為它這個電機放大之後啊整個裡面所有的這個機械結構 它的尺寸全部會變大它的這個疲勞壽命呢更長一些 這是關於這個工作制，工作制呢 我們查這個曲線，然後呢直接找出來是吧 所以第一個參數 k 我們知道了 第二個的話呢，就是我們這個皮帶的張力啊 皮帶張力，首先老師給大家說一下 皮帶張力怎麼去測是吧 好，皮帶張力大家可以看到 這地方有這個皮帶張緊力計 因爲我們並不知道這個皮帶是否張緊 OK 是吧 所以大家可以看到，當然價格上這個 有些比較高一點，有些比較便宜 像這款是 2950，這個是 1000 多，這個是幾百 然後還有上面會註明它這個測量的方法 好，我們通常來說一款皮帶輸送機 它的這個皮帶即使在空載的時候，我們也需要把它張緊一些 張緊的話，防止它會發生打滑 通常來說 大家瞭解我們這個常識 我們這個預張緊就是你還沒開始運行的時候 沒開始運行的那叫預張緊是吧 那預張緊的話，這個大小的話呢 它是等於三分之一這個負載力 負載力就是摩擦力，所以三分之摩擦 那我們正常運行的時候，摩擦力加上這個預張緊力 那就是三分之四摩擦力 摩擦力的話呢，等於多少？ μ等於多少呢？0.3 它指的皮帶跟下面這個墊板或者滾子之間的這個摩擦係數 乘以10 所以這個參數呢，我們也知道 如果說m是300公斤 把這個300往裏面代不就好了嗎 是吧 可以求的這個f 還有v v的話呢是已知的 大家不斷地回想一下我們剛纔講的這個公式 那剩下的話呢 我們只要注意 單位統一 如果說我們這個單位用的是米每秒 算出來的話 這個功率呢應該是 瓦，如果說我要得出千瓦呢，那拿着剛纔這個公式呢 出一千那就是一千瓦是吧好 那我們剛纔還有一個東西，就是它這個效率 效率怎麼辦呢？效率大家看一下，我們的話來求一下 效率的話呢，比如說這個減速器的話，有個效率，效率一 是吧？好，然後呢往裏面出來這個 地方有一個鏈傳動，鏈傳動呢效率二 效率是這個層層的呀， 它是乘積遞減的， 所以呢是相乘， 好在乘以這個有兩對軸層 軸承呢效率的這個平方 再乘以這個皮帶傳動 效率的 小數四是吧？那往裏面求嘛，張老師給 大家算一下好不好？好，首先呢，我們 的 話呢，這個減速箱的效率一般是零點九， 所以拿着零點九乘以這一個鏈傳動的效率 零點九五，再乘以零點九五的平方是吧？ 所以效率的話呢應該是零點六九的樣子 好，再乘以皮帶傳動，皮帶傳動呢零點九， 好，所以呢，我們剛纔這個公式呢到這呢 各位老師再次回顧一下 P等於k乘以三分之四F 乘以v零除以效率， 然後呢，呃，如果說它算出來因爲是瓦嘛， 那我們拿着這個P的話呢， 再除以一千 得出來的話呢，就是千瓦 但是我們要注意，我們算出來的話呢，這個效率的話呢 啊，這個功率的話呢，我們一定要注意啊，要能買到貨是吧 ？買不到貨怎麼辦呢？所以的話呢，你可以查這個，但是話呢， 如果說你選定某一個品牌呢， 你最好到這裏面去找是吧？比如說你算出來 一百三十五瓦有沒有呢？沒有啊，那我們只能往大里面選而且 要注意我們剛才計算的這個數值，一定要去看我能不能買到貨 不能買的貨那怎麼辦呢 我們偏大一點選 別說0.1375 那我們不能選擇0.2 我們選擇0.18 是吧 好，如果說呢，我算出的轉速 我打個比方 這是120 你看一下這個地方 我們120 打個比方吧 那就是20 20多有現成的 如果說呢你選出的是22呢 那就要選24 所以呢這是關於我們這個 計算數值跟實際數值 它的這個原則就是 計算數值 跟我們這個實際選擇的數字接近 我們偏大一點選 所以我們可以定出剛才所說的這些兩個問題了 就是轉速、功率 要注意單位 通常轉速是每分鐘多少圈 然後呢功率的話呢是千瓦 還有一個參數呢就是我們這個安裝方式 安裝方式呢對我們這種設備呢非常的重要 大家注意 這個的話呢大家可以看到 安裝方式呢是平行軸的 這個是同軸 然後呢這是平行軸 這個的話呢是F系列 F系列其實跟這個K系列然後呢 跟後面這個系列 這個是K系列是吧 跟後面這個F系列呢稍微有一個區別 因爲它的這個蝸輪蝸桿的話呢 通常來說它的效率會相對來說 低一點是吧，然後呢它有一定的自鎖性 像我們上面這款的效率偏高一些，它不具備我們這個自鎖性 所以我們選擇這個電機安裝方式的這個原則 比如說你看這一款，它電機呢往裏面 然後呢它就不會佔更大的這個橫向的尺寸 所以呢我們可以根據實際情況去選擇 這個選擇的難度並不大，它的原則就是我們這個設備整體 的佔用的這個空間越小越好，然後呢電機的話呢越 難跟人去接觸呢也越好 是不是啊 這個就是關於我們這個電機的選型 如果說呢 大家呢 今天對戴老師這個講課呢 這個印象非常深 大家呢 可以加上我們的學習群 6255231752 我們每天會在這個學習群裡面公開 我們在騰訊課堂上面開設的高品質的免費直播課 大家可以用手機QQ 或者用微信掃掃我們這個二維碼 也可以加入我們這個學習群 這是我們這個課程目錄 我們今天講的是第一節課 我們下期課會講解軸承的選型 及軸承的裝配的精度 以及相關的細節問題