1、电机拖动课程设计龙门刨床电动机的选择班级：自动化 121学号：1205060139姓名：杨士超目录设计说明书一丶直流电机二丶给定数据三丶预选电机丶求出折算到电动机上的力矩和转动惯量四丶作电动机的负截图五丶温开校验六丶机械特性的绘制七丶参考文献八丶心得体会设计说明书龙门刨床电动机的选择龙门刨床的工作循环为：正向启动、正向切削、正向制动、反向启动、快速返回和反向制动六个阶段。设启动加速度为（A）米/秒2 ；起、制动时间相同；切削速度为（B ）米/分；切削时间为（C）秒；切削力为（D）kg；工件重为（E ）吨；工作台重为（ F）吨；齿条齿距为 20 毫米；返回速度为正向切削速度的（G）倍；传动效率为
2、（H）%；工作台与桌面的摩擦系数为 0.1。要求1 丶预选电动机；2 丶设计传动装置，做出传动结构图；3 丶求出系统折算到电动机轴上的力矩和转动惯量；4 丶作电动机的负载图；5 丶校验电动机；6 丶写出设计说明书； 指导教师：舒奎 王裕如一丶直流电机1 丶直流电机简介电机是利用电磁作用原理进行能量装换的机械装置。直流电机能将直流电能转换为机械能，或将机械能转换为直流电能。将直流电能转换为机械能的叫做直流电动机，将机械能转换为直流电能的叫做直流发电机。直流电动机的主要优点是启动性能和调速性能好，过载能力大。因此，应用于对启动和调速性能要求较高的生产机械。直流发电机主要用作直流电源，攻击直流电动机
3、丶电解丶电镀等所需的直流电能。直流电机的主要缺点是结构复杂，使用有色金属多，生产工艺复杂，价格昂贵，运行可靠性差。2 丶直流电动机的基本工作原理驾驭直流电动机的直流电源，借助于换向器和电刷的作用，使直流电动机电枢线圈中流过的电流，方向是交变的，从而使电枢产生的电磁转矩的方向恒定不变，确保直流电动机朝着确定的方向连续旋转。3 丶直流电机的结构直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，运转时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电动机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢。4 丶直流电机的稳定值(1) 额定功
4、率 PN(KW)：电机按照规定的工作运行时所能提供的输出功率。(2) 额定电压 UN（ V）：电机电枢绕组能够安全工作的最大外加电压或输出电压。(3) 额定电流 IN（A ）：电机按照规定的工作方式运行时，电枢绕组允许流过的最大电流。(4) 额定转速 Nn(r/min):电机在额定电压、额定电流和输出额定功率的情况下运行时，电机的旋转速度。直流电机运行时，如果各个物理量均为额定值，就称电机工作在额定运行状态，也成为满载状态。在额定运行状态下，电机利用充分，运行可靠，并具有良好的性能。如果电机的电流小于额定电流，称为欠载运行：电机的电流大于额定电流，称为过载运行。过分欠载运行，电机利用不充分，效
5、率低；过载运行，引起电机过热损坏。根据负载选择电机时，最好使电机接近于满载运行。二丶给定数据1 丶工作周期2 丶给定数据（1） 切削速度 Vmax=32 米/分（2） 切削时间 t 切=11 秒（3） 切削力 F 切 =1000kg*10=10000N（4） 工件重 ma=2.5 吨（5） 工作台重 mT=4 吨（6） 启动加速度 a 起=1.0 米/秒 2（7） 传动效率 =81%（8） 齿条齿距 20 毫米（9） 摩擦系数 =0.1（10） 返回速度 V 返=44.8 米/分（11） 起丶制动时间相同（12） 正向空走时间 t 正=0.5 秒（13） 起丶制动加速度相同三丶预选电机1 丶正
6、向启动（1） 起动时间（32 米/分=0.53 米/ 秒）t1=Vmax/a 起=0.53/1.0=0.53 秒（2）起动摩擦力f1=（ mT+ma）*1000*9.8= （2.5+4）*1000*9.8*0.1=6370N（3）起动加速力由 F1-f1=(mT+ma)a 起 得 F1=（4000+2500）*1.0+6370=12870N(4)起动功率P1=F1*Vmax/=12870*0.53/81%=8421.1W(5) 起动床面行走距离S1=0.5*a 起*t12=0.5*1.0*0.53*0.53=0.14045m2 丶正向空载（1） 启动时间 t2=0.5 秒（2） 摩擦力 f2=
7、f1=6370N（3） P2=f2*Vmax/=6370*0.53/81%=4168W（4） 距离 S2=Vmax*t2=0.53*0.5=0.265m3 丶正向切削（1） 时间 t3=t 切=11 秒（2） 速度 V3=Vmax=0.53 米/秒（3） 切削力 F3=F 切=10000N（4） 摩擦力 f3=f1=6370N（5） 功率P3=（F3+f3）Vmax/=(10000+6370)*0.53/81%=10711W(6) 距离 S3=Vmax*t3=0.53*11=5.83m4 丶正向空载（1） t4=0.5 秒（2） 摩擦力 f4=f1=6370N（3） 功率 P4=P2=4168
8、W（4） 距离 S4=Vmax*t4=0.53*0.5=0.265m5 丶正向制动(1) 制动加速度 a 制=a 起=1.0 米/秒 2(2) 摩擦力 f5=f1=6370N(3) 制动力由 F5+f5=（mT+ma）a 起得 F5=（mT+ma）a 起-f5=(4000+2500)*1.0-6370=130N(4) 时间 t5=t1=0.53 秒(5) 距离S5=Vmax*t5-0.5a*t52=0.53*0.53-0.5*1.0*0.53*0.53=0.14045m(6) P5=F5Vmax=130*0.53*81%=55.809W6 丶反向启动（1） 最高速度 V 返=1.5Vmax=1
9、.5*0.53=0.795 米/秒（2） 时间 t6=t1=0.53 秒（3） 加速度 a 返=V 返/t6=0.795/0.53=1.5 米/秒 2（4） 起制动力F6=（mT+ma）a 返+f1=(4000+2500)*1.5+6370=16120N(5)功率 P6=F6V 返/=16120*0.795/81%=15821.5W(6)距离 S6=0.5*a*t62=0.5*1.0*0.53*0.53=0.14045m7 丶反向空载及反向制动(1) 正向制动距离S=Si=S1+S2+S3+S4+S5=0.14045+0.265+5.83+0.265+0.14045=6.6409m(2) 反向
10、制动时间 t8=t6=0.53 秒(3) 反向制动加速度 a 制=a 返=1.5 米/秒 2(4) 反向制动距离S8=V 返*t8-0.5a 制*t82=0.795*0.53-0.5*1.5*0.532=0.210675m(5) 反向空载距离S7=S-S6-S8=6.6409-0.14045-0.210675=6.6289775m(6) 反向空载时间t7=S7/V 返=6.6289775/0.795=7.912 秒（7）反向制动力F8=（mT+ma）a 制=（4000+2500）*1.5=9750N（8）反向制动功率P8=F8*V 返/=9750*0.795/81%=9569.4w(9)反向空
11、载功率P7=F1*V 返/=12870*0.795/81%=12631.7w8 丶绘制功率图9 丶计算平均功率Pzd=Piti/ti=(P1t1+P2t2+P3t3+P4t4+P5t5+P6t6+P7t7+P8t8)/(t1+t2+t3+t4+t5+t6+t7+t8)=(8421.1*0.53+4168*0.5+10711*11+4168*0.5+55.809*0.53+15821.5*0.53+12631.7*7.912+9569.4*0.53)/(0.53+0.5+11+0.5+0.53+0.53+7.912+0.53)=10887.843wPN=(1.11.6)Pzd=11976.627
12、w17420.549w三丶查手册 选电机 Z4-132-2 抄铭牌额定功率 P=15KW额定电压 440V额定转速 1510rpm 确定电机及实际转速（取 n=1500r/min）1 丶已知条件齿距 20mm=0.02mV 切=Vmax=32 米/分=0.53 米/秒N=V/L=0.53/0.66=0.8m/s2 丶设计传递函数,求出传递比 jJ=(65*64*60)/(40*20*15)=20.8=n/j*齿数*齿距=0.029m/s3 丶确定电机的转速n 实际=j*n=20.8*0.5=10.4r/s=624r/min0.27 则所串电阻符合要求（3）绘制机械特性曲线3 丶反向启动（1）
13、启动方法：降压启动（2） 计算数值计算：因为 Tst=9.55CTNIst=124.46 Ist=45.89 又因为 Ist 大于 2IN=2*30.1=60.2 所以，启动电流符合要求。(3) 绘制机械特性曲线4 丶反向制动（1） 制动方法：电源反接制动（2） 计算数值计算：因为 Tst=9.55CTNIst=124.46 Ist=45.89 又因为 Ist 大于 2IN=2*30.1=60.2 所以，启动电流符合要求。(3)绘制机械特性曲线七丶参考文献1唐光华，陈大钦。电子技术基础模拟部分。高等教育出版社。2.天津电气传动设计研究所。电气传动自动化技术手册。3.电气工程师手册第二版编辑委员
14、会。电气工程师手册。4.谢宗安。自动控制系统。重庆大学出版社。5.杨威张金栋。电力电子技术。重庆大学出版社。6.晁勤。自动控制原理。重庆大学出版社。7.杨长能。电力拖动基础。重庆大学出版社。八、心得体会课程设计就要结束了，我体会到了很多，也收获了很多。第一天，根据老师的提示，和一些参数，进行构思;第二天，进行相应的计算和记录;第三天，进行查阅资料，做更深一步的了解;第四天，画出相应的图形，和写出相应的文本;第五天，进行最后的检查，整理和装订。通过这次课程设计，我深深地体会到完成一件事情的艰辛,成功都是伴随着无数的汗水。最后，我想感谢老师的辛勤指导，感谢同学们的热心帮助。在今后的子里，我会更加努力的学习，不辜负你们的期望！
