2.4.7 动力匹配
（1）电动机的选择
由以上计算可知清扫机所需要的功率为
P?N?P输送带?0.23?0.043?0.273kw [9]
(10)
电动机结构形式及类型根据工作需要、载荷大小以及电源有很多种类之分；但蓄电池常常与步进电机以及直流电机搭配使用。
步进电机有很多优点：如优秀的起停和反转响应；没有电刷，可靠性高，寿命仅取决于轴承寿命；由于速度正比于脉冲频率，因而有比较宽的转速范围。当然步进电机也有其缺点：如超过负载时会破坏同步，高速工作时会发出振动和噪声；难以获得较大的转矩；在体积重量方面没有优势，且能源利用率低。
直流电机调速性能优越，易平滑调速，这个是交流电机无法取代的；直流电动机过载能力较强，热动和制动转矩较大。虽然直流电机也有换向困难，会产生火花，寿命短等缺点，但清扫机多在室内环境下工作，要求控制较简单，运行平稳，因此选择直流电动机[10]。
选定ZYT系列直流永磁电机为动力源[11]。
电机型号：110ZYT103;额定功率：P0?400W;电压：U?110V
扭矩：T0?1274mN?m;转速：n0?3000r/min
（2）电池的选择
电源选择铅酸蓄电池串联，开关装在扶手旁边容易摸到的地方。
3 操作系统及主要部件的设计与计算
3.1 清扫滚筒传动设计
方案一
图4 垃圾清扫机传动方案一 Fig.4 The first transmission scheme
方案二
图5 垃圾清扫机传动方案二 Fig.5 The second transmission scheme
由以上两个方案可知，根据清扫机清扫时的实际情况，选用方案二更加合理恰当。因为摩擦式带传动有弹性滑动，不能用于分度系统；摩擦易起电，不宜用于易燃易爆场合。轴与轴承受力较大，带传动寿命较短[5]。而链传动平均传动比为常数，链条元件间形成的油膜有吸振能力，对恶劣环境有较强的适应能力，工作可靠，轴上载荷较小。所以选择方案二更合理[12]。
3.2 确定主要参数及各级传动比
3.2.1 传动比设定
第一级传动比i1?6 第二级传动比i2?4 第三级传动比i3?2
上滚轮轴齿轮传动比i4?5
3.2.2 计算各轴转速
第一级从动轴n1?500r/min 第二级从动轴n2?125r/min 第三级从动轴n3?62.5r/min
上滚轮轴n4?100r/min
3.2.3 计算各轴转矩
根据《机械设计》（第八版，濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，以下所用到
的相关公式及表格均出自本书）[12] 141面表2：
带传递效率?1=?2=96％
?3=97％
链传递效率
齿轮传递效率?4=93％ 所以有：
第一级从动轴
T1?T0?i1??1?7338.24N?mm
第二级从动轴
T2?T1?i2??2?28178.8N?mm
第三级从动轴
T3?T2?i3??3?54666.8Nmm
上滚轮轴
T4?T1?i4??4?34122.8N?mm
3.2.4 各轴功率计算
第一级从动轴
P1?P0??1?384w
第二级从动轴
P2?（P??2?327.36w 1?P输送带）第三级从动轴
P3?P2??3?317.54w
上滚轮轴
P4?P1??4?357.12w
3.3 主要工作零部件的设计计算
3.3.1 第一级传动带轮设计
已知电机额定功率P0?400W，转速n0?3000r/min，第一级传动比i1?6,
设定连续工作8小时。
（1）确定计算功率Pca
Ld?Ld01600?1608.5 根据《机械设计》（第八版，濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，以下所用到a?a??500??496mm02 2的相关公式及表格均出自本书）表8-7查得工作情况系数KA?1.1，故计算 （2）选取V?带带型 57.3?57.3???1?180?(dd2?dd1)?180?(315?50)??149.39??90? Pca?KAP?1.1?400w?440w (11)
根据Pca,n0，由图8-11选用aZ型 496（3）确定带轮的基准直径dd并验算带速
由查表8-6，表8-8,取小带轮基准直径dd0?50mm 从动轮基准直径dd1?i1dd0?6?50?300mm 根据表8-8，圆整为315mm 验算带的速度
故带速合适
(4)确定V带的基准长度和传动中心距 根据公式(8-20），初定中心距a0?500mm。 计算带所需基准长度
v??dd0n0???50?3000?7.85m/由表8-2选取带的基准长度60?1000s?25m/sLd?601600?1000mm 计算实际中心距为
（5）验算小带轮上的包角?1
(d
2L?d1?dd0)d0?2a0?2(dd0?dd1)?4a0小带轮上的包角合适? (315?50)2（6）计算?2?V500带的根数?2?(50z
?315)?4?500?1608.5mm
(12)
(13) (14)
(15)
查表8-4a，表8-4b分别得到P0?0.28kw，?P0?0.04kw
查表8-5，表8-2分别得到K??0.915，Kl?1.16。计算单根V带的功率为 Pr?(P0??P0)K?Kl?(0.28?0.04)?0.915?1.16?0.34kw (16)
计算V带根数
取Z=2。
（7）计算单根V带的初始拉力的最小值(F0)min
由表8-3得Z型V带单位长度质量q?0.06kg/m，所以计算得
(18)
实际初拉力F0?(F0)min
Fp （8）计算轴上的压轴力Pca0z??.44?1.29P0.34r 压轴力最小值为
(17)
(19)
3.3.2 第二级传动带轮设计
2.W5?，转速K?)Pcan?2?329.(38 已知功率P1?(P0qv500r/min，第二级传动比4，设定连续F输送带)?500?0minK?zv工作8小时。
(2.5?0.915)?0.442?500??0.06?7.85?29.97N（1）确定计算功率Pca0 .915?2?7.85 根据《机械设计》（第八版，濮良贵、纪名刚主编，高等教育出版社，以下所用到的相关公式及表格均出自本书）[12] 表8-7查得工作情况系数KA?1.0，故计算
Pca?KAP?1.0?329.38w?329.38w
（2）选取V带带型 ?1?(Fp)min?2z（F0）sin?2?2?29.97?sin74?105.5Nmiin根据Pca,n0，由图8-11选用Z型 2（3）确定带轮的基准直径dd并验算带速
查表8-6，表8-8,取小带轮基准直径dd0?80mm 从动轮基准直径dd1?i1dd0?4?80?320mm 根据表8-8，圆整为315mm 验算带的速度