皮带输送系统电机选型计算实例：

如图，电机经过减速器后与主动轮直接连接。假设输送系统为水平状态下输送，试以日本东方电机公司（Oriental）的交流感应电机样本为例，进行电机的参数计算与选型。

已知设计条件：

皮带及皮带上工件的总质量：m1=20kg；

工件与皮带间的摩擦系数：μ=0.3；

主动轮及被动轮直径:D=mm；

主动轮及从动轮总质量：m2=1kg；

皮带输送系统效率：?=90%；

要求皮带速度：V=0.14m/s（1+/-10%）;

电机电源：单相V，50Hz；

工作时间：每天工作8h。

1）计算减速器要求的输出转速n1

如图所示，由于主动轮与减速器直接连接，所以减速器的输出转速就是皮带主动轮的转速：

n1=Vx60/πD=((0.14±0.)x60)/πx0.1=26.7±2.7(r/min)

2）计算并选择减速器所需要的减速比i：

东方电机公司单相感应电机在V、50Hz频率下的额定转速为~r/min，所以减速器所需要的减速比i为：

i=(~)/(26.7±2.7)=42.5~56.2

对照东方电机公司单相感应电机产品样本，选择与上述计算值最接近的标准减速比为50、型号规格为5GN50K的减速器，并查得该规格减速器对应的传动效率?g为66%。

3）计算皮带实际牵引力F:

根据公式（F=μm1g）得皮带实际牵引力为

F=μm1g=0.3x20x9.8=58.8（N）

4）计算负载转矩TL

根据公式（TL=FD/2?）得主动轮上的负载扭矩为

TL=FD/2?=(58.8xx10^-3)/2x0.9=3.27(N*m)

由于皮带主动轮与减速器直接连接，所以主动轮上的负载扭矩TL等于减速器的输出扭矩Tg，即Tg=TL=3.27N*m。

5）计算电机所需要的最低输出扭矩Tm

减速器的作用是提高输出扭矩、降低转速，根据减速器的输出扭矩Tg及减速器的传动效率?g，可以反向推算出电机所需要的最低输出扭矩Tm：

Tm=Tg/i?g=3.27/50x0.66=0.（N*m）

考虑安全余量及电压的波动等情况，通常按2倍最小计算值选取电机的最小启动扭矩：

0.x2=0.（N*m）

6）选择电机型号

根据计算得出的电机最低输出扭矩，设计人员可以根据电机制造商提供的样本资料选取合适的电机型号。查阅日本东方电机公司的样本，选取一种气动扭矩大于0.N*m的电机型号，最后选取型号为5IK40GN-CWE的单相感应电机，该电机在50Hz、额定电压V电源下的额定输出功率为40w，启动扭矩为0.2N*m，额定　　扭矩为0.3N*m，额定转速为r/min。因为气动扭矩0.2N*m大于考虑安全余量后的计算值0.N*m，所以能够满足使用负载要求。

前面已经根据减速器传动比选取减速器型号为5GN50K，进一步确认减速器及电机的安装配合尺寸、外形尺寸，以便配套设计其他机构。

7）负载转动惯量校核

选择好电机及减速器型号后，还需要对负载的转动惯量进行校核。

皮带与工件的转动惯量为

Jm1=m1（D/2）2=20x（(x10^-3)/2）2=x10-4（kg*m2）

主动轮及从动轮的转动惯量为

Jm2=1/8m2D2=(1x（x10^-3）^2)/2=12.5x10-4(kg*m2)

减速器输出轴的负载总转动惯量为：

J=Jm1+Jm2=x10-4+12.5x10-4=x10^-4(kg*m2)

减速器允许的负载转动惯量：

根据东方公司样本资料，所选型号5GN50K的减速器允许的负载转动惯量为

Jg=0.75x10-4x=x10^-4（kg*m2）

结论：所选减速器允许的负载转动惯量Jg（x10^-4（kg*m2））大于实际负载的总转动惯量J（x10^-4(kg*m2)），所以选型结果能满足使用要求。

8）校核实际的皮带速度V

由于实际所选电机的额定扭矩为0.3N*m，较实际负载扭矩大，所以电机能够以比额定转速更快的转速运转。

因为皮带速度是电机在空载条件下计算的，电机在空载情况下的转速约为r/min，所以皮带的实际运行速度可以按以下方法逐步推出：

减速器的实际输出转速为：

n1=n0/i=/50=28.6（r/min）

皮带实际运行速度为：

V=n1πD/60=(28.6xπxx10^-3)/60=0.15（m/s）

结论：上述计算结果0.15m/s满足0.14m/s±10%的设计速度要求。