10吨电动平车设计说明书1 引言当代工厂中，电动平车因其承载力强、容易操作和装卸的特点得到广泛应用。

而且，由于其经济性高，故障率低和清洗方便等优点，企业首选其当做内部的运输车辆。

1.1 电动平车的概念电动平车，又称电动平板车，也被称为平车、台车、过跨车、地爬车等，是工厂内部常用的电力驱动动的轨道运载车辆，可以在台面平整或非平整但无厢盖的条件下运行，车体由减速电机的驱动沿预先铺设的轨道运行，属于轨道式运输车。

1.2 电动平车主要技术参数有轨电动平车相关参数包括：尺寸，高度，吨位，供电模式，操作模式，轨道间距，轨道长度，供电方式及吨位是其主要技术参数。

一般情况下，电动平车以载重吨位或供电方式来确定它的规格。

2 电动平车的总体设计平板车主要包括导电系统，电控系统，传动系统，车身以及车轮组。

汽车的电控系统主要有：限定位置开关装置/变压器，旋转警示灯等。

设计的时候，因为学科限制的问题，重点作了对电动平车传动系统，车轮和车架的选择设计工作。

汽车驱动装置包括电动机，减速器，制动器，制动轮，皮带轮，用来驱动小车行走。

关于两种传动系的设计方案在下面图2.1和图2.2作了表示。

通过比较，确定使用如图2.2表示的传动方式。

该驱动装置一侧放置在身体的下部，同时为了方便汽车修理变速器，设置检查孔在桌子上。

车架选择为焊接钢结构。

该框架由钢和钢板焊接。

平车动力系统的供电形式选取为通过电缆卷筒供电。

图2.1 传动方案11—制动器；2—电机；3—带传动；4—减速器；5—联轴器；6—车轮图2.2 传动方案21—制动器；2—电机；3—带传动；4—减速器；5—齿轮；6—车轮3 电动平车车轮的选用车轮用于支撑整个装置的重量和电动平板车行走，可以分为轨道和轨道两，设计基于车轮的轨道。

3.1 车轮的材料选择车轮材料根据它的作业级别和动力方式来确定。

对于机械驱动且速度为30m/min以上，中级及以上的工作类型，铸钢高于zg55，表面硬度高于HB=300~350，淬火的深度在5毫米以上，这样能够延长车轮的寿命和增强车轮的耐磨层度。

对于轻级或用人力推动的形式，速度低于30米每分钟的时候，选用铸铁作为车轮材料，表面的硬度选用在HB=180~240之间。

该电动平车利用机械运转提供动力，工作的级别是轻量级，行动的速度是30米每分钟，综合考虑到这些因素，选用55zg铸钢作为轮子的制作原料，表面上淬火的坚硬度达到HB = 310 ~ 360，表面上淬火的深浅度大于20毫米（距花纹最深的地方大于20毫米，坚硬度大于HB=180~240）。

3.2 车轮的结构选取车轮能够按照轮缘的不同分为无缘、单缘（小车）和双缘（大车）。

轮缘的主要用途是引导方向和预防车轮脱离轨道。

轮的接面可以制作成一个圆锥，圆柱或着鼓的形状，大多数的情况下都选择前边两个形状。

通过本次设计的任务要求可以知道，轮子对平车的运动状况的影响并不高，但为了进一步的减少电动平板车的制作本金，因此选定为单个车轮轮辋型车，代号为DL 。

结构简图如图3.1所示。

图3.1 单缘车轮3.3 车轮的直径选取车轮的大小由压轮，轮直径较大的压力增加，但直径太大，设备的成本也会相应增加，同时会导致车轮转速低的传导机制更加复杂。

所以，当车轮的直径达到极限的大小的时候，通常选择的方法是增加轮数以分担车轮压力。

如果轮数大于四，为使让汽车轮压分布的平均，那么就需要安装平衡装置。

车轮数的初步选定n = 4，电动平板车的质量m = 2T ，是从以上，依据设计书的要求和负载的大小确定其最大车轮压力：T n13mM P =+= 式（3.1） 参照[ 8 ]表6-1和6-2表，选择压力面是圆柱形的单个轮边缘的车轮，轮数确定是4n。

4 对传动系参数的计算综上所述，确定使用第二种的传动方式。

传动方案简图如图4.1所示。

图4.1 传动方案1—制动器；2—电机；3—带传动；4—减速器；5—齿轮；6—车轮设计参数：1．运输重量：T102．轨距：mm14353．行走速度：min4030m,行走距离：m/4. 台面尺寸：mm500032004.1 电动机的选用4.1.1电动机的类型选用三相电路异步启动电动机是众多起重用的机械和冶炼金属用机械的动力装置。

它拥有很高的机械强度跟抵抗过高过载的功能。

YZR系列是“绕线”转子电机，YZ系列是“笼型”转子电机。

冶金起重电机转子广泛使用，但在电机启动不是很频繁，功率容量和全压启动许可的地方后，还可以使用笼型转子。

所以选择使用YZR、YZ系列的三相异步电机。

4.1.2 电动机的功率选用电机额定的功率应不小于工作机所需要的其输出的功率。

如果电机的功率比工作需要的小，就无法使机器的能够正常的工作；如果电机长时间的超负荷运转，会使其发热量过大使电机过早出现故障；如果功率太大，那么相应的会使成本加大，并且会使电机长时间的低负荷运行，功率因数和效率过低，能量无法高效率利用。

工作机所需功率为：kw gvm M S Fv S P w 63.15100060308.9)850(05.01.11000)(1000=⨯⨯+⨯⨯=+⨯=⨯=μ 式（4.1）式中：S —— 安全系数，其值为1.1=S ； μ——摩擦系数，其值为05.0=μ；M ——平车的载重量，其值为T M 50=；m ——平车自重，其值为T m 8=； v ——行走速度，其值为min /30m v =；g ——重力加速度（kg N /），其值为kg N /8.9=μ。

电机的输出功率： kw P P P wwd 76.1898.098.096.063.153333321=⨯⨯===ηηηη式（4.2） 式中：1η——带传动效率；2η——滚动轴承效率；3η ——齿轮传动效率。

查[2]表1-7的96.01=η、98.02=η、98.03=η。

检查[ 2 ]表12-7电机额定功率w 22。

4.1.3 电动机的转速选用该电机在不同的转动速度下拥有的额定功率是一样的。

低速电机系列的轮廓大，重量高，价格昂贵，但是能够让电机总的传动比和尺寸减小，而高速电机是完全不同的，应考虑到各个不同的影响因素来选择合适的电机转速。

按照负荷的不同，可以把电机划分成S2(短时间内使用作业制)、S3(断续周期内使用作业制)、S4（启动的断续周期性使用作业制）、S5(电制动的断续周期使用作业制)。

电机确定为断续周期内使用作业制度，每个作业周期范围每个小时内只需要启动使用6次。

电机的负载的持续工作效率%40=FC ，=FC （起动+制动）/工作时间范围。

所以选用为8225-M YZR 电机，电机的负载的持续工作效率是%40=FC 的时候的旋转速度为min /715r 。

4.1.4 电动机的型号选用根据电机确定的功率kw P ed 76.18=和转动速速min/715r n d =，根据[ 2 ] 表12-7可以确定要使用的电机模型：8225-M YZR 。

4.2 传动比的计算车轮的转速：min /1.195006030100060100060r Dvn w =⨯⨯⨯=⨯⨯=ππ 式（4.3）式中：D ——车轮直径，其值为mm D 500=； v ——行走速度，其值为min /30m v =。

总传动比：43.371.19715===w m n n i 式（4.4） 取带传动的传动比87.10=i ， 式（4.5） 则低速时传动比78.387.14.143.374.102=⨯==i i i 式（4.6） 电机减速器速度较低时的传动效率的比值29.578.34.14.121=⨯==i i ；取14=i 。

式中：m n ——电动机满载转速，其值为min /715r n m = ； w n ——车轮转速，其值为min /1.19r n w =。

4.3 进行计算传动装置的动力性参数机械传动装置动力性参数是进行每一个传动件设计的十分重要的理论依据。

对其部件进行设计，第一步要算出各个轴的转动速度，扭矩和功率。

每个轴的动力参数大都是根据电机与工作机动力的传递方式来计算。

4.3.1 各轴转速① Ⅰ轴 ：i n n m I ==min /35.38287.1715r =； 式（4.7） ② Ⅱ轴 ：1i n n I =Ⅱ=min /28.7229.535.382r =； 式（4.8） ③ Ⅲ轴 ：2i n n II =Ⅲ=min /12.1978.327.72r =。

式（4.9） 4.3.2 各轴功率① Ⅰ轴：kw P P d I 20.1896.076.181=⨯=⨯=η 式（4.10） ② Ⅱ轴：kw P P I 12.1798.098.096.076.1832=⨯⨯⨯=⨯⨯=ηηⅡ； 式（4.11） ③ Ⅲ轴：kw P P 27.1698.098.096.076.182232=⨯⨯⨯=⨯⨯=ηηⅡⅢ。

式（4.12） 4.3.3 各轴转矩① Ⅰ轴：II I n P T 9550==m N ⋅=⨯58.45435.38220.189550；式（4.13） ② Ⅱ轴IIII II n P T 9550==m N ⋅=⨯98.226128.7212.179550；式（4.14） ③ Ⅲ轴IIIIIIIII n P T 9550==m N ⋅=49.812612.1927.169550。

式（4.15） 4.3.4 运动和动力参数列表表4.1 运动和动力参数列表4.4 带传动设计4.4.1 已知条件电机的输出功率kw P d 76.18=，小带轮转速min /715r n m =，传动比87.10=i ，每天工作时间为16小时，负荷变化时，负载起动。

4.4.2 设计步骤和方法① 确定计算功率该计算是基于传输功率和功率P 与工作条件和确定P K Pca A ⨯= 式（4.16） 其中：Pca ——计算功率，kw ；A K ——工作情况系数，见[1]表8-7； P ——所需传递的额定功率，kw ； 则kw P K Pca A 14.2876.185.1=⨯=⨯= 式（4.17） ② 选择V 带的类型工作系数查[1]表8-7可知5.1=A K 。

通过功率kw Pca 805.8=和小轮的转动速度min /7151r n n m ==，和[ 1 ] p157图8-11选定V 型带为常见的C 型。

③ 确定带轮的直径dd 同时检验其运动速率v1）初步选择较小型传送轮的直径1d d 。

根据[ 1 ]中图 8-6和表8-8选择较小型轮的基准直径mm d d 2001=。

2）验算带速v参考[ 1 ]（8-13），根据带的计算速度。

带的传送速度一般不高于30米每秒。

验算带的速度 s m n d v d /49.710006071520010006011=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=ππ 式（4.18）经检验满足了设计的要求，所以此时的带速是合适的。