0 引言

发动机翻转台架是发动机维修过程中很重要的一种辅助设备，主要用于各高等院校的发动机实训室和各汽车维修厂，以便于拆装维修汽车发动机。目前市场上使用的发动机翻转架，基本都是手摇输入动力，再通过蜗轮蜗杆减速器来进行控制，其借助的是蜗轮蜗杆的自锁特性，从而使得发动机在任意角度能够实现自锁稳定。这种驱动方式简单，但费时费劲，对操作人员的体力要求高。现设计一款发动机翻转架，驱动方式采用电动机，能大大减轻工作人员的劳动强度，提高翻转架的实用效能。发动机翻转架采用电动机输入动力，需对电动机的选型进行严谨计算，以及对电动机的旋转进行精确控制。

1 驱动电机的选型

电机驱动系统能否既经济又可靠地运行，正确选用拖动电机至关重要。而选择电机是一项很复杂的工作，主要内容包括：电动机的种类、结构形式、额定电压、额定转速、额定功率（容量）的选择等。

在以上选择项目中，功率的选择是最重要的。一般情况下，为了安全起见，往往容易选择功率偏大的电动机，造成大马拉小车的现象，这样虽然电动机不会过热损坏，但也得不到充分利用，电机效率低，使设备的投资和运行费用偏高，经济性能低。反之，若电机的功率选择过小，则可能不能拖动负载，不能翻动发动机，或经常使电机在过载下运行，导致电机过热和绝缘材料提前老化，缩短电机的使用寿命，这样也不能充分发挥发动机翻转架的生产能力。因此，合理选择驱动电机，对翻转架具有十分重要的意义。

综上所述，正确选择电动机容量的原则是：满足生产机械负载对电动机提出的功率、转矩、转速、调速、制动和过载等要求的前提下，使电动机既充分利用，又不超过允许温升。

1.1 选择驱动电机类型

选择电动机种类的原则是在满足生产机械的技术性能的前提下，优先选用结构简单、工作可靠、价格便宜、维修方便、运行经济的电动机。从这个意义上讲，交流电动机优于直流电动机，异步电动机优于同步电动机。当生产机械运行平稳，对启动、制动及调速性能要求不高时，应优先选用异步电动机。

在本设计中，选用三相交流减速电机。它是由拖动电机与齿轮减速装置耦合而成，具有结构紧凑、体积小、重量轻、振动小、效率高等特点，是理想的低速动力源。

1.2 选择驱动电机的电压等级

交流电动机额定电压的选择主要按使用场所的供电电网等级选择。一般低压电网为380V，因此，中小型三相异步电动机的额定电压大多选择380V（Y 或D 接法），220V/380V（Y/D 接法）。本案中，选择 380V 电网电压，Y 型接法。

1.3 选择驱动电机的额定转速

电动机的额定转速是根据生产机械传动系统来选择的。在一定功率时，电动机的额定转速越高，其体积越小，重量越轻、价格越低、运行效率越高。在本设计中，虽然翻转架的输出转速低，但因选用了减速电机，其减速比大，故选用高速电动机。选择同步转速为1500r/min 的电动机。

1.4 选择驱动电机的功率（容量）

减速电机的功率应根据发动机翻转架所需要的功率来选择，尽量使电机在额定负载下运行，需要通过严谨的计算来选择，以免出现电机与负载不匹配的情况。

在发动机翻转架的驱动电机的功率选择过程中，已知以下参数：四缸发动机重量，本案中按500Kg 计算；四缸发动机的总宽度小于0.6 米，本设计中按0.6 米计算；发动机翻转速度，按1r/min 计算，电机同步转速为1500r/min，考虑蜗轮蜗杆传动比，减速电机的输出转速为60r/min，减速电机的减速比i 为25。

计算电机功率时，由翻转发动机所需的扭矩倒推而得。在本设计中，发动机翻转的速度很低，每分钟只翻1转，故可按静功率计算，过程如下：

输入输出功率关系如下式：

其中：

P入：翻转架的输入功率，也即是减速电机的输出功率，单位：kW；

P出：翻转架的输出功率，单位：kW；

η：翻转架蜗轮蜗杆的传动效率，需自锁，取数值为0.5。

功率和转矩的关系如下式：

按式（2）先计算出翻转架的输出功率：

G=mg=500×9.8=4900N

R=0.6÷2=0.3m

将 G 和 R 的值代入式（3），得：

T翻=1470N·m