Карнаух С.Г. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода

Подождите немного. Документ загружается.

Таблица 12 – Рекомендации по разбивке общег о

передаточного числа двухступенчатых редукторов по

ступеням

u u

1234

u88,0

u95,0

2 u

u1,1

Продолжение таблицы 12

1234

- 1,6...3,1

3,15...5

u)06,0...03,0(

6 РАСЧЕТЫ ЧАСТОТ, МОЩНОСТЕЙИВРАЩАЮЩИХ

МОМЕНТОВ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИВОДА

6.1 Расчет частот вращения

В схемах с ременной передачей на входе редуктора

частота вращения ведущего шкива равна частоте вращения

вала электродвигателя:

nn = .

Частота вращения ведомого шкива равна частоте вра-

щения входного (быстроходного) вала редуктора и всех эле-

ментов (шестерен, червяков, муфт), жестко связанных с этим

валом:

nnn

===

где

n – частота ведущего элемента быстроходной

ступени, например шестерни или червяка.

При отсутствии ременной передачи между валом элек-

тродвигателя и входным валом редуктора (соединение на-

званных валов при помощи муфты или использование в схеме

электродвигателя фланцевого исполнения с жестким соеди-

нением тех же валов)

nnn == .

Частота вращения промежуточного вала многоступен-

чатой закрытой передачи и всех элементов, установленных на

этом валу,(зубчатых и червячных колес, муфт) зависит от пе-

редаточного числа быстроходной ступени:

nnn

=== ,

где

n – частота вращения ведомого элемента быст-

роходной ступени, например зубчатого (червячного) колеса;

n – частота вращения ведущего элемента тихоход-

ной ступени.

Частота вращения выходного (тихоходного) вала двух-

ступенчатого редуктора и связанного с ним элементов (ведо-

мого колеса тихоходной ступени, муфты, ведущей звездочки

цепной передачи) равна:

nnnn ====

где

n – частота вращения ведомого элемента тихо-

ходной ступени;

n – частота вращения ведущей звездочки цепной пе-

редачи, установленной на выходном валу редуктора.

6.2 Расчет мощностей

Мощности, передаваемые элементами привода, рас-

считываются с учетом потерь, величина которых определяет-

ся соответствующими КПД (см. табл.6):

PP = ,

PPP

== ,

= ,

1z2z

= ,

2z3z

= ,

3z4z

= ,

PPP

== .

В приведенных расчетных зависимостях приняты сле-

дующие обозначения:

P – потребная мощность электродвигателя;

P и P – соответственно мощности на ведущем и

ведомом валу шкиве ременной передачи;

P и P – мощности на входном и выходном валу

редуктора;

4321

,,,

zzzz

PPPP – мощности на ведущих и ведомых

элементах быстроходной и тихоходной ступени редуктора;

– КПД ременной передачи;

– КПД пары подшипников качения;

–КПД зацепления (зубчатой, червячной передачи).

6.3 Расчет вращающих моментов

После определения частот и соответствующих мощно-

стей величены вращающих моментов для каждого элемента

привода можно рассчитать по формуле

nPT 9550= .

Для удобства представления расчета результаты расче-

тов могут быть заключены в следующую таблицу 13.

Таблица 13 - Результаты расчетов частот,

мощностей и вращающий моментов на отдельных

элементах привода

−

минn

кВтP,

мНT ⋅, Т

7 ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ

Пример 1. Выполнить кинематический расчет привода

по приведенной схеме и исходным данным (рис.2).

Общие замечания к расчету.

а) Вращающий момент от электродвигателя передается

входному валу редуктора через ременную передачу, ведущий

шкив которой закреплен на валу электродвигателя, а ведомый

– на входном валу редуктора. Чем меньше будет назначено

передаточное число ременной передачи, тем меньшим будет

диаметр ведомого шкива и компактнее передача (рис.3).С

другой стороны, чем выше частота вращения вала электро-

двигателя при заданной (потребляемой) мощности, тем

меньше его вес и стоимость. В зависимости от числа пар по-

люсов простые асинхронные электродвигатели имеют теоре-

тические (синхронные, без учета скольжения) частоты вра-

щения:

1111

750,1000,1500,3000

−−−−

минминминмин .

Рекомендуется назначить стандартное передаточное

число ременной передачи:

u = 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8.

б) Двухступенчатый цилиндрический редуктор имеет

минимальную массу и оптимальную конструкцию, если диа-

метры колес (ведомых элементов ступеней) будут приблизи-

тельно равны друг другу. Это достигается подбором переда-

точных чисел ступеней: большее у первой ступени (d

) и

меньшее – у второй (d

)(рис.4).

" "

-99-1

2002

:” ”

: :

4000 2000 0,8 3000 0,3

, *

-1

31 500 31 1500

1,6 0,90 1,8

— 2002 .

________________/

. ./

Рисунок 2 – Пример задания на курсовой проект

Рисунок 3 – Ременная передача

Рисунок 4 – Схема двухступенчатого редуктора

в) Кинематическая цепь привода: ременная передача –

первая ступень редуктора – вторая ступень редуктора.

4,32,1

uuuu ⋅⋅= ,

где

u – общее передаточное число привода,

u – передаточное число ременной передачи,

2,1

u - передаточное число первой ступени редуктора,

4,3

u - передаточное число второй ступени редуктора.

г) Привод содержит 4 вала, частоты вращения которых

понижаются от электродвигателя к выходу:

n – частота вращения вала электродвигателя (указана

в каталоге для каждого типа);

n - частота вращения входного вала редуктора

(ведомого шкива и шестерни I ступени);

n – частота вращения промежуточного вала редукто-

ра (шестерни II ступени и колеса I ступени);

n – частота вращения выходного вала редуктора

(колеса II ступени и ведущей звездочки цепной передачи).

д) Потери мощности, оцениваемые КПД, происходят в

следующих узлах кинематической цепи: ременной передаче,

подшипниках ведущего вала, зацеплении колес I ступени ре-

дуктора, подшипниках промежуточного вала, зацеплении ко-

лес II ступени редуктора, подшипниках выходного вала, т.е.

ηηηηηηη

= .

1 Выбор электродвигателя

Потребная мощность привода по формуле (1)

кВт

nТ

P 37.3

87.09550

56500

9550

⋅

где

ηηηη

= - КПД привода (2);

η =0,95 – КПД ременной передачи – табл.6;

η =0,97 – КПД передачи зацеплением (цилиндриче-

ской зубчатой) – табл.6;

η =0,99 – КПД одной пары подшипников качения –

табл.6;

87.099.097.095.0

=⋅⋅=

Обычно выбирается электродвигатель с номинальной

мощностью несколько большей, чем потребляемая. По по-

требной мощности привода

кВтP 37.3= и синхронной

частоте электродвигателя

1500

−

= минn из табл.2выбираем

электродвигатель с характеристиками (табл. 14).

Таблица 14 – Характеристики электродвигателя

-1

,max

4 100L4 3 4 1500 1430 2,4 28

2 Кинематический расчет

Назначаем передаточное число клиноременной пере-

дачи (с учетом рекомендаций ограничивать его величиной

max

=u с целью ограничения габаритов передачи) из табли-

цы стандартных значений передаточных чисел (см. табл.9):

6,1=u , при

1500

−

= минn

Общее передаточное число привода (с учетом ремен-

ной передачи) равно по формуле (3)

53,25

1430

===

u .

Тогда передаточное число редуктора по формуле (6)

96,15

6,1

53,25

===

u .