- •Ё1. Энерго-кинематический расчёт привода и выбор электродвигателя
- •Определение кпд привода и выбор электродвигателя
- •Определение общего передаточного отношения привода и разбивка его по ступеням
- •Определение частот вращения, крутящих моментов и мощностей на валах
- •Проектирование механических передач
- •Обоснование выбора параметров зубчатых передач
- •Методика расчета 2-х ступенчатого цилиндрического редуктора, выполненного по развернутой схеме
- •2.3. Методика расчета клиноременной передачи
- •Проектный расчет зубчатых передач
- •Проектный расчёт клиноременной передачи
- •Анализ результатов расчёта и выбор оптимального варианта
- •Проектировочный расчёт валов
- •Проверочный расчёт подшипников качения
- •4.1. Расчёт радиальных нагрузок на подшипники качения
- •4.2. Методика расчёта подшипников качения
- •4.3. Результаты расчета подшипников качения
- •5. Выбор и проверочный расчет шпоночных соединений
- •6. Тепловой расчет редуктора
- •7. Выбор системы смазки и смазочных материалов для зубчатых передач и подшипников качения
- •8. Выбор и проверочный расчет муфты
- •9. Проверочный расчет промежуточного вала
Ё1. Энерго-кинематический расчёт привода и выбор электродвигателя
Определение кпд привода и выбор электродвигателя
Кинематическая схема силового привода
1 – электродвигатель; 2- клиноременная передача; 3 – редуктор; 4 – муфта;5 – рама; I – входной(быстроходный) вал; II – промежуточный вал; III – выходной (тихоходный) вал.
Рис. 1.1
Для привода электродвигателя следует определить его мощность, которая вычисляется по формуле
где - мощность на выходном валу, Вт;– коэффициент полезного действия (КПД) привода.
Мощность на выходном валу определяется по формуле
где - мощность на выходном валу, Вт;– крутящий момент на выходном валу,;- угловая скорость на валу, рад/с.
Угловая скорость на валу вычисляется по формуле
где - частота вращения на выходном валу, об/мин.
Численное значение угловой скорости на выходном валу равно
Найдём численное значение мощности на выходном валу
КПД привода может быть вычислен по формуле
где - КПД ременной передачи;- КПД подшипников качения валаI; - КПД быстроходной передачи;– КПД подшипников качения валаII; - КПД тихоходной зубчатой передачи;- КПД подшипников качения валаIII, - КПД муфты.
Значения всех коэффициентов, входящих в формулу (1.4), выбираем по рекомендациям в соответствии с [1, с.5], ;;,=0,97,=0,98. Подставляя эти значения в формулу (1.4), получаем значение КПД редуктора
Подставляя численные значения в (1.1) получим действительное значение мощности двигателя
По [2, с.5] выбираем 3-х фазный двигатель переменного тока серии 4А с учётом .
Тип двигателя 4А180S2, асинхронная частота вращения об/мин.
Полученные данные запишем в табл. 1.1.
Таблица 1.1.
Тип двигателя
|
Номинальная мощность двигателя , кВт |
Синхронная частота вращения , об/мин |
Асинхронная Частота вращения , об/мин |
4А180S2 |
22,0 |
3000 |
2945 |
Определение общего передаточного отношения привода и разбивка его по ступеням
Передаточное отношение привода определяется по формуле Так как, то выбираем передаточные отношения следующим образом:
, . В соответствии с [1, с.36] выбираем.
Определим передаточное отношение редуктора по формуле
Разбиваем
где - передаточное число быстроходной передачи;- передаточное число тихоходной передачи.
В соответствии с рекомендациями выбираем
где – коэффициент, учитывающий оптимальную разбивку., так как схема развернута.
Из формулы (1.7) выразим передаточное число тихоходной передачи
Определение частот вращения, крутящих моментов и мощностей на валах
Мощность вала определяется по формуле
Мощность на промежуточном валу находим по формуле
Для нахождения крутящего момента на входном валу воспользуемся формулой
где - крутящий момент на входном валу,;- угловая скорость на входном валу, рад/с.
Угловая скорость на входном валу вычисляется по формуле
где - частота вращения входного вала, об/мин.
Частота вращения входного вала определяется по формуле
Подставляя численное значение в (1.13), находим угловую скорость на входном вал 3
Найдём крутящий момент на входном валу по формуле (1.12)
Крутящий момент на промежуточном валу рассчитывается по формуле
где – крутящий момент на промежуточном валу,;- угловая скорость на промежуточном валу, рад/с.
Угловая скорость на промежуточном валу вычисляется по формуле
где – частота вращения промежуточного вала, об/мин.
Частота вращения промежуточного вала определяется по формуле
Подставляя численное значение в (1.16), находим угловую скорость на промежуточном валу
Найдём крутящий момент на промежуточном валу по формуле (1.15)
Крутящий момент электродвигателя рассчитывается по формуле
где - крутящий момент на валу электродвигателя,;- угловая скорость на валу электродвигателя, рад/с.
Угловая скорость на валу электродвигателя вычисляется по формуле
Найдём крутящий момент на валу электродвигателя по формуле (1.18)
Рассмотрим случай
Рассмотрим случай
Полученные значения частот вращения, мощностей, крутящих моментов и передаточных чисел приведены в табл. 1.2, 1.3,1.4
Таблица 1.2
Результат энерго-кинематического расчёта вариант 1
Вал |
i(U) |
T, |
n, об/мин |
N, Вт |
Электродвигатель |
64,1 |
2945 | ||
I |
98,2 |
1840 | ||
3,92 | ||||
II |
374 |
470 |
18400 | |
3,24 | ||||
III |
1150 |
145 |
Таблица 1.3
Результат энерго-кинематического расчёта вариант 2
Вал |
i(U) |
T, |
n, об/мин |
N, Вт |
Электродвигатель |
1,6 |
64,1 |
2945 | |
I |
98,2 |
1840 | ||
3,21 | ||||
II |
18400 | |||
3,96 | ||||
III |
1150 |
145 |
Таблица 1.4
Результат энерго-кинематического расчёта вариант 3
Вал |
i(U) |
T, |
n, об/мин |
N, Вт |
Электродвигатель |
1,6 |
64,1 |
2945 | |
I |
98,2 |
1840 | ||
4,63 | ||||
II |
18400 | |||
2,74 | ||||
III |
1150 |
145 |