Выбор электродвигателя и кинематический расчет

 

Расчет ведем по [1].

Потребляемая мощность привода:

Р_вых = F₄ · V₄ = 40 · 10³ · 0,05 = 2 кВт.

 

Требуемая мощность двигателя:

 

Р_{э потр} = Р_вых/ η_общ , где:

η_общ = η_{р п} · η_ред · η_м · η_п - общий КПД привода.

 

η_ред – КПД редуктора.

 

η_ред = η_цп² · η_п³

 

По таблице 1.1 из [1]:

η_цп = 0,96…0,98; принимаем η_цп = 0,97 – КПД закрытой цилиндрической передачи;

η_п = 0,99 – КПД пары подшипников качения.

η_м = 0,98 – КПД муфты.

η_{р п} = 0,94…0,96 – ременная передача; принимаем η_{р п} = 0,95.

 

η_ред = 0,97² · 0,99³ = 0,91

η_общ = 0,95 · 0,91 · 0,98 · 0,99 = 0,84

Р_{э потр} = 2 / 0,84 = 2,38 кВт.

 

Частота вращения вала электродвигателя:

 

n_э = n_вых · U_{р п} · U₁ · U₂, где:

 

U_{р п} – передаточное число ременной передачи;

U₁ – передаточное число цилиндрической передачи (1 ступень);

U₂ – передаточное число цилиндрической передачи (2 ступень).

По таблице 1.2 из [1] примем рекомендуемые значения передаточных чисел:

 

U_{р п} = 3

U₁ = 4;

U₂ = 3.

 

n_вых = 60v / (πD_зв) = 60 · 0,05 / (3,14 · 0, 204) = 4,68 об/мин

D_зв = zt_зв / (π · 10³) = 8 · 80 / (3,14 · 10³) = 0,204 м

n_э = 4,68 · 3 · 4 · 3 = 168,5 об/мин

 

По таблице 24.8 [1] выбираем электродвигатель серии 4А: 112МВ8: Р = 3 кВт; n = 700 об/мин.

Общее передаточное число привода:

 

U_общ = U_{р п} · U₁ · U₂ = n / n_вых = 700/4,68 = 149,6

 

Возьмем U_{р п} = 6, тогда:

 

U_ред = U_общ / U_{р п} = 149,6 / 6 = 24,93

 

По таблице 1.3 [1]:

 

U₁ = U_ред / U₂ = 24,93 / 4,39 = 5,68

U₂ = 0,88  = 0,88  = 4,39

 

Частота вращения валов:

 

n_дв = n = 700 об/мин;

n₁ = n_дв / U_{р п} = 700 / 6 = 116,7 об/мин;

n₂ = n₁ / U₁ = 116,7 / 5,68 = 20,55 об/мин;

n₃ = n_вых = 4,68 об/мин.

 

Угловые скорости валов:

 

ω₁ = πn₁ / 30 = 3,14 · 116,7 / 30 = 12,2 рад/с;

ω₂ = πn₂ / 30 = 3,14 · 20,55 / 30 = 2,2 рад/с;

ω₃= ω_вых =  πn₃ / 30 = 3,14 · 4,68 / 30 = 0,49 рад/с.

 

Вращающие моменты на валах:

 

Т_вых = Т₃ = F₄ D_зв / 2 = 40 · 10³ · 0,204 / 2 = 4080 Н·м;

Т₂ = Т₃ / (η_цп · U₂) = 4080 / (0,97 · 4,39) = 958,1 Н·м;

Т₁ = Т₂ / (η_цп · U₁) = 958,1 / (0,97 · 5,68) = 173,9 Н·м.

 

Мощности на валах:

 

Р₁ = Р · η_{р п} · η_п = 3 · 0,95 · 0,99 = 2,82 кВт;

Р₂ = Р₁ · η_цп · η_п = 2,82 · 0,97 · 0,99 = 2,71 кВт;

Р₃ = Р₂ · η_цп · η_п = 2,71 · 0,97 · 0,99 = 2,6 кВт;

Р_вых = Р₃ · η_м · η_п = 2,6 · 0,98 · 0,99 = 2,52 кВт.