Кинематический и силовой расчет привода

¨ Определение КПД привода.

КПД рассчитаем по формуле:

,

где - КПД муфты;

- КПД открытой зубчатой передачи;

- КПД редуктора.

,

где - КПД закрытой зубчатой передачи;

_. – КПД подшипниковой пары качения

.

Тогда общий КПД привода будет равен:

¨ Определение потребной мощности электродвигателя.

Рассчитаем потребную мощность электродвигателя по формуле:

,

где Р – мощность на барабане [кВт],

кВт.

Выберем двигатель со стандартной мощностью 15 кВт по ГОСТ 19523-81 (см. Приложение 6), тогда недогрузка будет составлять:

¨ Варианты подбора электродвигателя.

Представим двигатели с мощностью 15 кВт, имеющие разную частоту вращения, в виде таблицы 6.1.

Таблица 6.1.

№ п/п	Тип элетродвигателя	nc, об/мин	S,%	nac, об/мин	UUприв	UUо.з.п.	UUред.	TmaxTном
	4А160S2У3		2,3		73,3		12,2	2,2
	4А160S4У3		2,7		36,5		6,08	2,2
	4А160М6У3		3,0		24,3		4,05	2,0
	4А180М2У3		2,6		18,3		3,05	2,2

,

где S - коэффициент скольжения,

n_c - синхронная частота вращения электродвигателя (теоретическая),

n_ac – асинхронная частота вращения электродвигателя (реальная).

;

;

;

;

¨ Определение передаточных чисел элементов привода.

Общее передаточное число привода определим по формуле:

;

;

;

;

.

Число оборотов в приводе понижают редуктор и открытая зубчатая передача, т.е.

,

где U_о.з.п. = 3…10 – передаточное число открытой зубчатой передачи,

- передаточное число редуктора.

Назначаем U_о.з.п. = 6, тогда U_ред. определим по формуле:

;

;

;

;

.

Сведем полученные результаты в таблицу 6.1.

¨ Окончательный выбор электродвигателя.

Критерии выбора электродвигателя:

1. Кинематическая точность (∆ U_ред ≤ 4%);

2. Функциональная пригодность (2 ≤ U_ред ≤ 6,3 – для одноступенчатого редуктора);

3. Стоимость (чем больше число оборотов на валу электродвигателя, тем он компактней и дешевле).

Для приводов общего машиностроения применяют электродвигатели с

n_c = 1500 об/мин. и n_c = 1000 об/мин.

Передаточные числа зубчатых передач (в частности редукторов) стандартизованы по ГОСТ 2185-66:

1-й предпочтительный ряд – 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5.

2-й ряд – 1,12; 1,4; 1,8; 2,24; 2,8; 3,5; 4,5; 5,6; 7,1; 9,0; 11,2.

Определим кинематическую точность для электродвигателей №2 и №3:

∆ U_ред = │ │* 100%

∆ U_{ред 2} = < 4%

∆ U_{ред 3} = < 4%

По кинематической точности подходят оба рассматриваемых электродвигателя.

По функциональной пригодности также подходят электродвигатели №2 и №3. Отдадим предпочтение электродвигателю №3 с = 4.0, тогда уточненное передаточное число открытой зубчатой передачи будет:

¨ Расчет частоты вращения на валах привода.

Присвоим следующие индексы валам привода:

1 – ведущий вал редуктора;

2 - ведомый вал редуктора;

3 – ведущий вал открытой зубчатой передачи.

;

;

об/мин;

;

.

¨ Расчет мощности на валах привода.

;

;

;

;

.

¨ Определение крутящих моментов на валах привода.

Определим крутящие моменты по формуле:

;

;

;

;

.

Представим эскиз и параметры выбранного электродвигателя:

Рис. 6.2. Эскиз электродвигателя.

Тип двигателя	Размеры, мм
d1	h	h31	d30	l30	l1	l31	l10	d10	b10
4А160М6У3