Кинематический и силовой расчет привода. Выбор электродвигателя.

 

1.1.Расчет мощности электродвигателя.

Мощность на валу электродвигателя передается всем приводом, состоящим из механической передачи (цепной, зубчатой, ременной) и редуктора. Ее значение определяют по данной мощности:

, (1.1)

где Р –требуемая мощность электродвигателя, кВт; Р _вых –мощность на выходном валу привода, кВт; η _общ – общий КПД привода;

, (1.2)

где η ₁, η ₂, …, η _n – КПД соответствующих передач и пар трения.

В зависимости от схемы задания КПД ступени могут быть приняты для следующих передач:

- закрытой зубчатой передачи с цилиндрическими колесами, η = 0,97…0,98;

- закрытой зубчатой передачи с коническими колесами, η = 0,96…0,97;

- зубчатой передачи с цилиндрическими колесами, сдвоенной η = 0,97;

- закрытой червячной передачи при числе заходов червяка, z = 1 – η = 0,70…0,75; z = 2 – η = 0,80…0,85; z = 4 – η = 0,80…0,95;

- закрытой зубчатой передачи с коническими колесами, η = 0,96…0,97;

- открытой зубчатой передачи, η = 0,95…0,96;

- ременной передачи с плоским ремнем, η = 0,96…0,98;

- ременной передачи с клиновым ремнем, η = 0,95…0,97;

- закрытой цепной передачи, η = 0,90…0,96;

- открытой цепной передачи, η = 0,70…0,88;

- одной пары подшипников η = 0,99;

- фрикционная передача, закрытая - η = 0,90…0,96; открытая - η = 0,70…0,88;

- волновая передача, η = 0,80…0,92;

- муфты соединительной, η = 0,99.

Приведенные значения КПД являются приближенными.

 

1.2. Выбор электродвигателя.

По найденному значению требуемой мощности Р подбирается электродвигатель и номинальная частота оборотов данного двигателя (см. табл. 1.1). Должно быть выполнено условие Р₁ ≥ Р. Обычно выбирается ближайшее большее значение.

Таблица 1.1

Электродвигатели асинхронные серии 4А по ГОСТ 19523-81

Мощность, P, кВт	Синхронная частота вращения, об/мин
Марка	n ном, об/мин	Марка	n ном, об/мин	Марка	n ном, об/мин	Марка	n ном, об/мин
0,25	56В2		63A4		63B6		71В8
0,37	63А2		63B4		71A6		80А8
0,55	63В2		71A4		71B6		80В8
0,75	71А2		71B4		80A6		90LA8
1,10	71В2		80A4		80B6		90LB8
1,50	80А2		80B4		90L6		100L8
2,20	80В2		90L4		100L6		112MA8
3,0	90L2		100S4		112MA6		112MB8
4,0	100S2		100L4		112MB6		132S8
5,5	100L2		112M4		132S6		132M8
7,5	112М2		132S4		132M6		160S8
11,0	132Н2		132M4		160S6		165M8
15,0	160S2		160S4		160M6		180M8
18,5	160М2		160M4		180M6		200M8
22,0	180S2		180S4		200M6		200L8
1. Пример условного обозначения электродвигателя мощностью 11 кВт, синхронная частота вращения 1500 об/мин Электродвигатель 4А132М4У3 2. Значения символов в условных обозначениях: цифра 4 указывает порядковый номер серии; буква А – род двигателя – асинхронный. Следующие за буквой А числа (двух- или трехзначные) соответствуют высоте оси вращения, мм; буквы L, S и М относятся к установочным размерам по длине станины; буквы А и В – условные обозначения длины сердечника. Цифры 2, 4, 6 и 8 означают число полюсов. Последние два знака У3 показывают, что двигатель предназначен для эксплуатации в зоне умеренного климата.

Таблица 1.2.

Электродвигатели серии 4А. Основные размеры, мм

Тип двигателя

Число полюсов

Габаритные размеры, мм

Установочные и присоединительные размеры, мм

Масса, кг

l 30

h 31

d 30

l 1

l 10

l 31

d 1

d 10

b 10

h 1

l 0

b 0

71А, В

2, 4, 6, 8

-

-

15,1/14

80А

17,5/17,1

80В

20/19,5

90L

28,7/25,3

100S

36/34,6

100L

42/40,5

112М

260/247

56/54

132S

4, 6, 8

302/247

77/72

132М

2, 4, 6, 8

302/290

93/90

160S

624/637

4, 6, 8

160М

667/680

4, 6, 8

180S

4, 6, 8

180М

702/662

4, 6, 8

1.3. Определение общего передаточного числа привода.

, (1.3)

где n _дв – частота вращения двигателя, об/мин; n _вых – частота вращения выходного вала привода, об/мин.

Частоту вращения выходного вала привода можно найти из формулы:

, (1.4)

где ω _вых – частота вращения выходного вала привода, об/мин/

Общее передаточное число разбиваем по ступеням механических передач:

, (1.5)

где u ₁, u ₂, …, u _n – передаточные числа соответствующих передач.

Полученное расчетом общее передаточное число распределяют между редуктором и другими передачами, между отдельными ступенями редуктора.

Задаемся значением передаточного числа редуктора, выбирая его из таблицы 1.3.

Таблица 1.3

Рекомендуемые значения передаточных чисел

Закрытые зубчатые передачи (редукторы) одноступенчатые цилиндрические и конические ГОСТ 2185-66
1-ый ряд	1,0	1,25	1,6	2,0	2,5	3,15	4,0	5,0	6,3	8,0	10,0
2-ой ряд	1,12	1,4	1,8	2,24	2,8	3,55	4,5	5,6	7,1	9,0	11,2
Двухступенчатые редукторы ГОСТ 2185-66
1-ый ряд	6,3	8,0	10,0	12,5		20,0		31,5
2-ой ряд	7,1	9,0	11,2			22,4		35,5			-
Трехступенчатые редукторы ГОСТ 2185-66
1-ый ряд	31,5
2-ой ряд	35,5
Открытые зубчатые передачи	3…7
Цепные передачи	2…5
Ременные передачи	2…4
Муфты

Значения 1-го ряда следует предпочитать значениям 2-го ряда.

 

Для двухступенчатой передачи (рис. 1.1):

, (1.5)

где , – передаточные числа быстроходной и тихоходной ступеней редуктора.

 

а б в

Рисунок 1.1 – Схема цилиндрического (а, б) и коническо-цилиндрического редукторов (в).

 

Передаточные числа тихоходной ступени двухступенчатых редукторов определяют по соотношениям:

цилиндрических:

, (1.6)

коническо-цилиндрических:

. (1.7)

Передаточные числа быстроходной ступени двухступенчатых редукторов определяют по соотношениям:

. (1.8)

Значение оставшейся передачи (открытой зубчатой, цепной, ременной) определяем по формуле:

, (1.6)

 

1.4. Расчет мощности на валах привода.

Рассчитаем мощность на валах привода по следующим формулам:

Р _I= Р _дв; Р _II= Р _I η ₁; Р _III= Р _II η ₂; Р _IV= Р _III η ₃, (1.10)

где Р _дв – мощность выбранного электродвигателя, Вт; Р _I, Р _II, Р _III, Р _IV – мощность на соответствующих ступенях привода, Вт; η ₁, η ₂, η ₃ – КПД соответствующих ступеней привода.

 

1.5. Расчет частоты вращения валов привода.

Определим частоту вращения валов привода по формулам:

; ; ; , (1.11)

где п _I, п _II, п _III, п _IV – частота вращения на соответствующих ступенях привода; и _пер – передаточное число соответствующей передачи.

Для двухступенчатых редукторов частота вращения вала колеса тихоходной ступени:

, (1.12)

где u _ПП2 – передаточное число соответствующей промежуточной передачи от приводного вала до редуктора.

Если такая передача в схеме привода отсутствует, то п _Т= п_вых.

Частота вращения вала колеса промежуточной ступени:

, (1.13)

где u _Т – передаточное число тихоходной ступени редуктора.

Частота вращения быстроходного вала:

. (1.14)

Частота вращения вала электродвигателя:

. (1.15)

где u _ПП1 – передаточное число соответствующей промежуточной передачи от электродвигателя до редуктора.

Если такая передача в схеме привода отсутствует, то п_эл = п_Б.

 

По рассчитанной мощности Р_дв и частоте вращения вала электродвигателя n _эд из табл. 1.1 окончательно выбирают электродвигатель таким образом, чтобы его номинальная частота n _ном вращения вала была самой близкой (из возможных вариантов) к большему значению диапазона n _эд. В этом случае размеры и стоимость электродвигателя будут наименьшими. При этом следует иметь в виду, что большая частота вращения вала электродвигателя при одинаковой мощности вызывает увеличение передаточного числа редуктора, а, следовательно, увеличение его длины и высоты. Меньшая частота вращения вызывает увеличение размеров электродвигателя и увеличение ширины зубчатых колес, а, следовательно, уменьшение размеров редуктора.

 

1.6. Определение вращающих моментов.

Определяем вращающие моменты на всех валах привода по формулам:

, , (1.16)

Для многоступенчатых редукторов момент на быстроходном валу передачи определяется по формуле:

, (1.17)

где и _п1 и η_п1 – передаточное число и КПД передачи, расположенной между электродвигателем и редуктором.

Если в схеме привода такая передача отсутствует, момент на быстроходном валу определяется:

, (1.18)

где η_м – КПД муфты, соединяющей валы электродвигателя и редуктора.

Момент на промежуточном валу передачи определяется по формуле:

, (1.19)

где и _Б и η_ЗБ – передаточное число и КПД быстроходной ступени.

Момент на тихоходном валу передачи определяется по формуле:

, (1.20)

где η_ЗТ – КПД тихоходной ступени.

Момент на выходном валу определяется по формуле:

, (1.21)

где и _п2 и η_{п 2} – передаточное число и КПД передачи, расположенной между выходным звеном и редуктором.

Если в схеме привода такая передача отсутствует, момент на выходном валу определяется:

, (1.22)

 

 

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: