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,

nc - синхронная частота вращения электродвигателя (теоретическая),

nac – 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 Uо.з.п. = 3…10 – передаточное число открытой зубчатой передачи,

- передаточное число редуктора.

Назначаем Uо.з.п. = 6, тогда Uред. определим по формуле:

;

;

;

;

.

Сведем полученные результаты в таблицу 6.1.

¨ Окончательный выбор электродвигателя.

Критерии выбора электродвигателя:

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

2. Функциональная пригодность (2 ≤ Uред ≤ 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

nc = 1500 об/мин. и nc = 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:

∆ Uред = │ │* 100%

∆ Uред 2 = < 4%

∆ Uред 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.