Силовые характеристики передачи
Мощность (Р) [Вт]; вращающие моменты Т [Н×м] и окружные усилия (Ft) [H].
В каждой простой передаче происходит потеря энергии
Þ
КПД многоступенчатой передачи
Из механики известно, что , тогда и
Т1 - момент движущих сил на ведущем колесе.
Т2 - момент сил сопротивления. Он приложен к ведомому колесу и направлен противоположно w2.
Þ (1)
Сила - окружное усилие на ведомом колесе. Это сила, с которой ведущее колесо действует на ведомое, заставляя ведомое вращаться в направлении w2. Сила - окружное усилие на ведущем колесе. Это сила, с которой ведомое колесо действует на ведущее. (2)
Из формулы (1) следует, что у редукторов, для которых u > 1 , Т2 > Т1 1, т.е. в редукторе угловая скорость уменьшается, но увеличивается вращающий момент. Формула (1) справедлива и для многоступенчатой передачи. В этом случае она имеет вид (3) Электродвигатель В общем машиностроении большинство машин приводится в движение от трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Эта разновидность двигателей отличается простотой конструкции и обслуживания, надежностью в эксплуатации и сравнительно низкой стоимостью [6]. Электродвигатели характеризуются номинальной мощностью Р, которую они могут отдавать длительное время, не нагреваясь свыше допустимой температуры, и асинхронной частотой вращения ротора nдв. Чем ниже частота вращения вала электродвигателя, тем больше его габариты, масса и стоимость. Высокоскоростные двигатели имеют меньшие габариты, массу, стоимость, чем тихоходные двигатели с малыми скоростями той же мощности. Например, электродвигатель мощностью Р = 7,5 кВт при частоте вращения n = 730 об/мин имеет массу 135 кг, а при n = 2900 об/мин - только 56 кг. Однако с увеличением частоты вращения электродвигателя растет общее передаточное число привода, а следовательно, и его габариты и стоимость. Поэтому для приводов общего назначения, если нет специальных указаний, предпочтительны двигатели с синхронными частотами вращения nc = 1000 об/мин (nc = 700 об/мин, если после двигателя установлена цепная передача).
| |||||||
КП 1 | Лист | ||||||
3 | |||||||
Изм. | Лист | № докум. | Подп. | Дата |
При выборе электродвигателя может оказаться, что его мощность по каталогу отличается от требуемой. В этом случае надо учесть два обстоятельства: большой запас мощности электродвигателя ведет к перерасходу электроэнергии, а отсутствие запаса мощности - к перегрузке и, следовательно, к перегреву двигателя.
Таблица 1
Примечание. Пример обозначения двигателя: «Двигатель АИР 100L2 ТУ 16-525.564-84².
Таблица 2 - Электродвигатели серии АИР, основные размеры [2]
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
КП 1 | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Изм. | Лист | № докум. | Подп. | Дата |
В задании на курсовое проектирование обычно даны мощность на выходном валу Рвых и частота вращения выходного вала.
Требуемую мощность электродвигателя определяют по формуле
,
где hобщ - общий КПД привода;
hобщ = h1 × h2 × …,
где hi - КПД простой передачи.
Ориентировочные значения КПД отдельных передач с учетом потерь в подшипниках можно брать из таблицы 3.
Таблица 3 - Рекомендуемые значения КПД [2]
Двигатель рекомендуется выбирать из таблицы 1 с синхронной частотой вращения nc = 1000 об/мин; если цепная передача установлена сразу после двигателя, то двигатель выбирать из ряда с nc = 750 об/мин. Для принятого электродвигателя из таблицы 1 берут обозначение типа двигателя, мощность Рдв и асинхронную частоту вращения nдв , из таблицы 2 - диаметр вала электродвигателя dдв .
| |||||||||||||||
КП 1 | Лист | ||||||||||||||
5 | |||||||||||||||
Изм. | Лист | № докум. | Подп. | Дата |
3 Передаточное число
Общее передаточное число привода
,
где u1 , u2 - передаточные числа простых передач привода;
wвх , wвых - угловая скорость вращения на входе и выходе привода (1/с);
nвх , nвых - частоты вращения на входе и выходе привода (об/мин = мин-1).
Передаточные числа одноступенчатых редукторов, проектируемых для серийного производства, должны иметь стандартные значения u:
2,0 ; 2,5 ; 3,15 ; 4,0 (выборка из ГОСТ 21426 - 75).
При расчетах допускается отклонение фактического передаточного числа от заданного (стандартного) ± 4%.
Рекомендуемые значения передаточных чисел:
для червячных редукторов u: 16; 20; 25; 31,5; 40; 50 (выборка из ГОСТ 2144-76);
ременных передач uрп = 2 - 4;
цепных передач uцп = 1,5 - 4.
4 Кинематический и силовой расчеты привода
Из понятия определяют частоту вращения на выходе каждой передачи.
Частота вращения вала
Мощность на валу передачи [кВт],
на валу привода .
Вращающий момент на валу передачи [Н×м].
Результаты расчетов свести в таблицу 4.
Таблица 4
| |||||||||||||||||||||||||||
КП 1 | Лист | ||||||||||||||||||||||||||
6 | |||||||||||||||||||||||||||
Изм. | Лист | № докум. | Подп. | Дата |