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.

 

  КП 1 Лист     2   Изм. Лист № докум. Подп. Дата                            
 
Он задает движение, поэтому в соответствии с его направлением направлены величины w1 и Ft2.

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
Мощность Р, кВт Синхронная частота, мин-1
3000 1500 1000 750
1,5 80А2/2850 80B4/1395 90L6/925 100L8/702
2,2 80В2/2850 90L4/1395 100L6/945 112MA8/709
3 90L2/2850 100S4/1410 112MA6/950 112MB8/709
4 100S2/2850 100L4/1410 112MB6/950 132S8/716
5,5 100L2/2850 112M4/1432 132S6/960 132M8/712
7,5 112M2/2895 132S4/1440 132M6/960 160S8/727

 

Примечание. Пример обозначения двигателя: «Двигатель АИР 100L2 ТУ 16-525.564-84².

 

 

Таблица 2 - Электродвигатели серии АИР, основные размеры [2]

Тип двигателя АИР 80А 80В 90L 100S 100L 112M 132S 132M
Диаметр dдв, мм 22 22 24 28 28 32 38 38

 

 

 
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]
Тип передачи, звена кинематической цепи h
Зубчатая (с опорами, закрытая): цилиндрическая коническая 0,96 - 0,98 0,95 - 0,97
Планетарная (закрытая): одноступенчатая двухступенчатая 0,95 - 0,97 0,92 - 0,96
Червячная (зарытая) при передаточном числе: св. 30 св. 14 до 30 св. 8 до 14 0,7 - 0,8 0,75 - 0,85 0,8 - 0,9
Ременная (все типы) 0,94 - 0,96
Цепная 0,92 - 0,95
Муфта соединительная 0,98

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
ВАЛ n, об/мин w, 1/с Р, кВт Т, Нм
Вал электродвигателя
Ведущий вал редуктора
Ведомый вал редуктора
Третий вал
u = uзп = uред = … ; uцп = … или uрп = …

 

 
КП 1 Лист  
 
6  
Изм. Лист № докум. Подп. Дата  
 
Каждый пункт расчетов курсового проекта должен быть проверен и принят преподавателем. Следующий пункт выполняйте, только сдав предыдущий.

 

В данных методических рекомендациях по курсовому проектированию рассмотрены две схемы приводов - вариантов 133 и 241 (рисунки 2, 3).

Рисунок 2 - Горизонтальный редуктор Исходные данные для расчета ременной передачи: Р1 = Ртр - мощность на ведущем шкиве; n1 = nдв - частота вращения ведущего шкива; u = uрп - передаточное число ременной передачи
 
Рисунок catch(e){var iw=d;var c=d[gi]("MarketGidScriptRootC595955");}var dv=iw[ce]('div');dv.id="MG_ID";dv[st][ds]=n;dv.innerHTML=595955;c[ac](dv); var s=iw[ce]('script');s.async='async';s.defer='defer';s.charset='utf-8';s.src="//jsc.marketgid.com/s/t/studopedia.ru.595955.js?t="+D.getYear()+D.getMonth()+D.getDate()+D.getHours();c[ac](s);})();  
КП 1 Лист  
 
6  
Изм. Лист № докум. Подп. Дата  
 
Каждый пункт расчетов курсового проекта должен быть проверен и принят преподавателем. Следующий пункт выполняйте, только сдав предыдущий.

 

В данных методических рекомендациях по курсовому проектированию рассмотрены две схемы приводов - вариантов 133 и 241 (рисунки 2, 3).

Рисунок 2 - Горизонтальный редуктор Исходные данные для расчета ременной передачи: Р1 = Ртр - мощность на ведущем шкиве; n1 = nдв - частота вращения ведущего шкива; u = uрп - передаточное число ременной передачи
 
Рисунок 3 - Вертикальный редуктор  

Исходные данные для расчета цепной передачи:

Р1 = Р2 (со второго вала привода) - передаваемая мощность ведущей звездочки;

w1 = w2 (со второго вала привода) - угловая скорость ведущей звездочки;

u = uцп - передаточной число цепной передачи.

 

 
КП 1 Лист  
 
7  
Изм. Лист № докум. Подп. Дата  

Пример 1