Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода

ВОЛЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

Шкляр Ю.Л.

ДЕТАЛИ МАШИН

РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

Методические указания к выполнению курсового проекта по деталям машин

для студентов очного и заочного обучения всех инженерных специальностей.

2000 г.

Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода.

В качестве исходных данных на проектирование могут быть заданы:

окружная сила Ft (кН) на барабане ленточного или звездочке цепного конвейера, окружная скорость движения ленты или цепи v (м/с), диаметр барабана Dб (м). число зубьев z и шаг цепи t (мм); производительность винтового конвейера Q (т/ч), частота вращения nв (об/мин); мощность Рв (кВт) и частота вращения nв приводного вала рабочего органа машины.

1.1. Выбор электродвигателя

1.1.1. Потребная мощность двигателя приводов ленточных и цепных конвейеров определяется по формуле, кВт

Р = Ft v/ηобщ, (1.1)

где ηобщ = η1 η2 η3 … .

Здесь η1 η2 η3 - КПД отдельных звеньев кинематической цепи, ориентировочные значения которых с учетом потерь в подшипниках можно принять из табл. 1.1.

1.1.2. Мощность двигателя привода винтового конвейера определяется по формуле, кВт

Р = Рв общ, (1.2)

где Рв - мощность на валу винта конвейера, кВт,

Рв = 0,0027 Q L ω;

Q - расчетная производительность конвейера, т/ч

L - длина конвейера, м;

ω - коэффициент сопротивления перемещению.

В остальных случаях мощность двигателя определяется по формуле (1.1)

1.1.3. Определяют частоту вращения вала электродвигателя

nэ = nвu1u2u3, (1.3.)

где u1 , u2 , u3 - передаточные числа кинематических пар привода (табл. 1.2.)

Для этого по исходным данным сначала рассчитывают частоту вращения приводного вала

Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода - student2.ru или Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода - student2.ru ,

Диаметр тяговой звездочки конвейера равен, мм

Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода - student2.ru ,

где t - шаг тяговой цепи, мм; z - число зубьев звездочки.

При определении частоты вращения вала электродвигателя в формулу (1.3) подставляют средние значения передаточных отношений кинематических пар. После этого по табл. 1.3. подбирают электродвигатель с мощностью Р (кВт) и частотой вращения ротора (об/мин), ближайшими к полученным ранее Рmp и nэ.

Пример. Выбрать электродвигатель для привода ленточного транспортера: Ft = 10 кН; v = 0,63 м/с; Dб = 0,5 м. Привод состоит из ременной передачи и двухступенчатого цилиндрического редуктора

Определяем общий КПД привода

ηобщ = 0,95*0,97*0,97=0,894,

(Из таблицы 1.1. взяты средние значения КПД передач).

По формуле 1.1 определяем потребную мощность электродвигателя

Рmp = 10*0,63/0,894=7,05 кВт.

Частота вращения приводного вала

nв = 60*0,63/3,14*0,5=24 об/мин

Подставляем в формулу 1.3 средние значения передаточных отношений из табл. 1.2

nэ = nв * uр * um * uб = 24*3*4*4,5=1296 об/мин,

где uр - передаточное число ременной передачи, um и uб - передаточные числа тихоходной и быстроходной ступеней редуктора.

По табл. 1.3. подбираем электродвигатель 132 S 4 : Рэ = 7,5 кВт; nэ = 1445 об/мин.

Кинематический расчет

Цель расчета: определение передаточных чисел привода, частот вращения и вращающих моментов на валах.

1.2.1. Определение передаточных чисел привода.

После выбора электродвигателя определяют общее передаточное число привода

uобщ = nэ / nв ,

Полученное расчетом общее передаточное число распределяют между типами и ступенями передачи.

Если в кинематический схеме кроме зубчатых передач имеется ременная передача, то принимают ее передаточное число в диапазоне от 2 до 3. Делают это для того, чтобы обеспечить соразмерность деталей ременной передачи с остальными передачами привода.

Передаточное число редуктора

uред = uобщ / up.

Если в схеме привода отсутствует ременная передача, то передаточное число редуктора

uред = uобщ.

Передаточное число uт тихоходной ступени двухступенчатых редукторов, выполненных по развернутой и раздвоенной схемам определяют по соотношению

uт = 0,88 √ uред.

Передаточное число uт тихоходной ступени соосного редуктора определяют по соотношению

uт = 0,95 √ uред.

Передаточное число uБ быстроходной ступени для перечисленных выше редукторов

uБ = uред / uт.

Передаточные числа редукторов и отдельных их ступеней следует принимать из единого ряда: 2,00; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15; 3,55; 4,0; 4,5; 5,0; 5,6; 6,3; 7,1; 8,0; 9,0; 10,0; 11,2; 12,5; 14,0; 16,0; 18,0; 20,0; 22,4; 25,0; 28,0; 31,5; 35,5; 40,0; 45,0; 50,0; 56,0; 63,0; 71,0; 80,9; 90,0; 100; 112; 125; 140;

1.2.2. Определение частот вращения и угловых скоростей

Угловая скорость вала электродвигателя равна

ωэ = π nэ / 30 с-1.

Частота вращения ведомого шкива ременной передачи (быстроходного вала редуктора)

nБ = nэ / up.

Частота вращения промежуточного вала редуктора

nпр = nБ / uБ.

Промежуточный вал редуктора является ведущим для тихоходной ступени.

1.2.3. Определение моментов на валах

Вращающий момент на валу электродвигателя (на ведущем шкиве ременной передачи)

Тэ = Рmpэ, Н м,

здесь мощность Рmp - в Ваттах.

Вращающий момент на быстроходном валу редуктора

ТБ = Тэ upηр, Н м.

Вращающий момент на тихоходном валу редуктора (на колесе тихоходной ступени)

ТТ = Тпр uт ηзуб, Н м.

Наши рекомендации