Кинематический расчет привода и выбор электродвигателя

Введение

Редуктор - механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине. Назначение ре­дуктора - понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим. Механизмы для повышения угловой скорости, выполненные в виде отдельных аг­регатов, называют ускорителями или мультипликаторами.

Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или сварного стального), в который помещают элементы передачи - зубчатые ко­лёса, валы, подшипники и т.д. В отдельных случаях в корпусе редук­тора размещают также устройства для смазки зацеплений и подшип­ников (например, внутри корпуса редуктора может быть помещён шестерёнчатый масляный насос) или устройства для охлаждения (на­пример, змеевик с охлаждающей водой в корпусе червячного редук­тора).

Редуктор проектируют либо для привода определённой машины, либо по заданной нагрузке и передаточному числу без указания кон­кретного назначения. Второй случай характерен для специализиро­ванных заводов, на которых организовано серийное производство ре­дукторов.

Редукторы классифицируют по следующим основным призна­кам: тип передачи (зубчатые, червячные, цепные, ремённые и т.д.); число ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.); тип зуб­чатых колёс (цилиндрические, конические, коническо- цилиндрические и т.д.); относительное расположение валов редукто­ра в пространстве (горизонтальные, вертикальные).

Редукторы бывают:

- одноступенчатые цилиндрические: корпуса чаще выполняют литыми чугунными, валы монтируют на подшипниках качения или скольжения;

- одноступенчатые конические: применяются для передачи дви­жения между валами, оси которых пересекаются, межосевой угол обычно равен 90°;

- двухступенчатые цилиндрические: отличаются простотой, но из-за несимметричного расположения колёс на валах повышается концентрация нагрузки по длине зуба, в этих редукторах следует применять жёсткие валы;

- червячные: применяют для передачи движения между валами, оси которых перекрещиваются.

Редукторы широко применяют в различных областях машино­строения, особенно в подъёмно-транспортном, металлургическом, химическом машиностроении, судостроении и т.д.

При выполнении данной РГР разрабатывается механизм - ре­дуктор цилиндрический одноступенчатый (рисунок 1). По типу пере­даваемой нагрузки - зацепление. По типу зацепления - зубчатое эвольвентное. По направлению зубьев - прямозубое, косозубое или шевронное. По принципу движения валов - простой механизм, в ко­тором вал вращается вокруг своей оси. По конструктивному испол­нению - закрытый механизм, который имеет общий жёсткий и герме­тичный корпус. По количеству ступеней - одноступенчатый.

В корпус редуктора заливают масло так, чтобы венцы колёс бы­ли в него погружены. При их вращении масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внутренние стенки корпуса, оттуда сте­кает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которые покрывают поверхность расположенных внутри корпуса деталей. Применяется картерная смазка. Для наблю­дения за уровнем масла в корпусе устанавливают жезловый масло- указатель (щуп). Подшипники смазывают тем же маслом, что и дета­ли передач. При картерной смазке колёс подшипники качения смазы­ваются брызгами масла. Во избежание излишнего полива маслом подшипники защищают маслозащитными кольцами. Для осмотра зубьев зацепления и залива масла при сборке в крышке предусматри­вается смотровое окно, закрываемое крышкой.

Рисунок I - Одноступенчатый цилиндрический зубчатый редуктор

Кинематический расчет привода и выбор электродвигателя

Подбор электродвигателя, кинематические расчеты и определе­ние вращающих моментов на валах зависят от исходных данных, приведенных в задании на РГР. В исходных данных задана окружная сила F, (кН) на барабане и приведены значения скорости ^ (м/с) дви­жения ленты и диаметра D₆ (мм) барабана.

- Определение погребной мощности привода

По исходным данным определяют потребную мощность приво­да, т.е. мощность на выходе (кВт)

= * (1)

где F, - тяговое усилие (кН);

V- скорость движения ленты (м/с).

- Определение коэффициента полезного действия

Коэффициент полезного действия (КПД) рассчитывается по формуле

(2)

где V,- КПД, учитывающий потери в соединительной муфте; г]₂- КПД, учитывающий потери в подшипниках; п - количество пар подшипников;

КПД, учитывающий потери в цилиндрической зубча­той передаче;

т]_А- КПД, учитывающий потери в клиноременной или цеп­ной передаче.

Значения КПД отдельных элементов приведены в таблице I. Ре­комендуется выбирать средние значения из приведенных интервалов. Значение КПД rj^ округляется до 3-х знаков после запятой.

- Определение частоты вращения приводного вала

Частота вращения приводного вала определяется по формуле (об/мин):

где D_s- диаметр барабана (мм).