Расчет привода с горизонтальным цилиндрическим косозубым редуктором

Задание. Подобрать электродвигатель, произвести кинематический и силовой расчеты привода (рис. 5.1), прочностной расчет цилиндрической косозубой передачи.

P, n

I

II

Рис. 5.1. Схема привода

Исходные данные

1. Мощность на валу рабочей машины Р_вых = Р = 9,92 кВт.

2. Частота вращения вала рабочей машины n_вых = n = 292 мин^–1.

3. Передаточное число редуктора u = 5.

4. Передача нереверсивная, предназначенная для длительной работы.

5. Жесткие требования к габаритам передачи не предъявляются.

6. Требуемая долговечность привода L_h = 1000 ч.

Выбор электродвигателя, кинематический

И силовой расчеты привода

Определяем общий КПД привода:

η_общ = η_м² · η_з · η_п²,

где η_м – КПД соединительной муфты: η_м = 0,98 ;

η_з – КПД пары зубчатых цилиндрических колес: η_з = 0,97;

η_п – КПД пары подшипников качения: η_п = 0,99 (см. табл. 3.1).

η_общ = 0,98² · 0,97 · 0,99² = 0,913.

Определяем потребляемую двигателем мощность (расчетную мощность):

Р_{дв. потр} = Р_вых / η_общ,

где Р_вых – потребляемая мощность на валу рабочей машины, кВт.

Р_{дв. потр} = 9,92 / 0,913 = 10,865 кВт.

Определяем частоту вращения вала двигателя:

n_дв = u × n_вых,

где u – передаточное число редуктора;

n_вых – частота вращения вала рабочей машины, мин^–1.

n_дв = 5 × 292 = 1460 мин^–1.

По табл. 3.3 подбираем электродвигатель с номинальной мощностью, равной или несколько превышающей расчетную, и с частотой вращения вала ротора, близкой к определенной выше (для быстроходного вала редуктора). Принимаем электродвигатель единой серии 4А типа 132М4, для которого Р_ном = 11 кВт; n_дв.ас = 1460 мин^–1 (см. табл. 3.3).

Примечание: допускается перегрузка по мощности двигателя до 5–8 % при постоянной нагрузке и до 10–12 % – при переменной [2,5].

Определяем частоты вращения валов привода:

– частота вращения вала электродвигателя и ведущего вала редуктора:

n_дв.ас = n₁ = 1460 мин^–1;

– частота вращения ведомого вала редуктора и вала рабочей машины:

n₂ = n_вых = n₁ / u = 1460 / 5 = 292 мин^–1.

Определяем мощности на валах привода:

– потребляемая мощность электродвигателя

Р_{дв. потр} = 10,865 кВт;

– мощность на ведущем валу редуктора

Р₁ = Р_{дв. потр} · η_м · η_п, = 10,865 · 0,98 · 0,99 = 10,542 кВт;

– мощность на ведомом валу редуктора

Р₂ = Р₁ · η_з · η_п = 10,542 · 0,97 · 0,99 = 10,123 кВт;

– мощность на валу рабочей машины

Р_вых = Р₂ · η_м = 10,123 · 0,98 = 9,92 кВт.

Определяем вращающие моменты на валах привода:

– момент на валу электродвигателя

Т_дв = 9,55 · Р_{дв. потр} / n_дв = 9,55 · 10,865 · 10³ / 1460 = 71,069 Н·м;

– момент на ведущем валу редуктора

Т₁ = 9,55 · Р₁ / n₁ = 9,55 · 10,542 · 10³ / 1460 = 68,956 Н·м;

– момент на ведомом валу редуктора

Т₂ = 9,55 · Р₂ / n₂ = 9,55 · 10,123 · 10³ / 292 = 331,08 Н·м;

– момент на валу рабочей машины

Т_вых = 9,55 · Р_вых / n_вых = 9,55 · 9,92 · 10³ / 292 = 324,44 Н·м.

Данные расчета представим виде таблицы (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Номер вала	n, мин-1	P, кВт	T, H · м
Вал двигателя		10,865	71,069
I		10,542	68,956
II		10,123	331,08
Вал рабочей машины		9,92	324,44

Расчет зубчатой передачи