Кинематический и силовой расчет привода. Выбор электродвигателя

1.1.Расчет мощности электродвигателя.

Мощность на валу электродвигателя передается всем приводом, состоящим из механической передачи (цепной, зубчатой, ременной) и редуктора. Ее значение определяют по данной мощности:

,

где Р –требуемая мощность электродвигателя, кВт; Р_вых –мощность на выходном валу привода, кВт; η_общ – общий КПД привода;

,

где η₁, η₂, …, η_n – КПД соответствующих передач и пар трения.

В зависимости от схемы задания КПД ступени могут быть приняты для следующих передач:

- зубчатой передачи с цилиндрическими колесами, сдвоенной η = 0,97;

- закрытой зубчатой передачи, η = 0,95…0,97;

- открытой зубчатой передачи, η = 0,95…0,96;

- одной пары подшипников η = 0,99;

Приведенные значения КПД являются приближенными.

1.2. Методика расчета выбора электродвигателя.

По найденному значению требуемой мощности Р подбирается электродвигатель и номинальная частота оборотов данного двигателя. Должно быть выполнено условие Р₁ ≥ Р. Обычно выбирается ближайшее большее значение.

В нашем случае нас интересует марка двигателя – 100S4.

P=3 кВт

n_дв=1435 об/мин

1.3. Определение общего передаточного числа привода.

,

где n_дв – частота вращения двигателя, об/мин; n_вых – частота вращения выходного вала привода, об/мин.

Частоту вращения выходного вала привода можно найти из формулы:

,

где ω_вых – частота вращения выходного вала привода, об/мин

Общее передаточное число разбиваем по ступеням механических передач:

,

где u₁, u₂, …, u_n – передаточные числа соответствующих передач.

Полученное расчетом общее передаточное число распределяют между редуктором и другими передачами, между отдельными ступенями редуктора.

Задаемся значением передаточного числа редуктора, выбирая его из табличных значений.

Для двухступенчатой передачи:

,

где , – передаточные числа быстроходной и тихоходной ступеней редуктора.

Передаточные числа тихоходной ступени двухступенчатых редукторов определяют по соотношениям:

,

Передаточные числа быстроходной ступени двухступенчатых редукторов определяют по соотношениям:

.

= 3.8

Значение оставшейся передачи открытой зубчатой определяем по формуле:

,

1.4. Расчет мощности на валах привода.

Рассчитаем мощность на валах привода по следующим формулам:

Р_I=Р_дв; Р_II=Р_I η₁; Р_III=Р_II η₂; Р_IV=Р_III η₃,

где Р_дв – мощность выбранного электродвигателя; Р_I, Р_II, Р_III, Р_IV – мощность на соответствующих ступенях привода; η₁, η₂, η₃ – КПД соответствующих ступеней привода.

1.5 Расчет частоты вращения валов привода.

Определим частоту вращения валов привода по формулам:

; ; ;

где п_I, п_II, п_III, п_IV – частота вращения на соответствующих ступенях привода; и_пер – передаточное число соответствующей передачи.

n_I=n_дв=1435 об/мин

n_II=1435/3,8=377,6 об/мин

n_III=377,6/2,93=128,87 об/мин

n_IV=128,87/5=25,77 об/мин

1.6 Определение вращающих моментов.

Определяем вращающие моменты на всех валах привода по формулам:

где и_Б и η₁ – Передаточное число быстроходной ступени двухступенчатного редуктора и КПДступени.

Момент на промежуточном валу передачи определяется по формуле:

,

где и_Т и η₂ – Передаточное число тихоходной ступени двухступенчатого редуктора и КПД ступени.

Момент на тихоходном валу передачи определяется по формуле:

,

где η_З – КПД передачи.