Выбор электродвигателя и кинематический расчет.

ВВЕДЕНИЕ

Редуктор – механизм, служащий для уменьшения частоты вращения и увеличения вращающего момента.

Редуктор – законченный механизм, соединяемый с двигателем и рабочей машиной муфтами или другими разъемными устройствами. Это принципиально отличает его от зубчатой передачи, встраиваемой в исполнительный механизм.

В корпусе редуктора размещена зубчатая передача, неподвижно закрепленная на валах. Валы опираются на подшипники, размещенные в гнездах корпуса; в основном используют подшипники качения.

Потребности народного хозяйства многообразны, в связи с чем число разновидностей редукторов велико.

Одноступенчатые редукторы. Компоновочные возможности одноступенчатых редукторов весьма ограничены и сводятся в основном к расположению осей валов в пространстве. Выбор расположения осей определяется удобством общей компоновки машины.

Конструктивные технологические решения при создании редукторов определяются их главным параметром, требуемой твердостью поверхностей зубьев, необходимой степенью точности передач, а также характером их производства (серийностью выпуска).

Размеры редуктора, характеризуемые его главным параметром, определяют размеры оборудования, необходимого для обработки его деталей. Твердость рабочих поверхностей зубьев обслуживает применение конкретного термического оборудования и технологии, связанных с зубообработкой.

Необходимая степень точности станков и инструмента, а также организацию технологического процесса. Характер производства (серийность выпуска) предопределен и характер оборудования – универсальное, специализированное или специальное.

Мелкие редукторы часто изготавливают крупными партиями (не более 100 шт. в год)Привод механизма, разрабатываемый в курсовом проекте, осуществляется электродвигателем переменного тока с синхронной частотой вращения, равной 750, 1000, 1500 и 3000 мин^-1.

Выбор электродвигателя и кинематический расчет.

Общий КПД привода

η _об= η _з* η _p *η _п, [1] с.4

где η _p = 0, 97 ― КПД клиноременной передачи

η _з = 0, 97 ― КПД закрытой конической передачи

η _п = 0, 99 ― потери на трение в каждой паре подшипников (всего 4 пары в приводе)

η _об= 0, 97*0, 97*0, 99⁴ = 0, 913

Мощность на валу барабана

Р_б = F_t * V = 1.2*0.8 = 0, 96 кВт, [1] с.7

Потребная мощность на валу электродвигателя

Р_тр = Р_б/η _об = 2, 88/0, 908 = 1, 05 кВт

Частота вращения вала барабана

n _б = 60* V /( π * D ) = 60*0, 8*10³/3, 14*200 = 76, 39 об/мин

Рекомендуемое передаточное число привода

i _пр = i _с * i _р, [1] с.7

i _р = 2 ÷ 4 ― оптимальная величина передаточных чисел ременной передачи;

i _з = 2 ÷ 6 ― оптимальная величина передаточных чисел зубчатых передач;

i _пр = (2 ÷ 4)*( 2 ÷ 6) = 4 ÷ 24.

Рекомендуемая частота вращения вала электродвигателя

n _дв = n _б * i _пр = 76, 39*(4 ÷ 24) = 306 ÷ 1834 об/мин

Выбор электродвигателя

Принимаем, что электродвигатель будет трехфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором 4A90L6

Р_дв = 1, 5 кВт; S = 6, 4 %; Т_п/ T _н = 2, 0; n_c = 100 об/мин.

Номинальная частота вращения электродвигателя

n_дв= n_c*(1- S) = 750*(1-0, 045) = 936 об/мин

Передаточное число привода

i _пр = n _дв / n _б = 936/76, 39 = 12, 25

Принимаем предварительно i _р = 4

i _з = i _пр / i_p = 9, 368/4 = 3, 06

Принимаем i _з = 3, 15 по ГОСТ 12289― 76

i_p = i _пр / i _з = 12, 25/3, 15 = 3, 89

Силовые и кинематические параметры на валах привода

― мощность

Р₁ = Р_тр = 1, 05 кВт

Р₂ = Р₁* η _p * η _п²= 1, 05*0, 97*0, 99² = 1, 0 кВт

Р₃ = Р_б = Р₂* η _з* η _п² = 1, 0*0, 97*0, 99²= 0, 96 кВт

― частота вращения вала

n ₁ = n _дв = 936 об/мин

n ₂ = n ₁ / n _о = 936/3, 89 = 241 об/мин

n ₃ = n _б = n ₂ / i _з = 241/3, 15 = 76, 39 об/мин

― окружная скорость

ω ₁ = ( π * n ₁ )/30 = 3, 14*936/30 = 98 с^-1

ω ₂ = ( π * n ₂ )/30 = 3, 14*241/30 = 25, 22 с^-1

ω ₃ = ( π * n ₃ )/30 = 3, 14*76, 39/30 = 8 с^-1

― вращающий момент

Т₁ = Р₁/ ω ₁ = 1, 05*10³/98 = 10, 7 Н*м

Т₂ = Р₂/ ω ₂ = 1, 0*10³/25, 22 = 38 Н*м

Т₃ = Р₃/ ω ₃ = 0, 96*10³/8 = 120 Н*м

Таблица силовых и кинематических параметров на валах привода

№ вала	Р, кВт	n, об/мин	ω, с^-1	Т, Н*м
1	1, 05	936	98	10, 7
2	1, 0	241	25, 22	38
3	0, 96	76, 39	8	120

Предварительный расчет валов привода.

d > , [1] с.161, где = 5 ÷ 20 МПа

Быстроходный вал редуктора

― диаметр вала в зоне подшипников

d _в1 > = = 19, 8 мм, принимаем d _в1 = 25 мм;

― диаметр входного конца

d _вх1 = d _в1 – 5 = 25 – 5 = 20 мм

вал выполняем за одно целое с конической шестерней;

― диаметр заплечиков

d _з1 = d _в1 + 5 = 25+5 = 30 мм.

Тихоходный вал редуктора

― диаметр вала в зоне подшипников

d _в2 > = = 31, 3 мм, принимаем d _в2 = 35 мм;

― диаметр выходного конца,

d _вых2 = d _в2 – 5 = 35 – 5 = 30 мм;

― диаметр под ступицей колеса,

d _к2 = d _в2 + 5 = 35 + 5 = 40 мм;

― диаметр заплечиков,

d _з2 = d _к2 + 5 = 40 + 5 = 45 мм

Вал барабана

d_в3 = d_в2 = 35 мм; d_вых3 = d_вых2 = 30 мм;

d_к3 = d_к2 = 40 мм; d_з3 = d_з2= 45 мм.

Смазка.

Смазка зубчатого соединения редуктора осуществляется за счет окунания конического колеса в масло, залитое в корпус редуктора, а так же за счет разбрызгивания масла

― Объем масляной ванны

Q_min ~ 0, 9*Р_тр = 0, 9*1, 05 ~ 0, 945 л

Вязкость масла выбирается в зависимости от параметров: V, σ _Н

σ _Н = 430 МПа, V = 0, 77 м/с → вязкость 34 мм²/с

Далее по вязкости определяем марку масла → масло индустриальное

И-30А по ГОСТ 20799 – 75

Все подшипники смазываем пластичным смазочным материалом, закладываемым в подшипниковые камеры при монтаже.

Сорт мази: литол – 24, [1] табл. 9.14.

Литература

1. Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин. – М.: «Издательство Машинистроение», 1988. – 415 с.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя.

Том 2. – М.: «Издательство Машинистроение», 1999. – 901 с.