Кинематический расчет привода и выбор электродвигателя

Схема привода

1. Электродвигатель.

2. Муфта.

3. Одноступенчатый цилиндрический редуктор.

4. Привод ленточного конвейера.

Рисунок 1.1-Схема привода

Задачи кинематического расчета

- подобрать электродвигатель по номинальной мощности и частоте вращения ведущего вала;

- определить общее передаточное число привода и его ступеней;

- определить мощность – Р, частоту вращения – n, угловую скорость - и вращающий момент – Т на каждом валу.

1.3Данные для расчета

1. Мощность на рабочем валу Р_треб.=5;

2. Частота вращения рабочего вала n_общ..=150мин^-1

Условия расчета

Для устойчивой работы привода необходимо соблюдение условий: номинальная (расчетная) мощность электродвигателя должна быть меньше или равна мощности стандартного электродвигателя.

P_треб≤ P_вых(1.1)

Допускаемое отклонение:

Р_треб Р_дв на 5 % (1.2)

Р_треб Р_дв до 10% (1.3)

Расчет привода

Двигатель является одним из основных элементов машинного агрегата. От его мощности и частоты вращения вала зависят конструктивные и эксплуатационные характеристики рабочей машин и его привода.

Определяем общий коэффициент полезного действия привода

= (1.4)

где = 0, 99-КПД пары подшипников;

=0, 95-КПД клиноременной передачи;

=0, 96-КПД открытой зубчатой передачи.

=0, 96*0, 99*0, 95*0, 99=0, 894

1.5.2 Определяем требуемую (номинальную) мощность двигателя Р_треб

Р_треб.= (1.5)

где Р - мощность на ведомом валу двигателя, кВт;

- общий КПД привода.

Р_треб.=5/0, 894=5, 5 кВт

Для расчета выбираем синхронный двигатель серии 4АМ с номинальной мощностью Р_дв= 5, 5 кВт. Выбран двигатель:

4АМ112М4У3 с номинальной частотой вращения n_дв=1445 мин ^-1.

Определение передаточного числа привода и его составляющих

Передаточное число привода определяется отношением номинальной частоты вращения двигателя к частоте вращения приводного вала рабочей машины и равно произведению передаточных чисел редуктора и открытой зубчатой передачи.

U =n_ном/n_вых (1.6)

1445/150=9, 633 мин ^-1

Значение передаточного числа цилиндрического редуктора выбираем из номинального ряда передаточных чисел предусмотренных ГОСТ 2185 – 66

Принимаем значение передаточного числа редуктора U_ред=2, 41

Зная U_редвычисляем передаточное число открытой зубчатой передачи.

U_озп= U/ U_р.п. (1.7)

9, 633 /4=2, 41

Определение силовых и кинематических параметров привода

Силовые (мощность и вращающий момент) и кинематические (частота вращения и угловая скорость) параметры привода рассчитывают на валах исходя из требуемой (расчетной) мощности двигателя Р_двиг. и его требуемой частоты вращения n_треб.

Определяем мощность на каждом валу привода:

Р₁= Р_двиг (1.8)

Р₁= 5, 5 кВт

Р = Р₁∙ η _рем.п. ∙ η _п.п(1.9)

Р =5, 5 ∙ 0, 95∙ 0, 99=5, 2 кВт

Р₃= Р₂ ∙ η _з.з.п. ∙ η _п.п (1.10)

Р₃= 5, 2 ∙ 0, 96∙ 0, 99=5 кВт

Определяем частоту вращения каждого вала:

n₁= n_двиг (1.11)

n₁=_.1445мин^-1

n₂ = n₁/U_р.п.(1.12)

n₂ =

n₃ = n₂/U_озп.(1.13)

n₃

Определяем угловые скорости каждого вала:

ω ₁= (1.14)

ω ₁=

ω ₂= (1.15)

ω ₂=

ω ₃ = (1.16)

ω ₃ = с^-1

Определяем вращающие моменты на каждом валу:

Т (1.17)

Т (1.18)

Т (1.19)

Результаты расчетов сводим в таблицу 1.1

Таблица 1.1-Силовые и кинематические параметры привода

Вал	Мощность Р, кВт	Частота вращения	Угловая скорость	Вращающий момент Т, Нм
	5, 5		151, 243	36, 4
	5, 2	361, 3
				312, 5

Заключение: Анализ силовых и кинематических расчетных параметров, приведенных в таблице 1.1 показывает, что проектируемый привод обеспечивает значение заданных выходных параметров, Р_вых.и n_вых. соответствующих техническому заданию.

Расчет закрытой прямозубой цилиндрической передачи

Схема передачи

1. Шестерня.

2. Колесо

Рисунок 2.1-Схема передачи

Задачи расчета

- выбор материалов и вида термообработки зубчатых колес передачи;

- определение геометрических параметров передачи;

- определение сил в зацеплении;

- выполнение проверочного расчета по критериям работоспособности.

Данные для расчета

Исходными данными для расчета являются силовые и кинематические параметры передачи, приведенные в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Силовые и кинематические параметры редуктора

Вал	Мощность Р, кВт	Частота вращения	Угловая скорость	Вращающий момент Т, Нм
	5, 2	361, 3
				312, 5

Условия расчета

Надежная работа закрытой зубчатой передачи обеспечена при соблюдении условий прочности по контактным напряжениям и напряжениям изгиба.

, (2.1)

где и - соответственно расчетные контактные и изгибные напряжений проектируемой передачи;

и - соответственно допускаемые контактное и изгибное напряжения материалов колес.

Допускаемая недогрузка передачи - не более 10% и перегрузка

до 5%. (2.2)

(2.3)

Расчет зубчатой передачи

В условиях индивидуального и мелкосерийного производства, предусмотренного техническими заданиями на курсовое проектирование, в мало- и средненагруженных передачах, а также в открытых передачах применяют зубчатые колеса с твердостью стали 350 НВ. При этом обеспечивается чистовое нарезание зубьев после термообработки, высокая точность изготовления и хорошая прирабатываемость зубьев.

Для увеличения нагрузочной способности передачи, уменьшения ее габаритов твердость шестерни НВ₁ назначается больше твердости колеса НВ₂

НВ₁= НВ₂+(20-50) (2.4)

123 4 5 6