Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода

Выбор кинематической схемы

 

а) б)

Рисунок 1 - Кинематические схемы конических передач, применяемых в современном редукторостроении

 

Проектируемый привод предполагается эксплуатировать в закрытом, отапливаемом, вентилируемом, производственном помещении снабженным подводом силовой электроэнергии. В современном редукторостроении применяют следующие кинематические схемы конический передач (см. рис.1):

Конические редукторы применяют для передачи движения между пересекающимися валами. Достоинства передач: высокая плавность зацепление, большое применение поскольку конструкция машин часто вынуждает располагать валы под углом друг к другу. Недостатки: потребность в дорогостоящем оборудовании для изготовления конических колёс. Следует отдавать предпочтение редукторам с консольным расположением колеса, при котором обеспечивается лучшие зацепления. Также эта схема проще в монтаже и обеспечивается более точное зацепление.

На основании выше изложенного для проектируемого редуктора применяем кинематическую схему на (рис.1б).

Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода

Привод будет использоваться в закрытом, вентилируемом, отапливаемом производственном, помещении снабженном подводом силовой электроэнергии (380В)

В настоящее время в машинных установках находят применение электродвигатели переменного и постоянного тока. К недостаткам двигателей постоянного тока относятся: потребность в специальных источниках постоянного тока или в преобразователях переменного тока в постоянный, так как общая сеть питается обычно переменным током, повышенные габариты, вес и стоимость по сравнению с двигателями переменного тока. Поэтому двигатели постоянного тока распространены значительно меньше, чем двигатели переменного тока. Поэтому выбираем двигатель переменного тока.

Двигатели переменного тока делятся на трехфазные и однофазные.

Однофазные двигатели сравнительно небольшой мощности можно включать в осветительную сеть. Поэтому они удобны для различных бытовых приборов. Недостатки – сравнительно низкий к.п.д., наличие скользящих контактов.

В промышленности используют преимущественно трехфазные двигатели.

Трехфазные двигатели в свою очередь разделяются на синхронные и асинхронные.

Трехфазные синхронные двигатели имеют постоянную угловую скорость не­зависимо от величины нагрузки и практически не регулируются. Недостатки – сравнительно сложное оборудование и относительно высокая стоимость, так как пуск синхронного двигателя (его разгон до синхронной угловой скорости) связан с применением дополнительного оборудования.

Трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором получили самое широкое применение. Для транспортеров, конвейеров и других механизмов.

Таким образом, на основании вышеизложенного, в проектируемом приводе назначаем электродвигатель серии АИР.

Вычисляем требуемую мощность электродвигателя по следующей формуле:

Где:

Р_пр - мощность на приводном валу (КВт), заданное по заданию

_пр- механический КПД привода.

 

 

_где:

_м – КПД муфты

_ред – КПД редуктора

_рп - КПД ременной передачи

 

Для одноступенчатого конического редуктора имеем: _ред= _кон

Где: _кон – механический КПД закрытой конической передачи.

 

 

В соответствии с данными таблицы 1 (Детали машин Иванов М.Н.) имеем, КПД конической передачи _кон=(0,95..0,97), принимаем _кон=095.

Ременные передачи _рп=(0,94..0,96) принимаем _рп=0,94.

Муфта _м=0,98.

Исходя из этого, получаем КПД привода, равное:

_пр= _м· _ред · _рп=0,98·0,95·0,94=0,86

 

Теперь вычисляем требуемую мощность двигателя:

 

=

3. выбираем рекомендуемый диапазон частоты вращения ротора электродвигателя по формуле:

Где: n_пр – частота вращения приводного вала (мин^-1), имеет заданное значение n_пр=300 мин^-1

- рекомендуемое значение передаточного число привода. Для заданного привода имеем:

Где: - рекомендуемое значение передаточного числа ременной передачи

- рекомендуемое значение передаточного число редуктора.

 

Для одноступенчатого конического редуктора получаем:

= , где - рекомендуемое значение передаточного числа конического редуктора.

 

В итоге получаем формулу для вычисления рекомендуемого диапазона частоты вращения ротора электродвигателя в виде:

 

 

 

Из таблицы рекомендуемых для некоторых видов одноступенчатых механический передач их передаточных чисел берем:

, , подставляя эти значении в формулу получаем:

(мин^-1)

 

Теперь из каталога двигателей, выбираем нужный нам двигатель по параметрам Р_эд, Д_дв. По получившимся параметрам выбираем двигатель:

АИР 80B4ТУ16-525.564-84

Р_дв=1.5 кВт

n_пр=1410 мин^-1

d₁=27 мм

l₁=50 мм

Отношение максимального вращающего момента к номинальному

Определяем требуемое передаточное число привода по формуле:

 

 

Требуемое значение передаточного числа одноступенчатого конического редуктора определяем по формуле: ,где -рекомендуемое передаточное число для ременных передач, обычно его принимают мин. из диапазона, поэтому согласно таблице рекомендуемых диапазонов принимаем .

Исходя из этого, получаем:

Так как у нас редуктор одноступенчатый, то значение согласовывается с ближайшим меньшим стандартизированным значением(ГОСТ 2185), исходя из этого

Теперь можем определить

 

Теперь определяем частоту вращения:

1) Входного вала.

Частота вращения входного вала определяется по формуле:

n_l= мин^-1

2) Выходной вал.

Частота вращения выходного вала определяется по формуле:

 

Для нашего привода имеем n_пр=n_ll

По расчетам получилось что заданное значение n оказалось примерно равно получившемуся значению n_ll выходного вала, а значит расчеты верны (300≈298,4)

 

 

Силовой расчет привода.

В этом разделе мы рассчитаем вращающие моменты электродвигателя и привода.

Т_эд=9550 , где: Р_эд - мощность электродвигателя, n_эд – частота вращения электродвигателя.

Подставляя известные значения в формулу, получаем:

Т_эд=