Выбор электродвигателя и расчет кинематических параметров привода

Задание на проектирование

Мощность на ведомом валу Р = 10 кВт

Частота вращения ведомого вала n = 95 об/мин

Тип ременной передачи – клиноременная

Режим работы – легкий

Продолжительность включения – 55%

Реверсивность – реверсивная

Коэффициент использования в течение года K_r = 0,4

Коэффициент использования в течение суток K_c = 0.7

Тип зуба – косой

Тип передачи - нереверсивная

 

Схема привода

1 Рабочая машина (электродвигатель)

2 Клиноременная передача;

3 Одноступенчатый цилиндрический редуктор;

4 Муфта

5 Исполнительный механизм

 

 

 

Введение

Редуктором называют зубчатый, червячный или зубчато-червячный передаточный механизм, выполненный в закрытом корпусе и предназначенный для понижения угловой скорости, а, следовательно, повышения вращающего момента. Механизмы для повышения угловой скорости, выполненные в виде отдельных агрегатов, называются мультипликаторами. В редукторах обычно применяют зубчатые колеса с эвольвентным зацеплением, иногда используют зацепление М.Л.Новикова.

Редуктор проектируется для привода данной машины или по заданной нагрузке и передаточному числу без указания конкретного назначения.

Редуктора классифицируют:

- По виду передач –на цилиндрические с параллельными осями валов; конические с перекрещивающимися осями валов; червячные с перекрещивающимися осями валов; комбинированные конически-цилиндрические; зубчато-червячные и другие.

- По числу пар –одноступенчатые цилиндрические с прямозубыми колесами с u £ 7, с косозубыми или шевронными колесами при u£10 и Р£50 кВт; одноступенчатые конические с прямыми, косыми и криволинейными зубьями при u £ 5 и Р £ 100кВт; одноступенчатые червячные при u = 8...80 и Р £ 50кВт; многоступенчатые.

Зубчатая передача, оси валов которой пересекаются, называется конической. Конические зубчатые колеса изготавливают с прямыми, косыми и криволинейными зубьями и применяют там, где возникает необходимость передачи момента с одного вала к другому с пересекающимися осями. Конические зубчатые редуктора проектируют сравнительно небольших мощностей, так как консольное расположение шестерни на валу при значительных силах в зацеплении приводит к большим деформациям, нарушающим точность зацепления и нормальную работу передачи. Иногда применяют конические передачи, в которых шестерня расположена между опорами, а не консольно. Такая конструкция сложнее и дороже.

Выбор электродвигателя и расчет кинематических параметров привода

1.1 Требуемая мощность электродвигателя, кВт

P _тр = , Р=10кВт

где T - крутящий момент на валу исполнительного механизма,

Т = 1055,184 Н•м;

n – частота вращения вала исполнительного механизма,

n = 95 мин^-1;

η₀ – общий КПД привода,

η₀ = 0,913

здесь η₁ - КПД зубчатой передачи, η₂- КПД одной пары подшипников качения, примем η₁= 0,96, η₂= 0.99.

 

Тогда P _тр= 11,41

1.2 Выбор электродивигателя

По требуемой мощности из табл. П.1 [1] выбираем асинхронный электродвигатель 4А160М8 с ближайшей большей стандартной мощностью P _э = 11 кВт, синхронной частотой вращения

n _с = 750 мин^-1 и скольжением S = 2.5 %.

 

Частота вращения вала электродвигателя

n ₁= n _с (1 – ) = 750*(1-2.5/100)=731.25

1.3 Общее передаточное число привода

u _o= =731.25/95 =7,69

Передаточное число зубчатой передачи

 

u ^’=4

 

Округлим u ^’ до ближайшего стандартного значения (табл. 7.1 [1]). Принимаем u = 4

1.4 Частоты вращения валов:

n ₁=731.25 об/мин

 

n ₂=91,406 об/мин

 

n ₃= 365,625 об/мин

1.5 Мощности на валах:

P ₁ = 10,953 кВт

 

P ₂ = 10,099 кВт

 

P ₃ = 10,515 кВт

 

1.6 Крутящие моменты, передаваемые валами, определяют по формулам

T _i = 9550 .

Тогда T ₁ = 143,044 Н*м

 

T ₂ = 1055,184 Н*м

 

T ₃ = 274,645 Н*м

 

Консольные нагрузки от муфт в кН предварительно определяют по ГОСТ Р50891–96:

на быстроходном валу F _к = (0.05…0.125) =0,0875*√274,645=1,45

на тихоходном валу для зубчатых редукторов F _к= 0.125 = 0,125*√1055,184=3,983

где T _б и T _т – крутящие моменты на соответствующих валах, Н·м.