Выбор электродвигателя Кинематический и силовой расчет привода

С О Д Е Р Ж А Н И Е
Введение
Выбор электродвигателя
Кинематический и силовой расчет привода Расчет клиноременный передач
Расчет передач
Расчет цилиндрической передачи редуктора (быстроходная ступень)
Расчет цилиндрической передачи редуктора (тихоходная ступень)
Предварительный расчет валов
Предварительный выбор подшипников
Определение конструктивных размеров зубчатых колес, звездочек, корпуса и крышки редуктора
Эскизная компоновка основного вида редуктора
Проверочный расчет валов
Выбор смазки
Порядок сборки редуктора
Литература

ВВЕДЕНИЕ

Привод – устройство, предназначенное для приведения в действие машин и механизмов. Привод состоит из источника энергии (двигателя электрического, теплового, гидравлического и т.д.) и механизма для передачи энергии (движения). В качестве механических чаще всего используются различные типы механических передач (зубчатая, цепная, ременная, винтовая и т. д.), которые обеспечивают преобразование одного вида движения в другое, понижение (повышение) крутящего момента и угловой скорости, регулирование скорости движения.
Назначение редуктора – понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Механизмы для повышения угловой скорости, выполненные в виде отдельных агрегатов, называют ускорителями или мультипликаторами.
Проектируемый в данной работе привод включает цепную втулочно-роликовую передачу и двухступенчатый соосный цилиндрический редуктор. Привод должен обеспечить передачу крутящего момента от электродвигателя к исполнительному устройству с минимальными потерями и заданной угловой скоростью на выходном валу редуктора.

1. Выбор электродвигателя

Исходными данными для расчета являются: частота вращения выходного вала привода n_м= 30 об/мин; синхронная частота вращения электродвигателя

n_с= 1500 об/мин;
Общий КПД привода: ,
где η_в = 0,995- КПД ременной передач; η_п = 0,995- КПД пары подшипников качения; η_м = 0,99- КПД муфты; η_ц = 0,95- КПД открытий передачи; η_кз = 0,97- КПД зубчатой цилиндрической передачи.
Требуемая мощность электродвигателя:

Выбираем электродвигатель трехфазный короткозамкнутый закрытый, обдуваемый, с синхронной частотой вращения 1500 об/мин 4А160S4, с параметрами N_э.д. = 15 кВт и скольжением 5,1%.
Номинальная частота вращения
.

2. Кинематический и силовой расчет привода

Расчетное значение передаточного отношения привода:

.
Принимаем решение:

U_цеп=3,7
;


Выбираем из предпочтительного ряда п о ГОСТ 2144-76:
;
Проверка: ; условие выполнено
Определение мощности:





Определение частоты вращения:




Определение угловой скорости:




Определение крутящих моментов:





Результаты расчетов заносим в таблицу.

вал	N, Вт	n, об/мин	ω, рад/с	T, Н^.м
Э.д.	1500	1423,5	149	12,08
Быстроходный	1783	1423,5	149	11,97
Промежуточный	1720,87	355,875	37,367	46
Тихоходный	1660,9	112,976	11,828	140,42
Цепной	1500	30	5,235	300

Отклонение частоты вращения вала привода от заданного значения:
.
Условие выполнено.
3.Расчет клиноременной передачи
Рассчитать основные параметры и размеры открытой клиноременной передачи от электродвигателя к редуктору привода. Передаваемая мощность P₁= 15кВт, частота вращения ведущего вала n₁=1423,5 мин^-1 , передаточное отношение u=3,8.
Решение.
С заданной мощностью P₁= 15кВт и частотой вращения малого шкива n₁=1423,5 мин^-1 выбираем клиновой ремень нормального сечения В, для которого минимальный расчетный диаметр малого шкива d_min=125 мм.
Ввиду отсутствия жестких требований к габаритам для увеличения тяговой способности и КПД передачи, а также долговечности ремней принимаем стандартный расчетный диаметр малого шкива d₁=125 мм . Тогда d₂=ud₁=3,8*125=500 мм , что соответствует стандарту.

По оси абсцисс передаваемая мощность Р, кВт, по оси ординат частота вращения малого шкива n₁ мин^-1

Определяем окружную скорость ремня по формуле:


где  - расчетный диаметр и частота вращения малого шкива.
2. Определяем минимальное межосевое расстояние, учитывая, что высота сечения выбранного ремня h=10,5 мм определим по формуле:



_{min=0,55(125+500)+10,5=354 мм}

где h - высота сечения ремня. Следует помнить, что с увеличением межосевого расстояния долговечность ремней увеличивается.

3. Находим расчетную длину ремня L_p определяем до ближайшей стандартной длины из ряда ( для сечения В ) (мм): 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600; 2000; 2120; 2240; и т. д. до 6300 и вычисляем по формуле:

L_{p = 1788,5мм}
Принимаем ближайшее стандартное значение длины ремня L=1800 мм. Затем определяем окончательное межосевое расстояние  в зависимости от принятой стандартной расчетной длины ремня:

,

Тогда a=360 мм

4. Проверяем угол обхвата малого шкива:



α ₁=120,7⁰
- коэффициент угла обхвата (таблица 3):


- коэффициент длины ремня, зависящий от отношения принятой длины L ремня к исходной длине L_p указанной в стандарте:


- коэффициент динамичности и режима работы, ориентировочно принимается как для плоскоременных передач и выбирается из таблицы :

Так как коэффициент угла обхвата (интерполяция); коэффициент ремня при равен (интерполяция); коэффициент динамичности режима работы .

Значения коэффициента С_L для клиновых ремней
5. Определяем число ремней передачи по формуле:

Z=4
где P - передаваемая мощность на ведущем валу.
- коэффициент учитывающий число ремней в комплекте, вводится при  :

z	1	2…3	4…6	>6
	1	0,95	0,9	0,85

Чем больше число ремней, тем трудней получить их равномерную загрузку. Неизбежные погрешности размеров ремней и канавок шкивов приводят к тому, что ремни натягиваются различно, появляются дополнительные скольжения, износ и потеря мощности. Поэтому рекомендуют:
Коэффициент, учитывающий число ремней  ;
Принимаем число ремней z=4;
6. Вычислим нагрузку R на валы и опоры предварительно определив силу натяжения ветви одного ремня по формуле:

F₀=468,6 Н
где v- окружная скорость ремня;  - коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил:

так как для ремней сечения В коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил,  =0,18, тогда

R=3246 Н
где  - натяжение ветви одного ремня;  - угол обхвата малого шкива.