2 Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода
Таблица 2.1 - Исходные данные для расчета
Наименование |
Ед.изм. |
Значение |
Номер задания |
|
1 |
Мощность на выходе |
кВт |
2,7 |
Угловая скорость 1 |
об/мин |
|
Угловая скорость 2 |
об/мин |
|
Окружная скорость барабана (цепи) |
м/с |
0,3 |
Диаметр барабана |
мм |
|
Шаг тяговой цепи |
мм |
80 |
Число зубьев тяговой звездочки |
|
7 |
Расчетный срок службы |
лет |
4 |
Для определения мощности электродвигателя (т.е. мощности на входе механической передачи), необходимо определить общий КПД, который зависит от компоновки и количества промежуточных передач:
,
(2.1)
где
- КПД соединительной
муфты;
- КПД
быстроходной передачи;
-
КПД
тихоходной передачи;
- КПД
ременной или цепной передачи, либо
соединительной муфты;
-
потери на трение в опорах каждого вала,
n
- количество валов (КПД частных передач
приводится в
приложении данного раздела).
Мощность быстроходного вала (требуемая мощность на валу электродвигателя)
(2.2)
По требуемой мощности NA выбираем электродвигатель 3-х фазный короткозамкнутый серии 4А 100L, скольжение – 4,7%, синхронная частота вращения ротора 1500 об/мин., закрытый, обдуваемый с параметрами, приведенными в приложении к разделу:
Номинальная частота вращения
nдв = 1500(1 – 0,047) = 1430 об/мин (2.3)
Угловая скорость быстроходного вала
(2.4)
Частоты вращения приводного вала (об/мин)
1) в случае использования барабана
(2.5)
2) в случае использования цепи
,
(2.6)
где Dзв – диаметр тяговых звездочек
3) без использования ременной или цепной передачи
(2.7)
Итого
частота вращения вала
(2.8)
Определение передаточных чисел.
общее
передаточное число
(2.9)
и далее разбиваем между частными передачами:
быстроходная передача редуктора
5тихоходная передача редуктора
6,3передача между редуктором и потребителем
1,537
отклонение
0,0%
Если
цепная или ременная передача между
редуктором и потребителем отсутствует,
то
принимается 1.
Отклонение от нормативного значения не должно превышать 4%.
Рассмотрим вход в редуктор
Мощность вала на входе в редуктор
(2.10)
Частота вращения вала
(2.11)
Угловая скорость вала
(2.12)
Вращающий момент на валу
(2.12)
Промежуточный вал редуктора
Мощность вала на промежуточном валу редуктора
(2.13)
Частота вращения вала
(2.14)
Угловая скорость вала
(2.15)
Вращающий момент на валу
(2.16)
Мощность вала на выходе из редуктора
(2.17)
Частота вращения вала
(2.18)
Угловая скорость вала
(2.19)
Вращающий момент на валу
(2.20)
Мощность у потребителя
(2.21)
Частота вращения
(2.22)
Угловая скорость
(2.23)
Вращающий момент
(2.24)
Таблица 2.2 - Таблица результатов расчета
Наименование |
Условное обозначение |
Ед. измерения |
Вал электродвигателя |
На входе в редуктор |
Вал промежуточный |
На выходе из редуктора |
Вал потребителя |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
|||
Передаточное число |
и |
|
|
|
5 |
6 |
1,536 |
Мощность |
N |
кВт |
4,0 |
3,9 |
3,7 |
3,4 |
3,2 |
Частота вращения |
п |
об/ мин |
1 430 |
1 430 |
286 |
48 |
31 |
Угловая скорость |
ω |
рад/с |
149,7 |
149,7 |
29,9 |
5,0 |
3,2 |
Вращающий момент |
М |
Н·м |
26,7 |
26,1 |
123,7 |
680,0 |
1000,0 |
2.1 Справочные данные ко второму разделу
Стандартные значения передаточного числа
Таблица 2.3 - Цилиндрические зубчатые колеса (ГОСТ 2185-66)
1-й ряд |
1,0 |
1,25 |
1,6 |
2,0 |
2,5 |
3,15 |
4,0 |
5,0 |
6,3 |
8,0 |
10,0 |
2-й ряд |
1,12 |
1,4 |
1,8 |
2,24 |
2,8 |
3,55 |
4,5 |
5,6 |
7,1 |
9,0 |
11,2 |
Отдавать предпочтение следует первому ряду.
Таблица 2.4 - Конические зубчатые колеса (ГОСТ 12289-76)
1-йряд |
1,0 |
1,25 |
1,6 |
2,0 |
2,5 |
3,15 |
4,0 |
5,0 |
6,3 |
2-йряд |
1,12 |
1,4 |
1,8 |
2,24 |
2,8 |
3,55 |
4,5 |
5,6 |
|
Первый ряд следует предпочитать второму.
Фактические значения u не должны отличаться от номинальных более чем на 4%. Стандартные значения передаточного числа следует рассматривать как номинальные. В дальнейшем при установлении значений Z1 и Z2 уточняют фактическую величину u.
Таблица 2.5 - Передачи червячные цилиндрические (ГОСТ 2144-76)
1-й ряд |
8 |
10 |
12,5 |
16 |
20 |
25 |
31,5 |
40 |
50 |
63 |
80 |
2-й ряд |
9 |
11,2 |
14 |
18 |
22,4 |
28 |
35,5 |
45 |
56 |
71 |
|
Первый ряд следует предпочитать второму. Отклонение фактического и от стандартного допускается не более 3%.
Таблица 2.6 - Основные параметры цилиндрических червячных передач, выполненных без смещения (по ГОСТ 2144-76)
Aw, мм |
m, мм |
q |
z2: z1 = u |
Aw, мм |
m, мм |
q |
z2: z1 = u |
||||
40 |
2 |
8 |
32:4 |
32:2 |
32:1 |
40 |
1,6 |
10 |
40:4 |
40:2 |
40:1 |
50 |
2,5 |
8 |
32:4 |
32:2 |
32:1 |
50 |
2 |
10 |
40:4 |
40:2 |
40:1 |
63 |
3,15 |
8 |
32:4 |
32:2 |
32:1 |
63 |
|
|
|
|
|
80 |
4 |
8 |
32:4 |
32:2 |
32:1 |
80 |
|
|
|
|
|
100 |
5 |
8 |
32:4 |
32:2 |
32:1 |
100 |
4 |
10 |
40:4 |
40:2 |
40:1 |
125 |
5 |
10 |
40:4 |
40:2 |
40:1 |
125 |
4 |
12,5 |
50:4 |
50:2 |
50:1 |
140 |
5 |
16 |
40:4 |
40:2 |
40:1 |
140 |
5 |
10 |
46:4 |
46:2 |
46:1 |
160 |
8 |
8 |
32:4 |
32:2 |
32:1 |
160 |
|
|
|
|
|
200 |
10 |
8 |
32:4 |
32:2 |
32:1 |
200 |
8 |
10 |
40:4 |
40:2 |
40:1 |
250 |
12,5 |
8 |
32:4 |
32:2 |
32:1 |
250 |
10 |
10 |
40:4 |
40:2 |
40:1 |
8 |
12,5 |
50:4 |
50:2 |
50:1 |
|||||||
280 |
10 |
16 |
40:4 |
40:2 |
40:1 |
280 |
10 |
10 |
46:4 |
46:2 |
46:1 |
400 |
20 |
8 |
32:4 |
32:2 |
32:1 |
400 |
16 |
10 |
40:4 |
40:2 |
40:1 |
500 |
20 |
10 |
40:4 |
40:2 |
40:1 |
500 |
16 |
12,5 |
50:4 |
50:2 |
50:1 |
Таблица 2.7 - Электродвигатели асинхронные серии 4А, закрытые обдуваемые (по ГОСТ 19523-81)
Мощность, кВт |
Синхронная частота вращения, об/мин |
|||||||||||
3000 |
1500 |
1000 |
750 |
|||||||||
Типоразмер |
S, % |
Тп/Тн |
Типоразмер |
S, % |
Тп/Тн |
Типо размер |
S, % |
Тп/Тн |
Типо размер |
S, % |
Тп/Тн |
|
0,55 |
63В2 |
8,5 |
2,0 |
71А4 |
7,3 |
2,0 |
71В6 |
10 |
2,0 |
80В8 |
9,0 |
1,6 |
0,75 |
71А2 |
5,9 |
71В4 |
7,5 |
80А6 |
8,4 |
90LA8 |
8,4 |
||||
1,1 |
71В2 |
6,3 |
80А4 |
5,4 |
80В6 |
8,0 |
90LB8 |
7,0 |
||||
1,5 |
80А2 |
4,2 |
80В4 |
5,8 |
90L6 |
6,4 |
100L8 |
7,0 |
||||
2,2 |
80В2 |
4,3 |
90L4 |
5,1 |
100L6 |
5,1 |
112МА8 |
6,0 |
1,8 |
|||
3,0 |
90L2 |
4,3 |
100S4 |
4,4 |
112МА6 |
4,7 |
112М8 |
5,8 |
||||
4,0 |
100S2 |
3,3 |
100L4 |
4,7 |
112МВ6 |
5,1 |
132S8 |
4,1 |
||||
5,5 |
100L2 |
3,4 |
112М4 |
3,7 |
132S2 |
3,3 |
132М8 |
4,1 |
||||
7,5 |
112М2 |
2,5 |
132S4 |
3,0 |
132М6 |
3,2 |
160S8 |
2,5 |
1,4 |
|||
11,0 |
132М2 |
2,3 |
1,6 |
132М4 |
2,8 |
160S6 |
2,7 |
1,2 |
160М8 |
2,5 |
1,2 |
|
15 |
160S2 |
2,1 |
1,4 |
160S4 |
2,3 |
1,4 |
160М6 |
2,6 |
180М8 |
2,5 |
||
18,5 |
160М2 |
2,1 |
160М4 |
2,2 |
180М6 |
2,7 |
200М8 |
2,3 |
||||
22 |
180S2 |
2,0 |
180S4 |
2,0 |
200М6 |
2,8 |
200L8 |
2,7 |
||||
30 |
180М2 |
1,9 |
180М4 |
1,9 |
200L6 |
2,1 |
225М8 |
1,8 |
||||
37 |
200М2 |
1,9 |
200М4 |
1,7 |
225М6 |
1,8 |
250S8 |
1,5 |
||||
Пояснения к таблице.
1. Пример условного обозначения электродвигателя мощностью 11 кВт, синхронная частота вращения 1500 об/мин. Электродвигатель 4A132M4У3
2. Значения символов в условных обозначениях: цифра 4 указывает порядковый номер серии, буква А - род двигателя - асинхронный. Следующие за буквой А числа (двух- или трехзначные) соответствуют высоте оси вращения, мм; буквы L, S и М относятся к установочным размерам по длине станины; буквы А и В - условные обозначения длины сердечника статора. Цифры 2, 4, 6 и 8 означают число полюсов. Последние два знака УЗ показывают, что двигатель предназначен для эксплуатации в зоне умеренного климата.
3. В графе S указано скольжение, %; в графе Тп/Тн даны значения отношения величин пускового и номинального вращающих моментов.
Таблица 2.8 - КПД механических передач
Тип передачи |
|
Зубчатая (с опорами): цилиндрическая коническая |
0,96 ... 0,98 0,95 ...0,97 |
Червячная при передаточном числе: свыше 30 свыше 14 до 30 свыше 8 до 14 |
0,7 … 0,8 0,75 ... 0,85 0,8 … 0,9 |
Ременная (все типы) |
0,94 ... 0,96 |
Цепная |
0,92 ... 0,95 |
Муфта соединительная |
0,98 |
Подшипники качения (одна пара) |
0,99 |
Если
на начальном этапе работы над проектом
затруднительно определить передаточное
число червячной передачи, предварительно
принимают
≈ 0,8