II техническая характеристика

Двигатель:

асинхронный, трехфазного тока, тип 4АМ160S4УЗ, исполнение закрытое обдуваемое, мощность- 15 кВт, частота вращения вала – 1465 мин ^-1 , диаметр выходного конца вала 38,5 мм.

Открытая передача:

Клиноременная, сечение ремня Б, число ремней z=5, длина ремня L=2800 мм,

Редуктор:

Одноступенчатый цилиндрический горизонтальный, прямозубый, межосевое расстояние 250 мм, передаточное число , подшипники – радиальные однорядные.

III описание и обоснование выбранной конструкции

Согласно заданию, полученному для расчета, привод включает в себя цилиндрический прямозубый редуктор и клиноременную передачу, также для передачи вращающего момента с выходного вала на вал винтового питателя в привод включаем муфту (МУВП).

Клиноременная передача, согласно условию, применяется в заданной кинематической схеме для понижения угловой скорости приводного вала и занимает место между электродвигателем и редуктором. При расчете необходимо выбрать тип ремня и определить: размеры шкивов, длину и количество ремней, межосевое расстояние.

Редуктор предназначен для понижения угловой скорости и повышения вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Зубчатые колеса – прямозубые, редуктор – горизонтальный. Валы редуктора монтируются на подшипниках качения.

Муфту в заданном расчете выбирают стандартную – МУВП, в зависимости от диаметра выходного конца вала.

IV РАСЧЕТЫ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ ИЗДЕЛИЯ

1. Кинематический расчет привода

   1. Схема привода

Рисунок 1.1 – Схема привода

1 – Электродвигатель

2 – Открытая ременная передача

3 – Редуктор

2. Задача расчета

• Подобрать электродвигатель по номинальной мощности и частоте вращения ведущего вала.

• Определить общее передаточное число привода и его ступеней.

• Определить мощность, частоту вращения, угловую скорость и вращающий момент на каждом валу привода.

3. Данные для расчета

Мощность на выходном валу (Р_вых=12 кВт).

Частота вращения (n_вых=200 об/мин).

4. Условия расчета

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

Р_ном ≤ Р_дв

Допускаются отклонения:

Р_ном > Р_дв на 5%

Р_ном < Р_дв до 10%

5. Расчет привода

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

1.5.1 Определяем общий КПД по формуле:

η_общ = η_рп · η_пп · η_зп· η_пп (1.1.)

где η_рп =0,95 – КПД ременной передачи;

η_зп =0,97 – КПД зубчатой передачи;

η_пп =0,99 – КПД пары подшипников.

η_общ =0,95*0,99*0,97*0,99=0,90

1.5.2 Определим требуемую мощность электродвигателя:

Р_ном = Р_вых/ η_общ

Р_ном = 12/0,9 = 13.33 кВт

По значению номинальной мощности, по таблице выбираем электродвигатель большей мощности:

Р_ном = 15 кВт

Выбор оптимального типа двигателя зависит от кинематических характеристик рабочей машины и производится после определения передаточного числа привода и его ступеней. При этом надо учесть, что двигатели с большей частотой вращения (синхронной 3000 мин^-1) имеют низкий рабочий ресурс, а двигатели с низкими частотами (синхронной 750 мин^-1) весьма металлоемки, поэтому их нежелательно применять без особой необходимости в приводах общего назначения малой мощности.

Для расчета выбираем двигатель серии 4АМ160S4УЗ с номинальной мощностью 15 кВт и номинальной частотой вращения 1465 мин^-1.

1.5.3 Определение передаточного числа привода.

Передаточное число привода (U_общ) определяется отношением номинальной частоты вращения двигателя (n_ном) к частоте вращения приводного вала рабочей машины (n_рм) и равно произведению передаточных чисел редуктора (U_ред) и ременной передачи (U_рп).

U_общ =n_дв/n_вых = U_рп · U_ред

U_общ =1465/200=7,325

U_р.п =3.66

U_ред=U_общ/U_рп

U_ред=7.325/3.66=2

Чтобы габариты передачи не были чрезмерно большими, нужно придерживаться некоторых средних значений U_зп, U_рп, по возможности не доводя их до наибольших, допускаемых лишь в отдельных случаях.

1.5.4. Определение силовых и кинематических параметров привода.

Силовые (мощность и вращательный момент) и кинематические (частота вращения и угловая скорость) параметры привода рассчитывают на валах исходя из требуемой (расчетной) мощности двигателя P_дв и его номинальной частоты вращения n_ном.

Определим мощности на каждом валу привода:

Р₁ = Р_дв = 15 кВт

Р₂ = Р₁ · η_рп · η_пп = 15*0,95*0,99 = 14,11 кВт

Р₃ = Р₂ · η_пп · η_зп = 14,11*0,99*0,97 = 13,55 кВт

Определяем частоту вращения каждого вала:

n₁ = n_дв= 1465 мин^-1

n₂ = n_дв/U_рп = 1465/3,66 = 400 мин^-1

n₃ = n₂/U_ред = 400/2 = 200 мин^-1

Определяем угловые скорости каждого вала:

ω₁ = π·n₁/30 = 3,14*1465/30 = 153 с^-1

ω₂ = π·n₂/30 = 3,14*400/30 = 77 с^-1

ω₃ = π·n₃/30 = 3,14*200/30 = 21 с^-1

Определяем вращающий момент для каждого вала:

Т₁ = Р₁·10³/ω₁ = 15*10³/153 = 98 Н·м

Т₂ = Р₂·10³/ω₂ = 14,11*10³/77 = 183 Н·м

Т₃ = Р₃·10³/ω₃ = 13,55*10³/21 = 645 Н·м

Результаты расчетов сводим в таблицу 1.1

Таблица 1.1 – Силовые и кинематические параметры привода.

Вал	Мощность Р, кВт	Частота вращения n, мин-1	Угловая скорость ω, с-1	Вращающий момент Т, Н·м
1	15	1465	153	98
2	14,11	732,5	77	183
3	13,55	200	21	645

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.