2. Кинематический расчет привода.

2.1.Выбор электрического двигателя.

Определяем мощность на исполнительном органе по формуле:

N = F*V (1.1.)

где F=3500 Н - окружное усилие на барабане ;

V=0.7 м/с - скорость ленты

Данные значения подставляем в формулу (1.1.);

N=3500*0.7=2450 (Вт)

Потребную мощность двигателя определяем по формуле:

N_дв=N/ η_общ (1.2)

где ,η_общ – суммарный КПД привода, вычисляемый по формуле

η_общ = η_м * η³_п.п * η_р.п. * η_г.п. * η²_з.п. (1.3.)

где , η_м =0.99 – КПД муфты;

η_п.п =0.99 – КПД пар подшипников;

η_р.п =0.92 – КПД ременной передачи;

η_г.п =0.98 – КПД гидравлических потерь;

η_з.п. =0.975 – КПД зубчатых передач;

подставляем эти значения в формулу ,получаем:

η_общ = 0.99 * 0.99³* 0.92* 0.98* 0.975² ≈ 0,82

тогда мощность двигателя равна :

2450/0.82= 2987 (Вт)

N_дв=N/ η_общ>N;

N_дв=2987 > 2450;

Тип электродвигателя: 4А90L2У3

Частоту вращения ведомого вала определяем поформуле:

n_вых = 60*1000*V/πD₀, (1.4)

где, D₀ – диаметр звездочки, равный D₀ =318(мм)

Из формулы (1.4.) находим:

n_вых =60*1000*0.9/3.14*318=54.08(об/мин)

Оцениваем возможное передаточное отношение привода;

U_общ =U_р*U_р.п

U_р=U_быстр*U_тих

Задаем U_р.п. =3;

U_быстр =4;

U_тих =4.5;

U_общ = 4*4,5*3 = 54

Тогда требуемая частота вращения вала электродвигателя определяется по формуле:

n_дв =n_вых* U_общ =54.08*54 =2920.32(об/мин)

Определяем среднеквадратичную мощность двигателя

N_ср.кв. = N^’_дв.* √(y₁² * x₁ + y₂² * x₂ + y₃² * x₃)/ (x₁ + x₂ + x₃) (1.5.)

где ,N^’_дв =N/η_пр

N^’_дв =2450/0.82= 2987(Вт)

Тогда :

N_ср.кв =2987*√(1²*0.3+0.7²*0.3+0.5²*0.4)/(0.3+0.3+0.4)=

=2987*√0.83/1=2987*√0.83=2987*0.9=2688(Вт)

2.2.Определение передаточных отношений, силовых и энергетических параметров элементов привода.

Фактическое передаточное отношение привода:

U_общ =n_дв/n_вых =2840/54.08=52.5 (1.6)

Частота вращения двигателя:n_дв=2840(об/мин).

Примем передаточное отношение ременной передачи U_р.п.=3.5

Частота вращения вала после ременной передачи:

n₂ =n_дв/U_р.п.=2840/3.5 =811.4(об/мин) (1.7)

Определим передаточное отношение редуктора

U_р=U_общ /U_р.п.=52.5/3.5=15

Распределим отношения по ступеням:

Для быстроходной ступени:U_быстр=4

Для тихоходной ступени: U_тих =4.5

Частоту вращения промежуточного вала определяем по формуле:

n₃=n₂/U_быстр =811.4/4=202,8(об/мин) (1.8.)

Частоту вращения выходного вала редуктора определяем по формуле:

n₄=n₃/U_тих = 202.8/4.5 = 45 (об/мин) (1.9.)

Частота вращения вала после муфты:

n₅=n₄=45 (об/мин ).

Крутящий момент на валу электродвигателя находим по формуле

Т₁=N₁*30/π*n_дв (1.10.)

где N₁,n₁ – соответственно мощность и частота оборотов вала

электродвигателя.

Т₁=2987*30/3.14*2840=10(Н*м)

Крутящий момент на валу после ременной передачи находится по формуле :

T₂ =T₁*η_р.п.*η_п.п.*U_р.п.=10*0.95*0.99*3.5=32.9(Н*м) (1.11.)

Крутящий момент на промежуточном валу редуктора находится по формуле:

Т₃=Т₂*U_быстр*η_з.п.*η_п.п. =32.9*4*0.98*0.99 =127.7(Н*м) (1.12.)

Крутящий момент на выходном валу редуктора находится по формуле :

Т₄=Т₃*U_тих*η_з.п.*η_п.п.=127.7*4.5*0.98*0.99=557.5(Н*м) (1.13.)

Крутящий момент на исполнительном органе находим по формуле:

Т₅=Т₄*η_м= 557.5*0.99=551.9 (Н*м) (1.14.)

Угловая скорость соответственно для вала электродвигателя:

ω₁ =π*n₁/30=3.14*2840/30=297.2(с^-1­) (1.15.)

Угловая скорость входного вала редуктора рассчитывается по формуле:

ω₂=π*n₂/30=3.14*811.4/30=84.9(c^-1) (1.16.)

Угловая скорость для промежуточного вала редуктора находится по формуле

ω₃=π*n₃/30=3.14*202.8/30=21.2(c^-1) (1.17)

Для выходного вала редуктора и вала исполнительного органа:

ω₅=ω₄=π*n₄/30=3.14*45/30=4.71(c^-1) (1.18.)

Определяем мощность на входном валу редуктора:

N₂=N₁*η­_р.п.*η_п.п.=2987*0.95*0.99=2809.2(Вт) (1.19.)

Мощность на промежуточном валу редуктора:

N₃=N₂*η_з.п.*η_п.п.*η_масла=2809.2*0.98*0.99*0.98=2670.9(Вт) (1.20.)

Мощность на выходном валу редуктора:

N₄=N₃*η_з.п.*η_п.п.*η_масла=2670.9*0.98*0.99*0.98=2539.4(Вт) (1.21.)

Мощность на исполнительном органе определяем по формуле:

N₅=N₄*η_м*η_п.п.2539.4*0.99*0.99=2488.8(Вт) (1.22.)

Найденные значения частот оборотов, крутящих моментов, угловых скоростей и мощностей на валах привода сносим в таблицу 2.2.1.

Таблица 2.2.1

Кинематические ,силовые и энергические параметры элементов привода.

№	Параметр	Обозн.	Разм.	Валы
				1	2			3	4		5
1	Крутящий момент	Т	Н*м	10	32.9		127.7		557.5		551.9
2	Частота вращения	n	Об/мин	2840	811.4		202.8		45		45
3	Угловая скорость	ω	С -1	297.2	84.9		21.2		4.71		4.71
4	Мощность	N	Вт	2987	2809.2		2670.9		2539.4		2488.8
5	Передаточное отношение	Ui		3.5		4				4.5