Практическая работа №5. Расчет энергосиловых параметров коробки скоростей и выбор электродвигателя.
Цель работы: Используя данные практических работ ПКСЭ ЭиНСПР1 МУ, ПКСЭ ЭиНСПР2 МУ, ПКСЭ ЭиНСПР3 МУ и ПКСЭ ЭиНСПР4 МУ определить общий КПД привода главного движения, подобрать электродвигатель, рассчитать передаваемую мощность каждым валом коробки скоростей и определить крутящие моменты на валах для последующего конструкторского расчета привода главного движения.
Выбор электродвигателя.
Передача вращения от электродвигателя на первый вал коробки скоростей ременная. При выборе ременной передачи общий КПД коробки скоростей определяется по формуле:
(1)
где ηрп – коэффициент ременной передачи;
ηпк – КПД пар подшипников качения;
ηзк – КПД пар зубчатых колёс;
к – количество пар подшипников качения и количество пар зубчатых колёс в коробке скоростей.
Значения К.П.Д. смотри в приложении 1. ПКСЭ ЭиНСПР5 МУ
=0,98∙0,9954∙0,993=0,932
Рассчитываем потребляемую мощность на электродвигателе станка:
кВт (2)
где Nmax – максимальная эффективная мощность резания.
Двигатель с
короткозамкнутым ротором с алюминиевой
станиной RAM
132M4.
Мощность 7.5кВт, частота вращения вала
1455 мин-1,
диаметр вала 38 мм. Степень защиты IP55,
класс нагревостойкости изоляции F.
Соотношения моментов на валу (приближенно):
.
.
Климатические исполнения У2, У3, Т2,
разработчик и изготовитель ОАО ″Элдин″
(Ярославль).
Определение мощности и передаваемых крутящих моментов на валах.
Определение мощности на валах.
Мощность на валах рассчитывается по формуле:
, (3)
где η – К.П.Д. коробки скоростей, влияющих на передачу движения на этом валу.
, (4)
где ηрп – коэффициент проскальзывания ременной передачи;
ηпк – значение К.П.Д. подшипников качения;
ηзк – значение К.П.Д. зубчатых колёс;
n – количество пар подшипников качения или пар зубчатых колёс, находящихся в зацеплении.
Значения К.П.Д. смотри в приложении 1. ПКСЭ ЭиНСПР5 МУ
Передаваемая мощность на I вал.
кВт;
Передаваемая мощность на II вал.
кВт;
Передаваемая мощность на III вал.
кВт;
Передаваемая мощность на IV вал.
кВт.
Угловая скорость на валах (рад/сек)
Угловая скорость на первом валу
nэд=1440мин
Угловая
скорость на втором валу
Так как на первом валу (смотри рис 1. ПКСЭ ЭиНСПР2 МУ) находится двухвенцовый зубчатый блок, следовательно, второй вал имеет две частоты вращения (вращается с двумя различными угловыми скоростями). Угловая скорость ведомого вала, как известно, равна отношению угловой скорости ведущего вала к передаточному отношению между валами.
, (5)
В приведенном ниже примере верхний индекс передаточного отношения и угловой скорости обозначает номер зубчатого колеса, нижний – номер вала. Значения, приведенные в данном примере, взяты из методических указаний предыдущих практических работ.
Передаточные отношения:
i
=
i
=
=
=180.956
рад/сек
=
=251.327
рад/сек
Угловая скорость на третьем валу
Передаточные отношения:
i
=1
i
=
i
=
=
=180,956
рад/сек
рад/сек
рад/сек
рад/сек
рад/сек
рад/сек
Угловая скорость на четвёртом валу
i
i
рад/сек
рад/сек
рад/сек
рад/сек
рад/сек
рад/сек
рад/сек
рад/сек
рад/сек
рад/сек
рад/сек
рад/сек
Крутящие
моменты на валах (Н∙м)
Крутящий момент на первом валу
M1=
Крутящие моменты на втором валу
M
=
M
=
Крутящие моменты на третьем валу
M
M
M
M
M
M
Крутящие моменты на четвёртом валу
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
M
Приложение
1 ПКСЭ ЭиНСПР5 МУ. Значение к.п.д. элементов
передач.
Элементы передач |
К.П.Д. |
Ременная передача: |
|
Без натяжного ролика |
0,98 |
С натяжным роликом |
0,97 |
Перекрёстная |
0,90 |
Клиноремённая |
0,96 |
Зубчатая передача: |
|
Цилиндрическая со шлифованными зубьями |
0,99 |
Цилиндрическая с нешлифованными зубьями |
0,98 |
Коническая |
0,97 |
Червячная (к.п.д. в каждом конкретном случае подсчитывается) |
0,7 – 0,9 |
Цепная передача: |
|
Роликовой цепью |
0,96 |
Зубчатой цепью |
0,97 |
Подшипники качения: |
0,995 |
Подшипники скольжения: |
|
При особо хорошей, например, принудительной смазке |
0,985 |
При нормальной смазке |
0,98 |
Кулиса и ползун в поперечно-строгальных и долбёжных станках: |
0,90 |