1. Энерго-кинематический расчет

На начальном этапе энерго-кинематического расчета выбираем конкретные значения КПД для пар цилиндрических косозубых зубчатых колес, червячной пары и пар подшипников качения. По заданным исходным данным находим угловую скорость и мощность на выходном валу редуктора. По этим величинам определяем необходимую мощность электродвигателя. В соответствии с полученным значением, из параметрического ряда асинхронных трехфазных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, выбираем электродвигатель и находим угловую скорость и частоту вращения входного вала (вала электродвигателя). Затем определяем общее (суммарное) передаточное отношение редуктора. Задаваясь различными частными передаточными отношениями зубчатых и червячных пар, определяем угловые скорости, частоты вращения, вращающие моменты и мощности на всех валах редуктора. В результате к реализации предлагаются три варианта исполнения реверсивного привода.

1. Кинематическая схема Кинематическая схема

Рисунок 1. Кинематическая схема: 1–электродвигатель; передачи: 2,3–клиноременная; 4,5–червячная; 6,7–цилиндрическая зубчатая; 8–муфта;

I - вал двигателя; II - быстроходный вал; III - промежуточный вал; IV- тихоходный вал.

1.2 Определение кпд привода и выбор электродвигателя

Искомую мощность электродвигателя определяют из выражения:

,

где Т_пр – вращающий момент на валу привода, Нм;

₃ – угловая скорость вала, которая определяется по формуле:

;

_общ – коэффициент полезного действия привода, определяется по формуле:

где _кл.рем.=0,92 – коэффициент полезного действия клиноременной передачи;

_ч.п.=0,75 – коэффициент полезного действия червячной передачи;

_з.п.=0,97 – коэффициент полезного действия зубчатой передачи ;

_ч.п.=0,99 – коэффициент полезного действия пары подшипников качения;

_м.з..=0,95– коэффициент полезного действия зубчатой муфты.

Определим мощность, развиваемую на тихоходном валу:

Р₅ = Т₅  ₅ = 500  1,151 = 575,6 Вт

Определим необходимую мощность электродвигателя:

.

Мощность электродвигателя, подбираемого для проектируемого привода должна быть не ниже, определённой требуемой мощности:

Р_эл.дв.≥Р

Выбираем электродвигатель в таблице справочных материалов, учитывая что известна синхронная (теоретическая) частота вращения электродвигателя– n=1500об/мин: электродвигатель асинхронный закрытый обдуваемый по ГОСТ 19523-81 типа 4А80А4 с мощностью Р_эл.дв.=1,1кВт,реальной частотой вращения электродвигателя – 1420 об/мин.

1.3. Общее передаточное отношение и передаточные числа

Передаточное отношение привода определяем по формуле:

Произведение частных передаточных отношений передач, входящих в привод равно общему передаточному отношению:

Средние значения передаточных чисел равны:

• для клиноременных передач i_кл.рем.=2;

• для червячных передач i_ч.п.=20;

• для зубчатых передач i_з.п.=3,5;

• для муфты U_муфты.=1;

• для редуктора U_ред=129,09/2=64,54.

1.4. Частоты вращения валов, мощности и вращающие моменты для вариантов червячной передачи

Рассмотрим различные варианты передаточных отношений. Будем изменять только передаточные отношения внутри редуктора, при этом общее передаточное число самого редуктора будет оставаться неизменным во всех вариантах:

Таблица 1.