1. Кинематический и силовой расчет привода. Выбор электродвигателя.

1.1.Расчет мощности электродвигателя.

Мощность на валу электродвигателя передается всем приводом, состоящим из механической передачи (цепной, зубчатой, ременной) и редуктора. Ее значение определяют по данной мощности:

, (1.1)

где Р – требуемая мощность электродвигателя, кВт; Р_вых – мощность на выходном валу привода, кВт; η_общ – общий КПД привода;

, (1.2)

где η₁, η₂, …, η_n – КПД соответствующих передач и пар трения.

В зависимости от схемы задания КПД ступени могут быть приняты для следующих передач:

- закрытой зубчатой передачи с цилиндрическими колесами, η = 0,97…0,98;

- закрытой зубчатой передачи с коническими колесами, η = 0,96…0,97;

- открытой зубчатой передачи, η = 0,95…0,96;

- зубчатой передачи с цилиндрическими колесами, сдвоенной η = 0,97;

- закрытой червячной передачи при числе заходов червяка, z = 1 - η = 0,70…0,75; z = 2 - η = 0,80…0,85; z = 4 - η = 0,80…0,95;

- закрытой зубчатой передачи с коническими колесами, η = 0,96…0,97;

- ременной передачи с плоским ремнем, η = 0,96…0,98;

- ременной передачи с клиновым ремнем, η = 0,95…0,97;

- закрытой цепной передачи, η = 0,90…0,96;

- открытой цепной передачи, η = 0,70…0,88;

- одной пары подшипников качения - η = 0,99…0,995; скольжения - η = 0,98…0,99;

- фрикционная передача, закрытая - η = 0,90…0,96; открытая - η = 0,70…0,88;

- волновая передача, η = 0,80…0,92;

- муфты соединительной, η = 0,99.

Приведенные значения КПД являются приближенными.

1.2. Выбор электродвигателя.

По найденному значению требуемой мощности Р подбирается электродвигатель и номинальная частота оборотов данного двигателя (см. табл. 1.1). Должно быть выполнено условие Р₁ ≥ Р. Обычно выбирается ближайшее большее значение.

Таблица 1.1

Электродвигатели асинхронные серии 4А по ГОСТ 19523-81

Мощность, P, кВт	Синхронная частота вращения, об/мин
	3000			1500			1000			750
	Марка	nном, об/мин	Марка		nном, об/мин	Марка		nном, об/мин	Марка		nном, об/мин
0,25	56В2	2770	63A4		1380	63B6		890	71В8		680
0,37	63А2	2750	63B4		1365	71A6		910	80А8		675
0,55	63В2	2740	71A4		1390	71B6		900	80В8		700
0,75	71А2	2840	71B4		1390	80A6		915	90LA8		700
1,10	71В2	2810	80A4		1420	80B6		920	90LB8		700
1,50	80А2	2850	80B4		1415	90L6		935	100L8		700
2,20	80В2	2850	90L4		1425	100L6		950	112MA8		700
3,0	90L2	2840	100S4		1435	112MA6		955	112MB8		700
4,0	100S2	2880	100L4		1430	112MB6		950	132S8		720
5,5	100L2	2880	112M4		1445	132S6		955	132M8		720
7,5	112М2	2990	132S4		1455	132M6		965	160S8		730
11,0	132Н2	2990	132M4		1460	160S6		970	165M8		730
15,0	160S2	2940	160S4		1465	160M6		975	180M8		730
18,5	160М2	2940	160M4		1465	180M6		975	200M8		735
22,0	180S2	2940	180S4		1470	200M6		975	200L8		730
1. Пример условного обозначения электродвигателя мощностью 11 кВт, синхронная частота вращения 1500 об/мин Электродвигатель 4А132М4У3 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. Цифры 2, 4, 6 и 8 означают число полюсов. Последние два знака У3 показывают, что двигатель предназначен для эксплуатации в зоне умеренного климата.

Таблица 1.2.

Электродвигатели серии 4А. Основные размеры, мм

Тип двигателя	Число полюсов	Исполнение
		IM1081	IM1081, IM2081, IM3081					IM1081, IM2081							IM2081, IM3081
		d30	l1	l30	d1	b1	h1	l30	l31	d10	b10	h	h10	h31	l20	l21	d20	d22	d24	d25
71А, В	2, 4, 6, 8	170	40	285	19	6	6	90	45	7	112	71	9	201	3,5	10	165	12	200	130
80А		186		300	22			100	50	10	125	80	10	218
80В				320
90L		208		350	24	8	7	125	56		140	90	11	243	4	12	215	15	250	180
100S		235	60	362	28			112	63	12	160	100	12	263		14
100L				392				140
112М		260	80	452	32	10	8		70		190	112		310		18	265		300	230
132S		302		480	38				89		216	132	13	350	5	18	300	19	350	250
132М				530				178
160S	2	358	110	624	42	12			108	15	254	160	18	430		15
	4, 6, 8				48	14	9
160М	2			667	42	12	8	210
	4, 6, 8				48	14	9
180S	2	410		662	48	14	9	203	121		279	180	20	470		18	350		400	300
	4, 6, 8				55	16	10
180М	2			702	48	14	9	241
	4, 6, 8				55	16	10

 

1.3. Определение общего передаточного числа привода.

, (1.3)

где n_дв – частота вращения двигателя, об/мин; n_вых – частота вращения выходного вала привода, об/мин.

Частоту вращения выходного вала привода можно найти из формулы:

, (1.4)

где ω_вых – частота вращения выходного вала привода, об/мин/

Общее передаточное число разбиваем по ступеням механических передач:

, (1.5)

где u₁, u₂, …, u_n – передаточные числа соответствующих передач.

Задаемся значением передаточного числа редуктора, выбирая его из таблицы 1.3.

Таблица 1.3

Рекомендуемые значения передаточных чисел

Закрытые зубчатые передачи (редукторы) одноступенчатые цилиндрические и конические ГОСТ 2185-66
1-ый ряд	1,0	1,25	1,6	2,0	2,5	3,15	4,0	5,0	6,3		8,0	10,0
2-ой ряд	1,12	1,4	1,8	2,24	2,8	3,55	4,5	5,6	7,1		9,0	11,2
Открытые зубчатые передачи										3…7
Цепные передачи										2…5
Ременные передачи										2…4
Муфты										1

Значения 1-го ряда следует предпочитать значениям 2-го ряда.

Значение оставшейся передачи (открытой зубчатой, цепной, ременной) определяем по формуле:

, (1.5)

1.4. Расчет мощности на валах привода.

Рассчитаем мощность на валах привода по следующим формулам:

Р_I=Р_дв; Р_II=Р_I η₁; Р_III=Р_II η₂; Р_IV=Р_III η₃, (1.6)

где Р_дв – мощность выбранного электродвигателя, Вт; Р_I, Р_II, Р_III, Р_IV – мощность на соответствующих ступенях привода, Вт; η₁, η₂, η₃ – КПД соответствующих ступеней привода.

1.5. Расчет частоты вращения валов привода.

Определим частоту вращения валов привода по формулам:

; ; ; , (1.7)

где п_I, п_II, п_III, п_IV – частота вращения на соответствующих ступенях привода; и_пер – передаточное число соответствующей передачи.

1.6. Определение вращающих моментов.

Определяем вращающие моменты на всех валах привода по формулам:

, , (1.8)