Прежде чем приступать к выполнению контрольной работы, необходимо изучить теоретический материал, представленный в [3] и [4].

Для лучшего понимания и наглядности проведем расчет электромеханического привода на конкретном примере. Требуется спроектировать электромеханический привод, схема которого представлена на рис. 8, при следующих исходных данных: Р_вых= 2 кВт; U _Р = 5; β = 11 ; n_вых= 125 об/мин.

1. Краткие сведения о назначении и устройстве электропривода

Как видно из задания, привод состоит из электродвигателя, ременной передачи и редуктора. Электродвигатель соединяется с входным валом редуктора с помощью ременной передачи, состоящей из ведущего l и ведомого 2 шкивов. Вращение от шкива l к шкиву 2 передается при помощи ремня. От шкива 2 вращение через зубчатую передачу (состоящую из шестерни 3 и зубчатого колеса 4) передается выходному валу.

Электродвигатель относится к числу унифицированных узлов, преобразующих электрическую энергию в механическую. В приводах обычно используются асинхронные трехфазные короткозамкнутые электродвигатели серии 4А по ГОСТ 19523-74, извлечения из которого приведены в прил. 2.

Редуктором называют зубчатый механизм, предназначенный для передачи вращательного движения с понижением числа оборотов на выходном валу (по сравнению с входным) и увеличения вращающего момента.

Редуктор может состоять из одной или нескольких зубчатых передач. В зависимости от числа зубчатых передач различают редукторы одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.

Наиболее распространенными являются цилиндрические, конические и

червячные редукторы. Цилиндрические предназначены для передачи вращательного движения между валами с параллельными осями, конические - с пересекающимися осями, червячные - со скрещивающимися осями.

В предлагаемом задании используется одноступенчатый (применяется одна передача) цилиндрический (оси валов, между которыми осуществляется передача вращения - параллельны) косозубый (угол наклона линии зуба Р>0) редуктор.

2. Определение кинематических параметров привода

2.1. Подбор стандартного электродвигателя

Входная мощность Р_вх на валу электродвигателя, которая обеспечит за­данную мощность на выходном валу привода Р_вых, определяется с учетом потерь в элементах привода из формулы общего коэффициента полезного действия (КПД):

Формула

Общий КПД заданного привода n_обш определяется по формуле

Формула

где ŋ - КПД ременной передачи. ŋ - КПД зубчатой передачи, ŋ - КПД одной пары подшипников. Для клиноременной передачи рекомендуется ŋ = 0,95...0.96; для зубчатой цилиндрической передачи ŋ = = 0,97...0,98; КПД одной пары подшипников ŋ = 0,99...0,995; к - число пар подшипников.

В соответствии с вышеизложенными рекомендациями, принимаем КПД ŋ рn ⁼ 0.95, ŋ _3n = 0,98. ŋ _подш = 0,99. Анализируя конструкцию заданного привода (см. рис. 8), приходим к выводу, что в данной конструкции 2 пары подшипников (т.е. к = 2). Тогда:

Формула

Входная (требуемая) мощность электродвигателя:

Формула

По найденному значению Р_вх подбираем из прил. 2 стандартный электродвигатель. При выборе электродвигателя должно быть выполнено условие Р_вх > Р_вх . С учетом этого условия принимаем электродвигатель 4A90L4Y3 свой с номинальной мощностью Р_вх = 2,2 кВт и асинхронным числом оборотов вала электродвигателя n_вх= 1425 об/мин.

2.2. Определение передаточных чисел элементов привода

Передаточное число привода можно определить из соотношения

Формула

Общее передаточное число привода представляет собой также произве­дение передаточного числа ременной передачи U_рем и цилиндрического ре­дуктора U_p (т.е. U_пр= U_pcм * U_p). Отсюда:

Формула

Значение передаточного числа ременной передачи ориентировочно должно находиться в пределах U_рем = 1,5...3. При значительном отличии U_рем

от указанных пределов необходимо принять иное значение числа оборотов вала электродвигателя п_вх и пересчитать значения U_пр и U _рем .