2.4.Визначення крутних моментів, частот обертання та кутових швидкостей валів привода

Навантажувальна здатність привода визначається як повна механічна потужність, яку можуть витримати усі нерухомі і обертові його елементи. Таким чином, номінальна потужність обраного двигуна Pn (потужність на вході привода) є вихідною величиною для розрахунку на міцність зазначених елементів.

Для обчислення крутних моментів та частот обертання кожного валу привода слід попередньо пронумерувати їх на кінематичній схемі римськими цифрами, починаючи з «I», присвоївши його вхідному валу редуктора.

Крутний момент на валу двигуна (Нм):

де – номінальна потужність обраного двигуна (кВт); – асинхронна частота обертання його ротора (об/хв).

Для крутних моментів , частот обертання на наступних валах редуктора та кутових швидкостей справедливі наступні співвідношення:

(2.12)

де j – номер валу ( j=I, II, ...); , – передатні числа та ККД кожної механічної передачі, що входить до складу привода (табл. 2 .2).

Звісно, що крутні моменти на валах в процесі експлуатації машини змінюються відповідно до графіку навантаження. Однак якщо врахувати, що потужність двигуна була визначена за ефективним моментом, то моменти на кожному валу ( 2 .12) слід вважати початковим розрахунковим навантаженням.

2.5.Приклад кінематичного розрахунку приводу з використанням ms Excel

Потрібно запроектувати двоступінчатий циліндрично косозубо-прямозубий редуктор стрічкового конвеєра (рис. 2 .1) за такими даними: тягове зусилля кН; лінійна швидкість стрічки конвеєра м/с, діаметр барабана мм. Привод складається з електродвигуна 1, вал якого за допомогою пружної муфти 2 з’єднано зі швидкохідним валом 3 циліндричного косозубо-прямозубого редуктора 4. Редуктор двоступінчастий, швидкохідний ступінь 5 – циліндрична косозуба зубчаста передача; тихохідний ступінь 6 – циліндрична прямозуба зубчаста передача. Редуктор виконано з трьома валами: швидкохідним; проміжним 7; тихохідним 8. Тихохідний вал редуктора за допомогою компенсувальної муфти 9 з’єднаною з валом 10 приводного барабана 11 стрічкового конвеєра.

Рис. 2.1. Схема привода

Вихідні дані до проекту (рис. 2 .2):

1. Значення тягового зусилля записуємо в комірку E22¹: 2,5

2. Значення швидкості стрічки конвеєра записуємо в комірку E23: 1,6

3. Значення діаметра барабана записуємо в комірку E24: 250

Рис. 2.2. Вихідні дані до проекту

Вибір електродвигуна (рис. 2 .3):

4. Згідно з ( 2 .1) визначаємо споживану потугу привода. В стрічку формул комірки E26 записуємо значення  fx=E22*E23.

5. Згідно з табл. 2 .2 в комірку E27 записуємо значення ККД з’єднувальної муфти.

6. Згідно з табл. 2 .2 в комірку E28 записуємо значення загальної кількості муфт у приводі.

7. У комірку E29 та комірку F29 записуємо значення (межі) ККД однієї пари вальниці котіння згідно табл. 2 .2, а в комірку E30 та комірку F30 – ККД циліндричної передачі.

8. Розраховуємо ККД редуктора. Так як в редукторі присутні дві циліндричні передачі, то в стрічку формул комірки E31 записуємо значення fx=E30^2, а в комірку F31 – fx=F30^2.

9. Для визначення загального ККД в стрічку формул комірки E32 необхідно записати формулу fx =E27^E28*E29*E31, а в комірку F32 – fx=E27^E28*E29*F31.

10. Згідно з ( 2 .5) визначаємо необхідну потугу електродвигуна. В стрічку формул комірки E33 необхідно записати формулу fx=E26/E32, а в комірку F33 – fx=E26/F32.

11. Згідно з ( 2 .9) визначаємо частоту обертання приводного вала стрічкового конвеєра. В стрічку формул комірки E34 записуємо значення fx=60*1000*E23/(ПИ()*E24).

Рис. 2.3. Вибір електродвигуна

12. У комірку E35 та комірку F35 записуємо значення (межі) рекомендованих діапазонів передаточних чисел для тихохідної передачі згідно табл. 2 .3, при цьому приймаємо твердість зубців

13. Для швидкохідної передачі приймаємо твердість зубців Тоді згідно з табл. 2 .3 у комірку E36 та комірку F36 записуємо значення (межі) рекомендованих діапазонів передаточних чисел для швидкохідної передачі.