1. Кинематический расчет привода

1.1 Схема привода

1 Электродвигатель

2 Клиноременная передача

3 Цилиндрический одноступенчатый косозубый редуктор

1.2 Задачи расчета

Подобрать электродвигатель по номинальной мощности и частоте вращения, ведущего вала, определить общее передаточное число привода и его ступеней. Определить мощность Р₁, частоту вращения n₁, угловую скорость ω, и вращательный момент Т, на каждом валу привода.

1.3 Данные для расчета

Р_ВЫХ = 4.3 кВ

n_вых = 110 мин^-1

1.4 Условия расчета

Устойчивая работа привода, обеспечивается соблюдением условия: номинальная (расчетная) мощность электродвигателя, должна быть меньше или равна мощности стандартного электродвигателя.

Допускаются отклонения:

Р_НОМ > Р_ДВ на 5 %

Р_НОМ < Р_ДВ на 10 %

1.5 Расчет привода

Двигатель является одним из основных элементов машинного агрегата. От его мощности и частоты вращение его вала зависят конструктивные и эксплуатационные характеристики рабочей машины и ее привода.

1.5.1 Определяем общий КПД привода по формуле

η _общ = η _рп * η _зп* η _П² (1.1)

где:

η _рп = 0.96 – КПД ременной передачи

η _зп = 0.98 – КПД зубчатой передачи

η _П = 0.99 – КПД пары подшипников

Подставив данные в формулу(1.1) получим:

η _общ = 0.96 *0.98*(0.99)²=0.92

1.5.2 Определяем требуемую мощность двигателя.

Р _ном= Р_вых / η _общ (1.2)

Р _ном = 4.3/ 0.92 = 4.7 кВт

По значению номинальной мощности по таблице выбираем двигатель большей мощности.

Р_дв= 3 кВт > Р _ном = 3 кВт. Для расчета выбираем 4 варианта типов двигателей серии 4АМ, с номинальной мощностью Р _ном = 3 кВт

Таблица 1.1 Двигатели асинхронные короткозамкнутые трехфазные серии 4А общепромышленного применения, закрытые, обдуваемые.

вариант	тип двигателя	частота вращения, n мин-1		Мощность Р, кВт
		синхронная	номинальная
1	4AM112MB8УЗ	750	700	3
2	4AM112MA6УЗ	1000	955	3
3	4AM100S4УЗ	1500	1435	3
4	4AM90L2УЗ	3000	2840	3

Выбор оптимального типа двигателя зависит от кинематических характеристик рабочей машины и производителя после определения передаточного числа привода и его ступней.

1.5.3. Определяем общее передаточное число привода, для каждого типа двигателя

Передаточное число приводов определяется отношением номинальной частоты вращения двигателя к частоте вращения приводного вала рабочей машины и равно произведению передаточных чисел редуктора и ременной передачи

U_общ=n _дв /n _вых= U _ЗП*U_РП

Определяем общее передаточное число приводов для каждого типа двигателя, с номинальной мощностью Р _ном = 3 кВт

U1_общ=n _дв /n _вых; U2_общ=n _дв /n _вых; U3_общ=n _дв /n _вых; U4_общ=n _дв /n _вых

Разбивка передаточного числа привода должна обеспечить компактность каждой ступени передачи.

Чтобы габариты передачи не были чрезмерно большими, нужно придерживаться некоторых средних значений Uзп, Upn, по возможности не доводя их до наибольших, допускаемых лишь в отдельных случаях.

C учетом рекомендации для зубчатой передачи принимают Uзп= 2......6. По нормальному ряду чисел значения передаточных чисел могут быть: 2; 2,5; 3; 3,15; 4; 5; 6,3 ( ГОСТ 2185-66)

Принимаем для всех вариантов передаточное число редуктора одинаковым U_ЗП= 4, тогда

Upn=Uобщ/Up= Uобщ/4

Результаты расчетов сводим в таблицу 1.2

Таблица 1.2 Общее передаточное число для каждого из типов двигателей

тип двигателя по таблице.1.1	1	2	3	4
nдв	700	955	1435	2840
nвых	90	90	90	90
Uобщ	7,8	10,6	15,9	31,6
UЗП	4	4	4	4
UРП	1,95	2,7	3,98	7,9

Анализируя полученные значения передаточных чисел, делаем вывод: предпочтительно третий вариант:

U_общ= 15,9; U_ЗП= 4,0; U_РП= 3,98 при n_ном= 1435 мин^-1.

Таким образом, выбираем двигатель 4AM100S4УЗ, у которого Р_дв= 3 кВт, а n_ном= 1435мин^-1; передаточное число привода U_общ= 15,9, редуктора U_ЗП= 4, ременной передачи U_РП= 7,9.

1.5.4 Определение силовых и кинематических параметров привода

Силовые и кинематические параметры привода рассчитывают на валах исходя из требуемой мощности двигателя Р_дв и его номинальной частоты вращения n_ном.

Определяем мощность на каждом валу привода:

Р₁ = Р_ДВ= 4.7 кВт

Р₂ = Р₁* η _рп * η _П = 4.46 кВт

Р₃ = Р₂* η _зп* η _П = 4.33 кВт

Определяем частоту вращения каждого вала:

n₁ = n_дв =1445 мин^-1

n₂ = n₁/U_pn = 439.2 мин^-1

n₃ = n₂/ U_p =109.8 мин^-1

Определяем угловые скорости валов:

ω₁ = πn₁ / 30 =151.2 с^-1

ω₂ = πn₂ / = 46 с^-1

ω₃ = πn₃ / 30 = 11.5 с^-1

Определяем вращающие моменты на каждом валу привода:

Т₁=Р_1*10³ / ω₁ = 31 Нм

Т₂=Р_2*10³ / ω₂ = 97 Нм

Т₃=Р_3*10³ / ω₃ =376.5 Нм

Результаты сводим в таблицу 1.3

Таблица 1.3 Силовые и кинематические параметры привода

вал	мощность Р, кВт	частота вращения n, мин-1	угловая скорость ω, с-1	вращающий момент Т нМ
1	3	1435	149	20
2	2,9	361	38	76
3	2,8	90	9,4	319

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Анализ силовых и кинематических параметров приведенных в таблице 1.4 показывает, что проектированный привод обеспечивает значение заданных выходных параметров. Р_вых =4.3 кВт, n_вых = 110 мин^-1 , соответствующих техническому заданию.