Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева

c

Казань 2016

Содержание

	Цель работы	3
1	Общий расчет электромеханического привода	4
2	Расчет редуктора	6
3	Проверочный расчет подшипника выходного вала	29
4	Выбор муфты входного вала	32
	Заключение	34
	Список литературы	35

Цель работы

Целью данной работы является расчет и проектирование редуктора цилиндрического типа, на выходе редуктора должна обеспечиваться мощностьР_вых = 4,1 кВт и частота вращения n_вых = 240 об/мин. Ресурс работы редуктора должен быть не менее 30000 часов.

1Общий расчет привода

Исходные данные:

мощность на выходном валу редуктора Р_вых = 4,1 кВт;

частота вращения выходного вала n_вых = 240 об/мин;

нагрузка спокойная, переменная, реверсивная; ресурс работы t не менее 30000 часов.

1.1 Выбор электродвигателя

Требуемую мощность электродвигателя определяем по формуле

Р_э.тр. = Р_вых / η ,

где η – КПД цилиндрической передачи, ориентировочные значения которого с учетомпотерь вподшипниках качения находится впределах η = 0,96…0,98 (таблица 14 [1]). С учётом этого

Р_э.тр = 4,1/(0,96…0,98) = (4,3…4,2) кВт.

Требуемую частоту вращения вала электродвигателя определяем по формуле

n_э.тр = n_выхu,

где u = 2,0…6,3 – передаточное число цилиндрической передачи (таблица 14 [Р. 10]).

Тогда n_этр. = 240 (2,0…6,3) = (480…3024) об/мин.

Учитывая условия выбора электродвигателя:

Р_э ≥ Р_э.тр и n_э.трmin ≤ n_э.тр≤ n_э.трmax, по таблице 11 [Р. 10] выбираем электродвигатель 2ПН160МГУХ14 с мощностьюР_э= 4,5 кВт и частотой вращенияn_э =950об/мин. Электродвигатель постоянного тока серии 2ПН общепромышленного применения, напряжением 27В, закрытого типа с принудительной вентиляцией, 4-х полюсный, высота оси вала от опорной поверхности лапок двигателя 160 мм, для умерено – холодного климата.

Диаметр вала электродвигателя d_э = 42 мм (таблица 9 [Р. 10]).

Кинематический расчет привода:

передаточное число привода:

u = n_эд/n_вых.; u = 950 / 240 = 3.96;

частота вращения валов В1 и В2:

n₁ = n_э ; n₁ = 950 об/мин;

n₂ = n_э/u= n_вых;n₂ =950/3,96= 239.9 об/мин;

угловые скорости вращения валов:

ω₁ = ; ω₁ = (3,14·950) / 30 = 99,43 рад/с;

ω₂ = ; ω₂ = (3,14· 239.9) / 30 = 25,11 рад/с.

Силовой расчет привода:

вращающий момент на выходном валу

Т₂ = Р₂/ω₂; Т₂ = (4.1·10³) / 25,11 = 163,28Нм.

вращающий момент на входном валу определяем по формуле

Т₁ = Т₂/(u·η); Т₁ = 163.28 / (3.96 (0,96…0,98)) = (42,95…42,074) Нм.

Принимаем Т₁ = 42,95Нм.

Результаты общего расчета привода приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1Результаты общего расчета привода

Наименование параметров и размерность	Обозначение	Значение
Мощность электродвигателя, кВт Требуемая мощность электродвигателя, кВт	Рэ Рэ.тр = Рвх	4.5 4.1
КПД привода	η	0,96
Передаточное отношение (число) привода (редуктора)	u	3.96
Частоты вращения валов, мин-1 (об/мин): вала электродвигателя (входного вала) выходного вала редуктора	nэ = n1 n2 = nвых	950 240
Угловые скорости вращения валов, рад/с: вала электродвигателя (входного вала) выходного вала редуктора	ω1 ω2	99.43 25.11
Вращающие моменты на валах, Н·м: на входном валу на выходном валу	Т1 Т2	42.95 163.28
Диаметр вала электродвигателя, мм	dэ	42
Ресурс работы, час	t	30000