1 Силовой, энергетический и кинематический расчет привода

1.1 Предварительный силовой расчет привода

Однотипными характеристиками обеих ступеней и привода в целом являются мощность, крутящие моменты, частота вращения, передаточные числа и кпд. Чтобы наглядно их можно было увидеть, сопоставить и оценить, целесообразно показатели свести в одну таблицу (матрицу) 1, в которой первая строка характеризует первую ступень привода, вторая строка – вторую ступень, а в третьей строке приводятся характеристики на рабочем органе машины и на выходном валу привода. Задачей разработчика является последовательное заполнение ячеек таблицы (матрицы) 1. В качестве примера для освоения процесса заполнения матрицы примем привод к горизонтальному шнековому питателю, который состоит из электродвигателя, передающего вращение клиноремённой передачей на быстроходный вал одноступенчатого зубчатого редуктора. Выходной вал редуктора соединяется муфтой с рабочим валом шнекового питателя. Схема привода приведена на рисунке 1.

В задании приводятся значение момента сопротивления шнека Т₃в Нм, частота вращения шнека n₃в об/мин. В соответствии со схемой привода необходимо последовательно заполнять ячейки матрицы, используя известные зависимости и характеристики передач.

Таблица (матрица) 1 Силовые и кинематические характеристики проектируемого привода

	Мощность P, кВт	Крутящий момент T, Н∙м	Частота вращения n, об/мин	Передаточное число, u	кпд, η
Первая ступень	P₁	T₁	n₁	u₁	η₁
Вторая ступень	P₂	T₂	n₂	u₂	η₂
Рабочий орган машины*	P₃	T₃	n₃	u₃	η₃=η_общ
* параметр T₃, n₃выбирается в соответствии с выданным заданием

Характеристика привода:

момент сопротивления шнека T₃, Н∙м;
частота вращения шнека n₃, об/мин.

Рисунок 1 Схемы приводов к горизонтальному шнековому питателю:

-1- ведущий вал привода;

-2- быстроходный вал редуктора;

-3- выходной вал привода с муфтой (рабочий орган машины).

Для определения мощности на выходном валу привода, соединенного с рабочим органом машины, используем зависимость

. (1)

Преобразовав формулу (1), получим:

. (2)

Подставляя известные заданные значения T₃и n_3, найдём P₃ и заполним соответствующую ячейку.

В случае задания скорости (м/с) и силы F (кН) на рабочем органе машины мощность (кВт) определяется как их произведение:

. (3)

При известном тяговом усилии F и размерах приводного вала D или звездочки мощность P₃определяется по моменту на выходном валу = или на приводной звездочке = по формулам:

, (4)

, (5)

где z и t– число зубьев звездочки и шаг.

Частота вращения вала n_в или приводной звездочки n_звопределяется по формулам:

, (6)

. (7)

Полученные значения параметров P₃, T₃и n₃заносятся в соответствующие ячейки таблицы (матрицы) 1.

Для определения P₂, P₁, T₂, T_1,n₂, n₁необходимо знать кпд каждой ступени η₁, η₂ и привода η_общ, а также соответствующие передаточные числа u₁, u₂, u_общ.