1 Силовой,энергетическийикинематический расчет привода
1.1Предварительный 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 n3воб/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 вращенияn, 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=ηобщ |
* 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 n3, 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 Fи
размерах приводного вала Dили
звездочки мощность P3определяется
по моменту на выходном валу
=
или
на приводной звездочке
=
по
формулам:
, (4)
, (5)
где zи t– число зубьев звездочки и шаг.
Частота вращения вала nв или приводной звездочки nзвопределяется по формулам:
, (6)
. (7)
Полученные значения параметровP3, T3иn3заносятся в соответствующие ячейки таблицы (матрицы) 1.
Для определения P2,P1,T2,T1, n2, n1необходимо знать кпдкаждой ступениη1,η2 и привода ηобщ, а также соответствующие передаточные числаu1, u2, uобщ.
Мощности на соответствующих ступенях привода определяются по формулам:
;
(8)
. (9)
Крутящие моменты и частота вращения соответственно определяются по формулам:
(10)
, (11)
;
. (12)