Ё1. Энерго-кинематический расчёт привода и выбор электродвигателя

1. Определение кпд привода и выбор электродвигателя

Кинематическая схема силового привода

1 – электродвигатель; 2- клиноременная передача; 3 – редуктор; 4 – муфта;5 – рама; I – входной(быстроходный) вал; II – промежуточный вал; III – выходной (тихоходный) вал.

Рис. 1.1

Для привода электродвигателя следует определить его мощность, которая вычисляется по формуле

где - мощность на выходном валу, Вт;– коэффициент полезного действия (КПД) привода.

Мощность на выходном валу определяется по формуле

где - мощность на выходном валу, Вт;– крутящий момент на выходном валу,;- угловая скорость на валу, рад/с.

Угловая скорость на валу вычисляется по формуле

где - частота вращения на выходном валу, об/мин.

Численное значение угловой скорости на выходном валу равно

Найдём численное значение мощности на выходном валу

КПД привода может быть вычислен по формуле

где - КПД ременной передачи;- КПД подшипников качения валаI; - КПД быстроходной передачи;– КПД подшипников качения валаII; - КПД тихоходной зубчатой передачи;- КПД подшипников качения валаIII, - КПД муфты.

Значения всех коэффициентов, входящих в формулу (1.4), выбираем по рекомендациям в соответствии с [1, с.5], ;;,=0,97,=0,98. Подставляя эти значения в формулу (1.4), получаем значение КПД редуктора

Подставляя численные значения в (1.1) получим действительное значение мощности двигателя

По [2, с.5] выбираем 3-х фазный двигатель переменного тока серии 4А с учётом .

Тип двигателя 4А180S2, асинхронная частота вращения об/мин.

Полученные данные запишем в табл. 1.1.

Таблица 1.1.

Тип двигателя	Номинальная мощность двигателя , кВт	Синхронная частота вращения , об/мин	Асинхронная Частота вращения , об/мин
4А180S2	22,0	3000	2945

2. Определение общего передаточного отношения привода и разбивка его по ступеням

Передаточное отношение привода определяется по формуле Так как, то выбираем передаточные отношения следующим образом:

, . В соответствии с [1, с.36] выбираем.

Определим передаточное отношение редуктора по формуле

Разбиваем

где - передаточное число быстроходной передачи;- передаточное число тихоходной передачи.

В соответствии с рекомендациями выбираем

где – коэффициент, учитывающий оптимальную разбивку., так как схема развернута.

Из формулы (1.7) выразим передаточное число тихоходной передачи

3. Определение частот вращения, крутящих моментов и мощностей на валах

Мощность вала определяется по формуле

Мощность на промежуточном валу находим по формуле

Для нахождения крутящего момента на входном валу воспользуемся формулой

где - крутящий момент на входном валу,;- угловая скорость на входном валу, рад/с.

Угловая скорость на входном валу вычисляется по формуле

где - частота вращения входного вала, об/мин.

Частота вращения входного вала определяется по формуле

Подставляя численное значение в (1.13), находим угловую скорость на входном вал 3

Найдём крутящий момент на входном валу по формуле (1.12)

Крутящий момент на промежуточном валу рассчитывается по формуле

где – крутящий момент на промежуточном валу,;- угловая скорость на промежуточном валу, рад/с.

Угловая скорость на промежуточном валу вычисляется по формуле

где – частота вращения промежуточного вала, об/мин.

Частота вращения промежуточного вала определяется по формуле

Подставляя численное значение в (1.16), находим угловую скорость на промежуточном валу

Найдём крутящий момент на промежуточном валу по формуле (1.15)

Крутящий момент электродвигателя рассчитывается по формуле

где - крутящий момент на валу электродвигателя,;- угловая скорость на валу электродвигателя, рад/с.

Угловая скорость на валу электродвигателя вычисляется по формуле

Найдём крутящий момент на валу электродвигателя по формуле (1.18)

Рассмотрим случай

Рассмотрим случай

Полученные значения частот вращения, мощностей, крутящих моментов и передаточных чисел приведены в табл. 1.2, 1.3,1.4

Таблица 1.2

Результат энерго-кинематического расчёта вариант 1

Вал	i(U)	T,	n, об/мин	N, Вт
Электродвигатель		64,1	2945
I		98,2	1840
	3,92
II		374	470	18400
	3,24
III		1150	145

Таблица 1.3

Результат энерго-кинематического расчёта вариант 2

Вал	i(U)	T,	n, об/мин	N, Вт
Электродвигатель	1,6	64,1	2945
I		98,2	1840
	3,21
II				18400
	3,96
III		1150	145

Таблица 1.4

Результат энерго-кинематического расчёта вариант 3

Вал	i(U)	T,	n, об/мин	N, Вт
Электродвигатель	1,6	64,1	2945
I		98,2	1840
	4,63
II				18400
	2,74
III		1150	145