3.2 Кінематичний розрахунок приводу. Визначення загального передатного числа та вибір електродвигуна за частотою обертання

У зв'язку з тим, що електродвигуни з однаковою потужністю (табл. 3.2) можуть мати чотири різні частоти обертання (без урахування ковзання 3000; 1500; 1000; 750 хв^-1), виникає задача вибору електродвигуна за частотою обертання. Так, як у технічних завданнях на курсовий проект з деталей машин задані вихідні частоти, що узгоджуються з робочими органами машин, то від вибору частоти обертання електродвигуна буде залежати загальне передатне число привода , що приводить до збільшення передатних чисел окремих передач. Збільшення передатного числа передачі приводить до збільшення габаритних розмірів. Особливо це впливає на габарити пасових та ланцюгових передач, головною перевагою яких є передача обертального руху та крутних моментів на великі відстані.

Значення передатних чисел для різних передач, наведені у табл. 3.3.

Таким чином вибір електричного двигуна здійснюється за величиною споживаної потужності і частоти обертання, значення яких залежать від даних технічного завдання на курсовий проект і кінематичної схеми привода. Це означає, що загальне передатне число привода повинне бути таким, щоб його можна було реалізувати при заданій схемі і щоб при цьому габаритні розміри цього привода не були надто великими. Двигун, що має більшу частоту обертання, обумовлює більші габаритні розміри всього привода, а меншу частоту обертання (750 хв^-1) – менші габаритні розміри. Але може трапитися таке, що габаритні розміри самого двигуна будуть значно більші, ніж усього привода, що приведе до диспропорції та дисгармонії пристрою, який проектується.

Таким чином вибір електродвигуна за частотою обертання повинен бути обгрунтованим.

Розглянемо вибір електродвигуна за частотою обертання для двох варіантів.

Для однопотокового приводу (рис. 3.1 а)

Спочатку визначимо загальне (приблизне) значення передатного числа для кожного з чотирьох електродвигунів:

; ;;.

(3.8)

З

Таблиця 3.3

Рекомендовані значення передатних чисел для різних понижувальних передач привода машин

№ п/п	Тип передачі	Значення передатних чисел
		найчастіше застосовувані	найбільші
1	Зубчаста закрита (редуктор): з циліндричними колесами з конічними колесами	2,5...4,5 2,0...4,0	12,5 6,3
2	Зубчаста відкрита	3,0...6,3	16,0
3	Черв’ячна	8,0...50,0	80,0
4	Планетарна з однорядним сателітом	3,0...6,3	––
5	Хвильова зубчаста	60,0...300,0	1000
6	Пасова: з плоским пасом з клиновим пасом з зубчастим пасом	2,0...4,0 2,0...5,0 2,0...12,0	8 10 20
7	Ланцюгова	2,0...6,0	8
8	Фрикційна	2,5...8,0	12
9	Варіатори	1,0...4,0	––

агальне передатне число приводу дорівнює добуткові передатних чисел усіх передач, що входять у кінематичну схему. В даному випадку (рис. 3.1 а) маємо три передачі: пасову, зубчасту та ланцюгову:

,

(3.9)

де ,,– передаточні числа, відповідно, клинопасової, зубчастої та ланцюгової передач.

Рекомендовані інтервали передатних чисел для проектування різних передач наведені в (табл. 3.3). Згідно з табл. 3.3 для клинопасової передачі ; для зубчастої циліндричної –; для ланцюгової –. Тоді для даного приводу мінімальне та максимальне передатні числа дорівнюють:

, .

(3.10)

Порівнюємо загальне (приблизне) значення передатних чисел приводаудля кожного з чотирьох електродвигунів з мінімальним і максимальним передатними числами, при цьому повинна виконуватися умова:

.

(3.11)

Якщо в результаті аналізу залишиться лише одне загальне (приблизне) передатне число, що знаходиться у даному інтервалі (3.11), необхідно вибрати електродвигун з частотою обертання, при якій визначено . У протилежному випадку серед залишених, які увійшли у зазначений інтервал (3.11), треба вибрати лише одне загальне (приблизне) передатне число, виходячи з інших факторів, таких як:

- мінімальні габарити всього приводу;

- мінімальні габарити однієї передачі;

- обмеження площі розміщення приводу;

- обмеження пристрою по висоті.

Треба пам'ятати, що найбільші габарити приводу залежать від пасових та ланцюгових передач. Якщо такі вимоги у завданні відсутні, то проектують привод при середніх значеннях передатних чисел:

.

(3.12)

Потім визначають , що знаходиться ближче за значенням до середнього передатного числа, і за ГОСТ 19523-81 (табл. 3.2) вибирають тип електродвигуна, потужність, частоту обертання ротора з урахуванням ковзання, що завжди менша синхронної частоти обертання ротора.

Після вибору електродвигуна, виписують його технічні характеристики (табл. 3.2) та геометричні розміри (табл. 3.4), а також виконують ескіз двигуна у пояснювальній записці.

Після цього визначають загальне дійсне передатне число привода:

,

(3.13)

але

,

(3.14)

де ,,– передатні числа клинопасової, зубчастої та ланцюгової передач.

Рівняння (3.14) має три невідомих. Для визначання передатних чисел окремих передач, призначають передатні числа клинопасової і ланцюгової передач (табл. 3.3) і обчислюють передатне число зубчастої передачі:

.

(3.15)

Передатне число зубчастої передачі повинне знаходитися в інтервалі передатних чисел, що наведені для зубчастої передачі в табл. 3.3. Якщо передатне число зубчастої передачі більше зазначених в інтервалі (табл. 3.3), то треба збільшити передатні числа клинопасовоїі ланцюговоїпередач і знову провести обчисленняза формулою (3.15). Це робимо до тих пір поки передатне числоне буде знаходитися в інтервалі передатних чисел, що зазначені для цієї передачі в табл. 3.3.

Для двопоточного привода (рис. 3.1 б). У технічному завданні, як правило, приведена частота обертання вала , де роздвоюються потоки потужності, частіше за все це тихохідний вал пасової передачі. Частота обертання електродвигуна (приблизно) визначається:

nд = n1 umin1

(3.16)

де u – мінімальне значення передатного числа пасової передачі (табл. 3.3).

Користуючись приблизною частотою _, визначають електродвигун з найбільшою ближчою частотою обертання ротора без урахування ковзання. Після цього для потужності електродвигуна, визначеної раніше, визначають дійсну частоту обертання і всі інші характеристики (табл. 3.2 та 3.4) та викреслюють ескіз двигуна. Потім уточнюють передатне число пасової передачі:

.

(3.17)

Далі визначають загальне передатне число двоступінчастого редуктора:

,

(3.18)

де – частота обертання швидкохідного вала редуктора (вона ж є частотою обертання тихохідного вала пасової передачі);– частота обертання вихідного вала редуктора. Загальне передатне число для двоступінчастого редуктора:

,

(3.19)

де ,– передатні числа швидкохідного та тихохідного ступенів.

Для розбивання передатного числа редуктора за ступенями задають одну з величин, наприклад, абоі визначають передатне число:

або ,

(3.20)

При цьому користуються рекомендаціями:

- для двоступінчастих циліндричних редукторів розгорнутої схеми передатне число швидкохідного ступеня:

;

(3.21)

- для двоступінчастих співвісних редукторів передатне число тихохідного ступеня:

;

(3.22)

- для двоступінчастих конічно-циліндричних редукторів передатне число тихохідного ступеня (циліндричної зубчастої передачі)

;

(3.23)

- для черв'ячно-циліндричних редукторів передатне число циліндричної зубчастої передачі приймають .