Пример энергокинематического расчета мотор-редуктора мц2с-аw-I-m1/m2-000

Исходные данные:

• кинематическая схема – редуктор цилиндрический двухступенчатый соосный РЦ-2С-а_w-i- m₁/m₂-000 (рисунок 1);

• выходная мощность Р_вых = 7,6 кВт;

• число оборотов выходного вала n_вых = 115 мин^-1;

• срок службы Т = 20000 часов;

• вид нагрузки – с незначительными динамическими колебаниями.

Расчет

1. Требуемая мощность Р_д (кВт) силового привода определяется по формуле (1):

Р_д = К_дин  Т_Н  _вых / η_tot = К_дин  7,6 / η_tot = 1,2  7,6 / 0,95 = 9,6 кВт.

2. Общий КПД привода определяется по формуле (4), значения их принимаются из таблицы 1.

η_tot = η_1с  η_2с  η₃  η _п^к = 0,98  0,98  0,995³ = 0,95

η_1с = 0,98 – КПД косозубой передачи (1-ая ступень редуктора);

η_2с = 0,98 – КПД прямозубой передачи (2-ая ступень редуктора);

η _п = 0,995 – КПД подшипников;

к = 3 – количество пар подшипников качения.

3. Передаточное отношение редуктора определяется по формуле (6), значения i_max и i_min принимаются из таблицы 2.

i_{tot max} = i_{1 max}  i_{2 max} = 4,5  4,5 = 20,25;

i_{tot min} = i_{1 min}  i_{2 min} = 2,5  2,5 = 6,25.

4. Определяется максимальная и минимальная частота вращения электродвигателя (мин^-1) по формулам (7)

n_{д max} = n_вых  i_{tot max} = 115  20,25 = 2329;

n_{д min} = n_вых  i_{tot min} = 115  6,25 = 719.

5. Принимается марка двигателя 4А132М4УЗ, Р_д = 11 кВт, n_д = 1460 мин^-1

6. Определяется фактическое передаточное отношение привода по формуле (8)

i_{tot ф} = n_д / n_вых = 1460 /115 = 12,7.

1. Значение передаточного отношения принимается из стандартного ряда СТ 312-76, i_1с = 4, тогда i_с2 = 12,7 / 4 = 3,175 принимается i_с2 = 3,15. Пересчет привода не производится вследствие незначительных расхождений i_{tot ф} и i_{tot расч}.

2. Расчетные зависимости вычисления основных параметров привода (Р, Т, , n, η, i) приведен в таблице 3.

3. Угловые скорости звеньев, с^-1:

• двигателя: _д = π n_д / 30 = 3,14  1460 / 30 = 152,8

• редуктора:

• вал ведущий ₁ = _д = 152,8

• вал промежуточный ₂ = ₁ / i₁ = 152,8 / 4 = 38,2

• вал ведомый _вых = ₂ / i₂ = 38,2 / 3,15 = 12,127 ≈ 12,13

1. Частота вращения, мин^-1:

• двигателя: 1460 n_д = 1460

• редуктора:

• вал ведущий n₁ = n_д = 1460

• вал промежуточный n₂ = n₁ / i₁ = 1460 / 4 = 365

• вал ведомый n₃ = n₂ / i₂ = 365 / 3,14 = 115,8

1. Вращающие моменты, Н  м:

• двигателя: Т_д = Р_д / _д = 11  10³ / 152,8 = 72

• редуктора:

• вал ведущий Т₁ =Т_д = Р_д / _д = 11  10³ / 152,8 = 72

• вал промежуточный Т₂ = Т₁  i₁ = 72  4 = 288

• вал ведомый Т_н = Т_д  i₂ = 288  3,15 = 907,2

1. Мощности, кВт:

• двигателя: Р_д = 11 кВт

Силовые и кинематические характеристики привода сводятся в таблицу 4 и являются исходными данными для расчета передач других элементов привода.

Таблица 4 – Параметры привода

Наименование узла (сборочной единицы) привода, валы передач редуктора	Параметры передач
	Р, кВт	Т, Н∙м	, с-1	n, мин-1	i
1	2	3	4	5	6	7

Ниже приведен пример энергокинематического расчета привода, состоящего из электродвигателя и цилиндрического двухступенчатого соосного редуктора РЦ-2С--а_w-i-m₁/m₂--000

Кинематическая схема

Р_вых=

n_вых=

Т₂=

i₂=

i₁=

n₁=

Т₁=

Р= кВт

n= мин^-1

Т= Н∙м

Рисунок 1 – Кинематическая схема мотор-редуктора

Узлы ( сборочные единицы) привода, валы передач редуктора		Параметры привода
		Р, кВт	Т, Нм	, с-1	n, мин-1	η	i
1		2	3	4	5	6	7
Двигатель 4А132М4УЗ		11	72	152,8	1460	ηд	-
Редуктор РЦ-2С-а- i-000	Вал ведущий Вал промежуточный Вал ведомый	10,945 10,62 10,35	71,63 286,52 902,54	152,8 38,2 12,13	1460 365 115,8	η1 = 0,995 η2 = 0,97 ηвых = 0,95	1 4 3,15

Таблица 5 – Параметры привода

• редуктора:

• вал ведущий Р₁ = Р_д η_п = 11  0,995 = 10,945

• вал промежуточный Р₂ = Р₁ η₁  η_п² = 10,945  0,98  0,995² = 10,62

• вал ведомый Р_вых = Р₂ η₂  η_п = 10,35

1. КПД привода:

• двигателя: η_д

• редуктора: η_д

• вал ведущий η₁ = η_п = 0,995

• вал промежуточный η₂ = η_1с  η_п² = 0,98  0,995 = 0,97

• вал ведомый η_вых = η_1с  η_2с  η_п³ = 0,98  0,98  0,995³ = 0,95

Результаты расчетов сводятся в таблицу 5 и на кинематическую схему (рисунок 1), которые используются для дальнейших расчетов.