6 Расчеты частот, мощностей и вращающих моментов отдельных элементов привода

6.1 Расчет частот вращения

В схемах с ременной передачей на входе редуктора частота вращения ведущего шкива равна частоте вращения вала электродвигателя:

.

Частота вращения ведомого шкива равна частоте вращения входного (быстроходного) вала редуктора и всех элементов (шестерен, червяков, муфт), жестко связанных с этим валом:

,

где – частота ведущего элемента быстроходной ступени, например шестерни или червяка.

При отсутствии ременной передачи между валом электродвигателя и входным валом редуктора (соединение названных валов при помощи муфты или использование в схеме электродвигателя фланцевого исполнения с жестким соединением тех же валов)

.

Частота вращения промежуточного вала многоступенчатой закрытой передачи и всех элементов, установленных на этом валу, (зубчатых и червячных колес, муфт) зависит от передаточного числа быстроходной ступени:

,

где – частота вращения ведомого элемента быстроходной ступени, например зубчатого (червячного) колеса;

– частота вращения ведущего элемента тихоходной ступени.

Частота вращения выходного (тихоходного) вала двухступенчатого редуктора и связанного с ним элементов (ведомого колеса тихоходной ступени, муфты, ведущей звездочки цепной передачи) равна:

,

где – частота вращения ведомого элемента тихоходной ступени;

– частота вращения ведущей звездочки цепной передачи, установленной на выходном валу редуктора.

6.2 Расчет мощностей

Мощности, передаваемые элементами привода, рассчитываются с учетом потерь, величина которых определяется соответствующими КПД (см. табл. 6):

,

,

,

,

,

,

.

В приведенных расчетных зависимостях приняты следующие обозначения:

– потребная мощность электродвигателя;

и– соответственно мощности на ведущем и ведомом валу шкиве ременной передачи;

и– мощности на входном и выходном валу редуктора;

– мощности на ведущих и ведомых элементах быстроходной и тихоходной ступени редуктора;

– КПД ременной передачи;

– КПД пары подшипников качения;

–КПД зацепления (зубчатой, червячной передачи).

6.3 Расчет вращающих моментов

После определения частот и соответствующих мощностей величены вращающих моментов для каждого элемента привода можно рассчитать по формуле

.

Для удобства представления расчета результаты расчетов могут быть заключены в следующую таблицу .

Таблица - Результаты расчетов частот, мощностей и вращающий моментов на отдельных элементах привода

Параметры	Электродвигатель	Ременная передача		Редуктор				Цепная передача
		вщ	вд
	-

7 Примеры расчетов

Пример 1. Выполнить кинематический расчет привода по приведенной схеме и исходным данным (рис.).

Общие замечания к расчету.

а) Вращающий момент от электродвигателя передается входному валу редуктора через ременную передачу, ведущий шкив которой закреплен на валу электродвигателя, а ведомый – на входном валу редуктора. Чем меньше будет назначено передаточное число ременной передачи, тем меньшим будет диаметр ведомого шкива и компактнее передача (рис. ). С другой стороны, чем выше частота вращения вала электродвигателя при заданной (потребляемой) мощности, тем меньше его вес и стоимость. В зависимости от числа пар полюсов простые асинхронные электродвигатели имеют теоретические (синхронные, без учета скольжения) частоты вращения: .

Рекомендуется назначить стандартное передаточное число ременной передачи: = 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8.

б) Двухступенчатый цилиндрический редуктор имеет минимальную массу и оптимальную конструкцию, если диаметры колес (ведомых элементов ступеней) будут приблизительно равны друг другу. Это достигается подбором передаточных чисел ступеней: большее у первой ступени (d/d) и меньшее – у второй (d/d) (рис.).

Рисунок – Пример задания на курсовой проект

Рисунок – Ременная передача

Рисунок – Схема двухступенчатого редуктора

в) Кинематическая цепь привода: ременная передача – первая ступень редуктора – вторая ступень редуктора.

,

где – общее передаточное число привода,

– передаточное число ременной передачи,

- передаточное число первой ступени редуктора,

- передаточное число второй ступени редуктора.

г) Привод содержит 4 вала, частоты вращения которых понижаются от электродвигателя к выходу:

– частота вращения вала электродвигателя (указана в каталоге для каждого типа);

- частота вращения входного вала редуктора (ведомого шкива и шестерниIступени);

– частота вращения промежуточного вала редуктора (шестерниIIступени и колесаIступени);

– частота вращения выходного вала редуктора (колесаIIступени и ведущей звездочки цепной передачи).

д) Потери мощности, оцениваемые КПД, происходят в следующих узлах кинематической цепи: ременной передаче, подшипниках ведущего вала, зацеплении колес Iступени редуктора, подшипниках промежуточного вала, зацеплении колесIIступени редуктора, подшипниках выходного вала, т.е.

.