6. Расчет привода с коническим прямозубым редуктором

Задание. Подобрать электродвигатель, провести кинематический расчет и прочностной расчет конической прямозубой передачи редуктора общего назначения.

Исходные данные

1. Мощность на валу рабочей машины Р_вых = 3,5 кВт.

2. Частота вращения быстроходного вала n₁ = 949 мин^–1.

3. Передаточное число u = 3,15 .

4. Передача нереверсивная.

5. Передаваемая нагрузка постоянная.

6. Жестких требований к габаритам передачи не предъявляется.

7. Требуемая долговечность привода L_h = 10000 ч.

6.1. Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчеты привода

Составляем схему привода (рис. 6.1).

I

II

Рис. 6.1. Схема привода

Определяем общий КПД привода:

η = η_з  η_п²  η_м²,

где η_з – КПД пары зубчатых прямозубых конических колес: η_з = 0,97;

η_п – КПД, учитывающий потери в одной паре подшипников качения, η_п = 0,99;

η_м – КПД, учитывающий потери в муфте: η_м = 0,98 (табл. 3.1).

η = 0,97  0,99²  0,98² = 0,913.

Подбираем электродвигатель по заданной асинхронной частоте вращения n₁ = 949 мин^–1 и потребляемой мощности:

Р_потр = Р_вых / η = 3,5/ 0,913 = 3,834 кВт.

Выбираем электродвигатель с номинальной мощностью, равной или несколько превышающей Р_потр, и с синхронной частотой вращения n_синх = 1000 мин^–1. По табл. 3.3 принимаем электродвигатель единой серии 4А типа 112МВ6, для которого Р_дв = 4 кВт; n_асинх = 949 мин^–1.

Определяем частоты вращения валов привода:

– частота вращения вала электродвигателя и ведущего вала редуктора

n_дв.ас = n₁ = 949 мин^–1;

– частота вращения ведомого вала редуктора и вала рабочей машины

n₂ = n_вых = n₁ / u;

n₂ = n_вых = 949 / 3,15 = 301,27 мин^–1.

Определяем мощности на валах привода:

– потребляемая мощность электродвигателя Р_потр. = 3,834 кВт;

– мощность на ведущем валу редуктора

Р₁ = Р_{дв.потр} · η_м · η_п = 3,834 · 0,98 · 0,99 = 3,72 кВт;

– мощность на ведомом валу редуктора

Р₂ = Р₁ · η_з · η_п = 3,72 · 0,97 · 0,99 =3,572 кВт;

– мощность на валу рабочей машины

Р_вых = Р₂ · η_м = 3,572 · 0,98 = 3,5 кВт.

Определяем вращающие моменты на валах привода:

– момент на валу электродвигателя

Т_дв. = 9,55 · Р_потр / n_дв = 9,55 · 3,834 · 10³ / 949 = 38,58 Н·м;

– момент на ведущем валу редуктора

Т₁ = 9,55 · Р₁ / n₁ = 9,55 · 3,72 · 10³ / 949 = 37,43 Н·м;

– момент на ведомом валу редуктора

Т₂ = 9,55 · Р₂ / n₂ = 9,55 · 3,572 · 10³ / 301,27 = 113,23 Н·м;

– момент на валу рабочей машины

Т_вых = 9,55 · Р_вых / n₂ = 9,55 · 3,5 · 10³ / 301,27 = 110,95 Н·м.

Данные расчета представим в виде таблицы (табл. 6.1).

Таблица 6.1

Номер вала	n, мин-1	Р, кВт	Т, Н·м
Вал двигателя	949	3,834	38,58
I	949	3,72	37,43
II	301,27	3,572	113,23
Выходной вал	301,27	3,5	110,95

6.2. Расчет прямозубой конической передачи