2. Кинематический и силовой расчет привода

2.1. Выбор электродвигателя

2.1.1 Требуемая мощность электродвигателя

, (2.1)

где Р₄- мощность на ведомой звездочке (на выходе привода), кВТ;

η- КПД привода.

, (2.2)

где η_р, η_з, η_муфты, η_подш- соответственно КПД ременной, зубчатой пере дач, муфты и пары подшипников качения.

Руководствуясь рекомендациями /2,с.5/, принимаем η_р=0,96, η_з=0,98, η_м=0,99, η_подш=0,99.

После подстановки численных значений параметров в формулы (2.2) и (2.1) получим КПД привода

и требуемую мощность

Р_тр=3,5/0,913=3,83 кВт.

2.1.2 С учетом требуемой мощности Р_тр=3,83 кВт рассмотрим возможность выбора асинхронных двигателей серии 4А с номинальными мощностями Р_н=3,0 кВт и Р_н=4,0 кВт /2,с.390/. Для первого перегрузка составляет (3,83-3)∙100%/3=27,6% при допускаемой перегрузке 5%.

Остановим выбор на двигателе мощностью 4 кВт.

Для двигателей с мощностью 4 кВт рассчитаны следующие номинальные частоты вращения n_н:2880, 1430, 950, 720 об/мин.

Для ориентировки в выборе двигателя по частоте вращения оценим передаточное отношение привода i_ср, вычисленное по средним значениям рекомендуемых передаточных отношений отдельных передач.

Возьмем эти значения для ременной, зубчатой передач соответственно i_{ср р}=3, i_{ср зуб}=3 /2,с.7/. После перемножения получим в результате

i_ср= i_{ср р}∙ i_{ср зуб}=3∙3=9.

При таком передаточном отношении привода и частоте вращения вала n₄=70об/мин потребуется двигатель с частотой вращения n=i_ср∙n=9∙70=630 об/мин.

2.1.3 Окончательно выбираем /2,с.390/ ближайший по частоте вращения асинхронный электродвигатель марки 4АМ132S8У3 со следующими параметрами:

- номинальная мощность Р_н=4кВт;

- номинальная частота вращения n_н=720 об/мин;

- отношение пускового момента к номинальному Т_n/T_н=2.

2.2. Передаточное отношение привода и отдельных его передач

Общее передаточное отношение привода при частоте вращения его входного вала n₁=n_н=720 об/мин

_общ=n₁:n₄=720/70=10,29

Примем /2,с.6/ передаточные отношения – для ременной, зубчатой и цепной передач редуктора соответственно i_р=3,5 , i_зуб=2.94

2.3. Частоты вращения, угловые скорости, мощности и моменты на валах

2.3.1. Частоты вращения валов:

n₄=n₃=69,97 об/мин.

2.3.2. Угловые скорости валов:

₄=₃=7,32 рад/с.

2.3.3. Мощности на валах привода:

Р₁ = Р_тр = 3,83 кВт;

Р₂ = Р₁ ∙ η_р ∙ η_п = 3,83∙ 0,96 ∙ 0,99 = 3,64 кВт;

Р₃ = Р₂ ∙ η_з ∙ η_п = 3,64 ∙ 0,98 ∙ 0,99 = 3,53 кВт;

Р₄=Р₃∙η_м=3,53∙0,99=3,49 кВт.

2.3.4. Моменты на валах привода:

2.3.5. Максимальные моменты при перегрузке

Максимальный момент при перегрузке на первом валу (валу двигателя)

Т_1max = T_п = 2 ∙ Т_н

Номинальный момент двигателя при номинальной мощности Р_н = 4 кВт, равен

Т_н = Р_н/ω₁ = 4∙10³/75,36= 53,08 Н ∙ м

Тогда Т_1max = 2 ∙ 53,08= 106,16 Н ∙ м

При кратковременных перегрузках максимальные моменты будут превышать моменты, рассчитанные для требуемой мощности в

Т_1max/ Т₁ = 106,16 / 50,82 = 2,09 раза.

Получаем:

Т_1max = Т₁ ∙ 2,09 = 50,82 ∙ 2,09= 106,21 Н ∙ м;

Т_2max = Т₂ ∙ 2,09 = 169,07 ∙ 2,09 = 353,36 Н ∙ м;

Т_3max=Т₃∙2,09=482,24∙2,09=1007,88 Н∙м;

Т_4maх=Т₄∙2,09=476,78∙2,09=996,47 Н∙м.

2.3.6 Результаты расчетов, выполненных в подразделе 2.3, сведены в таблицу 2.1.

Таблица 2.1-Частоты вращения, угловые скорости, мощности и моменты на валах привода

№ вала	n, об/мин	w, рад/с	Р, кВт	Т, Н×м	Tmax, Н×м
1	720	75,36	3,83	50,82	106,21
2	205,7	21,53	3,64	169,07	353,36
3	69,97	7,32	3,53	482,24	1007,88
4	69,97	7,32	3,49	476,78	996,47