1.Исходные данные

1. Данные для построения:

n_м1 =-35 об/мин – частота вращения в 1 рабочей точке;

t₁ = 20 с – время работы в 1 точке;

n_м2 = 95 об/мин – частота вращения в 2 рабочей точке;

t₂ = 30 с – время работы в 2 точке;

t_п = 100 с – время паузы.

Характер нагрузки – реативная нагрузка;

М_мех.=450 Нм – момент нагрузки (механизма) на валу двигателя;

η_п. = 0.9 – коэффициент полезного действия передачи;

Ј_мех. = 50 кгм² – момент инерции механизма.

1.2 Построение тахограммы и нагрузочной диаграммы производственного механизма.

Рисунок 1. Тахограмма производственного механизма

Рисунок 2. Нагрузочная диаграмма производственного механизма для активной нагрузки

2. Расчет мощности электродвигателя и выбор его по каталогу. Определение наивыгоднейшего передаточного отношения редуктора.

2.1 Продолжительность включения.

%

Выбираем стандартное (15%, 25%, 40%, 60%), ближнее по величине значение продолжительности включения.

ПВ_кат =40%

2.2 Диапазон регулирования.

2.3 Среднеквадратичное значение мощности за время работы на основании тахограммы и нагрузочной диаграмм.

=,

где m – число рабочих участков в цикле;

- время работы на i-м участке цикла;

- коэффициент ухудшения теплоотдачи на i-м участке цикла;

- мощность нагрузки на валу механизма на i-м участке цикла.

2.3.1 Значения угловых скоростей по ступеням:

- первая ступень

рад/с,

- вторая ступень

рад/с.

2.3.2 Мощность на i-м участке работы:

- первая ступень

кВт,

- вторая ступень

кВт.

2.3.3 Коэффициент ухудшения теплоотдачи по ступеням.

,где

=0.95 - коэффициент ухудшения теплоотдачи при неподвижном якоре (роторе), принимаемый для двигателей закрытого исполнения без принудительного охлаждения;

2.3.3.1 Для первого участка:

,

2.3.3.2 Для второго участка:

.

2.4 Пересчет среднеквадратичной мощности двигателя на выбранное стандартное значение ПВ=40%.

кВт,

2.4.1 Расчетная мощность электрического двигателя.

,

где k_З =(1.1-1.3) - коэффициент запаса;

η_мех=0.9 - КПД передачи при n_макс,

Принимаем k_З=1.3.

кВт.

2.5 Выбираем двигатель постоянного тока независимого возбуждения типа Д-31, имеющий следующие паспортные данные (таблица 1).

Таблица 1 – паспортные данные выбранного ДПТНВ

Тип	UH, В	РН, кВт	nН, об/мин	IH, A	Rдв. , Ом	Jдв. , кгм2
Д-31	220	6,8	880	37	0,42	0,3

2.6 Передаточное отношение редуктора.

где - номинальная угловая скорость вращения двигателя.

рад/с

Принимаем передаточное отношение редуктора из стандартного ряда передаточных чисел (при условии, что i_р.ст ≤i_р ).

i_р.ст = 8

3. Расчёт и построение естественных механических и электромеханических характеристик двигателя.

3.1 Сопротивление якоря горячее.

Ом,

где τ= 75°С– перегрев обмоток двигателя относительно начальной температуры (15°С).

3.2 Коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке.

.

3.3 Коэффициент ЭДС двигателя.

.

3.4 Номинальный момент на валу двигателя.

Н·м.

3.5 Электромагнитный момент, соответствующий номинальному току.

Н·м.

3.6 Момент трения на валу электродвигателя.

Н·м.

3.7 Скорость идеального холостого хода.

рад/с.

3.8 Скорость вращения по ступеням.

;

;

или

;

.

3.9 Момент статический по ступеням для реактивной нагрузки.

3.9.1 I и III квадранты работы(двигательный режим)моменты ступени определяются по выражению:

где М_мах=М_мех=450 Н∙м.

3.10 Расчет естественных электромеханической ω=f(I) и механической ω=f(М) характеристик двигателя (рисунок 3).

Выражения для расчета электромеханической и механической характеристик имеют вид:

, .

Т.к. между током и моментом у двигателя постоянного тока независимого возбуждения имеется линейная зависимость М=с·I, то для получения механической характеристики достаточно пересчитать по оси Х численные значения токов на значения моментов. Расчетные данные сведены в таблицу 2.

Таблица 2.

I, A	0	Iн =37	2· Iн=74
M, Н·м	0	80,22	160,44
ω, рад/с	101,5	92,15	82,84

Рисунок 3. Естественные электромеханическая ω=f(I) и механическая ω=f(М) характеристики двигателя.