1 Выбор электродвигателя и кинематический расчет

Мощность на выходном валу Р_вых, кВт:

Р_вых = F_t·υ, (1)

где F_t –окружное усилие на звёздочках, F_t= 30 кН; υ – скорость на звёздочках, υ =0,5 м/с.

Р_вых = 30·0,5 = 15 кВт.

Общий КПД привода

 = ₁₂₃, (2)

где коэффициент полезного действия [1]:

₁ – ременной передачи, ₁ = 0,85; ₂ – червячной передачи, ₂ = 0,8; ₃ – муфты, ₃=0,99.

 = 0,850,80,99 = 0,67.

Потребная мощность двигателя P:

P=, (3)

P= =22,4 кВт.

Общее передаточное отношение привода

u’ = u₁u₂, (4)

где передаточное отношение [1]:

u₁ – ремённой передачи, u₁ = 6; u₂ – червячной передачи, u₂= 16;

u’ = 6 16=96.

Частота вращения выходного вала n_вых:

n=60·10³·υ / (z·р_ц) (5)

n=60·10³_·0,5 /(12·80)= 31,25 об/мин.

Потребная частота вращения вала двигателя n:

n = n_выхu’, (6)

где u – общее передаточное отношение привода.

n = 31,25  96= 3000 об/мин.

Выбор электродвигателя

В соответствии с требуемой мощностью и частотой вращения выбран электродвигатель АИР180М2/2925 со следующими характеристиками [1]: мощность электродвигателя Р_эд=30,0 кВт; синхронная частота вращения n_с=3000 об/мин; номинальная частота вращения n= 2925 об/мин.

Передаточное отношение

Уточняем общее передаточное отношение привода:

u = n_эд/n_вых, (7)

u = 2925/31,25 = 93,6.

Назначаем следующие передаточные отношения: u₂ = 16;

Уточним передаточное отношение u₁:

u₁===5,85.

Мощности на валах

P_i = P_i-1_i, (8)

где P_i-1 – мощность на предыдущем валу, кВт; _i – КПД соответствующей передачи.

Р₁ = Р = 30 кВт;

Р₂ = 30 0,85 = 25,25 кВт;

Р₃ = 25,5  0,8= 20,4 кВт;

1.10 Частоты вращения валов

, (9)

где n_i-1 – частота вращения предыдущего вала, об/мин; u_i – передаточное число соответствующей ступени.

n₁ = n_эд = 2925 об/мин;

n ==500 об/мин;

n = =31,25 об/мин;

Крутящие моменты на валах

(10)

где P_i – мощность на соответствующем валу, кВт; n_i-1 – частота вращения на соответствующем валу, об/мин.

Т₁ = = 98 Нм;

Т₂ = = 482,3 Нм;

Т₃ = = 6234,5 Нм;

Анализ расчётов. 1. Окончательно принятые передаточные отношения находятся в рекомендуемых пределах.

2. Рассчитанные значения n_IV и P_IV в пп. 9 и 8 соответствуют заданным.

2. Расчёт ременной передачи

В механических приводных устройствах ременные передачи применяют в основном для уменьшения частоты вращения приводного вала и соответственного увеличения вращающего момента.

В кинематической схеме привода ременной передаче отводится первая ступень – непосредственно от электродвигателя к редуктору.

Рисунок 2.1 Схема ременной передачи.

Рисунок 2.2 Установка ременной передачи

Для выбора типа ремня в зависимости от передаваемой мощности и частоты вращения двигателя (ведущего вала) служит номограмма, представленная на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 монограмма выбора ремня

2.1. Исходные данные

Для двигателя с частотой вращения 2925 об/мин:

Передаваемая мощность 20,4 кВт

Частота вращения ведущего вала 2925об/мин

Передаточное отношение 6

Характер нагрузки умеренные колебания

Число смен 2

Тип ременной передачи клиноремённая

Необходимый ресурс работы 2000

Количество ремней 4

Алгоритм расчёта ременных передач.

Выбор типа ремня в зависимости от передаваемой мощности Р и частоты

вращения двигателя (ведущего вала)

2.2 Определение диаметров шкивов.

2.2.1 Диаметр ведущего шкива:

где - диаметр ведущего шкива, по ГОСТ 1284.1-89 … ГОСТ 1284.3-89.

Диаметр ведомого шкива.

(11)

уточнённое передаточное отношение с учётом относительного скольжения:

. (12)

где S-скольжение, ( S=0,01 - 0,02).

Межосевое расстояние:

, (13)

где - по ГОСТ 1284.1-89…ГОСТ 1284.3-80.

, (14)

- определяется промежуточное значение.

2.2.2 Расчётная длинна ремня.

, (15)

2.2.3 Уточнённое межосевое расстояние.

, (15)

где , (16)

, (17)

2.2.4 Угол обхвата ремня малого шкива.

, (18)

Коэффициенты:

-угол обхвата =1 – 0,003(180-), (19)

-длинны ремня по ГОСТ 1284.3-89.

-режима работы по ГОСТ 1284.3-89.

-числа ремней .

2.2.5 Расчетная мощность ремня.

, (20)

где - номинальная мощность по ГОСТ 1284.3-89.

2.2.6 Уточнённое число ремней.

, (21)

2.2.7 Скорость ремня.

, (22)

2.2.8 Сила натяжения каждой ветви ремня.

, (23)

где - коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил.

Определяется в зависимости от типа сечения.

Сила действующая на валы.

(24)

2.2.9 Ресурс ремня.

, (25)

где - предел выносливости материала ремня; - максимальное напряжение в сечении.

(26)

, (27)

где - площадь поперечного сечения ремня по ГОСТ 1284.3-89;- окружное усилие.

(28)

, (29)

где - плотность материала ремня.

Расчёты выполнены при помощи программы (dm-9)

Расчёты программы (dm-9)

***************************************************************** ** Передаточное отношение . . . . . . . . . . . . . . 6 ** Необходимое межосевое расстояние, мм. . . . . . . . 500 ***************************************************************** *********** Р А С Ч Е Т Н Ы Е П А Р А М Е Т Р Ы ******************* ** Тип ремня . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Б ** Межосевое расстояние (мм). . . . . . . . . . . . 625.5561 ** Передаточное отношение . . . . . . . . . . . . . 6.006143 ** Отклонение передаточного отношения (%) . . . . . 1.022846 ** Длина ремня (мм) . . . . . . . . . . . . . . . . 3000 ** Диаметр ведущего шкива (мм). . . . . . . . . . . 160 ** Диаметр ведомого шкива (мм). . . . . . . . . . . 960 ** Сила предварительного натяжения ремня (Н). . . . 2295.366 ** Ресурс ремня (час.). . . . . . . . . . . . . . . 16947.33 ** Угол обхвата меньшего шкива (град.). . . . . . . 118.377 ** Сила, действующая на валы (Н). . . . . . . . . . 2362.273 ** Число клиновых ремней. . . . . . . . . . . . . . 4 *******************************************************************