12. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода

В инженерной практике достаточно часто возникает необходимость скомпоновать привод какого-нибудь исполнительного механизма, а затем произвести проверочные или проектировочные расчеты отдельных элементов привода. Рассмотрим первый этап этой работы. Предположим, что Вам потребовался привод, состоящий из электродвигателя (М), клиноременной передачи, цилиндрического редуктора и червячного редуктора.

Рис. 4.32 Схема привода показана на рис. 4.32.

Дано: N_ВВ = 5 кВт; n_ВВ = 5 об\мин

(мощность и обороты на ведомом валу).

Решение.

1. Выбор электродвигателя по оборотам.

n _д = n_ВВ*u _общ. u _общ = u _кр* u _р* u _чр

Предположим, имеется в наличии червячный редуктор с u _чр = 20 и

цилиндрический редуктор с u _р = 4. Принимаем предварительно u _кр = 3.

Тогда u _общ = u _кр* u _р* u _чр = 3*4*20 = 240. Соответственно,

n _д = n_ВВ*u _общ = 5*240 = 1200 об/мин. Двигателя с такими оборотами нет. Есть электродвигатели с числом оборотов в минуту:

1000 об/мин; 1500 об/мин. Ближе двигатель на 1000 об/мин.

Уточняем u _общ = n _д/ n_ВВ = 1000/5 = 200.

Уточняем u _кр = u _общ/( u _р* u _чр) = 200/80 = 2,5.

Таким образом, мы подобрали электродвигатель по оборотам и определили передаточные отношения на каждой ступени и привода в целом.

2. Выбор электродвигателя по мощности.

N_д = N_ВВ/η_общ, где η_общ – общий КПД привода.

η_общ = η_о⁴* η_кр* η_р* η_чр = 0,99⁴*0,96*0,97*0,8 = 0,7156.

Здесь η_о = 0,99…0,995 – КПД опор каждого вала; η_кр = 0,95…0,97 – КПД клиноременной передачи; η_р = 0,97…0,98 – КПД цилиндрического редуктора;

η_чр = 0,80…0,85 – КПД червячного редуктора при двухзаходном червяке

( при однозаходном червяке η_чр = 0,70…0,75). Однозаходный червяк может быть только при u _чр ≥ 26.

N_д = N_ВВ/η_общ = 5/0,7156 = 6,99 кВт. Ближайший больший электродвигатель имеет мощность N_д = 7,5 кВт.

Марка электродвигателя 4А132М6.

Для дальнейшего расчета элементов привода Вам потребуются параметры на всех валах привода: мощность – N, Вт; число оборотов – n, об/мин; угловая скорость – ω, с^-1; крутящий момент – Т, Н*м. Составим таблицу этих параметров (таблица 10.4).

Таблица 10.4

№ вала	N, Вт	n, об/мин	ω, с-1	Т, Н*м
1	6988	1000	104,7	66,7
2	6708	400	41,9	160
3	6441	100	10,5	613
4	6377	100	10,5	607
5	5051	5	0,52	9713
вв	5000	5	0,52	9615

Известно: ω = π* n/30; N = Т* ω;

Т = N/ ω.

Если получены 2 столбца таблицы, то два других просто вычисляются. Двигаясь от ведомого вала к ведущему, вычисляем мощности по формулам:

N₅ = N_ВВ/ η_о; N₄ = N₅/( η_о* η_чр);

N₃ = N₄/ η_о;

N₂ = N₃/( η_о* η_р); N₁ = N₂/ η_кр.

Аналогично по оборотам.

n ₅ = n_ВВ; n ₄ = n ₅* u _чр; n ₃ = n ₄; n ₂ = n ₃* u _р; n ₁ = n ₂* u _кр = n _д.

Теперь Вы можете рассчитывать все элементы привода по методикам, изложенным выше.

Литература

1. Анурьев В.К. Справочник конструктора-машиностроителя в 3-х томах. – М.:

Машино строение, 1980.

2. Чернавский С.А. и др. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие. – М.: Машиностроение, 1988. – 416 с.

3. Гузенков П.Г. Детали машин. 4-е изд. – М.: Высшая школа, 1986. – 360 с.

4. Решетов Д.Н. Детали машин. 4-е изд. – М.: Машиностроение, 1989. – 496 с.

5. Иванов М.Н. Детали машин. 5-е изд. – М.: Высшая школа, 1991. – 383 с.

6. Перель Л.Я. Подшипники качения. – М.: Машиностроение, 1983. – 588 с.

7. Поляков В.С., Барбаш И.Д. Муфты. Конструкции и расчет. 4-е изд. – Л.: Машиностроение, 1973. – 336 с.

8. Биргер И.А., Иосилевич Г.Б. Резьбовые и фланцевые соединения. – М.: Машиностроение, 1990. – 368 с.

Содержание

1. Основы сопротивления материалов

1. Внешние силы (нагрузки)

2. Метод сечений

3. Напряжения

4. Диаграмма растяжения

5. Деформация растяжения и сжатия

6. Деформация сдвига (среза)

7. Деформация смятия

8. Геометрические характеристики сечений

9. Деформация кручения

10. Деформация изгиба

11. Определение перемещений при изгибе по способу Верещагина

12. Устойчивость сжатых стержней

I I. Основы взаимозаменяемости

I I I. Основы теории механизмов и машин (ТММ)

1. Структурный анализ механизмов

   1. Основные понятия и определения

   2. Степень подвижности механизма

   3. Замена высших кинематических пар низшими

   4. Структурный синтез и анализ механизмов

2. Кинематический анализ механизмов

   1. Определение положений и перемещений звеньев механизма

   2. Определение скоростей и ускорений точек и звеньев механизма

4. Детали машин

   1. Зубчатые передачи

      1. Элементы зубчатых колес

      2. Передаточное отношение, передаточное число

      3. Силы в зацеплении цилиндрических зубчатых колес

      4. Прочностной расчет цилиндрических зубчатых передач

         1. Расчет зубьев на контактную прочность

         2. Расчет зубьев на изгиб

      5. Точность зубчатых передач

      6. Способы (методы) нарезания зубьев

      7. Передачи коническими зубчатыми колесами

      8. Пример выполнения чертежа зубчатого колеса

   2. Трение

   3. Червячные передачи

   4. Фрикционные передачи

   5. Ременные передачи

      1. Плоскоременные передачи

      2. Клиноременные передачи

   6. Цепные передачи

   7. Муфты

   8. Оси и валы

9. Подшипники качения

10. Резьбы: типы и обозначения

11. Болтовые соединения

12. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода