5.4 Оптимальное передаточное отношение

С учётом трёх критериев, выбираем следующие передаточные отношения, исходя из конструкторско-технологических соображений (небольшое передаточное отношение обеспечивает быстродействие, увеличение передаточного отношения для более тихоходных ступеней обеспечивает точность, небольшое число ступеней обеспечивает небольшие габариты):

n=5

Таблица 13

№ колеса	1	2	3		4	5		6	7		8	9		10
№ элементарной передачи	I			II			III			IV			V
Число зубьев	21	52	19		53	19		55	19		55	28		81

Фактическое передаточное отношение редуктора рассчитывается по формуле:

Подставляя значения, находим i₀:

Погрешность передаточного отношения находится по формуле:

Подставляя значения, получаем:

Условие применимости расхождения i₀иi_0физ практических рекомендаций [3]:

Проверяем условие (3.3.5): , т.е. условие выполняется.

Следовательно, выбор числа зубьев колес и шестерен был произведен верно.

Рис. 2 Кинематическая схема

6. Силовой расчет эмп

6.1 Проверка правильности выбора электродвигателя по пусковому моменту:

Поскольку основной режим работы привода динамический и при этом статический момент много меньше динамического, то и проверочный расчет выбранного двигателя ведем по динамической нагрузке.

, где

M_п– пусковой момент двигателя

M_н– номинальный момент двигателя

,,– суммарный, статический и динамический момент нагрузки, приведенные к валу двигателя, соответственно

, где

i₀– общее передаточное отношение редуктора

J_д– момент инерции ротора двигателя

K_м– коэффициент, учитывающий инерционность собственного зубчатого механизма.

(4.3.3)

Можно принять K_м= 0,5 .

По паспорту двигателя: J_д=1,6ּ10^-6кгּм²

По условию: J_н=0,1 кгּм²

Находим приведенные к валу двигателя моменты:

(Нּм)

(Нּм)

(Нּм)

По паспорту двигателя:M_п=0,0294(Нּм) ≥ 0,022 (Нּм);M_н=0,0098(Нּм) ≥ 0,004 (Нּм), т.е. условия (4.3.1) и (4.3.2) выполняются, следовательно, двигатель выбран верно, т. е. он сможет обеспечить требуемое угловое ускорение нагрузки при пуске.

6.2 Проверочный расчет выбранного двигателя по заданной нагрузке

Так как на данном этапе проектирования известна кинематическая схема ЭМП, то из соотношения приведения моментов [1]: (1), где

M_i,M_i– момент нагрузки наi-ом иj-ом валах;

i_ij– передаточное отношениеi-го иj-го вала;

η_ij– КПД передачи,η_ij=0.98;

η_подш– КПД подшипников, в которых установлен ведущий вал,η_подш=0.99.

Поскольку в момент пуска двигателя нужно учесть инерционность двигателя и нагрузки, необходимо, чтобы двигатель обеспечивал нужное угловое ускорение нагрузки. На выходном валу с учётом динамической составляющей действует следующий момент:

М_Σ=М_н + J_н_н=0.8+0.1*15=2,3 (Н*м)

Для того чтобы проверить правильность выбора двигателя, необходимо привести момент на выходном валу к валу двигателя по формуле (1) для каждого вала, начиная от выходного, и сравнить пусковой момент двигателя с приведённым моментом.

Ведем расчёт последовательно к валу двигателя:

(Н*м)_M9=M8

(Н*м)_M7=M6

(Н*м)_M5=M4

(Н*м)_M3=M2

(Н*м)=16 (Н*мм)

Выполним предварительную проверку правильности выбора двигателя:

По паспортным данным М_пуск =29,4·10^-3Н·м, то есть 29,4≥16 – верно => двигатель выбран правильно. То есть выбранный двигатель сможет обеспечить нужно угловое ускорение нагрузки при старте.

Следовательно, двигатель выбран верно.

7. Расчет зубчатых передач на прочность

Целью данного расчета является определение модулей зацепления по изгибной и контактной прочности зубьев. Т.к. по ТЗ передачи проектируемой конструкции открытые, то расчёт на изгибающую прочность является проектным. После его выполнения необходимо осуществить проверочный расчёт на контактную прочность.