13. Проверочные расчеты проектируемого привода
13.1. Уточненный силовой расчет и проверка правильности выбора электродвигателя
Проверим выполнение следующего условия [1]:
, (51)
где Mн – номинальный момент двигателя
,
– уточненные статический и динамический
момент нагрузки, приведенные к валу
двигателя, соответственно.
Расчет уточненного статического момента:
Для цилиндрических прямозубых передач внешнего зацепления КПД передачи рассчитывается по формуле [1]
(52)
где
коэффициент трения,
коэффициент
перекрытия,
окружная
сила [1]:
(53)
коэффициент
нагрузки [1]:
(54)
при
принимают С=1.
Момент рассчитываем по формуле (10):
Рассчитаем КПД каждой передачи и приведем статический момент и результаты представим в виде таблицы 22.
Таблица 16. Расчет КПД передач и приведенного статического момента
|
Передача |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
Z1 |
17 |
17 |
17 |
17 |
18 |
|
Z2 |
50 |
48 |
48 |
45 |
45 |
|
|
1000 |
354,16 |
130.76 |
48.28 |
19.04 |
|
|
333,33 |
177,08 |
65,38 |
24,14 |
9,52 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1,11 |
1,28 |
|
|
0,993 |
0,992 |
0,992 |
0,991 |
0,99 |
Приведенный статический момент на последнем валу получаем равным 7,84Н*мм
Расчёт уточнённого динамического момента:
(55)
где
ε
– требуемое угловое ускорение вала
двигателя
(56)
(εн – требуемое угловое ускорение нагрузки)
Jпр – приведенный к валу двигателя момент всего ЭМП, кг∙м2, рассчитывается по формуле [1]:
,
(57)
где
кг*м2
– момент инерции ротора двигателя
Jн – момент инерции нагрузки, Jн = 0.4 кг·м2
Jрпр – приведенный момент инерции ротора, Рассчитывается по формуле [1]:
(58)
В формуле (55) момент инерции каждого звена [1]:
(59)
где d – диаметр звена, мм
b – толщина звена, мм
ρ – плотность, г/см3, для стали ρ =7,85 г/см3.
Расчитаем моменты инерции каждого звена редуктора. Результаты приведены в табл.23.
Таблица 17. Расчет моментов инерции звеньев редукора
|
|
d, мм |
b, мм |
J, 10-8 кг∙м2 |
|
1 |
18,0 |
7,5 |
60,6 |
|
2 |
45,0 |
3,0 |
947,59 |
|
3 |
17,0 |
7,5 |
48,25 |
|
4 |
45,0 |
3,0 |
947,59 |
|
5 |
17,0 |
7,5 |
48,25 |
|
6 |
48,0 |
3,0 |
1226,70 |
|
7 |
17,0 |
7,5 |
48,25 |
|
8 |
48,0 |
3,0 |
1226,70 |
|
9 |
17,0 |
7,5 |
48,25 |
|
10 |
50,0 |
3,0 |
1444,27 |
Тогда
по формуле (58), Jрпр
=113,77*10-8
По формуле (57):
=
1,97*10-6
По формуле (55):
=
1,55(Н∙мм)
В результате, правая часть неравенства (51):
9,74(Н∙мм).
Номинальный момент двигателя Mн = 9,8 Н∙мм.
Проверка выполняется, т. е. двигатель выбран правильно.
14. Заключение
При проектировании привода были проведены расчеты: проектный расчет привода: подбор двигателя, определение общего передаточного отношения, определение оптимального числа ступеней с учетом требований к приводу, определение модуля, определение геометрических параметров зубчатых колес, входящих в состав привода; проверочный расчет привода: проверочный расчет двигателя, штифтов.
Валы, входящие в состав редуктора, были рассчитаны на изгиб и на жесткость, с целью уменьшения упругого мертвого хода. Выбраны и рассчитаны опоры (подшипники качения) для редуктора.
Были рассчитаны все остальные элементы конструкции: по требованиям технического задания расчет предохранительной муфты.
Как показали все проведенные в пояснительной записке расчеты, разработанный привод удовлетворяет всем требованием технического задания.