Выбор электродвигателя и расчет кинематических параметров привода

Схема привода

1 – электродвигатель I – вал ведущий

2 - упругая муфта II – вал промежуточный

3 – редуктор III – вал ведомый

4 - ведущая звездочка

5 - цепная передача

6 - ведомая звездочка

7 - муфта зубчатая

8 – исполнительный механизм

 

Исходные данные

Мощность на ведомом валу Р₃ = 6 кВт

Частота вращения ведомого вала n₃ = 40 мин^-1

Режим работы тяжелый

Тип привода нереверсивный

Продолжительность включения ПВ% = 60%

Срок службы L = 10 лет

Коэффициент использования привода:

в течение года К_г = 0.6

в течение суток К_с = 0,5

 

Решение

Выбор электродвигателя и расчет кинематических параметров привода

Выбор электродвигателя

Требуемая мощность электродвигателя

P _тр = ,

где P - мощность на валу исполнительного механизма, P =6 кВт;

η₀ – общий КПД привода,

η₀ = η₁η₂ η₃²(η₄)³ = 0.98*0.92*(0.99)²*(0.99)³ = 0.857

здесь - КПД зубчатой передачи, - КПД цепной передачи, η₃ - КПД муфты, η₄ - КПД одной пары подшипников качения.

Согласно табл. П.2 приложения, примем =0.98, =0.92, η₃=0.99, η₄=0.99.

Тогда P _тр= = 6.998 кВт.

По требуемой мощности из табл.П.1 приложения выбираем асинхронный электродвигатель 4А160S8 с ближайшей большей стандартной мощностью P _э = 7.5 кВт, синхронной частотой вращения n _с= 750 мин^-1 и скольжением S = 2.5 %.

Частота вращения вала электродвигателя

n ₁= n _с (1 – ) = 750(1 – ) = 731 мин^-1

Общее передаточное число привода

u _o = = = 18.3

где n – частота вращения вала исполнительного механизма,

n₃ = 40 мин ^-1;

Передаточное число зубчатой передачи.

Передаточное число цилиндрической зубчатой передачи редуктора рекомендуется выбирать из диапазона 2.5 < и < 5 с округлением до стандартного значения. Примем и_зуб =5

Передаточное число цепной передачи.

 

u_цеп = = = 3.66

 

Округлим u_цеп до ближайшего стандартного значения (табл.3 [1]). Принимаем u_цеп = 3.66

1.6 Частоты вращения валов (индекс соответствует номеру вала на схеме привода):

n ₁ = 731 мин^-1,

n ₂ = = = 146.2 мин^-1; n ₃ = = =40 мин ^-1

1.7 Мощности на валах:

 

P ₁ = P _тр = 7 кВт,

P ₂ = P ₁η₁η₃ η₄ = 7.0*0.99*0.99*0.98 = 6.72 кВт,

 

P ₃ = P ₂η₂η₃ η₄ = 6.72*0.92*0.99*0.99 = 6.0 кВт.

 

Крутящие моменты, передаваемые валами.

Крутящие моменты, передаваемые валами, определяется по формуле

T_i =9550 .

Тогда T ₁ = 9550 = 9550 = 91.45 H×м,

 

T ₂ = 9550 = 9550 = 439.56 H×м,

 

T ₃ = 9550 = 9550 = 1432.5 H×м.

 

Расчет зубчатой передачи

Выбор материалов зубчатых колес

Определим размеры характерных сечений заготовок по формулам (I), принимая, что при передаточном числе зубчатой передачи и > 2,5 шестерня изготавливается в виде вал - шестерни, Тогда

D_m = 24 = 24 = 63.24 мм,

S_m = 1.2(1 + u) = 1.2(1 +5) = 18.972 мм.

Диаметр заготовки колеса равен d_к = u D_m = 5*63.24 = 316.2 мм.

 

Выбираем материалы зубчатых колес по табл.4. Принимаем для колеса и шестерни - сталь 40Х, термообработку - улучшение, твердость поверхности зуба шестерни 269... 302 НВ, D_m1 = 125 мм, твердость поверхности зуба колеса 235... 262 НВ_, S_m1 = 125 мм. Условия D_m < D_m1 и S_m< S_m1 выполняются. Средние значения твердости поверхности зуба шестерни и колеса

HB ₁ = 0.5(HB _1min + HB _1max) = 0.5(269 + 302) = 285.5,

HB ₂= 0.5(HB _2min + HB _2max) = 0.5(235 + 262) = 248.5.

 

Определение допускаемых напряжений

Проектный расчет передачи

2.3.1. Межосевое расстояние определяем из условия контактной прочности:

= (u + 1) ,

где - коэффициент вида передачи, = 450

K_Н - коэффициент контактной нагрузки, предварительно примем K_Н =1.2.

Коэффициент ширины зубчатого венца = 0.315 (ряд на с.4 [1]).

Расчетное межосевое расстояние

= 450(5+ 1) = 172.8 мм.

Округлим до ближайшего большего стандартного значения (табл.2 [1]);

= 200 мм.

Проверочный расчет передачи

Силы в зацеплении

Окружная сила F_t = = = 2709.6 Н.

Распорная сила F_r = F_t = 2709.6*0.364 = 986,2 Н.

.

Кафедра «Детали машин»

 

 

Расчетно-графическая работа

Расчет зубчатых цилиндрических передач

Вариант 2

 

 

Преподаватель В. М. Зиомковский

 

Студентка Ю.А. Галимзянова

гр. Мт 27111

 

 

 

Екатеринбург

2008 г.

 

 

Схема привода

1 – электродвигатель I – вал ведущий

2 - упругая муфта II – вал промежуточный

3 – редуктор III – вал ведомый

4 - ведущая звездочка

5 - цепная передача

6 - ведомая звездочка

7 - муфта зубчатая

8 – исполнительный механизм

 

Исходные данные

Мощность на ведомом валу Р₃ = 6 кВт

Частота вращения ведомого вала n₃ = 40 мин^-1

Режим работы тяжелый

Тип привода нереверсивный

Продолжительность включения ПВ% = 60%

Срок службы L = 10 лет

Коэффициент использования привода:

в течение года К_г = 0.6

в течение суток К_с = 0,5

 

Решение

Выбор электродвигателя и расчет кинематических параметров привода

Выбор электродвигателя

Требуемая мощность электродвигателя

P _тр = ,

где P - мощность на валу исполнительного механизма, P =6 кВт;

η₀ – общий КПД привода,

η₀ = η₁η₂ η₃²(η₄)³ = 0.98*0.92*(0.99)²*(0.99)³ = 0.857

здесь - КПД зубчатой передачи, - КПД цепной передачи, η₃ - КПД муфты, η₄ - КПД одной пары подшипников качения.

Согласно табл. П.2 приложения, примем =0.98, =0.92, η₃=0.99, η₄=0.99.

Тогда P _тр= = 6.998 кВт.

По требуемой мощности из табл.П.1 приложения выбираем асинхронный электродвигатель 4А160S8 с ближайшей большей стандартной мощностью P _э = 7.5 кВт, синхронной частотой вращения n _с= 750 мин^-1 и скольжением S = 2.5 %.