Задачи кинематического расчета привода

3.1 Подобрать электродвигатель

3.2 Определить общее передаточное число привода и разбить его между ступенями

3.3 Определить угловые скорости и частоты вращения валов

3.4 Определить мощность и вращающий момент на каждом валу

 

Последовательность выполнения кинематического расчета

Подготовка бланка технического задания

Перечертить структурную (кинематическую) схему и пронумеровать цифрами валы привода, начиная с вала электродвигателя (см. пример выполнения кинематического расчета), последний вал является рабочим валом конвейера (транспортера).

Выбор электродвигателя

Электродвигатель следует выбирать по требуемой мощности , кВт и требуемой частоте вращения его вала , об/мин (мин-1).

 

Требуемая мощность электродвигателя , кВт:

, (1)

где – мощность на валу рабочего органа привода, кВт:

, (2)

(Примечание – единицы измерения: кН × м/с = кВт).

 

Общий КПД привода равен произведению частных КПД:

, (3)

где - КПД пары подшипников качения, а n – число пар подшипников;

- средние значения КПД закрытой передачи, редуктора:

- цилиндрической – 0,97;

- конической – 0,96;

- червячной – 0,7;

- для цилиндрической двухступенчатой – 0,972.

- среднее значения КПД открытой передачи:

- цепной – 0,91;

- ременной – 0,95;

- зубчатой – 0,94.

= 1 – КПД муфты.

Значения диапазонов КПД передач различных типов и подшипников приведены в таблице 3. Следует принимать средние значения из приведенных диапазонов.

Требуемая частота вращения вала электродвигателя, об/мин:

, об/мин (4)

 

 

где – угловая скорость рабочего вала , рад/с:

. (5)

 

Таблица 3 -Значение КПД механических передач, муфт и подшипников качения

Тип передачи Закрытая Открытая
Зубчатая цилиндрическая 0,96÷0,98 0,93÷0,95
Зубчатая коническая 0,95÷0,97 0,92÷0,94
Червячная при числе заходов червяка Z1 = 1 Z1 = 2 Z1 = 4   0,65÷0,70 0,70÷0,75 0,85÷0,90   0,50÷0,60 0,60÷0,70
Цепная передача 0,95÷0,97 0,90÷0,93
Ременная передача   0,94÷0,97
Муфта 0,98÷1,00
Одна пара подшипников конечная 0,990÷0,995

Возможное среднее рекомендуемое передаточное число привода:

, (6)

где – рекомендуемое передаточное число закрытой передачи:

- цилиндрической – 4;

- конической – 3;

- червячной – 25;

- цилиндрической двухступенчатой –16;

– рекомендуемое передаточное число открытой передачи:

- цепной – 3;

- ременной – 2,5;

- зубчатой – 4.

Значения диапазонов передаточных чисел передач приведены в таблице 4.

Таблица 4 -Диапазоны передаточных чисел передач

Вид передачи Минимальные значения Максимальные значения Предельные значения
Зубчатая цилиндрическая закрытая 6,3 12,5
Зубчатая коническая закрытая 6,3
Червячная закрытая
Зубчатая цилиндрическая открытая 15÷20
Цепная передача
Ременная передача

Таблица 5 - Стандартные передаточные числа редукторов и их отдельных ступеней

1. Одноступенчатый цилиндрический (ГОСТ 2185)
1-й ряд 2,5 3,15 6,3
2-й ряд 2,24 2,8 3,55 4,5 5,6 7,1
2. Одноступенчатый конический (ГОСТ 12289)
1-й ряд 2,5 3,15
2-й ряд 2,24 2,8 3,55 4,5
3. Червячный одноступенчатый (ГОСТ 2144)
1-й ряд 12,5 31,5
                           

 

В соответствии с требуемой мощностью электродвигателя – (ближайшая большая мощность) и требуемой частотой вращения вала – электродвигателя (ближайшая меньшая или большая величина) выбрать по таблице А.1 тип электродвигателя, его мощность , кВт и частоту вращения , об/мин. Допускается перегрузка электродвигателя по мощности не более, чем на 5%. Параметры выбранного электродвигателя занести в таблицу 6.

Таблица 6 - Технические характеристики электродвигателя

Тип двигателя Исполнение Мощность, кВт Число полюсов Частота вращения, об/мин Диаметр вала, мм
             

 

В зависимости от структурной схемы привода выбрать соответствующий вид исполнения электродвигателя и затем выполнить его эскиз в двух проекциях с простановкой габаритных, установочных и присоединительных размеров (см. рисунок А.1 и таблицы А.2 или А.3 в зависимости от выбранного исполнения электродвигателя).

Поскольку в заданиях предусмотрены приводы к машинам, работающим при длительной постоянной или незначительно меняющейся нагрузке, проверка электродвигателя на нагрев не обязательна.

 

4.3 Определение общего передаточного числа привода и разбивка его между отдельными ступенями

При известных характеристиках электродвигателя общее передаточное число определяется по формуле:

, (7)

где угловая скорость вала электродвигателя , рад/с, равна:

. (8)

С другой стороны:

. (9)

 

Тогда передаточное число закрытой передачи:

. (10)

Следует предварительно принимать для открытых передач величины рекомендуемых передаточных чисел (смотри выше).

Полученное значение округлить до стандартного значения по таблице 5, таким образом, чтобы его значение было больше минимального и меньше максимального значения для данного типа передачи (см. таблицу 4).

Уточнить передаточное число открытой передачи привода:

(11)

Полученное значение не округлять до стандартного значения, а проверить, чтобы его значение было больше минимального и меньше максимального значения для данного типа передачи (см. таблицу 4). В случае если выходит из диапазона необходимо изменить значение и пересчитать . Наиболее оптимальным, с точки зрения габаритов и компоновки привода, являются такие передаточные отношения когда – больше среднего значения, а – меньше среднего значения в соответствии с таблицей 4.