Определение расчетной мощности привода

Определение мощности привода.

Содержание

1. Задание на курсовую работу 3

2. Кинематический расчет привода 4-5

3. Предварительный расчет валов 6-7

4. Расчет шпоночных соединений 7-8

5. Расчет закрытой зубчатой передачи 8-14

6. Список литературы 15-16

Задание на курсовую работу.

Рассчитать быстроходную цилиндрическую ступень редуктора привода. Потребная при работе мощность на валу бегунов P₄ , угловая скорость ω₄ и срок службы редуктора заданы:

Срок службы редуктора 20000 ч.

1 Кинематический расчет привода

Определение мощности привода.

Определение потребной мощности электродвигателя.

Потребная мощность электродвигателя определяем по формуле

где η_общ — общий КПД привода от двигателя до выходного звена ;

Потребная частота вращения вала электродвигателя.

Потребная частота вращения вала электродвигателя определяется по формуле

где η_вых — частота вращения выходного вала

U_o_бщ — передаточное число

η_вых=60*ω₄/2* π =23,885 (об/мин)

1.4 По табл. П1 приложения подбираем электродвигатель с ближайшей большей мощностью Рэп (кВт) и ближайшей частотой вращения ротора. В моем случае это двигатель 4А200М8 со следующими характеристиками:

S= 2,3 % , n _эс = 750 об/мин, Р_эп= 17,180 кВт.

Дальнейший расчет ведут по потребной мощности Р _эп асинхронной частоте n _эс вращения ротора электродвигателя.

Затем уточняется фактическое общее передаточное число привода и передаточное число редуктора:

Частоты вращения и угловые скорости валов привода

Предварительный расчет валов

Проектировочный расчет валов производят на статическую прочность с целью ориентировочного определения диаметров• В начале расчета известен только крутящий момент М_к Изгибающие моменты оказывается возможным определить лишь после разработки конструкции вала, когда согласно общей компоновке выявляют его длину и места концентрации напряжений: галтели, шпоночные пазы и др. Поэтому проектировочный расчет вала производят условно только на кручение, а влияние изгиба, концентрации напряжений и характера нагрузки на прочность вала компенсируют понижением допускаемых напряжений на кручение [τ]_к .

Диаметр расчетного сечения вала вычисляют по формуле

где М_к — крутящий момент, действующий в расчетном сечении вала и численно равный передаваемому вращающему моменту: М_к = T , Н /м;

[τ]_к — допускаемое напряжение на кручение Н/

Для валов из сталей Ст5, Ст6, 45 принимают:

— при определении диаметра выходного конца [ τ]_к = 20. 30 Н/мм

— диаметра промежуточного вала под колесом [ τ]_к = 10. 20 Н/

Полученный диаметр вала округляют до ближайшего значения из ряда R40 нормальных линейных размеров, мм: 22, 24, 25, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 53. 56, 60, 63, 67, 71. 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 120, 125, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 240, 250, 260, 280.

Где Т − передаваемый момент, Н⋅м;

3. Расчет шпоночных соединений

По известному диаметру вала d выбирают сечение шпонки b и h (Приложение П2 и 3)

3.1. При проектировочных расчетах после выбора размеров поперечного сечения шпонки определяют расчетную рабочую длину l_p шпонки

d – диаметр вала, мм;

h, , t₁ – высота шпонки и глубина паза на валу, мм (приложения П2,

[σ]см – допускаемые напряжения смятия, Н/мм ;

l − рабочая длина шпонки для шпонок с плоскими торцами l = l, мм, со скругленными торцами l_p = l — b,, мм.

Допускаемые напряжения смятия для шпоночных соединений:

при стальной ступице [τ]см = 130. 200 Н/мм 2

Окончательно длину шпонки со скругленными торцами l = l_p + b или плоскими торцами l = lp назначают из стандартного ряда

4. Расчет закрытой зубчатой передачи

Необходимо выполнить расчет закрытой прямозубой цилиндрической передачи. Вращающие моменты на валу шестерни М₁ = 719 Н*мм, на валу зубчатого колеса М₁ = 180,7Н*мм. Частота вращения шестерни n₁ = 732,7об/мин. Срок службы 20000 часов. Требуемое передаточное отношение передачи i₁₂=U_Т=3,705

Что допустимо.

Делительные параметры

Диаметры вершин

Диаметры впадин

Ширина колеса b₂= _ba*a_w=0,3*185,464=72 (мм).

Ширина шестерниb₁=1,12* b₂=1,12*72=80,64(мм)

Коэффициент ширины шестерни
_bd=b₂/d₁=90/90=1

Окружная сила

Радиальная сила

Осевая сила

4.14.Определяем коэффициенты формы зубьев шестерни Y_F₁и колеса Y_F₂

Содержание

1. Задание на курсовую работу 3

2. Кинематический расчет привода 4-5

3. Предварительный расчет валов 6-7

4. Расчет шпоночных соединений 7-8

5. Расчет закрытой зубчатой передачи 8-14

6. Список литературы 15-16

Задание на курсовую работу.

Срок службы редуктора 20000 ч.

1 Кинематический расчет привода

Определение мощности привода.

Источник

Кинематический и силовой расчет привода

¨ Определение КПД привода.

КПД рассчитаем по формуле:

где — КПД муфты;

— КПД открытой зубчатой передачи;

— КПД редуктора.

где — КПД закрытой зубчатой передачи;

. – КПД подшипниковой пары качения

Тогда общий КПД привода будет равен:

¨ Определение потребной мощности электродвигателя.

Рассчитаем потребную мощность электродвигателя по формуле:

где Р – мощность на барабане [кВт],

кВт.

Выберем двигатель со стандартной мощностью 15 кВт по ГОСТ 19523-81 (см. Приложение 6), тогда недогрузка будет составлять:

¨ Варианты подбора электродвигателя.

Представим двигатели с мощностью 15 кВт, имеющие разную частоту вращения, в виде таблицы 6.1.

№ п/п	Тип элетродвигателя	n c, об/мин	S,%	n ac, об/мин	UU прив	UU о.з.п.	UU ред.	T maxT ном
4А160S2У3	2,3	73,3	12,2	2,2
4А160S4У3	2,7	36,5	6,08	2,2
4А160М6У3	3,0	24,3	4,05	2,0
4А180М2У3	2,6	18,3	3,05	2,2

где S — коэффициент скольжения,

n c — синхронная частота вращения электродвигателя (теоретическая),

n ac – асинхронная частота вращения электродвигателя (реальная).

;

¨ Определение передаточных чисел элементов привода.

Общее передаточное число привода определим по формуле:

;

Число оборотов в приводе понижают редуктор и открытая зубчатая передача, т.е.

где U о.з.п. = 3…10 – передаточное число открытой зубчатой передачи,

— передаточное число редуктора.

Назначаем U о.з.п. = 6, тогда U ред. определим по формуле:

;

Сведем полученные результаты в таблицу 6.1.

¨ Окончательный выбор электродвигателя.

Критерии выбора электродвигателя:

1. Кинематическая точность (∆ U ред ≤ 4%);

2. Функциональная пригодность (2 ≤ U ред ≤ 6,3 – для одноступенчатого редуктора);

3. Стоимость (чем больше число оборотов на валу электродвигателя, тем он компактней и дешевле).

Для приводов общего машиностроения применяют электродвигатели с

n c = 1500 об/мин. и n c = 1000 об/мин.

Передаточные числа зубчатых передач (в частности редукторов) стандартизованы по ГОСТ 2185-66:

1-й предпочтительный ряд – 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5.

2-й ряд – 1,12; 1,4; 1,8; 2,24; 2,8; 3,5; 4,5; 5,6; 7,1; 9,0; 11,2.

Определим кинематическую точность для электродвигателей №2 и №3:

∆ U ред = │ │* 100%

∆ U ред 2 = ред 3 = Реклама

По кинематической точности подходят оба рассматриваемых электродвигателя.

По функциональной пригодности также подходят электродвигатели №2 и №3. Отдадим предпочтение электродвигателю №3 с = 4.0, тогда уточненное передаточное число открытой зубчатой передачи будет: