Энерго-кинематический расчёт привода и выбор электродвигателя

ЭНЕРГО-КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПРИВОДА И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

 

 

Определение КПД привода и выбор электродвигателя

 

Кинематическая схема силового привода

 

1 – электродвигатель; 2- клиноременная передача; 3 – редуктор; 4 – муфта;5 – рама; I – входной(быстроходный) вал; II – промежуточный вал; III – выходной (тихоходный) вал.

Рис. 1.1

 

Для привода электродвигателя следует определить его мощность, которая вычисляется по формуле

где - мощность на выходном валу, Вт; – коэффициент полезного действия (КПД) привода.

Мощность на выходном валу определяется по формуле

где - мощность на выходном валу, Вт; – крутящий момент на выходном валу, ; - угловая скорость на валу, рад/с.

Угловая скорость на валу вычисляется по формуле

где - частота вращения на выходном валу, об/мин.

Численное значение угловой скорости на выходном валу равно

Найдём численное значение мощности на выходном валу

КПД привода может быть вычислен по формуле

где - КПД ременной передачи; - КПД подшипников качения вала I; - КПД быстроходной передачи; – КПД подшипников качения вала II; - КПД тихоходной зубчатой передачи; - КПД подшипников качения вала III, - КПД муфты.

Значения всех коэффициентов, входящих в формулу (1.4), выбираем по рекомендациям в соответствии с [1, с.5], ; ; , =0,97, =0,98. Подставляя эти значения в формулу (1.4), получаем значение КПД редуктора

Подставляя численные значения в (1.1) получим действительное значение мощности двигателя

 

По [2, с.5] выбираем 3-х фазный двигатель переменного тока серии 4А с учётом .

Тип двигателя 4А180S2, асинхронная частота вращения об/мин.

Полученные данные запишем в табл. 1.1.

Таблица 1.1.

Тип двигателя	Номинальная мощность двигателя , кВт	Синхронная частота вращения , об/мин	Асинхронная Частота вращения , об/мин
4А180S2	22,0

 

Определение общего передаточного отношения привода и разбивка его по ступеням

 

Передаточное отношение привода определяется по формуле

Так как , то выбираем передаточные отношения следующим образом:

, . В соответствии с [1, с.36] выбираем .

Определим передаточное отношение редуктора по формуле

Разбиваем

где - передаточное число быстроходной передачи; - передаточное число тихоходной передачи.

 

 

В соответствии с рекомендациями выбираем

где – коэффициент, учитывающий оптимальную разбивку. , так как схема развернута.

Из формулы (1.7) выразим передаточное число тихоходной передачи

 

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ

ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ РЕДУКТОРА

Задачей данного раздела является определение рабочей температуры редуктора. Условие работы редуктора без перегрева записывается в виде

 

 

где - фактический перепад температур между маслом и окружающей средой, ; - допускаемый перепад температур между маслом и окружающей средой, , [1, с. 256].

Из уравнения теплового баланса получаем

 

 

где - КПД редуктора; - коэффициент теплоотдачи, равны 17 [1, с. 256]; – площадь наружных стенок редуктора, .

КПД редуктора можно найти по формуле

 

 

Определим площадь поверхности редуктора

 

где - длина редуктора, м; – ширина редуктора, м; - высота редуктора, м;

– коэффициент, учитывающий оребрение редуктора, .

Из рассмотрения чертежа редуктора принимаем следующие значения размеров: а = 0,640 м; b = 0,372 м; h = 0,340 м.

Подставляя значения в формулу (6.4), находим площадь поверхности редуктора:

Вычислим фактический перепад температур , подставив значения в формулу (6.2)

 

 

Так как фактический перепад температур оказался меньше допускаемого перепада температур, следовательно дополнительного оребрения и установки вентилятора не требуется.

Определим рабочую температуру редуктора

 

 

ЭНЕРГО-КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПРИВОДА И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ