Предворительный расчет привода. Курсовой проект по деталям машин, и посвящены первому этапу проектирования предварительному расчету привода. Печатается по решению редакционноиздательского совета Омского государственного технического университета
 Скачать 2.59 Mb.
|
Рекомендуемые значения передаточных отношений отдельных ступеней передач
Если скоростной диапазон достаточно большой, т.е по скоростной характеристике можно выбрать несколько двигателей, окончательное решение принимается с учетом следующих соображений. Быстроходные двигатели легче и дешевле тихоходных, поэтому предпочтительнее. Однако выбор быстроходного двигателя приводит к увеличению общего передаточного отношения редуктора и, как правило, к увеличению его габаритов, массы и стоимости. Если позволяет скоростной диапазон, рекомендуется выбирать два двигателя с различной скоростной характеристикой и последующий расчет вести параллельно. В конце расчета производится анализ вариантов по кинематическим, технико-экономическим и другим признакам и выбирается окончательный вариант. 17 В случае выбора стандартного редуктора окончательный вариант значения частоты вращения вала электродвигателя определяют по минимальной погрешности величины передаточного отношения выбранного редуктора от ее расчетного значения. Далее производится проверка выбранного двигателя на перегрузку [4]. Она преследует цель предотвратить "опрокидывание" (остановку двигателя под нагрузкой) при резком увеличении нагрузки. Проверку производят при возможных неблагоприятных условиях эксплуатации, когда напряжение в электросети понижено на 10 % (что соответствует уменьшению движущего момента на 19 %), а нагрузка достигает максимального значения:  (12) где Pтаб – номинальная мощность двигателя по каталогу, кВт; Tmax – максималь-ный момент при эксплуатации (по графику нагрузки), кНм; nтаб – асинхронная частота вращения вала электродвигателя по каталогу, об/мин; ψn – кратность пускового момента по каталогу на электродвигатель (см. п.6). Если условие (12) не выполняется, то следует выбрать двигатель большей мощности. В пояснительной записке приводится полное обозначение выбранного двигателя (см. п.6), эскиз двигателя с указанием основных габаритных и присоединительных размеров и его основных технических данных. 18 ПРИМЕР Задание КП.15.Д4.34.21. Исходные данные: Ft = 3,0 кН; V = 1,0 м/с; Dб = 500 мм; а = 1,25 π; В = 800 мм; Н = 600 мм. Кинематическая схема График нагрузки     Расчет: Номинальный момент на валу ИМ. Зависимость (5):  Расчет эквивалентного вращающего момента. Согласно приведенному графику нагрузки по зависимости (4) получаем   Угловая скорость вращения вала ИМ. Зависимость (6):  Расчет КПД привода. Согласно кинематической схеме (рис. 6) и зависимости (7), а также с учетом данных табл. 4 получаем  Расчетная мощность электродвигателя. Зависимость (3):  19 Частота вращения вала ИМ. Зависимость (9):  Возможный диапазон общего передаточного отношения кинематической схемы привода. Зависимость (10), табл. 5 (твердость зубьев NRC < 56), рис. 6   В  озможный диапазон асинхронной частоты вращения вала электродвигателя. Зависимость (8): В соответствии с расчетной мощностью и полученным диапазоном скоростей, а также рекомендацией на стр. 16 из табл. п. 6. выбираем два электродвигателя: 4А90 L 2УЗ РТаб1 = 3,0 кВт, nтаб1 =2840 , 4А100 S 4УЗ РТаб2 -=3,0 кВт, nтаб2 =1435 . Е  сли выбирается стандартный двухступенчатый редуктор, то  .Тогда  Для данного примера в этом случае подходят все двигатели c мощностью 3,0 кВт. 4. Определение передаточного отношения привода и его разбивка по ступеням передач. О  бщее передаточное отношение привода определяется по формуле (13) С другой стороны, (см. выше) оно может быть получено перемножением передаточных отношений отдельных ступеней передач, то есть  , (14) где Ui – передаточное отношение отдельной i-й ступени передач, n – число ступеней передач по кинематической схеме. Равенство (14) обеспечивается путем подбора Ui с использованием рекомендаций табл. 5. Если по кинематической схеме передач редуктора имеется открытая передача (зубчатая, цепная или ременная), то, принимая по табл. 5 передаточное отношение отношение открытой передачи, находят передаточное отношение редуктора:  (15) где Uоп – передаточное отношение отрытой передачи. 20 Если открытой передачи в приводе нет (схема 1, рис. 1), то  .Примем обозначения передаточных отношений: Uоз – открытая зубчатая передача; Uц – цепная передача; Uрм – ременная передача. После определения общего передаточного отношения редуктора производится его разбивка по отдельным ступеням передач. В случае стандартного редуктора разбивка по ступеням не производится, а .Передаточные отношения одноступенчатых цилиндрических и конических редукторов, проектируемых для серийного производства, выбираются из рядов:
Предпочтительнее 1-й ряд. Для одноступенчатых редукторов (за исключением червячных и волновых) не рекомендуется брать более: Umax = 6,3 - для конических передач; Umax = 8 - для цилиндрических передач; Umax = 12,5 - для планетарных передач. При больших значениях Up принимают число ступеней передач больше единицы или, если это возможно, применяют более тихоходный двигатель. Передаточное отношение тихоходной – Uт и быстроходной – Uб ступеней двух- ступенчатых редукторов можно определить по рекомендациям П.Ф. Дунаева [2].  Для редуктора по схеме 3; 6; 7 (рис. 2) (16)  Для редуктора по схеме 4 (17)  Для редуктора по схеме 5 (18)  Для редуктора по схеме 8 (19) Для всех схем  ,  (20) Точность разбивки общего передаточного отношения проверяется следующим условием:  (21) 21 Если условие (21) выполняется, то переходят к составлению таблицы исходных данных. Для схем планетарных и волновых редукторов передаточные отношения выбираются по рекомендациям специальной литературы [1, 3, 5 и др.]. ПРИМЕР В предыдущем примере nим = 38,2 об/мин; nтаб = 2840 об/мин, nтаб = 1435 об/мин. Определяем общее передаточное отношение привода для двух вариантов электро-двигателей по зависимости (13):   Определяем общее передаточное число редуктора. Принимаем по табл. 5 передаточное отношение цепной передачи равным 2,5, тогда передаточное отношение редуктора   Делаем разбивку передаточного отношения редуктора по ступеням передач. Так как редуктор выполнен по схеме 3, то разбивку производим с использованием рекомендаций, изложенных выше. Используя зависимости (16), (20) получим     Учитывая рекомендации по назначению передаточных отношений ступеней редуктора (табл. 5), из двух вариантов принимаем второй, так как для первого варианта Uб1 > Uрек. С учетом стандартного ряда передаточных отношений (см. выше) для принятого варианта разбивки назначаем 22    По зависимости (21) проверяем точность разбивки передаточных отношений:  что больше допустимой нормы. Поэтому производим корректировку передаточных отношений, а именно принимаем Uц=2,6 вместо 2,5. Остальные значения передаточных отношений оставляем без изменения, тогда  Таким образом, условие (21) выполняется. Окончательно принимаем: Uб = 4,5; Uт = 3,15; Uц = 2,6; электродвигатель 4А100 S4 УЗ исполнение M100. Pтаб = 3.0 кВт, nтаб = 1435 об/мин. Проверку выбранного электродвигателя на перегрузку производим по условию (12)  где Тмах = 1,3Т (см. график нагрузки); Т = 0,75; Тмах = 1,3·0,75 = 0,975 кНм; nТАБ = 1435 об/мин; UО = 37,565;  = 0,850; для выбранного электродвигателя ψn = 2,0,тогда  ,а т.к. РТАБ = 3,0 кВт, то условие (12) выполняется, т.е. двигатель не будет перегружен. Вычерчиваем эскиз выбранного электродвигателя с указанием его основных характеристик. 23 
Мощность РТАБ = 3,0 кВт; частота вращения 1 435 об/мин; кратность пускового момента  = ТПУСК/Т = 2,0. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
