Кинематический расчет. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов всех специальностей

• Название: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов всех специальностей
• Анкор: Кинематический расчет.doc
• Дата: 20.04.2018
• Размер: 2.62 Mb.
• Имя файла: Кинематический расчет.doc
• Тип: Методические указания; #18301
• страница: 2 из 4

4 Выбор электродвигателя

При выборе электродвигателя кроме синхронной частоты вращения и потребной мощности необходимо определиться с его исполнением, выбор которого зависит от типа и конструкции редуктора или коробки скоростей и условий компоновки привода.

Исходными данными на этом этапе проектирования привода служат принципиальная схема привода (с указанием типов всех передач, входящих в его состав); вращающий момент на выходном валу редуктора (коробки скоростей) ; частота вращения выходного вала ; синхронная частота электродвигателя . Расчет потребной мощности привода выполняется по заданной нагрузке на выходном валу и частоте вращения выходного вала с учетом потерь мощности в приводе от вала электродвигателя до выходного вала редуктора:

, (1)

где - общий КПД привода, учитывающий потери мощности на отдельных звеньях кинематической цепи привода,

, (2)

где – КПД звеньев кинематической цепи привода, ориентировочные значения которых приведены в табл..

Таблица  – Коэффициенты полезного действия различных механических передач

Вид передачи	КПД передач
	закрытых	открытых
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:
1	0,65...0,70	0,50...0,60
2	0,70...0,70	0,60...0,70
4	0,85...0,90	-
Цепная	0,95...0,97	0,90.. 0,93
Фрикционная	0,90...0,96	0,70... 0,88
Ременная	0,94…0,97
Пара подшипников качения	0,99…0,995
Пара подшипников скольжения	0,98…0,99

При определении числа заходов червяка можно пользоваться данными табл. .

Таблица  - Зависимость передаточного числа червячной передачи от числа заходов червяка z₁

	Свыше 30	16…30	8…14
	1	2	4

Для проектного расчета КПД червячной передачи можно принять приближенно [4]

.

По результатам расчетов потребной мощности и синхронией частоте из табл. 2 подбирается электродвигатель со стандартной ближайшей мощностью. Перегрузка асинхронных двигателей допускается до 8%. При невыполнении этого условия следует брать двигатель большей ближайшей мощности. Для выбранного электродвигателя необходимо выписать из табл. , следующие основные характеристики, которые представлены в табл. .

Таблица  – Параметры электродвигателя

Типоразмер двигателя

Мощность ,

Синхронная частота nc мин-1

Рабочая частота nэд, мин-1

Отношение максимального момента к номинальному Т,max/Tном

Диаметр вала электродвигателя dв, мм

Расчет потребной мощности электродвигателя в приводах с коробками скоростей производится по той же схеме. При этом необходимо учитывать, что максимальному значению момента на выходном валу соответствует минимальные значение частоты вращения.
5 Кинематический расчет привода
Исходными данными при выполнении кинематического расчета кроме заданной кинематической схемы привода являются синхронная частота вращения вала электродвигателя и частота вращения выходного вала редуктора или коробки скоростей.

Кинетический расчет привода состоит из следующих основных частей: определения общего передаточного числа; разбивка общего передаточного числа по ступеням; определение кинетической погрешности.

5.1 Определения общего передаточного числа
Общее передаточное число определяется как отношение частоты вращения вала электродвигателя к частоте вращения вала редуктора (коробки скоростей):

. (3)

5.2 Разбивка общего передаточного числа по ступеням

Разбивка общего передаточного числа привода по ступеням при наличии ременной передачи между электродвигателем, и редуктором (коробкой скоростей) заключается в назначении передаточных чисел ременной передачи и каждой ступени редуктора (коробки скоростей). Если же вращающий момент от вала электродвигателя передается посредством соединительной муфты, то выполняется разбивка общего передаточного числа по ступеням закрытой передачи. В каждом из перечисленных случаев общее передаточное число определяется соответствующей зависимостью:

(4)

(5)

где – передаточное число ременной передачи;

– передаточные числа соответствующих ступеней закрытой передачи ( – передаточное число быстроходной ступени - , – в двухступенчатых передачах передаточное число тихоходной ступени, в трехступенчатых передачах передаточное число промежуточной ступени - , – в трехступенчатых передачах передаточное число тихоходной ступени - ).

Передаточное число ременной передачи следует назначить из стандартного ряда передаточных чисел (табл. ), ограничиваясь значениями от 1 до 2 с целью уменьшения габаритов привода.

Номинальное значение передаточного числа редуктора (коробки скоростей) определяется по формуле:

. (6)

Таблица  – Стандартные значения передаточных чисел (из ГОСТ 2185-76 и ГОСТ 12289-76)

1-й ряд	1,0		1,25		1,6		2,0		2,5		3,15
2-й ряд		1,12		1,4		1,8		2,24		2,8
1-й ряд		4,0		5,0		6,3		8,0		10,0
2-й ряд	3,55		4,5		5,6		7,1		9,0		11,2

После назначения стандартного значения передаточного числа ременной передачи уточняется частота вращения входного вала редуктора:

. (7)

В приводах без ременной передачи на входе в редуктор частота вращения входного (быстроходного) вала закрытой передачи равна частоте вращения вала электродвигателя:

. (8)

В этом случае номинальное значение передаточного числа редуктора совпадает с общим передаточным числом привода, рассчитанным по формуле (3):

. (9)

Передаточные числа зубчатых одноступенчатых передач приведены в табл. . Передаточные числа червячных передач также выбираются из стандартного ряда, значения которого приведены в табл. .

Таблица  – Номинальные передаточные числа червячных передач по ГОСТ 2144-76

Uном	8	9	10	11,2	12,5	14	16	18	20	22,4	25
	28	31,5	35,5	40	45	50	56	63	71	80	__

От разбивки общего передаточного числа в двух- и трехступенчатых редукторах (а также в коробках передач) в значительной степени зависят удобство смазывания колес и компоновки деталей, а также конструкция корпуса и его габариты. Универсальной рекомендацией по разбивке общего передаточного числа по ступеням, удовлетворяющих всем указанным условиям, не существует. Выбор способа разбивки зависит от конкретных требований, которым должна отвечать конструкция: обеспечения минимальных габаритов редуктора, минимальной массы зубчатых колес, получения одинакового погружения зубчатых колес всех ступеней в масляную ванну, создание устойчивой наименьшей площади корпуса редуктора и другое. Стандартные значения передаточных чисел для одно-, двух- и трехступенчатых редукторов и их разбивка по ступеням приведены в табл. .

Таблица  – Рекомендуемые передаточные чисел цилиндрических зубчатых редукторов и их разбивка по ступеням

Передаточное число редуктора
Одноступенчатого редуктора u	Двухступенчатого трехосного (развернутая схема) u=uбuт	Двухступенчатого соосного u=uбuт	Трехступенчатого* u=uбuтuп
1,25	8=24	8=2,53,15	40=245
1,4	9=2,244	9=2,83,15	45=2,2445
1,6	10=2,54	10=3,153,15	50=2,545
1,8	11,2=2,84	11,2=2,84	56=2,845
2	12,5=3,154	12,5=3,14	63=3,1545
2,24	14=3,154,5	14=3,554	71=3,154,55
2,5	16=3,554,5	16=44	80=3,554,55
2,8	18=44,5	18=44,5	90=44,55
3,15	20=4,54,5	20=4,54,5	100=4,54,55
3,55	22,4=4,55	22,4=4,55	112=54,55
4	25=55	25=55	125=555
4,5	28=5,65	28=55,6	140=555,6
5	31,5=6,35	31,5=56,3	160=5,655,6
5,6	35,5=6,35,6	35,5=5,66,3	180=6,355,6
6,3	40=7,15,6	40=6,36,3	200=6,35,65,6
7,1	45=85,6	45=6,37,1	224=6,35,66,3
8	50=95,6	50=7,17,1	250=7,15,66,3