Выбор электродвигателя. Кинематический расчет привода

Пояснительная записка

По предмету: «Техническая механика»

 

 

Тема: «Рассчитать и спроектировать одноступенчатый, цилиндрический, шевронный редуктор общего назначения»

 

 

Выполнил: Лепесевич Антон

Проверила: Цинкель Т.Н.

Пинск 2005

Кинематическая схема

Позиция	Элемент схемы	Исходные данные	Значение
	Цилиндрический редуктор	Мощность, Р квт	1,8
	Клиноременная передача	Частота вращения, п об/мин
	Двигатель	4АМ90L4У3

 

Содержание:

1. Введение……………………………………………………………......стр 2

2. Выбор электродвигателя. Кинематический расчет привода……стр(3 -5)

3. Выбор материала зубчатой передачи. Определение допускаемых напряжений………………………………………………………………....стр(6 – 9)

4. Расчёт закрытой цилиндрической зубчатой передачи………стр(10 – 14)

5. Проектный расчет валов редуктора…………………………..стр(15 – 19)

6.Определение реакций в подшипниках. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов…………………………………………………...стр(20 – 24)

7. Проверочный расчет подшипников…………………………..стр(25 – 27)

8. Конструктивная компоновка привода………………………..стр(28 – 30)

9. Смазывание…………………………………………………………...стр 31

10. Проверочный расчет шпонок………………………………………стр 32

11. Технический уровень редуктора…………………………………...стр 33

12. Список литературы…………………………………………………стр 34

 

 

Введение

Редуктором называется механизм, понижающий угловую скорость и увеличивающий вращающий момент в приводах от электродвигателя к рабочей машине.

Редуктор состоит из зубчатых или червячных передач, установленных в отдельном герметичном корпусе, что принципиально отличает его от зубчатой или червячной передачи, встраиваемой в исполнительный механизм или машину.

Редукторы широко применяют в различных отраслях машиностроения, поэтому число разновидностей их велико.

Редукторы применяют также и в других отраслях промышленности.

Редукторы определяются составом передач, порядком их размещения в направлении от быстроходного вала к тихоходному валу и положением осей валов в пространстве.

Типоразмер редуктора определяется типом и главным параметром тихоходной ступени.

Исполнение редуктора определяется передаточным числом, вариантом сборки и формой концевых участков вала.

Основная энергетическая характеристика редуктора – номинальный вращающий момент Т на его тихоходном валу при постоянной нагрузке.

Цилиндрические редукторы благодаря широкому диапазону передаваемых мощностей, долговечности, простоте изготовления и обслуживания получили широкое распространение в машиностроении.

 

Выбор электродвигателя. Кинематический расчет привода.

2.1 Определяем общий КПД привода:

ηобщ = ηрп * ηпк² * ηзп

где ηрп –коэффициент полезного действия клиноременной передачи;

ηрп= 0,95…0,97 (табл. 2.2, стр.41 [1]);

принимаем ηрп= 0,97;

ηзп – коэффициент полезного действия закрытой зубчатой

цилиндрической шевронной передачи;

ηзп = 0,96…0,97(табл. 2.2, стр.40 [1]);

принимаем ηзп = 0,96;

ηпк – коэффициент полезного действия подшипников качения;

ηпк = 0,98…0,995 (табл. 3, стр.41 [1]);

принимаемηпк = 0,98;

ηобщ = 0,97*0,96*0,98² = 0,894

2.2 Определяем требуемую мощность рабочей машины.

Ррм= Р3 = 1,8 квт

2.3 Определяем требуемую мощность двигателя Рдв., квт:

Рдв = Ррм / ηобщ =1,8 / 0,894 = 2,013квт

2.4 Определяем номинальную мощность двигателя Рном., квт:

Рном ≥ Рдв

Из таблицы 2.1 стр. 39 [1] выбираем тип двигателя

1. 4АМ80В2У3 (п = 2850 об/мин.) Рном = 2,2 квт;

2. 4АМ90L4У3 (п = 1425 об/мин.) Рном = 2,2 квт;

3. 4АМ100L6У3 (п = 950 об/мин.) Рном = 2,2 квт;

4. 4АМ112МА8У3 (п = 700 об/мин.) Рном = 2,2 квт;

Т.к. двигатели с большой частотой вращения имеют низкий рабочий ресурс, а двигатели с низкими частотами весьма металлоемки, поэтому их нежелательно применять без особой необходимости в приводах общего назначения малой мощности.

Следовательно в данной ситуации подходит трехфазный асинхронный двигатель серии 4А типа 90L: 4АМ90L4У3

Характеристики двигателя следующие:

Рном = 2,2 квт; пном = 1425 об/мин. (табл. к9, стр. 384 [1])

2.5 Определяем передаточные числа привода и его ступеней. Передаточное число привода определяется отношением номинальной частоты вращения двигателя пном к частоте вращения приводного вала рабочей машины прм (п3) при номинальной нагрузке.

U = пном / прм

1.U =2850 / 120 = 23,75

2.U = 1425 / 120 = 11,875

3.U =950 / 120 = 7,916

4.U =700 / 120 = 5,833

Общее передаточное число U: U = Uрп * Uзп

где Uрп – передаточное число ременной передачи, которое должно быть в пределах 2…4 (табл. 2.3, стр. 43 [1]);

Uзп – передаточное число зубчатой передачи.

Приняв передаточное число зубчатой передачи за 4 (табл. 2.3, стр. 43 [1]) получим передаточное число ременной передачи:Uрп = U / Uзп

1.Uрп =23,75 / 4 = 5,937

2.Uрп =11,875 / 4 = 2,968

3.Uрп = 7,916 / 4 = 1,979

4.Uрп = 5,833 / 4 = 1,458

2.6 Определяем мощность каждой ступени:

РI = Рраб.м = 2,013 квт

РII = РI * ηрп = 2,013 * 0,97 = 1,952 квт

РIII = РII * ηпк² * ηзп = 1,952 * 0,98² * 0,96 = 1,799 квт

2.7 Определяем угловые скорости на каждой ступени привода:

nI = пдв = 1425 об/мин.

nII = nI / Uрп = 1425 / 2,968 = 480,121 об/мин.

nIII = nII / Uзп = 480,121 / 4 = 120,03 об/мин.

2.8 Определяем моменты ступеней привода.

ТI =

wI = = = = 149,15 (рад/с)

wII = = 50,252 (рад/с)

wIII = = 12,563 (рад/с)

ТI = = = 13,496 (Нм)

ТII = = = 38,844 (Нм)

Т III = = = 143,198 (Нм)

Параметр	Передача	Параметр	Вал
Закры-тая	Откры- тая	Двига- теля	Редуктора	Приводной рабочей машины
Быстро- ходный	Тихо- ходный
Переда- Точное число, U		2,968	Расчетная мощность, P	2,013	1,952	1,799	1,799
Угловая скорость, w	149,15	50,252	12,563	12,563
КПД η	0,96	0,97	Частота вращения, n		480,121	120,03	12,03
Вращающийся момент, Т	13,496	38,844	143,198	143,198