Материал: УЗЕЛ РЕДУКТОРА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРИВОДА
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Выбран электродвигатель марки 4А160S2;
паспортная мощность РЭД = 15,0 кВт ;
синхронная частота nс = 3000 об/мин;
частота двигателя nдв= 2940 об/мин;
отношение пускового момента к номинальному моменту ТП / ТН =1,4;
диаметр присоединительного участка вала ЭД dЭД =42 мм,
длина присоединительного участка вала ЭД lЭД =110 мм.
1.2 Определение общего передаточного отношения привода и
разбивка его по ступеням
Общее передаточное отношение привода вычисляется по формуле
iпр=nдв/nим, (1.5)
где nдв – асинхронная частота вращения двигателя, об/мин; iпр – общее передаточное отношение привода.
Подставив численные значения, получим iпр=2940/80=36,25
Для нахождения передаточного отношения редуктора назначим iрп =2
и воспользуемся формулой
iпр= iрп·iрд, (1.6)
где iрд – передаточное отношение редуктора.
Преобразуя (1.6), получим
iрд= iпр/iрп =36,25/2=18,12 (1.7)
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Передаточное отношение редуктора так же можно выразить через формулу
iрд=uб·uт, (1.8)
где uб и uт – передаточные отношения быстроходного и тихоходного валов соответственно.
Значение передаточного отношения тихоходного вала вычисляем по формуле
uт= |
i |
рд |
|
18,12 |
|
3,7 |
4 |
(1.9) |
||
|
|
|
|
|
||||||
1,3 |
1,3 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
Преобразуя формулу (1.8) и подставляя полученные ранее численные значения, получаем
uб= iрд/ uт=18,12/4=4,53 (1.10)
Стандартизуем рассчитанные передаточные отношения: uб=5, uт=4.
Уточняем передаточное отношение ременной передачи по формуле iрп= iпр / (uб·uт)=36,25/(4*5)=1,81
1.3 Определение частот вращения, мощности и крутящих моментов
на валах
Угловая скорость
входного вала редуктора ВВх= им uт uб = 8,37* 20 = 167,4 1/с;
промежуточного вала ПР= им uт = 8,37*4 =33,48 1/с;
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Мощность Рi, передаваемую каждым валом, зубчатыми колёсами и шестернями определяем согласно принятым значениям частных КПД,
входящих в соотношение (1.4):
Рi = Рим/ i ,
где i – КПД, учитывающий потери при передаче мощности от данного вала (зубчатого колеса или шестерни) к выходному валу.
Крутящие моменты Т i определяются по значению передаваемой мощности Рi и угловой скорости данного вала i :
Т i = Рi / i .
С помощью следующих формул найдем численные значения частот вращения первого и второго валов
n1= nдв/ iрп=2940/1,81=1624 об/мин (1.11) n2= n1/ uб=1624/5=325 об/мин (1.12)
Для вычисления мощностей первого и второго валов воспользуемся формулами
P1=Pэл·ηрп=14037·0,95=13335 Вт (1.13)
P2=P1·ηпк·ηзпб =13335·0,99·0,99=13070 Вт (1.14)
Вычислим крутящие моменты валов по формуле
Ti= Pi/ωi, (1.15) ωi=π·ni/30 (1.16)
где i=1; 2; эл.
Преобразуя формулы (1.15) и (1.16), получим
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Ti= Pi·30/(π·ni) (1.17)
Tэл= Pэл·30/(π·nэл)=14037·30/(3,14·2940)=45,57 Н·м
T1= P1·30/(π·n1)= 13335·30/(3,14·1600)=79,65 Н·м
T2= P2·30/(π·n2)= 13070·30/(3,14·320)=390,38 Н·м
Таблица 1
Энерго-кинематические параметры элементов привода
|
Мощность, |
Частота |
Угловая |
Момент, |
Передаточное |
|
Вт |
вращения, |
скорость, |
Нм |
число |
|
|
об/мин |
рад/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
Исполнительный |
|
|
|
|
|
механизм |
12555 |
80 |
8,37 |
1500 |
|
|
|
|
|
|
|
Муфта выходного вала |
|
|
|
|
|
|
12681 |
80 |
8,37 |
1515 |
|
|
|
|
|
|
|
Зубчатое колесо |
|
|
|
|
|
выходного вала |
12809 |
80 |
8,37 |
1530 |
uт=4 |
|
|
|
|
|
|
Шестерня |
|
|
|
|
|
промежуточного вала |
12939 |
320 |
33,48 |
386 |
|
|
|
|
|
|
|
Зубчатое колесо |
|
|
|
|
|
промежуточного вала |
13070 |
320 |
33,48 |
390,38 |
uб=5 |
|
|
|
|
|
|
Шестерня входного |
|
|
|
|
|
вала |
13202 |
1600 |
167,4 |
78,86 |
|
|
|
|
|
|
|
Входной вал редуктора |
|
|
|
|
|
|
13335 |
1600 |
167,4 |
79,65 |
iрп=1,84 |
|
|
|
|
|
|
Вал электродвигателя |
|
|
|
|
|
|
14037 |
2940 |
308 |
45,57 |
|
|
|
|
|
|
|
Пример расчёта параметров условий работы шестерни промежуточного вала
1.Угловая скорость ПР= 33,48 /с;
2.Значение I = зп пк∙ м = 0,99∙0,99∙0,99= 0.97 ;
где I – КПД, учитывающий потери при передаче мощности от данного вала (зубчатого колеса или шестерни) к выходному валу.
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
3.Мощность Р Ш-ПР, передаваемая шестерней промежуточного вала
РШ-ПР = Р ИМ/ I = 12555/0.97 = 12939 Вт;
4.Момент ТШ-ПР, передаваемый шестерней промежуточного вала
ТШ-ПР = Р Ш-ПР/ ПР= 12939/33,48 = 386 Нм.
1.4 Проектировочный расчёт валов, выбор подшипников и определение межосевых расстояний с учётом габаритов подшипников
1.4.1 Выбор муфты
Наибольший расчётный момент на выходном валу не должен превышать допускаемого для данного номера муфты момента М кр
k TИМ М кр, (1.18)
где k - коэффициент перегрузки привода; для транспортёров, компрессоров и воздуходувок, центробежных насосов k = 1,25 ... 2. Принимаем
к=2. Как правило, k < ТП/ ТН. В данном случае М кр ≥ 2∙1500=3000 Нм.
Выбираем ближайшее к данному значение М кр (муфта №3) М кр=3090 Нм.
Для этого значения также: nmax=4000об/мин; dM=60мм; lM=85мм; DM=90мм.
Значение диаметра выходного вала редуктора dВ можно принять, исходя из следующего. Прочностной расчёт вала выполняется с учётом напряжений от изгиба и кручения, которые зависят от значения диаметра в третьей степени. Если при выборе муфты значение k TИМ практически равно Мкр, то принимаем dВ = dМ, где dМ – наибольший присоединительный диаметр данного номера муфты.
Но так как у нас k TИМ М кр, то предварительно значение диаметра dВ
определяем по формуле