Кинематика, динамика и конструирование привода поршневого компрессора, страница 21

+4187,032·165+4245,68·198-9,929·45+8,335·28)/200=7841,72 (Н).

Погрешность вычислений кинетостатическим методом и по теореме Н.Е. Жуковского не должна превышать 5 %.

Оцениваем эту погрешность по формуле:

Δ=[(Р_ур^км-Р_ур^ж)/Р_ур^км]·100 %                                                                       (75)

Δ=[(7789,6-7841,72)7789,6] ·100 % =0,6 %.

Проведя силовой расчет поршневого компрессора двумя разными методами, мы можем сделать вывод, что оба методы рассчитаны правильно.

3   РЕДУКТОР

3.1 Динамический анализ рычажного механизма

На рисунке 27 представлена блок-схема машинного агрегата.

Рисунок 27 – блок-схема машинного агрегата

Для того чтобы перейти от кинематического анализа к динамическому нужно рассчитать КПД (η) агрегата по формуле:

η_агр= η_м1·η_ред·η_м2·η_им,                                                                                     (76)

где η_м1=0,96 (муфта упрагая втулочно-пальцевая);

η_м2=0,98 (муфта цепная);

η_им=0,75 (две поступательные пары в схеме ИМ).

Коэффициент полезного действия редуктора высчитываем по формуле:

η_ред=1-[m(ψ_з+ψ_г)+nψ_n],                                                                                (77)

где m - число пар зубчатых зацеплений =2;

(ψ_з+ψ_г) - сумма коэффициентов потерь на трение в одной зубчатой паре и коэффициент гидравлических сопротивлений, возникающих в зацеплении от наличия смазки - сопротивление гидравлического клина, что ведет к гидравлическим потерям = 0,03 (для редуктора по развернутой схеме);

n - число пар подшипников качения = 3;

ψ_n - коэффициент потерь в одной паре подшипников качения=0,01.

Теперь по формуле (77) считаем η_ред.

η_ред=1-[2·0,03+3·0,01]=0,91.

Считаем коэффициент полезного действия всего агрегата по формуле (76):

η_агр=0,96·0,91·0,98·0,75=0,642.

Для выбора электродвигателя необходимо вычислить затрачиваемую и требуемую мощность. Для вычисления затрачиваемой мощности воспользуемся формулой:

Р_затр=Р_п.с.^ср/ η_агр                                                                                              (78)

Для вычисления Р_п.с.^ср воспользуемся значениями суммарной мощности, которые мы получили вначале выполнения силового расчета по формуле (50), сложив все эти значения и разделив на их число:

Р_п.с.^ср=(0+5607+7954+7088,75+3091+500,75+0)/7=3463,07 (Вт).

По формуле (78) считаем затрачиваемую мощность:

Р_затр=3463,07/0,642=5394,19 (Вт).

Теперь рассчитываем требуемую мощность электродвигателя по формуле:

Р_треб=(1,1…1,2)Р_затр                                                                                       (79)

Р_треб=1,2·5394,19=6473,028 (Вт).

Передаточное отношение редуктора находим по формуле:

U_ред=U_Б·U_Т                                                                                                  (80)

где для внешнего зацепления U_Б =U_Т =5, следовательно U_ред=5·5=25.

3.2 Выбор электродвигателя

По полученной мощности выбираем электродвигатель серии АИР марки А132S4.

Характеристики электродвигателя А132S4:

Стандартная мощность Р_э 7,5 кВт, асинхронная частота вращения n_э=1455 об/мин, синхронная частота вращения равна 1500 об/мин.

3.3 Общее передаточное отношение

Выбор редуктора производим по общему передаточному числу. Передаточные отношения ступеней редуктора находим по формулам (таблица 1.3 литература /2/ с.9):

U_Б= U_ред/ U_Т,                                                                                                  (81)

где U_Т находим по формуле:

U_Т=0,88                                                                                              (82)

В этих формулах U_ред рассчитывается по формуле:

U_ред=n_э/n₂                                                                                                      (83)

Рассчитываем по данным формулам сначала U_ред, затем U_Б и U_Т.

U_ред=1455/51=28,53;

U_Т=0,88=4,7;

U_Б=28,53/4,7=6,07.

3.4 Выбор схемы редуктора

Выбираем двухступенчатый редуктор, схема которого приведена на рисунке 27, в соответствии с заданием на курсовой проект, т.к. он является наиболее выгодным при данном передаточном отношении.

Рисунок 28-Схема двухступенчатого редуктора