Кинематический расчет. Выбор электродвигателя. Расчет ременной передачи

1. Кинематический расчет. Выбор электродвигателя.

1.1. Исходные данные: N_вых = 5,5 кВт, n_вых = 50 об/мин.,t=10000час.

1.2.Выбор электродвигателя:

Данному заданию с заданными начальными значениями удовлетворяет электродвигатель– 4А112М4У3                                         ([1]; стр 296)

Р=5,5 кВт

n_эд =1450 об/мин

J=0,788 кг*м²

d₁=32см (вала)

1.3.Эскиз электродвигателя, его технические характеристики, установочные и габаритные размеры:

1.4.Общее передаточных отношений:

u_общ =

u_рп=2,5

u_ред= η_ц.п* η_зсп=

u₃=0.88*ред=0,88*=3

u₂=

Рассчитаем частоту вращения валов и крутящий момент на них:

n₁ = n_эд/u_р.п. = 1450/2.5= 580 об/мин -частота вращения входного вала редуктора.

n₂ = n₁/u_2. = 580/3.87 = 149.87 об/мин- частота вращения промежуточного вала редуктора.

n₃ = n₂/u₃ = 149.87/3 = 49.96 об/мин- частота вращения тихоходного вала редуктора.

1.5.Определение крутящих моментов на валах:

T_эд = 9550000* P_эд/ n_эд = 36224.14 Н*мм

T₁ = T_эд*u_р.п*η_р.п.* η_п.к = 36224.14*2.5*0.95*0.98 = 84311.69 Н*мм

T₂ = T₁* u₂* η_к.п.* η_п.к = 84311.69 *3.87*0.98*0.98 = 313365.29Н*мм

T₃ = T₂* u₃* η_ц.п.* η_п.к = 313365.29*3*0.98*0.98 = 902868.07 Н*мм

Где   η – КПД передачи.                                             ([1]; стр.13 табл.1.2.1)

 – КПД открытой ременной передачи

 - КПД закрытой цилиндрической передачи

 - КПД одной пары подшипников качения.

Полученные данные представим в виде таблицы:

2. Расчет ременной передачи.

2.1.Исходные данные:

 - момент на быстроходном валу.

 - частота вращения вала электродвигателя.

 - мощность двигателя.

Выбираем клиноременную передачу нормального сечения([1],стр. 16)

2.2. Определяем расчетную передаваемую мощность:

P_1p = P₁*c_p = 5.5*1.2 = 6.6кВт , где c_p – коэффициент, учитывающий динамичность нагружения передачи и режим ее работы (выбран средний режим работы, число смен 2). ([1],стр. 16,табл. 2.2.2.])

2.3. Подбираем диаметр ведущего шкива:

d₁ = 140 мм, d₁ ≥ d_1min ([1],стр. 16,рис. 2.2.3,табл. 2.2.1])

Размеры профиля канавок шкивов клиноременных передач. ([1], стр. 24,  табл. 2.5.7)

Класс ремня берем IV.(табл. 2.2.3)

2.4. Рассчитываем диаметр ведомого шкива:

d₂^’ = d₁*u = 140*2.5 = 350 мм d₂^’ ≥ d₂ ([1],стр.17,табл. 2.2.4.])

2.5. Действительное передаточное отношение проектируемой передачи:

u_д = d₂/[d₁*(1-ε)] = 350/140*(1-0.01) = 2.55, где ε = 0.01 – коэффициент упругого скольжения.

2.6. Минимальное межосевое расстояние:

a_min^’ = 0.55*(d₁+d₂)+H_p = 0.55*(140+350)+8 = 277.5, a ≥ a_in^’ ,выбираем

a^’ = 370мм

2.7. Расчетная длина ремня:

L_p^’ = 2*a+0.5*π*(d₁+d₂)+0.25*(d₁+d₂)²/360 = 1539.09 мм, действительная длина ремня: L_p≥ L_p^’= 1600мм ([1],стр. 17,табл. 2.2.6)

2.8. Межцентровое расстояние:

a = a^’+ 0.5*( L_p- L_p^’) = 370+0.5*(1600-1539.09) = 400.46 мм

2.9. Коэффициент, учитывающий длину ремня:

c_L = 0.98 ([1],стр. 17,табл. 2.2.6)

2.10. Угол обхвата ремнем меньшего шкива:

α₁^° = 180^°-57^°*(d₂-d₁)/a = 180^°-57^°*(350-140)/ 400.46 = 150.11^°

с_α = 0.92 ([1],стр. 15,табл. 2.1.3)

2.11. Скорость ремня:

v = π*d₁*n₁/(60*10³) = π*140*1450/6*10⁴ = 10.624 м/c < 30м/c.

2.12. Число пробегов ремня:

ν = v/ L_p = 10.624*10³/1600 = 6.64 c^-1 ≤ [ν], [ν] ≤ 40c^-1 для ремней мерной длины.

2.13. Число ремней передачи:

z = P₁*c_p/(P₀*c_L*c_α*c_k) = 6.6/(2.27*0.98*0.92*0.8) = 4.03 ≡ 4, где

P₀ = 3.5086 кВт – мощность, передаваемая одним ремнем ([1],стр.17,табл. 2.2.8)

c_k = 0.8 – коэф., учитывающий число ремней в передаче ([1],стр.17,табл. 2.2.5)

2.14. Напряжения, возникающие в ремнях:

F_t = 2*10³*T_эд/d₁ = 2000*36224.14/140 = 517.49 Н – окружное усилие

F₀ = 0.5* F_t/φ = 0.5*517.49 /0.5 = 517.49 Н – предварительное натяжение ремня, где φ = 0.5 – коэффициент тяги