Проектирование фрикционного подающего устройства (усилие подачи штанги - 3500 Н, скорость подачи штанги - 0,7 м/с)

Кинематическая схема 3 (Двухступенчатый цилиндрический редуктор).

Найдем частоту вращения исполнительного органа

Выберем для трех различных кинематических схем по справочнику электродвигатели с частотами вращения:

=3000, =1000 и =1500 об/мин.

Общее передаточное отношение привода , для каждого из выбранных двигателей, находится из соотношений:

Определим передаточное отношения редуктора каждого привода u_р:

Для каждого варианта разрабатываем кинематическую схему и выбираем наиболее оптимальную из всех схем редукторов.

Кинематическая схема 1 (Рис. 2).

Зная передаточное отношение редуктора и используя предпочтительный ряд передаточных отношений для передач (ГОСТ 2144-76), передаточные отношения быстроходной и тихоходной ступеней редуктора:

, ,

Рассчитаем общее передаточное отношение привода:

Определим скорость исполнительного органа для рассчитанного передаточного отношения привода:

.

Находим ошибку по скорости исполнительного органа:

.

, условие точности выполняется т.к. .

КПД привода можно определить по формуле:

,

где   - КПД червячной, цилиндрической прямозубой, открытой передач, муфты и четырех пар подшипников соответственно.

Требуемая мощность электродвигателя определяется по формуле:

.

Выбираем двигатель, удовлетворяющий всем требованиям: 4А100S2Y3 мощностью 4 кВт.

Кинематическая схема 2 (Рис. 3).

Зная передаточное отношение редуктора и используя предпочтительный ряд передаточных отношений для передач (ГОСТ 2144-76), подберем передаточные отношения быстроходной и тихоходной ступеней редуктора:

, ,

Рассчитаем общее передаточное отношение привода:

Определим скорость исполнительного органа для рассчитанного передаточного отношения:

.

Находим ошибку по скорости исполнительного органа:

, условие точности выполняется т.к. .

КПД привода можно определить по формуле:

,

где  - КПД конической прямозубой, цилиндрической прямозубой, открытой передачи, муфты и трех пар подшипников соответственно.

Требуемая мощность электродвигателя определяется по формуле:

.

Выбираем двигатель, удовлетворяющий всем требованиям: 4А112МВ6Y3 мощностью 4 кВт.

Кинематическая схема 3 (Рис. 4).

Зная передаточное отношение редуктора и используя предпочтительный ряд передаточных отношений для передач (ГОСТ 2144-76), подберем передаточные отношения быстроходной и тихоходной ступеней редуктора:

, ,

Рассчитаем общее передаточное отношение привода:

Определим скорость исполнительного органа для рассчитанного передаточного отношения:

.

Находим ошибку по скорости исполнительного органа:

, условие точности выполняется т.к. .

КПД привода можно определить по формуле:

,

где   - КПД цилиндрической прямозубой, открытой передачи, муфты и трех пар подшипников соответственно.

Требуемая мощность электродвигателя определяется по формуле:

.

Выбираем двигатель, удовлетворяющий всем требованиям: 4A100S4Y3 мощностью 3 кВт.

2. Выбор кинематической схемы

Выбираем третью кинематическую схему (рис. 4).

Технико-экономическое обоснование выбора кинематической схемы:

1.  В этой схеме используется электродвигатель 4А100S4Y3 со скоростью вращения n_дв = 1500 об/мин и мощностью 3 кВт, который имеет относительно малые габаритные размеры.

2.  КПД  данной схемы наибольший и составляет 86,8%.

3.  При расчете частоты вращения исполнительного органа (при n_дв = 1500 об/мин), ошибка составила всего 0,05%.

4.  Прямозубая цилиндрическая передача проста в изготовлении.  При ее использовании практически отсутствуют осевые силы, что позволяет применять простые подшипниковые узлы, также с легкостью выполняется условие смазки.

Существуют также недостатки при применении этой кинематической схемы, но перечисленные положительные качества перевешивают