Выбор двигателя и расчёт кинематических схем привода

1. Выбор двигателя и расчёт кинематических схем привода.

1.1. Частота вращения рабочего органа:

n_ро=30ω_ро/π ;

Частота вращения рабочего органа при первой скорости: n_ро1=30*9/3,142=85,987 об/мин

Частота вращения рабочего органа при второй скорости: n_ро2=30*12/3,142=114,576 об/мин

1.2. Выбор кинематических схем.

Схема 1.

Число оборотов двигателя: n_дв=1000 об/мин

Общее передаточное отношение привода: u=n_дв/n_ро

Передаточное отношение привода при первой скорости: u₁=n_дв/n_ро1=1000/85,987=11,62

Передаточное отношение привода при второй скорости: u₂=n_дв/n_ро2=1000/114,576=8,72

Рис. 1.2.1 Принципиальная схема привода (вариант 1).

Расчётное передаточное отношение привода при первой скорости: u_1р=u_рем*u_цил1*u_цил3=2*3*2=12

Ошибка составляет Δ₁=((u_1p-u₁)/u_1р)*100=((12-11,987)/12)*100=0,1%

Расчётное передаточное отношение привода при второй скорости: u_2р=u_рем*u_цил2*u_цил3=2*2,24*2=8,96

Ошибка составляет Δ₂=0,4%

Где u_рем – передаточное отношение ременной передачи.

       u_цил1 – передаточное отношение цилиндрической прямозубой передачи первой ступени первой скорости.

        u_цил2 – передаточное отношение цилиндрической прямозубой передачи первой ступени второй скорости.

        u_цил3 – передаточное отношение цилиндрической прямозубой передачи второй ступени.

Рассчитаем КПД привода: η_пр=η_рем*η_цп*η_цп*η³_пд*h_м=0,96*0,98*0,98*0,99³*0,99=0,885

Где η_рем – КПД ременной передачи

       η_цп – КПД цилиндрической прямозубой передачи

       η_пд – КПД пары подшипников.

       h_м – КПД муфты.

Рассчитаем требуемую мощность двигателя: P_дв=P/η_пр=5/0,885=5,64 кВт,

где P – заданная мощность на выходном валу. По этому значению выбираем марку двигателя: 4А132М6, номинальная мощность двигателя P_ном=7,5 кВт

Cхема 2

Число оборотов двигателя n_дв=1500 об/мин

Рис. 1.2.2 Принципиальная схема привода ( вариант 2 ).

Передаточное отношение привода при первой скорости: u₁=n_дв/n_ро1=1500/85,98=17,44

Передаточное отношение привода при второй скорости: u₂=n_дв/n_ро2=1500/114,57=13,09

Расчётное передаточное отношение привода при первой скорости: u_1p=u_ц*u_цил1*u_цил3=3*3*2=18                            ошибка составляет Δ₁=3,1%

Расчётное передаточное отношение привода при второй скорости: u_2p=u_ц*u_цил2*u_цил3=3*2,24*2=13,44                  ошибка составляет Δ₂=2,6%

Где u_ц – передаточное отношение цепной передачи.

       u_цил1 – передаточное отношение цилиндрической прямозубой передачи первой ступени первой скорости.

        u_цил2 – передаточное отношение цилиндрической прямозубой передачи первой ступени второй скорости.

        u_цил3 – передаточное отношение цилиндрической прямозубой передачи второй ступени.

Рассчитаем КПД привода: η_пр=η_ц*η_цил*η_цил*η³_пд*h_м=0,93*0,97*0,97*0,99³*0,99=0,81

Где η_ц – КПД цепной передачи

η_цил – КПД циллиндрической прямозубой передачи

η_пд – КПД пары подшипников.

h_м – КПД муфты.

Рассчитаем требуемую мощность двигателя: P_дв=P/η_пр=5/0,81=6,17 кВт, где

P – заданная мощность на выходном валу. По этому значению выбираем марку двигателя: 4А132S4, номинальная мощность двигателя P_ном=7,5 кВт

Cхема 3

Число оборотов двигателя n_дв=3000 об/мин

Рис. 1.2.3 Принципиальная схема привода ( вариант 3).

Передаточное отношение привода при первой скорости: u₁=n_дв/n_ро1=3000/85,98=34,89

Передаточное отношение привода при второй скорости: u₂=n_дв/n_ро2=3000/114,57=26,18

Расчётное передаточное отношение привода при первой скорости: u_1p=u_ц*u_цил1*u_цил3=3*3,55*3,15=33,54                 ошибка составляет Δ₁=3,8%

Расчётное передаточное отношение привода при второй скорости: u_2p=u_ц*u_цил2*u_цил3=3*2,8*3,15=26,46                   ошибка составляет Δ₂=1%

Где u_ц – передаточное отношение цепной передачи.

       u_цил1 – передаточное отношение цилиндрической прямозубой передачи первой ступени.

        u_цил2 – передаточное отношение цилиндрической прямозубой передачи второй ступени первой скорости.

        u_цил3 – передаточное отношение цилиндрической прямозубой передачи второй ступени второй скорости.

Рассчитаем КПД привода: η_пр=η_ц*η_цил*η_цил*η³_пд*h_м=0,93*0,97*0,97*0,99³*0,99=0,81

Где η_ц – КПД цепной передачи

η_цил – КПД циллиндрической прямозубой передачи

η_пд – КПД пары подшипников.

h_м – КПД муфты.

Рассчитаем требуемую мощность двигателя: P_дв=P/η_пр=5/0,81=6,17 кВт, где

P – заданная мощность на выходном валу. По этому значению выбираем марку двигателя: 4А112М2, номинальная мощность P_ном=7,5 кВт

1.3. Выбор схемы

Из предложенных схем выбираем схему 1, т.к. КПД этой схемы составляет 84%, она проста в изготовлении и наиболее технологична.