Кинематический и силовой расчет редуктора. Расчет крутящих моментов на валах редуктора

3. Кинематический и силовой расчет редуктора.

3.1. Определение мощности двигателя по исходным данным технического задания.

где:

F – сила полезного сопротивления;

V – скорость;

η – КПД привода;

η₁ = 0,99 – КПД муфт;

η₂ = 0,99 – КПД пары подшипников;

η₃ = 0,98 – КПД цилиндрического прямозубого зацепления;

η₄ = 0,97 – КПД цилиндрического косозубого зацепления.

Выбираем четыре асинхронных электродвигателя серии А4 закрытого обдуваемого исполнения имеющих N = 11 кВт со следующими синхронными частотами вращения:

ω₁ = 314, ω₂ = 157, ω₃= 105, ω₄ = 79 с^-1

3.2. Определение возможных передаточных чисел редуктора.

u_p,I = ω_i / ω_т

где:

ω_т – заданная частота вращения выходного вала редуктора.

u_p1 =314 / 7 = 44,9                           u_p2 = 157 / 7 = 22,4

u_p3 = 105 / 7 = 15                              u_p4 = 79 / 7 = 11,3

Так как для двухступенчатого цилиндрического редуктора 8 < u_p < 40 [1. стр. 28], следовательно, электродвигатель, имеющий ω₁ = 314 с^-1, далее не рассчитываем.

3.3. Определение передаточных чисел редуктора.

Для цилиндрического редуктора

 - передаточное отношение быстроходной ступени [1. стр. 28]

 - передаточное отношение тихоходной ступени [1. стр. 28]

2.3.1. Для u_р2 =22,4

u_б2 ближайшее номинальное u_б2 = 5,6 [2. стр. 137]

u_т2 =  22,4 / 5,6 = 4,0  что соответствует номинальному

u_р2 =   = 22,4

2.3.2. Для u_р3 = 15

u_б3  принимаем u_б3 = 4,5

u_т3 = 15 / 4,5 = 3,3  принимаем u_т3 = 3,15

u_р3 =  = 14,2

2.3.3. Для u_р4 = 11,3

u_б4 = что соответствует номинальному

u_т4 = 11,3 / 4 = 2,8

u_р4 =  = 11,2

3.4. Расчет частоты вращения валов редуктора для всех принятых вариантов.

ω_1,I = ω_i – частота вращения вала двигателя, она же ведущего вала редуктора.

ω_2,I = ω_i / u_б – частота вращения промежуточного вала редуктора.

ω_3,I = ω_i / u_р – частота вращения тихоходного вала редуктора.

3.4.1. Для ω₂ =157с^-1

3.4.2. Для ω₃ =105с^-1

3.4.3. Для ω₄ =79с^-1

3.5. Расчет крутящих моментов на валах редуктора.

Т_2,I = Т_т / u_тη_т – крутящий момент на промежуточном валу редуктора [1. стр. 29]

η_т = η_пη_з =  - КПД от третьего вала ко второму

η_п  = 0,99 – КПД пары подшипников

η_з = 0,97 – КПД цилиндрического косозубого зацепления

Т₁ =  - крутящий момент на быстроходном валу редуктора [1. стр. 29]

N_д – мощность двигателя

ω_д – частота вращения двигателя

η_м = 0,99 – КПД муфты

3.5.1. Для двигателя с ω₂ = 157 с^-1

Т_2,2 =

Т_1,2 =

3.5.2 Для двигателя с ω₃ = 105 с^-1

Т_2,3 =

Т_1,3 =

3.5.3 Для двигателя с ω₄ = 79 с^-1

Т_2,4 =

Т_1,4 =

Сводим результаты расчетов в таблицу 3.1.

Таблица 3.1. - Кинематический и силовой расчет редуктора

Название параметра		Значение параметра
Частота вращения вала двигателя, с-1		157	105	79
Передаточные числа	редуктора, uр	22,4	14,2	11,2
	быстроходная ступень, uб	5,6	4,5	4
	тихоходная ступень, uт	4	3,15	2,8
Частота вращения второго вала, ω2		28	23,3	19,8
Крутящие моменты на валах редуктора, Нм	быстроходный вал, Т1	69	104	138
	промежуточный вал, Т2	365	463	521
	тихоходный вал, Т3	1400