Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода

Потребляемая мощность электродвигателя

 

где

- КПД КПД зубчатой передачи;

- КПД цепной передачи;

- КПД муфты.

- КПД пары подшипников качения.

По таблице 1.1/1/

=0,97 =0,96 =0,98 =0,99

n=2 - число пар подшипников качения

 

кВт.

Частота вращения электродвигателя:

где - передаточное число зубчатой передачи.

- передаточное число цепной передачи;

По таблице 1.2/1/

=4

=3

 

По мощности и частоте вращения выбираем электродвигатель:

серия АИР160М8УЗ/727

асинхронная частота вращения об/мин.

мощность кВт

Определяем общее передаточное отношения привода

 

Разбиваем передаточное число привода по ступеням:

Принимаем

 

Угловые скорости и частоты вращения валов.

 мин^-1,

 

 мин^-1

 мин^-1

 с^-1

 с^-1

 с^-1

 

Крутящие моменты на валах.

 

 Нм,

 Нм,

 Нм.

РАСЧЕТ ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ

 

Р₁=Р_в/ =7/0,96*0,99=7,37кВт

 

По передаточному числу цепной передачи назначаем число зубьев малой звездочки

U=3,83; z₁=23 (с.286, /1/).

Определяем число зубьев большой звездочки

z₂ = z₁*u = 23*3,83= 88

а=40Р_ц

Вычисляем расчетную мощность передачи по формуле:

 

Р_р = Р₁ К_э К_z K_n

 

где Р₁ - мощность выходного вала, кВт;

К_э - коэффициент эксплуатации;

К_z - коэффициент числа зубьев;

K_n - коэффициент частоты вращения.

Коэффициенты числа зубьев и частоты вращения вычисляем по формулам:

 

К_z =z₀₁/z₁=25/23=1,09

 

где z₀₁ = 25,

n₀₁ - базовая частота вращения малой звездочки.

Коэффициент эксплуатации вычисляем по формуле:

К_э = К_д К_а К_н К_рег К_с К_реж,

 

где К_д - коэффициент динамической нагрузки;

К_а - коэффициент межосевого расстояния или длины цепи;

К_н - коэффициент наклона передачи к горизонту;

К_рег - коэффициент способа регулировки натяжения цепи;

К_с - коэффициент смазки и загрязнения передачи;

К_реж - коэффициент режима или продолжительности работы передачи в течение суток.

Принимаем К_д = 1, К_а = 1, К_н = 1, К_рег = 1 К_реж = 1(табл. 13.2, 13.3, /1/).

К_с=1,3

Коэффициент эксплуатации

К_Э=1*1*1*1*1,3*1=1,3

Р_Р=7,37*1,3*1,38*1,09=14,41кВт

Выбираем приводную роликовую цепь типа ПР-31,75-88500 (табл.13.4) с параметрами:

Р_ц=31,75мм

Максимально возможная скорость движения цепи будет

 

 м/с.

 

z₁ - число зубьев малой звездочки;

- частота вращения ведущего вала, мин^-1_.

Для выбранной цепи определяем геометрические параметры.

Межосевое расстояние:

а=40*31,75=1270

Число звеньев цепи:

L_p =  +  + ,

 

где а - межосевое расстояние, мм;

Р_ц - шаг цепи, мм;

z₁ - число зубьев малой звездочки;

z₂ - число зубьев большой звездочки.

Значение L_p округляем до целого четного числа L_p =138.

Для принятого значения L_p уточняем межосевое расстояние:

 

 

Передача работает лучше при небольшом провисании холостой ветви цепи. Поэтому расчетное межосевое расстояние уменьшаем на 3 мм,

а = 1262 мм.

Диаметры делительных окружностей звездочек:

 

 

где Р_ц - шаг цепи, мм;

z - число зубьев звездочки

Вычисляем полезную нагрузку цепной передачи:

F_t = ,

где P₁ - мощность выходного вала, Вт;

v - скорость движения цепи, м/с.

F_t=7,37*1000/1,8=4094 Н.

Оценим возможность резонанса

 

 

где q=2,1 кг/м

Производим проверку работоспособности цепной передачи по критерию износостойкости шарниров цепи.

 

p =  £ [p],

 

где р - давление в шарнирах цепи, МПа;

F_t - полезная нагрузка цепной передачи, Н;

В - ширина втулки цепи, мм;

d - диаметр валика цепи, мм;

[p] - допускаемое давление в шарнирах цепи, МПа.

 

[p] = [p_о]/К_э,

 

где [p_о] = 29 МПа - допускаемое давление в шарнирах цепи при типовых условиях передачи (табл. 13.1, /1/).

[p] = 29/1,3 = 22,3 МПа;

Р=4094/27,46*9,55=15,6 МПа

р=15,6МПа < 22,3 МПа=

Износостойкость шарниров цепи обеспечена.