Примеры общего расчета привода

Пример 1. Общий расчет электромеханического привода с одноступенчатым цилиндрическим прямозубым и косозубым редуктором (рис. 1.1, 1.2)

В качестве примера рассмотрим общий расчет электромеханического привода с одноступенчатым цилиндрическим прямозубым (косозубым) редуктором (рис.1.1, 1.2) для исполнительного механизма штатной техники с исходными данными:

мощность на выходном валу редуктора Р_вых = 1,8 кВт;

частота вращения выходного вала n_вых = 150 об/мин;

нагрузка спокойная, переменная, реверсивная; ресурс работы t не менее 30000 часов.

Выбор электродвигателя:

требуемую мощность электродвигателя определяем по формуле

Р_э.тр. = Р_вых / η ,

где η – КПД цилиндрической передачи, ориентировочные значения которого с учетом потерь в подшипниках качения находится в пределах η = 0,96…0,98 (таблица 14 [Р. 10]). С учётом этого

Р_э.тр = 1,8/(0,96…0,98) = (1,87…1,84) кВт.

Требуемую частоту вращения вала электродвигателя определяем по формуле

n_э.тр = n_вых u,

где u = 2,0…6,3 – передаточное число цилиндрической передачи (таблица 14 [Р. 10]).

Тогда n_этр. = 150 (2,0…6,3) = (300…945) об/мин.

Учитывая условия выбора электродвигателя:

Р_э ≥ Р_э.тр и n_{э.тр min} ≤ n_э.тр ≤ n_{э.тр max}, по таблице 11 [Р. 10] выбираем электродвигатель 2ПН132 LУХЛ4 с мощностью Р_э = 1,9 кВт и частотой вращения n_э = 750об/мин. Электродвигатель постоянного тока серии 2ПН общепромышленного применения, напряжением 27 В, закрытого типа с принудительной вентиляцией, 4-х полюсный, высота оси вала от опорной поверхности лапок двигателя 132 мм, для умерено – холодного климата.

Диаметр вала электродвигателя d_э = 38 мм (таблица 9 [Р. 10]).

Кинематический расчет привода:

передаточное число привода:

u = n_эд/n_вых.; u = 750 / 150 = 5;

частота вращения валов В1 и В2:

n₁ = n_э ; n₁ = 750 об/мин;

n₂ = n_э/u = n_вых; n₂ =750/5= 150 об/мин;

угловые скорости вращения валов:

ω₁ = ; ω₁ = (3,14·750) / 30 = 78,5 рад/с;

ω₂ = ; ω₂ = (3,14· 150) / 30 = 15,7 рад/с.

Силовой расчет привода:

вращающий момент на выходном валу

Т₂ = Р₂/ω₂; Т₂ = (1,8·10³) / 15,7 = 114,6 Н·м.

вращающий момент на входном валу определяем по формуле

Т₁ = Т₂/(u· η); Т₁ = 114,6 / (5 (0,96…0,98)) = (23,9…23,4) Н·м.

Принимаем Т₁ = 23,9 Н·м.

Результаты общего расчета привода приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Результаты общего расчета привода с одноступенчатым цилиндрическим прямозубым (косозубым) редуктором

Пример 2.Общий расчет электромеханического привода с

одноступенчатым коническим прямозубым редуктором (рис.1.3)

Рассмотрим расчет электромеханического привода с одноступенчатым коническим прямозубым редукторомдля исполнительного механизма с исходными данными:

мощность на выходном валу Р_вых = 4 кВт;

частота вращения выходного вала n_вых = 400 об/мин;

нагрузка спокойная, переменная, реверсивная; ресурс работы t не менее 30000 часов.

Выбор электродвигателя:

требуемую мощность электродвигателя определяем по формуле

Р_э.тр. = ,

где η – КПД конической передачи, ориентировочные значения которого с учетом потерь в подшипниках качения находится в пределах η = 0,95…0,97 (таблица 14 [Р. 10]). С учётом этого

Р_э.тр. = кВт;

требуемую частоту вращения вала электродвигателя определяем по формуле

n_э.тр = n_вых u,

где u = 1…4 – передаточное число конической передачи (таблица 14 [Р. 10]). Тогда

n_э.тр. = n_вых· u = 400 · (1…4) = (400…1600) об/мин.

Учитывая условия выбора электродвигателя:

Р_э ≥ Р_э.три n_э.тр.min ≤ n_э ≤ n_{э.тр.mах}по таблице 11[Р. 10] выбираем электродвигатель марки 2ПФ132ГУХЛ4 мощностью Р_э = 4,2 кВти номинальной частотой вращения n_э = 950 об/мин. Электродвигатель постоянного тока серии 2П общепромышленного применения, 4-полюсный, напряжением 27 В, закрытого типа с принудительной вентиляцией, независимым охлаждением, для умеренного и холодного климата. Высота вала от опорной поверхности лапок двигателя 132 мм. По этому параметру изтаблицы 9[Р. 10] находим диаметр вала электродвигателя d_э = 38 мм.

Кинематический расчет привода:

передаточное число привода:

u = ; u = ;

частота вращения валов В1 и В2:

n₁ = n_э ; n₁ = 950 об/мин;

n₂ = n_э/u = n_вых; n₂ =950/2,38= 400 об/мин;

угловые скорости вращения валов:

ω₁ = рад/с;

ω₂ = рад/с.

Силовой расчет привода:

вращающий момент на выходном валу:

Т₂ = Р₂/ω₂ = Р_вых/ω₂; Т₂ = Н·м;

вращающий момент на входном валу:

Т₁ = Т₂/(u· η); Т₁ = Н·м.

Для дальнейших расчётов выбираем наибольшее значение

Т₁ = 42,26 Н·м.

Результаты общего расчета привода приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2

Результаты общего расчета привода с одноступенчатым

коническим прямозубым редуктором