1 Назначение и краткое описание привода

Привод включает в себя электродвигатель, плоскоременную передачу, цилиндрический шевронный одноступенчатый редуктор. От электродвигателя вращение через ременную передачу передается редуктору и далее рабочей машине.

Ременная передача служит для предварительного понижения частоты вращения. Основные достоинства ременной передачи: простота конструкции, сравнительно малая стоимость, способность передавать вращательное движение на большие расстояния и работать с высокими скоростями. Основные недостатки: невысокая долговечность ремня, большие радиальные габариты, значительные нагрузки на валы и опоры, непостоянство передаточного отношения.

В данном приводе ременная передача применяется в качестве быстроходной ступени, так как ведущий шкив установлен на вал двигателя. В этом случае передача имеет сравнительно небольшую массу и габариты.

Редуктор является главной частью данного привода. Редуктор – механизм, состоящий из зубчатой передачи, заключенной в корпус, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Назначение редуктора – понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Внутри корпуса размещены элементы передачи – зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. Для уменьшения потерь мощности на трение и снижения интенсивности износа трущихся поверхностей в редукторе применена картерная система смазывания передачи. Кинематическая схема привода приведена на рис.1.

Рис.1 Кинематическая схема привода

1 – электродвигатель;

2 - плоскоременная передача;

3 - редуктор цилиндрический шевронный одноступенчатый;

4 – муфта зубчатая;

5 – муфта упругая

2 Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода

Требуемая мощность электродвигателя определяется по формуле:

[1,c.4]

где Р_вых – мощность на выходном валу привода, кВт; η_общ – общий КПД привода.

При последовательном соединении механизмов общий КПД привода определяется как произведение значений КПД входящих в него механизмов (передач) по формуле:

η_общ= η₁· η₂· η₃ · η_к

где к – число передач, составляющих привод;

η_общ= η_муф1. ^.η_з.п.· η_р.п.· η²_о.п. η_муф2. ^.,

где η_р.п – КПД ременной передачи, η_р.п=0,97;

η_муф - КПД муфты; η_муф =0,895;

η_з.п– КПД зубчатой передачи в закрытом корпусе, η_ц.п=0,98 [1,табл. 1.1];

η_о.п. – КПД пары подшипников, η_о.п.=0,99 [1,с.5]

η_общ=0,985^.

Мощность на выходном валу привода Р_тр= 25 кВт, тогда

Р_тр= 25 /0,903 = 27,6 кВт.

Требуемая частота вращения электродвигателя

n _дв.тр = n_вых·i_общ, мин^-1;

где n_вых·- частота вращения выходного вала привода, мин^-1, n_вых·= 115 мин^-1; i_общ- общее передаточное отношения привода

i_общ= i_з.п.· i_р.п.

где i_з.п.- передаточное отношение зубчатой передачи редуктора. Принимаем предварительно i_з.п.=4,0; i_р.п.- передаточное отношение ременной передачи, i_р.п.=3,0, [2,c.7], тогда

i_общ= 3^.4=12

n _дв.тр = 115 ^.12= 1380 мин^-1.

По полученным значениям Р_тр и n_дв.тр подбираем электродвигатель трехфазный асинхронный короткозамкнутый типа 4А180М4 ГОСТ 19523-81 мощностью Р_дв= 30 кВт с частотой вращения n_дв=1470 мин^-1 [2,табл. 18.36];

Рис.2 Эскиз электродвигателя 4А180М4

Таблица 1 Основные размеры электродвигателя 4А180М4

Типоразмер	l1, мм	l2, мм	l3, мм	L1, мм	d1, мм	h, мм	b, мм	H, мм	D, мм
4А180М4	110	121	241	702	55	180	279	470	410

По принятой частоте вращения вала электродвигателя при номинальной нагрузке n_дв и частоте вращения выходного вала n_вых определяется фактическое передаточное отношение привода по формуле:

Передаточное отношение ременной передачи:

i_общ/ i_з.п.=12,78 /4=3,19

Определяем угловые скорости, частоты вращения и вращающие моменты на валах:

а) Частота вращения вала электродвигателя:

n_дв= 1470 мин^-1

угловая скорость вращения вала электродвигателя:

_ДВ =n_дв/30= рад/с

вращающий момент на валу электродвигателя:

Т_дв=Р_{тр дв}/_дв= 27,6^.10³/153,8= 179,4 Нм

б) Частота вращения ведущего вала редуктора:

n₁= n_дв/ i_р.п.= 1470/3,19 = 461 мин^-1

угловая скорость вращения ведущего вала редуктора:

₁ =n₁/30= 3,14^.461 /30=48,22рад/с

вращающий момент на ведущем валу редуктора из условия постоянства мощности с учетом потерь:

T₁=T_дв i_рп_муф.1_рем_П =179,4^.3,19^. 0,985^.0,97^.0,99=541,3Нм

в) частота вращения ведомого вала редуктора:

n₂=n₁/i_зп= 461/4=115мин^-1

угловая скорость вращения ведомого вала редуктора:

₂=₁/i_зп= 48,22/ 4 =12,0 рад/с

Вращающий момент на ведомом валу редуктора из условия постоянства мощности с учетом потерь:

Т₂=Т₁i_зп_зп_П=541,3^.4^.0,98^.0,99.0,985=2069,2 H_.м.