- •Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
- •Привод зубчато-рычажного механизма
- •1. Структурный, кинематический и силовой анализ рычажного механизма, входящего в состав привода
- •1.1 Структурный анализ
- •1.2. Кинематическое исследование механизма методом планов
- •Построение планов механизма
- •Построение планов скоростей
- •Построение планов ускорений
- •1.3. Силовой анализ рычажного механизма
- •Определение сил, действующих на звенья механизма и моментов инерции
- •Силовой расчет группы 2-3
- •Силовой расчет начального механизма
- •Рычаг Жуковского
- •Определение кпд исполнительного механизма
- •2. Энерго-кинематический расчет
- •3. Расчет открытой цепной передачи
- •3.1. Проектный расчет
- •3.2. Проверочный расчет
- •4. Выбор материалов, определение допускаемых напряжений и расчет закрытой передачи
- •4.1. Выбор твердости, термообработки и материала колес
- •4.2. Определение допускаемых контактных напряжений
- •4.3. Определение допускаемых напряжений изгиба
- •4.4. Проектный расчет
- •4.5. Проверочный расчет
- •4.6. Силы, действующие в зацеплении
- •5. Предварительный расчет валов и выбор подшипников Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •6. Конструктивные размеры шестерни и колеса
- •7. Конструктивные размеры корпуса редуктора
- •8. Эскизная компоновка
- •9. Смазка редуктора
- •10. Определение опорных реакций в подшипниках, построение эпюр Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •11. Проверочный расчет подшипников Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •12. Проверочный расчет валов на прочность
- •Быстроходный вал
- •Тихоходный вал
- •13. Конструирование подшипниковых узлов
- •14. Проверочный расчет стяжных винтов
- •15. Выбор и расчет шпоночных соединений
- •16. Сборка редуктора
- •Список использованных источников
2. Энерго-кинематический расчет
Принимаем значения коэффициентов полезного действия (КПД) элементов, входящих в привод [6, табл. 2.2, с.42-43]:
- КПД открытой цепной передачи ( );
- КПД закрытой цилиндрической передачи ( );
- КПД муфты ( );
- КПД кривошипа ( );
- КПД подшипников ( ).
Общий КПД привода:
Требуемая мощность электродвигателя:
где - мощность на выходном валу.
где - крутящий момент на валу кривошипа;
– частота вращения кривошипа.
Определяем номинальную мощность двигателя .
Значение номинальной мощности выбираем по величине, большей, но ближайшей к требуемой мощности [6, с. 42]:
Выбираем двигатель с номинальной мощностью
Для расчета рассмотрим двигатели с различными синхронными частотами вращения. Характеристики двигателей сведем в таблицу 2.1.
Таблица 2.1 - Характеристики двигателей
Вариант |
Тип двигателя |
Номинальная мощность , кВт |
Частота вращения, об/мин |
|
синхронная |
номинальная |
|||
1 |
АИР200М8 |
11 |
750 |
730 |
2 |
АИР180S6 |
11 |
1000 |
980 |
3 |
АИР160М4 |
11 |
1500 |
1470 |
4 |
АИР160М2 |
11 |
3000 |
2930 |
Передаточное число привода u определяется отношением номинальной частоты вращения двигателя к частоте вращения приводного вала рабочей машины при номинальной нагрузке и равно произведению передаточных чисел открытой и закрытой передач [6, с.43]:
Передаточное число привода для всех рассматриваемых вариантов типа двигателя при заданной номинальной мощности [6, с.43]:
Принимаем передаточное число закрытой цилиндрической передачи тогда передаточное число отрытой передачи для всех рассматриваемых вариантов:
Полученные результаты сводим в таблицу 2.2.
Таблица 2.2
Передаточное число |
Варианты |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Привода u |
7,3 |
9,8 |
14,7 |
29,3 |
Цилиндрического редуктора |
5 |
5 |
5 |
5 |
Открытой передачи |
1,46 |
1,96 |
2,94 |
5,86 |
При выборе двигателя учитываем то, что двигатели с большой частотой вращения (3000 об/мин) имеют низкий рабочий ресурс, а двигатели с низкими частотами вращения (750 об/мин) весьма металлоемки и имеют большие габариты и массу, поэтому их принимать нежелательно без особой необходимости в приводах общего назначения [6, с.42].
Двигатель с частотой вращения 1000 об/мин не подходит, так как передаточное число открытой передачи меньше рекомендуемого значения передачи (uоп = 2…4).
Выбираем электродвигатель АИР160М4 с синхронной частотой вращения об/мин, номинальной частотой вращения об/мин и номинальной мощностью
Мощности на валах привода:
Частоты вращения:
Угловые скорости:
Вращающие моменты: