14
1.1.4 Примеры
1.1.4.1 Привод с червячным редуктором, плоскоременной и зубчатой передачей
Произвести кинематический расчет с данными: мощность на выходе Nвых=3 кВт и угловой скоростью на выходе ωвых=1,6 рад/с.
1. Подбор электродвигателя Найдем КПД привода. В данном примере получается:
hïð . =hïë .ï .. ×h÷.ï .. ×hïîäø3 . ×hç.ï . = 0,96 × 0,75 ×0,9953 × 0,97 = 0,69 ,
где hпр - КПД редуктора (все значения из таблицы 1.1.1); hïë .ï . = 0,96 – КПД плоскоременной передачи;
hч.п. = 0,75 - КПД червячной передачи;
hз.п. = 0,97 - КПД зубчатой передачи;
hподш. = 0,995 - КПД подшипников.
Требуемая мощность электродвигателя:
Nòð |
= |
N |
âûõ |
= |
3 |
= 4,34 кВт |
|
h |
ïð . |
0,69 |
|||||
|
|
|
|
Найдем передаточное отношение привода (все значения взяты из реко-
мендаций таблицы 1.1.2, 1.1.3 и стандартного ряда):
è ïð = è ïë .ï . × è÷.ï . ×è ç.ï . = 2 ×16 ×3,55 = 113,6
где uïë .ï .. = 2 - передаточное отношение плоскоременной передачи; uч.п. = 16 - передаточное отношение червячной передачи;
uз.п. = 3,55 - передаточное отношение зубчатой открытой передачи.
Частота вращения выходного вала:
nâûõ. |
= |
30 ×wâûõ |
= |
30 ×1,6 |
=15,28 об/мин |
p |
|
||||
|
|
|
p |
||
15
Частота вращения вала электродвигателя
ný.äâ. = nâûõ. ×è ïð =15,28 ×113,6 =1735,808 об/мин
По каталогу (таблица 1.1.4) подбираем двигатель ближайший больший по мощности - N ý.äâ. = 5,5 кВт, и частотой вращения 1500 об/мин серии АИР марки
112М4 (рабочая частота которого ný.äâ. = 1430 об/мин)
2 Уточняем общее передаточное отношение
è ïð . óò . = ný.äâ. = 1430 = 93,59 nâûõ. 15,28
Уточняем передаточное отношение одной из передач выбираем цилиндрическую зубчатую передачу).
è ç.ï . |
è |
ïð . óò . |
|
93,59 |
= 2,92 |
|||
= |
|
|
|
= |
|
|
||
|
|
×è ïë .ï . |
16 |
× 2 |
||||
|
è÷.ï . |
|
|
|||||
3 Определение частот, угловых скоростей, крутящих моментов, мощностей валов привода
Ø На валу электродвигателя |
= 1430 об/мин |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ný.äâ. |
||||||||||||
|
wý.ä. = |
p ×ný.ä. |
= |
|
p ×1430 |
=149,7 рад/с |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
30 |
|
|
|
30 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
N ý.äâ. = 5,5 кВт |
||||||||||||
|
T |
|
= |
N ý.ä. ×103 |
= |
5,5 ×103 |
= 36,74 Н·м |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
ý.ä. |
|
|
|
|
wý.ä. |
|
149,7 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Ø На входном валу редуктора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
nI |
= |
|
ný.ä. |
|
= |
|
1430 |
|
= 715 об/мин |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
è ïë .ï . |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
wI |
= |
wý.ä. |
|
= |
149,7 |
= 74,85 рад/с |
|||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
è ïë .ï . |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||
TI = Tý.äâ. |
× è ïë .ï . |
×hïë .ï . ×hïîäø |
. |
|
= 36,74 × 2 × 0,96 × 0,995 = 70,19 Н·м |
||||||||||||||
N I |
= N ý.ä. ×hïë .ï . ×hïîäø |
. = 5,5 ×0,96 ×0,995 = 5,25 кВт |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|||
Ø На выходном валу редуктора |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
nII |
= |
|
|
nI |
|
|
= |
|
715 |
= 44,69 об/мин |
||||||||||
|
|
|
|
16 |
||||||||||||||||
|
|
è ÷.ï . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
wII |
= |
wI |
|
= |
74,85 |
|
= 4,69 рад/с |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
è÷.ï . |
|
|
|
16 |
|
|
|
||||||||
TII = TI ×è÷.ï . ×h÷.ï . ×hïîäø . |
= 70,19 ×16 × 0,75 × 0,995 = 838,07 Н·м |
|||||||||||||||||||
N II = N I ×h÷.ï . ×hïîäø |
|
. = 5,25 ×0,75×0,995 = 3,92 кВт |
||||||||||||||||||
Ø На выходном валу привода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
nIII |
= |
nII |
|
|
= |
44,69 |
=15,3 об/мин |
|||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
è ç.ï . |
|
|
|
|
|
2,92 |
|
|
|
|||||||||
|
wIII |
= |
wII |
|
|
= |
4,69 |
=1,6 рад/с |
||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
è ç.ï . |
|
2,92 |
|
||||||||||||
TIII = TII × è ç.ï . ×hç.ï . |
×hïîäø |
|
. = 838,07 × 2,92 × 0,97 × 0,995 = 2361,88H × ì |
|||||||||||||||||
N III = N II |
×hç.ï . |
×hïîäø . |
= 3,92 ×0,97 ×0,995 = 3,78êÂò |
|||||||||||||||||
Сводная таблица
Вал |
n, об/мин |
w, рад/с |
T , Н·м |
N, кВт |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
электродвигателя |
1430 |
149,7 |
36,74 |
5,5 |
2 |
|
входной |
715 |
74,85 |
70,19 |
5,25 |
||
|
||||||
16 |
||||||
|
|
|
|
|
||
промежуточный |
44,69 |
4,69 |
838,07 |
3,92 |
||
|
||||||
2,92 |
||||||
|
|
|
|
|
||
выходной |
15,3 |
1,6 |
2361,88 |
3,78 |
||
|
||||||
|
||||||
|
|
|
|
|
|
17
1.1.4.2Привод с соосным горизонтальным, муфтой
ицепной передачей
Произвести кинематический расчет с данными: мощность на выходеNвых=1,7 кВт и частотой вращения выходного вала nвых=100 об/мин.
1. Подбор электродвигателя Найдем КПД привода. В данном примере получается:
h =hìóô . ×hðåä. ×hö.ï .. =hìóô . ×hç2.ï . ×hö.ï .. ×hïîäø4 . = 0,99 ×0,972 ×0,92 ×0,9924 = 0,82988
где hпр - КПД редуктора (все значения из таблицы 1.1.1);
hìóô . = 0,99 – КПД муфты;
hз.п. = 0,97 - КПД зубчатой передачи;
hö.ï . = 0,92 – КПД цепной передачи;
hподш. = 0,992 - КПД подшипников.
Требуемая мощность электродвигателя:
Nòð |
= |
N |
âûõ |
= |
1,7 |
= 2,05 кВт |
|
h |
ïð . |
0,82988 |
|||||
|
|
|
|
Найдем передаточное отношение привода (все значения взяты из рекомендаций таблицы 1.1.2, 1.1.3 рекомендаций по соосному редуктору и стандартного ряда передаточных отношений):
Uîáù . = U ðåä. ×Uö.ï . = U òèõ . ×Uáûñ . ×Uö.ï = 3,15 ×3,15 ×3,15 = 31,25
где u ðåä.. - передаточное отношение редуктора;
uòèõ .. = 3,15 - передаточное отношение тихоходной зубчатой передачи; uáûñ .. = 3,15 - передаточное отношение быстроходной зубчатой переда-
чи;
uö.ï . = 3,15 - передаточное отношение цепной передачи.
18
Частота вращения вала электродвигателя
|
ný.äâ. = nâûõ. ×èïð = 100 ×31,25 = 3125 об/мин |
По |
каталогу (таблица 1.1.4) подбираем двигатель ближайший больший по |
мощности - Ný.äâ. = 2,2 кВт, и частотой вращения 3000 об/мин серии АИР марки |
|
4А80И2 |
(рабочая частота которого ný.äâ. = 285 об/мин). |
2 Уточняем общее передаточное отношение
è ïð . óò . = ný.äâ. = 2850 = 28,50
nâûõ . 100
Уточняем передаточное отношение одной из передач(выбираем цепную пе-
редачу). |
|
|
|
|
|
|
|
èö.ï . |
è |
ïð . óò . |
|
28,50 |
= 2,87 |
||
= |
|
|
= |
|
|
||
|
|
3,15 |
×3,15 |
||||
|
è òèõ . ×èáûñ . |
|
|
||||
3 Определение частот, угловых скоростей, крутящих моментов, мощностей валов привода
Ø На валу электродвигателя |
= 2850 об/мин |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ný.äâ. |
|||||||||||||
|
wý.ä. |
= |
p ×ný.ä. |
|
|
= |
p ×2850 |
= 289,5 рад/с |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
30 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N ý.äâ. |
|
|
= 2,2 кВт |
||||||||
|
T |
|
= |
|
N ý.ä. ×103 |
|
|
= |
2,2 ×103 |
= 7,4 Н·м |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
ý.ä. |
|
|
|
|
|
wý.ä. |
|
289,5 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Ø На входном валу редуктора |
|
|
= 2850 об/мин |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
nI |
= ný.ä. |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
wI |
= wý.ä. = 289,5 рад/с |
||||||||||||||
N I |
= Ný.ä. |
×hìóô |
. ×hïîäø |
. |
= 2,2 × 0,99 × 0,992 = 2,16 кВт |
||||||||||||||||
TI |
= Tý.äâ. |
×hìóô |
|
×hïîäø |
. |
|
= 7,4 × 0,99 × 0,992 = 7,3 Н·м |
||||||||||||||
Ø На промежуточном валу редуктора |
|
||||||||||||||||||||
|
nII |
= |
|
|
|
nI |
|
= |
|
2850 |
= 904,76 об/мин |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
è áûñ |
|
|
|
3,15 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
wII = |
wI |
|
= |
289,5 |
= 94,8 рад/с |
||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
èáûñ . |
|
|
|
3,15 |
|
|
|
|||||||
NII = N I |
×hç.ï |
×hïîäø . |
= 2,16 × 0,97 ×0,992 = 2,08êÂò |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19 |
|
|
|
|
|||
TII = TI × èáûñ . ×hç.ï . ×hïîäø |
. |
|
= 7,3 × 3,15 × 0,97 × 0,992 = 21,1 Н·м |
|||||||||||||||
Ø На выходном валу редуктора |
||||||||||||||||||
nIII = |
|
nII |
= |
|
904,76 |
|
|
= 287,22 об/мин |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
è òèõ |
|
|
|
|
|
3,15 |
|
|
|
|
|||||||
wIII |
= |
|
|
wII |
|
|
= |
94,8 |
= 30,1 рад/с |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
è òèõ . |
3,15 |
|
||||||||||||
TIII = TII × è òèõ . ×hç.ï . |
×hïîäø . |
= 21,1× 3,15 × 0,97 × 0,992 = 63,96 Н·м |
||||||||||||||||
N III = N II ×hç.ï . ×hïîäø |
|
. = 2,08 ×0,97 ×0,992 = 2 кВт |
||||||||||||||||
Ø На выходном валу привода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
nIV = |
nIII |
= |
287,22 |
|
=100,08 об/мин |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
èöåï |
|
|
|
|
|
2,87 |
|
|
|
|
|||||||
wIV |
= |
wIII |
= |
30,1 |
= 10,49 рад/с |
|||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
èöåï |
|
|
|
2,87 |
|
|
||||||||
TIV = TIII × èöåï ×hö .ï . |
×hïîäø |
. = 63,96 × 2,87 × 0,92 × 0,992 = 167,53 Н·м |
||||||||||||||||
N IV = N III |
×hö .ï . |
×hïîäø . = 2 ×0,92 ×0,992 = 1,83 кВт |
||||||||||||||||
Сводная таблица
Вал |
n, об/мин |
w, рад/с |
T , Н·м |
N, кВт |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
электродвигателя |
2850 |
289,5 |
7,3 |
2,2 |
|
|
входной редуктора |
2850 |
289,5 |
7,1 |
2,16 |
3,15 |
|
промежуточный ре- |
904,76 |
94,8 |
21,1 |
2,08 |
||
|
||||||
дуктора |
3,15 |
|||||
|
|
|
|
|||
выходной редуктора |
287,22 |
30,1 |
65,96 |
2 |
||
|
||||||
2,87 |
||||||
|
|
|
|
|
||
выходной привода |
100,08 |
10,49 |
167,53 |
1,83 |
||
|
||||||
|
||||||
|
|
|
|
|
|