3.4.2 Силовой расчет

Задача расчета сводится к расчету статического и динамического моментов на каждом валу, а также приведенных моментов к выходному валу двигателя.

1. Расчет статического и динамического моментов на выходе и редуктора и на каждом валу

Конечный момент нагрузки рассчитывается по формуле:

, (8)

где M_ст – момент нагрузки,

M_д – динамический момент нагрузки,

J_н – момент инерции нагрузки,

ε_н – требуемое угловое ускорение вращения выходного вала

М омент нагрузки М_∑ должен быть обеспечен выходным валом редуктора, поэтому М_∑ является в принципе М_к+1 моментом выходного вала для предыдущего. Расчет ведем от выходного вала, т.е. М₈= М_∑, М₇= М₈/(i₇₈* η _78*η_подш) и т.д.

Крутящий момент на k-м валу (k=1…8) рассчитывается по формуле:

, где

i_k,k+1 – передаточное отношение передачи

η_k,k+1 – КПД передачи, η_k,k+1 = 0,98

η_подш – КПД подшипников, где установлен ведущий вал, η_подш = 0,98.

Расчет ведем от выходного вала. Данные вносятся в таблицу 7 .

Таблица 7 - Крутящие моменты на валах

Входной (1)	2	3	4	5	6	7	выходной (8)

2. Расчет моментов, приведенных к выходному валу двигателя

Динамический момент, приведенный выходному валу двигателя:

, (11)

где i₀ – общее передаточное отношение редуктора,

J_д – момент инерции ротора двигателя,

J_н – момент инерции нагрузки,

K_м – коэффициент, учитывающий инерционность собственного зубчатого механизма. K_м = 0,4 [1, стр. 29].

Статический момент, приведенный выходному валу двигателя:

, (12)

где k- количество валов (k=1…8),

η_k,k+1 – КПД передачи, η_k,k+1 = 0,98,

η_подш – КПД подшипников, где установлен ведущий вал, η_подш = 0,98,

M_ст – момент нагрузки.

По паспорту двигателя выбираем J_д.

По заданию берем J_н.

Находим приведенные к валу двигателя моменты.

3.4.3 Проверка правильности выбора двигателя

Для проверки правильности выбранного двигателя необходимо провести две проверки:

1. Сможет ли вообще двигатель запустить и вращать с заданными параметрами ту нагрузку, которая дана в задании, с помощью того редуктора, который мы рассчитали (Используем момент входного вала редуктора М₁, рассчитанный по моменту нагрузки).

2. Сможет ли двигатель обеспечить пуск и вращение нагрузки при заданном режиме работы (кратковременный, повторно-кратковременный с редким изменением скорости, повторно-кратковременный с частым изменением скорости и реверсом, длительный с редким изменением скорости и т.д.) (Используем приведенные моменты выходного вала двигателя М_{ст пр} , М_{д_пр}).

1. Для первой проверки выполним предварительную проверку правильности выбора двигателя: .

По паспортным данным двигателя выбираем M_п и сравниваем с полученным расчетным путем_. Если условие выполняется, то предварительно двигатель выбран верно (выбранный двигатель сможет обеспечить нужное угловое ускорение нагрузки при старте).

2. Для второй проверки при правильном выборе двигателя должны выполняться следующие условия:

А) для долговременного и кратковременного режима работы двигателя с редким изменением скорости без реверса:

(9)

, где

Б) для повторно-кратковременного режима работы двигателя с частым изменением скорости и реверсом:

(10)

где M_п – пусковой момент двигателя,

M_н – номинальный момент двигателя,

, , – суммарный, статический и динамический момент нагрузки, приведенные к валу двигателя, соответственно:

По паспорту двигателя берем M_п , M_н, сравниваем по формулам (9) или (10) в зависимости от заданного режима работы и необходимости частой смены скорости и реверса. Если упомянутые в них условия выполняются, то двигатель выбран верно, т. е. он сможет обеспечить требуемое угловое ускорение нагрузки при пуске.