- •Задание на проектирование привода механизма Студенту группы ____________
- •1 Техническое предложение
- •1.1 Энергетический и кинематический расчет привода
- •1.1.2 Основные характеристики передач
- •1.1.3 Выбор электродвигателя
- •1.1.4 Кинематические расчеты
- •1.1.5 Определение вращающих моментов на валах
- •2 Проектировочный расчет зубчатых передач редуктора
- •2.1 Выбор материала и термической обработки
- •2.2 Допускаемые напряжения
- •2.3 Расчет цилиндрических зубчатых передач
- •2.3.1 Межосевое расстояние
- •2.3.2 Предварительные основные размеры колеса, мм
- •2.3.7 Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба гост 21354-87
- •2.3.8 Проверка зубьев колеса по контактным напряжениям
- •4.1 Указания к расчету
- •4.2 Исходные данные
- •4.3 Выбор основных параметров
- •4.3.1 Число зубьев звездочек
- •4.3.2 Шаг приводной роликовой цепи
- •4.3.3 Выбор шага и ширины зубчатой цепи
- •4.3.4. Расчет геометрических параметров цепной передачи
1.1.3 Выбор электродвигателя
Для привода общего назначения в основном применяют трехфазные асинхронные электродвигатели переменного тока.
Типовая характеристика такого электродвигателя: Т - вращающий момент, развиваемый двигателем; n - частота вращения ротора (определяется числом пар полюсов обмотки статора и нагрузкой ротора; nc - синхронная частота вращения
электромагнитного поля статора; nдв - номинальная частота вращения ротора при номинальной нагрузке Тnom, которую может отдавать двигатель длительно, не нагреваясь свыше допустимой температуры; Тпуск - пусковой момент электродвигателя; Тmax - максимальный момент, развиваемый двигателем.
В курсовом проекте следует ориентироваться на обдуваемые короткозамкнутые электродвигатели серии АИР, которые имеют «жесткую» механическую характеристику, т.е. значительные изменения нагрузки вызывают малые изменения частоты вращения ротора. Структура обозначения двигателя: АИ Х. Х. ХХХ. Х. Х. Х. Х. ХХ 1 2 3 4 5 6 7 8 , А - асинхронный: И - унифицированная серия (ИНТЕРЭЛЕКТРО) |
График зависимости частоты вращения ротора асинхронного электродвигателя от нагрузки. |
Цифры условно обозначают:
1 - привязка мощностей к установочным размерам (Р - по российскому стандарту ГОСТ 28330-89);
2 - буквы: Р - с повышенным пусковым моментом,
С - с повышенным скольжением;
3 - габарит ( высота h до оси вращения: h = 50...355 мм);
4 - установочный размер по длине станины ( S, M, L );
5 - длина сердечника статора (А, В; отсутствие буквы обозначает только
первую длину);
6 - число полюсов (2, 4, 6, 8, 10 и 12);
7 - дополнительные буквы для модификации двигателя:
Б - со встроенной температурной защитой,
П - с повышенной точностью по установочным размерам,
Х2 - химически стойкие,
С - сельскохозяйственные;
8 - климатическое исполнение (У, Т, ХЛ) и категория размещения (1...5), например, У3 - умеренный климат, t0 = 250С, относительная влажность до 98%, т.е. для работы в помещении.
Пример обозначения :
«Двигатель АИР 90LB8 У3 ТУ 16-525.564-84»
Двигатели выпускают с мощностями от 0,06 до 100 кВт, с nс = 3000, 1500, 1000, 750, 600 и 500 мин-1.
По конструкции корпуса различают двигатели трех исполнений:
IM1001 - IM1081 - на лапах;
IM2001 - IM2081 - универсальное (фланцевое и на лапах вместе);
IM3001 - IM3081 - фланцевое.
В табл. П1 (приложение) приведены технические данные двигателей серии АИР в диапазоне мощностей от 0,25 до 22 кВт. В табл. П2 даны отношения пускового и максимального моментов двигателей к номинальному. На рис. П1 (приложение) и в табл. П3 представлены габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателей.
Подбор двигателя из каталога производят по потребной мощности приводаРдви номинальной мощности двигателя (ближайший больший). При этом заданное по циклограмме нагружения отношениеТпуск./Tне должно превышать той же характеристики двигателя:Тпуск /T[Тпуск /T]дв.
По исходным данным определяют потребляемую мощность привода, т. е. мощность на выходе (кВт)
Рвых = Ft*v/1000
Рвых = 2000 Н*1,5 м/с / 1000 = 3 кВт
Общий КПД привода:
Таблица 1. Значения КПД передач с учетом потерь в опорах на подшипниках качения
Тип передачи |
Закрытая в масляной ванне |
Открытая |
Зубчатая передача: с цилиндрическими колесами с коническими колесами Червячная передача при: однозаходном червяке (u > 30) двухзаходном червяке (u = 14...30) четырехзаходном червяке (u = 7,1...14) Планетарная передача: схема 2К-Н, однорядная схема 2К-Н, с двухрядными сателлитами схема 3К Волновая передача Ременная передача Цепная передача Муфта соединительная Подшипники качения (одна пара) |
0,96. . .0.98 0,95. . .0.97
0,7. . .0, 8 0,75. . .0,85 0,8. . .0,9
0,98 0,96 0,85. . .0,95 0,8. . .0,9
0,94. . .0,96 0,98 0,99 |
0.92. . .0.94 0,91. . .0,93
0,94. . .0,96 0,92. . .0,95
|
ŋобщ = ŋц*ŋз*ŋм*ŋоп,
где ŋц – КПД цепной передачи; ŋз – КПД зубчатой цилиндрической передачи; ŋм – КПД муфты; ŋоп – КПД опор приводного вала.
По табл. 1: ŋц=0,93; ŋз=0,97; ŋм=0,98; ŋоп=0,99
ŋобщ = 0,98*0,97*0,93*0,99 = 0,88
Требуемая мощность электродвигателя:
Рэ.тр = Рвых/ŋобщ = 3 кВт/0,88 = 3,41 кВт
Частота вращения приводного вала:
nвых = (60000*v)/П*Dб = (60000*1.5 м/c)/3,14*400 мм = 71,66 мин-1
Требуемую частоту вращения вала электродвигателя вычислим, подставляя в формулу для nэ.тр средние значения передаточных чисел из рекомендуемого диапазона для цепной и зубчатой передачи (см. приложение табл. П2).
nэ.тр = nвых*uц*uт*uБ,
где uц – передаточное число цепной передачи; uт, uБ – передаточные числа тихоходной и быстроходной ступеней цилиндрического двухступенчатого редуктора.
nэ.тр = 71,66 мин-1*2,25*4 = 644,94 мин-1
По приложению таблица П3 выбираем электродвигатель АИР132S8/716.