2. Выбор электродвигателя, кинематический и энергетический расчет

2.1 Определение требуемой мощности электродвигателя

Требуемая мощность электродвигателя определяется по формуле:

где Р_вых – мощность на выходном валу привода, кВт;

Р_вых = F_t/V,

где F_t –тяговая сила цепи; F_t =3,8кН;

V- скорость грузовой цепи; V=0,65 м/с;

Р_вых =3,8^.0,65=2,47кВт.

η_общ – общий КПД привода.

η_общ= η_{.м .} η_{з к.п.}·_. η_оц.п, η_.п;

где η_.м – КПД муфты; η_.м =0,985;

η_з.п– КПД конической зубчатой передачи в закрытом корпусе, η_к.п=0,97;

η_оз.п -КПД открытой зубчатой передачи;

η_оз.п= 0,95; η_.п- КПД пары подшипников; η_.п=0,99 [1,табл. 1.1];

η_общ=0,985^.

Мощность на выходном валу привода Р_тр= 2,47кВт, тогда требуемая мощность электродвигателя будет равна:

Р_тр= 2,47/0,889 =2,78 кВт.

2.2. Определение требуемой частоты вращения и выбор электродвигателя

n _дв.тр = n_вых·i_общ, мин^-1;

где n_вых- частота вращения выходного вала привода, мин^-1,

n_вых= мин^-1;

где z – число зубьев звездочки; z =8;

р – шаг грузовой цепи; р= 100мм;

n_вых= мин^-1;

i_общ- общее передаточное отношение привода:

i_общ= i_{з.к п.}· i_ц.п.

где i_зк.п.- передаточное отношение зубчатой конической передачи. Принимаем предварительно i_зк.п.=3,15; i_ц.п.- передаточное отношение цилиндрической передачи, i_ц.п.=5,0 [2,c.7], тогда i_общ=3,15^. 5=15,75;

n _дв.тр = 48,75 ^. 15,75= 767,8 мин^-1.

По полученным значениям Р_тр и n_дв.тр подбираем электродвигатель трехфазный асинхронный короткозамкнутый серии 4А (закрытый обдуваемый) по ГОСТ 19528-81 типа 4А112МВ8 [2,табл. 18.36]. мощностью Р_дв=3,0 кВт, с частотой вращения n_дв.= 700мин^-1 (рис.2).

Рис.2 Эскиз электродвигателя 4А112МВ8 ГОСТ 19523-81

Таблица 1 Размеры электродвигателя 4А112МВ8

Типоразмер	l1, мм	l2, мм	l3, мм	L1, мм	d1, мм	h, мм	b, мм	H, мм	D, мм
4А112МВ8	80	70	140	452	32	112	190	310	260

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 открытой зубчатой передачи:

i_общ/ i_з.п.=14,35 /3,15=4,56

2.3 Определение частот вращения и угловых скоростей валов привода

а) Частота вращения вала электродвигателя: n_дв= 700 мин^-1

угловая скорость вращения вала электродвигателя:

_ДВ =n_дв/30= рад/с

б) Частота вращения ведомого вала редуктора:

n₂= n_дв/ i_з.п.= 700/3,15=222,2 мин^-1

угловая скорость вращения ведомого вала редуктора:

₂ =n₂/30= рад/с

в) частота вращения ведомого вала привода:

n₃=n₂/i_зп= 222,2/4,56= 48,73 мин^-1

угловая скорость вращения ведомого вала привода:

₃=₂/i_зп= 23,2/4,56=5,1 рад/с

2.4 Определение вращающих моментов на валах привода.

а) Вращающий момент на валу электродвигателя:

Т_ДВ= T₁=Р_{ТР ДВ}/_ДВ= Нм

б) Вращающий момент на ведущем валу редуктора :

T₂=T_ДВ. η_.м ^. _п =33,73^.0,985^.0,99=32,9Нм;

б) Вращающий момент на ведомом валу редуктора :

T₂=T_ДВ ^. i_зп. ^. _зп =32,9^. 3,15^.0,97^.0,99=99,5Нм;

в) Вращающий момент на выходном валу привода :

Т₃= Т₁^.i_цп^._цп =99,5^. 4,56^.0,95 = 431 H^.м.

2.5 Определение мощности на валах привода:

Мощность на валу электродвигателя: Р₁=Р_тр= 2,78 кВт

Мощность на ведомом валу редуктора:

Р₂=Р₁ η_м η_зп. η_п. =2,78^.0,985^.0,97^.0,99=2,6 кВт

Мощность на ведомом валу привода:

Р₃=Р₁ η_цп. η_п. =2,6^.0,95^. 0,99=2,44кВт.

2.5. Определение мощности на валах привода:

Мощность на валу электродвигателя: Р₁=Р_тр= 2,78 кВт

Мощность на ведомом валу редуктора:

Р₂=Р₁ η_м η_зп. η_п. =2,78^.0,985^.0,97^.0,99=2,62 кВт

Мощность на ведомом валу привода:

Р₃=Р₁ η_цп. η_п. =2,62^.0,95^. 0,99=2,47кВт

Проверка:

Р_вых=Т₃. 431^. 5,1=2,3 кВт.

Величина ошибки: ΔР=(2,44 -2,3)/2,44^.100%=5%.

Одноступенчатые конические редукторы с параметрами, аналогичными проектируемому, в настоящее время промышленность не выпускает.

В качестве аналога может быть использован редуктор цилиндрический одноступенчатый типа 1ЦУ-100=3,15 с крутящим моментом на выходном валу

Т_вых= 2000Нм (рис.3) [4, Т.3, с.485] и передаточным числом i_з.п.= 3,15.

Рис.3 Редуктор цилиндрический одноступенчатый типа 1ЦУ-100=3,15

Таблица 2 Основные размеры редуктора, мм

Типоразмер редуктора	Аw	В	В1	L	L1	L2	L3	L4	L5	L6	H	H0
1ЦУ-100-3,15	100	132	95	315	85	224	80	60	135	155	224	112