4. Расчет на работоспособность.

4.1. Расчет и выбор электродвигателя.

Правильный выбор мощности электродвигателя для редуктора имеет большое значение на практике. Если использовать редуктор при заниженной мощности двигателя, то это приведёт к уменьшению срока службы двигателя и вызовет его поломку. Использование при завышенной мощности двигателя вызовет систематическую его недогрузку и снижение КПД. Поэтому выбор двигателя должен осуществляться исходя из потребляемой мощности механизма и нагрузки.

Исходными данными для выбора двигателя являются расчетная мощность.

,

Где M_кр – крутящий момент, действующий на выходной вал,

- угловая скорость выходного вала (мальтийского креста),

– угловая скорость вращения кривошипа,

n=60/4=15мин^-1 – частота вращения кривошипа,

z – количество пазов в мальтийском кресте.

Где = 1,2 – коэффициент запаса, учитывающий необходимость преодоления динамических нагрузок в момент разгона, = 1,2 -- 1,3; = 0,5 – прикидочная оценка КПД.

Учитывая расчетную мощность двигателя, выбираю асинхронный электродвигатель УАД-54Ф малой мощности, серия УАД-54(трёхфазный режим),(22022)В, частота 50Гц.

Таблица 1. Технические характеристики двигателя.

P2 ном,Вт	nном,об/мин	Мном,НМ	Мп,Нм	Ммах,Нм	Р1 ном,Вт	Р1 к.з,Вт	Iном,А	Iп,А	η,%	cosφ	Jp,кг/м3	LА,Дб	νА*,мм/с
9	1340	64910-4	97010-4	97010-4	36	121	0.17	0.43	25	0.5	172010-6	65	2.8

ν_А*-вибрационная скорость-показатель собственной вибрации двигателя.

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот=5-300Гц;

ускорение=50м/с;

ударные нагрузки=400м/с².

Температура окружающей среды=-60 – +80С°.

Относительная влажность воздуха при 35С°=98%

Гарантийная наработка=3000ч.

Мощность выбранного электродвигателя больше расчётной, значит двигатель пригоден для использования.

Крепление двигателя – фланцевое.

Рисунок 2. Эскиз двигателя.

4.2.Кинематический расчет.

Угловая скорость выходного вала электродвигателя находится по следующей формуле:

Передаточное число редуктора:

Далее необходимо выбрать компоновку редуктора.

Можно поставить в редуктор цилиндрические прямозубые зубчатые колеса.

Тогда число ступеней будет равно:

Передаточные отношения на каждой ступени будет следующим:

i₁=4, i₂ = 4.5, i₃ = 5

i₁*i₂*i₃ = 4*4.5*5=90.

Однако такая конструкция, несмотря на большой КПД имеет недостаток – большие габариты.

Этот недостаток можно устранить, используя червячный механизм. Передаточное отношение червяка может быть до 300, так что можно, используя всего один червячный механизм реализовать передаточное отношение 89.

При явном недостатке такого механизма – относительно малый КПД, его основное достоинство – небольшие габаритные размеры.

Таким образом, я остановлю свой выбор на червячном механизме.

Рисунок 3: Кинематическая схема механизма.