Кинематический расчет привода. По заданной кинематической схеме

Определяем общий КПД привода по формуле:
ηобщ=η1*η2*ηопk,
где η1,η2 – КПД отдельных передач; ηопk – КПД, учитывающий потери в опорах; k – число валов или пар подшипников.
В нашем случае k=3. Данные по КПД определяем по таблице 1.2 Методических указаний к данной контрольной работе (далее – МУ):
- для клиноременной передачи η1=0,95;
- для открытой цилиндрической зубчатой передачи η2=0,93;
- для одной пары подшипников качения ηоп=0,99.
Тогда:
ηобщ=0,95*0,93*0,993=0,86.
Определяем потребную мощность электродвигателя:
Nдв=Nвηобщ=15,50,86=18 кВт.
Частота вращения вала электродвигателя определяется по формуле:
nдв=nв*i1*i2,
где nв – частота вращения выходного вала; i1,i2 – передаточные числа отдельных передач.
По таблице 1.3 МУ определяем:
- для клиноременной передачи i1=3;
- для цилиндрической передачи i2=5.
Тогда:
nдв=145*3*5=2175 мин-1.
По таблице 1.4 МУ подбираем электродвигатель 160M22940 мощностью Nо=18,5 кВт и частотой вращения ротора nо=3000 мин-1, значения которых являются ближайшими большими к расчетным значениям Nдв и nдв.
Уточняем общее передаточное число привода:
iобщ=nоnв=3000145=20,7.
При выборе диаметра меньшего шкива клиноременной передачи D1 предварительно определяем номинальный крутящий момент ведущего вала:
Mн=9550*Nоnо=9550*18,53000=58,9 Н*м.
Найденному значению момента в таблице 1.5 МУ соответствует значение:
D1=125 мм.
Диаметр большего шкива клиноременной передачи определяем следующим образом:
D2=D1*i1*1-ε=125*3*1-0,01=371,25 мм,
где ε=0,01 – коэффициент, учитывающий относительное скольжение ремня.
Полученные значения D1 и D2 округляем согласно рекомендованному ряду диаметров, мм:
50; 63; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 225; 250; 280; 320; 360; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250.
В нашем случае:
D1=125 мм;D2=400 мм.
На основании принятых диаметров D1 и D2 уточняем передаточное число клиноременной передачи:
iр=D2D1*1-ε=400125*1-0,01=3,23.
Уточняем необходимое передаточное число цилиндрической зубчатой передачи:
iз=iобщiр=20,73,23=6,4.
Передаточные числа зубчатых передач принимаются из следующего стандартного ряда чисел:
1,25; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,24; 2,5; 2,8; 3,15; 3,55; 4,0; 4,5; 5,0; 5,6; 6,3.
В нашем случае:
iз=6,3.
Уточняем общее передаточное число привода:
iобщф=iр*iз=3,23*6,3=20,35.
На основании выполненных расчетов и принятого электродвигателя определяем частоту вращения n, мин-1, мощность N, кВт и крутящий момент Mкр, Н*м на всех валах привода.
На входном валу первой передачи (клиноременной):
Nвх1=Nдв=18,5 кВт;
nвх1=nдв=3000 мин-1;
ω1вх=π*nвх130=3,14*300030=314 с-1;
Mкр1вх=Nвх1ω1вх=18500314=58,9 Н*м.
На выходном валу первой передачи:
Nвых1=Nвх1*η1=18,5*0,95=17,575 кВт;
nвых1=nвх1i1=30003,23=928,8 мин-1;
Mкр1вых=Mкр1вх*η1=58,9*0,95=56 Н*м.
Аналогично ведется расчет для второй передачи (цилиндрической зубчатой)