Расчет асинхронного электродвигателя

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кинематический расчет привода

В соответствии с заданной кинематической схемой привода оценим коэффициент полезного действия передач, входящих в привод:

, (1)

где: - КПД коническо-цилиндрического редуктора;

, (2)

где з_кп - КПД конической зубчатой передачи, з_кп=0,92.

_р =0,920,836

з_цп - КПД цепной передачи, з_зп =0,91;

- КПД ременной передачи, з_цп=0,94;

- КПД пары подшипников качения;

Определяем требуемую мощность двигателя:

,(3)

где: - мощность рабочего органа, Вт;

- требуемая мощность двигателя, Вт;

- общий КПД привода ;

Определим общее оценочное передаточное отношение привода:



,(4)

где: - передаточное отношение ременной передачи, ;

- передаточное отношение коническо-цилиндрического редуктора,

- передаточное отношение цепной передачи, ;

Определяем приемлемую частоту вращения вала электродвигателя:

,(5)

где: - приемлемая частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

- общее оценочное передаточное отношение привода;

n - частота вращения приводного вала, об/мин;

По расчетным данным:

и , исходя из условий: и выбираем к установке электродвигатель 4А100S4У3 ГОСТ 28330-89. Для него: и . [табл. 16.7.1 С.282, 1] d=28 мм



Определяем действительное передаточное отношение:

, (6)

Принимаем: =6,3, U_цп=3

,(7)

Определяем кинетические и энергетические характеристики на всех валах привода:

I) вал электродвигателя

n_I=n_дв=1415 об/мин.;



N_I=N_тр=2142,9 Вт;

,

II) быстроходный вал редктора

,(11)

N_II=N_I ·з_рп=2142,9·0,94=2014,3 Вт,(12)

III) тихоходный вал редуктора

;

N_III=N_II ·з_кцр=2014,3·0,836=1684 Вт;

IV) приводной вал



;

N_IV=N_III ·з_цп·з_пк=1684·0,91·0,9925=1521 Вт.;

Выбор редуктора

асинхронный электродвигатель привод редуктор

Выберем стандартный редуктор:

Коническо-цилиндрический редуктор выбираем по двум параметрам:

- крутящий момент на тихоходном валу, Н·м;

-передаточное отношение редуктора (должно быть стандартным).

По расчетным данным: =6,3, Т=179,1 Н·м.

В соответствии с предварительно проведёнными расчётами выбираем редуктор КЦ1-200-V-2-ЦУ2

ГОСТ 20758-75. Для него: =6,3, d_кцр=40мм, T=490 Н·м

Расчёт передач. Расчет клиноременной передачи

По значению крутящего момента на ведущем валу выбираем сечение ремня и min допустимый диаметр ведущего шкива D₁.

Исходными данными для расчета является:

Передаточное отношение ременной передачи - 2,5

Частота вращения ведущего вала - 1415 об/мин

Мощность на ведущем шкиве - 2142,9 Вт

Крутящий момент - 14,5 Нм

Дальнейший расчет ведем в табличной форме.



Таблица 1 - Расчет клиноременной передачи

№	Расчетные формулы	Значение по вариантам
		1	2
1	Сечение ремня	О	А
2	Площадь поперечного сечения, мм	47	81
3	Диаметр ведущего шкива D1, мм	71	100
4	Диаметр ведомого шкива, мм D2=D1• Uрем , (13)	177,5	250
	Стандартное значение диаметра ведомого шкива D2, мм	160	224
5	Фактическое передаточное отношение клиноременной передачи , (14) где е -коэффициент упругого скольжения, е=0,01	2,3	2,3
6	Минимальное межосевое расстояние, мм amin =0,55(d1+d2)+Hp, (15) где Нр=6мм для О и Нр=8мм для А	133,1	186,2
7	Расчетная длина ремня, м (16)	0,64	0,9
	Стандартная длина ремня L, м	0,71	1,0
8	Межцентровое расстояние, мм
	(17)	168,1	236,2
9	Угол обхвата ремнем меньшего шкива , (18)	149,8°	150,1°
10	Скорость ремня, м/с (19)	5,26	7,4
11	Число ремней передачи, шт (20) где N0 - мощность передаваемая одним ремнем, кВт; Сб - коэффициент, учитывающий угол обхвата; СL - коэффициент, учитывающий длину ремня; Ск - коэффициент, учитывающий число ремней передачи. Принимаем число ремней, шт	6,6 7	2,1 3
12	Окружное усилие, Н (21)	408,4	290
13	Предварительное натяжение ремня, Н (22) где ц - коэффициент тяги, ц=0,5	408,4	290
14	Сила, нагружающая валы передачи, H (23)	788,6	560,4

Анализ результатов расчета показывает, что целесообразнее по конструктивным соображениям принять ремень типа А с числом ремней 3.

Расчет цепной передачи

Определяем число зубьев ведущей звездочки:

Z₁=29-2·U_цп=29-2·3=23 (22)

где Z₁ - число зубьев ведущей звездочки;

Z₂ - число зубьев ведомый звездочки

Определяем число зубьев на ведомой звездочки:

Z₂=Z₁·U_цп=23*3=69 (23)

Действительное передаточное отношение передачи:

(24)



Коэффициент эксплуатации:

К_э=К_д·К_а·К_р·К_н·К_с·К_реж (25)

где К_д - коэффициент, учитывающий динамичность передаваемой нагрузки; при равномерной нагрузке равна 1; [табл. Б10,3]

К_а - коэффициент, учитывающий межосевое расстояние; равен 1;

К_р - коэффициент, учитывающий способ регулировки натяжения цепи; для нерегулируемой передачи 1,25;

К_н - коэффициент, учитывающий наклон передачи к горизонту; менее 60⁰ и равно 1;

К_с - коэффициент, учитывающий качество смазки передачи и условия ее работы; для хорошего качества смазки и работе в помещении без пыли равен 0,8.

К_реж - коэффициент, учитывающий режим работы передачи; при односменной работе равен 1.

К_Э=1·1·1,25·1·0,8·1=1

Расчетная мощность передаваемая цепью:

(26)

где -коэффициент числа зубьев

(27)

где- число зубьев ведущей звездочки типовой передачи =25

=1,09

- коэффициент частоты вращения



(28)

где - частота вращения ведущей звездочки типовой передачи [50,200,400,600,800]

Принимаем (табл.Б17,3)

-коэффициент, учитывающий число рядов цепи. Предварительно принимаем =1

Исходя из условия принимаем к установке цепи:

ПР-19,05-3180(А) ПР-25,4-6000(В) ГОСТ 13568-75

Для цепи А:

допустимая передаваемая мощность[N]=1,41 кВт при

шаг цепи =19,05 мм диаметр вала d=5,94мм

длина втулки: b=12,7 мм разрушающая сила: F=31,8кН

масса одного погонного метра цепи: m=1,9кг

Для цепи B:

допустимая передаваемая мощность[N]=3,2 кВт при

шаг цепи =25,4 мм диаметр вала d=7,92 мм длина втулки: b=15,88 мм

разрушающая сила: F=60 кН масса одного погонного метра цепи: m=2,6кг

Скорость цепи:

, (29)



для цепи А: м/с

для цепи B: v=0,86 м/с

Окружное усилие:

,(30)

для цепи А:

для цепи B:

Удельное давление в шарнирах цепи:

,(31)

для цепи А:

для цепи B:

Допускаемое удельное давление при :

для цепи А:[p]=35 МПа

для цепи B:[p]=35 МПа

Минимальное межосевое расстояние:

, (32)

Для цепи А:

Для цепи В:

Число звеньев цепи или длина цепи выраженная в шагах:



,(33)

,(34)

Для цепи А:

Для цепи В:

Принимаем

Расчетное межосевое расстояние при принятом

,(35)

Для цепи А:

Для цепи В:

Действительное межосевое расстояние:

,(36)

Для цепи А:

Для цепи В:

Делительные диаметры звездочки:

(37) (38)

Для цепи А:

Для цепи В:

Число ударов цепи при набегании ее на зубья звездочек:

,(39)

Допускаемое значение:

,(40)

Для цепи А:

Для цепи В:

Т.о. условие выполняется.

Коэффициент запаса прочности цепи:

,(41)

где - центробежная сила

,(42)



Для цепи А:

Для цепи В:

- сила от провисания цепи

,(43)

-коэффициент провисания цепи; для горизонтально расположенной передачи :

Для цепи А:

Для цепи В:

Для цепи А:

Для цепи В:

Допускаемое значение коэффициента запаса прочности цепи при

для цепи А равняется 7,2; для цепи В - 7,3.

Исходя из полученных значений принимаем к установке цепь

ПР-25,4-6000 ГОСТ 13568-75



Расчет шпоночного соединения

Определяем диаметр вала в месте посадки зубчатых колес.

(44)

где [ф] - пониженное допускаемое напряжение на кручение,[ф]=15ч25 МПа.

Принимаем диаметр вала 45 мм; диаметр вала под подшипник 50 мм (ГОСТ 6636-69).

Сечение шпонки bh: 20Ч12

Глубина паза: вала t₁=7,5 мм,

Расчёт шпоночного соединение на смятие

,(45)

где T - передаваемый вращающий момент, Н;

d - диаметр вала в месте установки шпонки;

рабочая длина шпонки;

при стальной ступице и спокойной нагрузке допускаемое напряжение смятия [;

z - количество шпонок, шт;

мм;

Условие прочности на срез

, (46)

МПа;

Полная длина шпонок:

l=l_p+b, (47)

l=53,3+14=67,3мм

Принимаем к установке шпонку длиной 70 мм;

Принимаем по стандарту шпонку с размерами: 14Ч9Ч70.

Размещено на Allbest.ru