Энергокинематический расчет привода

Энергокинематический  расчет привода 

1.1 Определение скорости вращения входного вала исполнительного механизма

Скорость  вращения вала исполнительного механизма в задании на курсовой проект отсутствует, поэтому его значение находим, используя другие известные параметры.

  Вначале  определим  характерный диаметр приводной звездочки , мм , по формуле:

,

где - число зубьев приводной звездочки;

      - шаг тяговой цепи, мм.

Далее определяем параметр по формуле:

, об/мин,

где - скорость поступательного перемещения рабочего органа, м/с;

, мм - характерный диаметр приводного элемента в конструкции исполнительного механизма, преобразующего вращательное движение в поступательное. 

1.2 Выбор электродвигателя и определение передаточных чисел привода

            Для выбора электродвигателя необходимо определить его необходимые параметры: скорость вращения и мощность

1.2.1 Определение требуемой скорости вращения вала электродвигателя 

      Для начала используем средние значения передаточных чисел  отдельных передач, чтобы иметь возможность их корректировки, как в сторону увеличения, так и уменьшения, при окончательном выборе частоты вращения вала электродвигателя.

      Определим передаточное число привода в  целом  , исходя из средних значений передаточных чисел ступеней:

Для Z₁=1

,

Для Z₁=2

,

Для Z₁=4

,

Выбираю червяк с числом заходов  Z₁=1

где - передаточное число червячного редуктора.;

- передаточное число открытой зубчатой передачи. 
 
 
 

В соответствии с параметром определим необходимую частоту вращения вала электродвигателя:

, об/мин.

      Выбираем двигатели с синхронной частотой, равной 1432 об/мин.

2. Определение требуемой мощности электродвигателя

          Мощность электродвигателя зависит  от требуемой мощности, развиваемой  на входном валу исполнительного механизма, и потерь мощности в приводе, т. е. от его КПД. Вычислим мощность на валу исполнительного механизма :

,кВт,

где  , м/с - линейная скорость тягового органа; , кН - сила, необходимая для приведения в движение тягового органа. 

     Проанализируем кинематическую схему привода и перечислим конструктивные элементы, влияющие на потери мощности. Такими элементами являются:

1. Зубчатая передача

2. Червячный редуктор

3. Упругая муфта

4. 3 пары подшипников качения

          Критерием потерь мощности является  коэффициент полезного действия (КПД) привода . В свою очередь он зависит от КПД каждого из вышеуказанных элементов:

,

- КПД муфты; - КПД i-той передачи привода; - КПД одной пары подшипников качения; - число пар подшипников качения.

Выполним  подстановку параметров и определим  КПД привода:

=0,995∙0,75∙0,93∙0,993³=0,679

      Требуемая мощность электродвигателя зависит от мощности, развиваемой на валу исполнительного механизма, и определяется по формуле:

, кВт.     

Выбираем марку двигателя 132М4/1447. 

      1.2.3 Корректировка передаточных  чисел привода

     Расчетное передаточное число привода:

,

где - частота вращения вала электродвигателя: 1447 об/мин.

      Определим параметр корректировки :

/ = 228,59/247.5=0,924.

      Принимаем решение о корректировке передаточного  числа (червячный редуктор). Находим новое передаточное число (клиноременной передачи) :

.

      

 
 

       Расчетные значения передаточных чисел передач:

 

           Фактическое значение передаточного числа привода:

.

Отклонение нормативной скорости вращения приводного вала исполнительного механизма от фактического значения этой скорости:

, %.

Величина отклонения нормативной скорости вращения приводного вала исполнительного механизма от фактической скорости входит в пределы допускаемого отклонения скоростного параметра .  

      1.3. Определение кинематических и силовых параметров привода

        Скорости вращения, , об/мин, валов привода в последовательности от двигателя к исполнительному механизму: 

 об/мин;

 об/мин;

 об/мин.

        Угловые скорости , вращения валов:

 рад/с;

 рад/с;

рад/с.

      Элементы привода, влияющие на потери мощности, подводимой к каждому валу: 

 
 

Значения КПД, учитывающего потери мощности подводимой к каждому валу:

=0,995∙0,993=0,988;

=0,75∙0,993=0,744;

=0,93.

      Мощности, , кВт, подводимые к валам:

кВт;

кВт;

 кВт;

 кВт.

      Вращающие моменты на валах привода:

Н∙м;

 Н∙м;

Н∙м; Н∙м. 

Планируемый срок службы привода  в часах:

 L_h = 2817 L_Г = 2817∙7=19719, ч.

где  L_Г – срок службы привода в годах.

Число циклов нагружения валов привода :

N_НEI  = L_h ∙ 60 ∙ n_I =19719∙ 60∙1447 =1712003580,

N_НEII = L_h ∙ 60 ∙ n_II = 19719∙ 60∙1447 =1712003580,

N_НEШ = L_h ∙ 60 ∙ n_III =19719∙ 60∙34,42= 40723678,8

N_НEIV  = L_h ∙ 60 ∙ n_IV =19719∙ 60∙6,26= 7406456,4 
 

Результаты  расчетов сводим в таблицу: 

Основные  кинематические и силовые параметры  привода

(В таблице  - номер вала.)