Пример энергокинематического расчета

мотор-редуктора МЦ2С- а _w- i - m₁/m₂ -000

Исходные данные:

- кинематическая схема – редуктор цилиндрический двухступенчатый соосный РЦ-2С-а_w-i- m₁/m₂ -000 (рисунок 1);

- выходная мощность Р_вых = 7, 6 кВт;

- число оборотов выходного вала n_вых = 115 мин^-1;

- срок службы Т = 20000 часов;

- вид нагрузки – с незначительными динамическими колебаниями.

Расчет

1. Требуемая мощность Р_д (кВт) силового привода определяется по формуле (1):

Р_д = К_дин × Т_Н × w_вых / η _tot = К_дин × 7, 6 / η _tot = 1, 2 × 7, 6 / 0, 95 = 9, 6 кВт.

2. Общий КПД привода определяется по формуле (4), значения их принимаются из таблицы 1.

η _tot = η _1с × η _2с × η ₃ × η _п^к = 0, 98 × 0, 98 × 0, 995³ = 0, 95

η _1с = 0, 98 – КПД косозубой передачи (1-ая ступень редуктора);

η _2с = 0, 98 – КПД прямозубой передачи (2-ая ступень редуктора);

η _п = 0, 995 – КПД подшипников;

к = 3 – количество пар подшипников качения.

3. Передаточное отношение редуктора определяется по формуле (6), значения i_max и i_min принимаются из таблицы 2.

i_{tot max} = i_{1 max} × i_{2 max} = 4, 5 × 4, 5 = 20, 25;

i_{tot min} = i_{1 min} × i_{2 min} = 2, 5 × 2, 5 = 6, 25.

4. Определяется максимальная и минимальная частота вращения электродвигателя (мин^-1) по формулам (7)

n_{д max} = n_вых × i_{tot max} = 115 × 20, 25 = 2329;

n_{д min} = n_вых × i_{tot min} = 115 × 6, 25 = 719.

5. Принимается марка двигателя 4А132М4УЗ, Р_д = 11 кВт, n_д = 1460 мин^-1

6. Определяется фактическое передаточное отношение привода по формуле (8)

i_{tot ф} = n_д / n_вых = 1460 /115 = 12, 7.

7. Значение передаточного отношения принимается из стандартного ряда СТ 312-76, i_1с = 4, тогда i_с2 = 12, 7 / 4 = 3, 175 принимается i_с2 = 3, 15. Пересчет привода не производится вследствие незначительных расхождений i_{tot ф} и i_{tot расч}.

8. Расчетные зависимости вычисления основных параметров привода (Р, Т, w, n, η, i) приведен в таблице 3.

9. Угловые скорости звеньев, с^-1:

- двигателя: w_д = π × n_д / 30 = 3, 14 × 1460 / 30 = 152, 8

- редуктора:

· вал ведущий w₁ = w_д = 152, 8

· вал промежуточный w₂ = w₁ / i₁ = 152, 8 / 4 = 38, 2

· вал ведомый w_вых = w₂ / i₂ = 38, 2 / 3, 15 = 12, 127 ≈ 12, 13

10. Частота вращения, мин^-1:

- двигателя: 1460 n_д = 1460

- редуктора:

· вал ведущий n₁ = n_д = 1460

· вал промежуточный n₂ = n₁ / i₁ = 1460 / 4 = 365

· вал ведомый n₃ = n₂ / i₂ = 365 / 3, 14 = 115, 8

11. Вращающие моменты, Н × м:

- двигателя: Т_д = Р_д / w_д = 11 × 10³ / 152, 8 = 72

- редуктора:

· вал ведущий Т₁ =Т_д = Р_д / w_д = 11 × 10³ / 152, 8 = 72

· вал промежуточный Т₂ = Т₁ × i₁ = 72 × 4 = 288

· вал ведомый Т_н = Т_д × i₂ = 288 × 3, 15 = 907, 2

12. Мощности, кВт:

- двигателя: Р_д = 11 кВт

Силовые и кинематические характеристики привода сводятся в таблицу 4 и являются исходными данными для расчета передач других элементов привода.

Таблица 4 – Параметры привода

Наименование узла (сборочной единицы) привода, валы передач редуктора	Параметры передач
Р, кВт	Т, Н∙ м	, с-1	n, мин-1	i

Ниже приведен пример энергокинематического расчета привода, состоящего из электродвигателя и цилиндрического двухступенчатого соосного редуктора РЦ-2С- - а _w- i - m₁/m₂- -000

Рисунок 1 – Кинематическая схема мотор-редуктора

Таблица 5 – Параметры привода

- редуктора:

· вал ведущий Р₁ = Р_д × η _п = 11 × 0, 995 = 10, 945

· вал промежуточный Р₂ = Р₁ × η ₁ × η _п² = 10, 945 × 0, 98 × 0, 995² = 10, 62

· вал ведомый Р_вых = Р₂ × η ₂ × η _п = 10, 35

13. КПД привода:

- двигателя: η _д

- редуктора: η _д

· вал ведущий η ₁ = η _п = 0, 995

· вал промежуточный η ₂ = η _1с × η _п² = 0, 98 × 0, 995 = 0, 97

· вал ведомый η _вых = η _1с × η _2с × η _п³ = 0, 98 × 0, 98 × 0, 995³ = 0, 95

Результаты расчетов сводятся в таблицу 5 и на кинематическую схему (рисунок 1), которые используются для дальнейших расчетов.

Тема 4, 5, 6 «Конструирование редукторов»