3. Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчеты привода
3.1. Выбор электродвигателя
Для выбора электродвигателя необходимо вычислить требуемые параметры:
[1,
c.4]
где
- требуемая мощность, Вт;
- мощность на выходе, Вт;
-
общий КПД редуктора.
Вычислим общий КПД:
[4, c.5];
- КПД ременной передачи;
- КПД зубчатой передачи.
=0,95; [1, c.5];
=0,97; [1, c.5];
;
Найдем требуемое число оборотов:
[1 c.4];
где
-
требуемое количество оборотов, об./мин;
- количество оборотов на выходе, об/мин;
- общее передаточное число.
Рассчитаем общее передаточное число:
[4,
c.5];
-
передаточное число ременной передачи;
- передаточное число зубчатой передачи.
=3; [1, c.5];
=4; [1, c.5];
.
По
рассчитанным данным выберем
электродвигатель. Маркировка двигателя
160М4/1465, номинальное число оборотов
[1 c.321].
Уточним передаточное число ременной передачи:
;
.
3.2. Кинематический расчет привода
Определим угловую скорость вращения двигателя:
[4,
c.6];
где
- угловая скорость вращения вала
двигателя,
;
-
номинальная частота вращения вала
двигателя,
.
Определим частоту и угловую скорость вращения вала – шестерни зубчатой передачи:
[4,
c.6];
[4,
c.6];
,
.
Определим частоту и угловую скорость вращения колеса:
[4,
c.6];
[4,
c.6];
,
.
Полученное число оборотов колеса зубчатой передачи равно количеству оборотов на выходе, следовательно, можно говорить о правильности расчетов.
3.3. Силовой расчет привода
Определим крутящий момент на валу двигателя:
[4,
c.6];
где
- крутящий момент на валу двигателя,
;
- угловая скорость вращения вала
двигателя,
.
.
Определим крутящий момент на валу – шестерни зубчатой передачи:
[4,
c.6];
где
- крутящий момент на валу – шестерни
зубчатой передачи,
;
- передаточное отношение ременной передачи, - КПД ременной передачи.
Определим крутящий момент на колесе зубчатой передачи:
[4,
c.6];
где
- крутящий момент на колесе зубчатой
передачи,
;
- передаточное число зубчатой передачи; - КПД зубчатой передачи.
Проверим правильность выполненных расчетов:
[4,
c.6];
4. Проектирование редуктора
4.1. Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки
Так как мощность приводного двигателя редуктора равна 18,5кВт, то в качестве материала для вала – шестерни и зубчатого колеса выберем сталь группы твердости > 350HB.
Таблица 2 [4, c.8] Механические характеристики сталей для зубчатых колес
Марка стали
|
Вид термической обработки
|
dв МПа
|
dт МПа
|
d-1 МПа
|
Твердость HВ
|
40Х |
Нормализация |
900 |
750 |
400 |
450 |