3. Кинематический и силовой расчет привода

3.1 Определение общего кпд привода

Определим общий КПД рассматриваемого механического привода по формуле:

_общ = _м  _зп  _рп  _пп³= 1  0,97  0,95  0,99³ = 0,894,

где _м – КПД муфты, принимаем _м = 1 (таблица 1);

_зп – КПД зубчатой цилиндрической передачи, _зп = 0,97 (таблица 1);

_рп – КПД ременной передачи, _рп = 0,95 (таблица 1);

_пп – КПД пары подшипников, _пп = 0,99 (таблица 1).

Таблица 1 – Значения КПД элементов механического привода

Элемент привода	
Закрытая зубчатая цилиндрическая передача Ременная передача Муфта соединительная Подшипники качения (одна пара)	0,96…0,98 0,94…0,97 0,98…1,00 0,99…0,995

Требуемую мощность электродвигателя определим по формуле:

Р_{дв. тр.} = Р₄ / _общ = 10 / 0,894 = 11,186 кВт.

3.2 Выбор электродвигателя

По таблице 2 [1] выбираем электродвигатели, с ближайшей большей номинальной мощностью Р_ном = 11 кВт по отношению к требуемой мощности Р_{дв. тр} = 11,186 кВт. Составляем таблицу 2.

Общее передаточное число привода u_общ определяем по формуле:

u_общ = u_зп  u_рп, (3.1)

где u_зп – передаточное число зубчатой передачи;

u_рп – передаточное число ременной передачи.

Из таблицы 3 [1] выбираем рекомендуемый интервал передаточных чисел механических передач, входящих в рассматриваемую кинематическую схему привода, и рассчитываем рекомендуемый интервал u_общ:

Из таблицы 2  видим, что для 2-го, 3-го и 4-го двигателей общее передаточное число привода u_общ попадает в рекомендуемый интервал. Поэтому можно взять любой из этих двигателей для дальнейших расчетов. Однако четвертый двигатель (низкоскоростной) имеет повышенные массу и габариты. Остановимся на втором двигателе 4А132М4У3 с номинальной мощностью Р_ном = 11 кВт, частотой вращения вала двигателя n_ном= =1465 мин^-1. В этом случае u_общ = 11,0606.

П роизведем разбивку общего передаточного числа u_общ=11,0606  между ступенями привода: зубчатой и ременной передачами. Зададимся стандартным значением u_зп=5,0 из рекомендуемого интервала (таблица 3 [1]) и ряда [4, с 46]: 2,00; 2,24; 2,50; 2,80; 3,15; 3,55; 4,00; 4,50; 5,00; 5,60; 6,30; 7,10; 8,00. Жирным шрифтом выделены предпочтительные значения. Тогда передаточное число ременной передачи будет равно:

U_рп = u_общ / u_зп = 11,0606 / 5,0 = 2,212.

Полученное значение u_рп попадает в рекомендуемый интервал. Окончательно имеем u_зп = 5,0; u_рп = 2,212.

Таблица 2 – Выбор электродвигателя

Тип двигателя	Номинальная мощность Рном, дв кВт	Номинальная частота вращения, nном дв, мин-1	Общее передаточное число привода uобщ= nном дв / n4
4А132 М2У3 4А132М 4У3 4А160 S 6У3 4А160М8У3	11	2930 1460 975 730	22,2 11,0606 7,39 5,53

3.3 Определение кинематических и силовых параметров привода

Рассчитаем номинальные частоты вращения валов привода:

– вал электродвигателя:

n₁ = n_{ном дв.} = 1460 мин^–1;

– входной вал редуктора (ведущий вал зубчатой передачи):

n₂ = n₁ / u_рп =1460 / 2,212 =660 мин^–1;

– выходной вал редуктора (ведомый вал зубчатой передачи),

n₃ = n₂ / u_зп = 660 / 5,0 = 132 мин^–1;