2. Определение требуемой мощности электродвигателя

Р'_дв = Р_вых / η_общ , (2) [4,c.16]

где Р_вых – мощность на выходном валу привода, кВт;

η_общ – общий к.п.д. привода.

Принимаем Р_вых = 1,8 кВт из условия и η_общ = 0,89 и считаем формулу (2):

Р'_дв = 1,8/0,89 = 2 кВт

3. Определение требуемой частоты вращения

n'_дв = n_вых∙i'_общ , (3) [4,c.17]

где n_вых – частота вращения выходного вала привода, об/мин;

i'_общ – рекомендуемое передаточное отношение привода.

i'_общ = i'₁₄ = i'₁₂∙i'₃₄ , (4) [4,c.17]

где i'₁₂ – рекомендуемое передаточное отношение передачи 1-2;

i'₃₄ – рекомендуемое передаточное отношение передачи 3-4.

Значение рекомендуемого передаточного отношения передач приведены в табл. 2.2. [4,c.17].

Принимая i'₁₂ = 4 и i'₃₄ = 3 из условия, подставляем значения в формулу (4):

i'_общ = i'₁₄ = 4∙3 = 12

Дальше для вычислений возьмем формулу:

n_вых = (30∙ω_вых)/π, (5) [4,c.17]

где ω_вых – скорость вращения выходного вала, рад/с;

π – константа.

Принимая ω_вых = 8,4 рад/с и π = 3,14, подставляем значения в формулу (5):

n_вых = (30∙8,4)/3,14 = 80,2 об/мин

Теперь вычисленные значения n_вых = 99,3 об/мин и i'_общ = 7,5 подставляем в формулу (3):

n'_дв = 80,2∙12 = 962 об/мин

Согласно табл. П1 [10,c. 392] выбираю электродвигатель 4А100L6 по ГОСТ 19523-81. Р_дв = 2,2 кВт; n_дв = 949 об/мин.

4. Уточнение передаточного отношения передач

Уточненное общее передаточное отношение:

i_общ = i₁₄ = n_дв / n_вых , (6) [4,c.19]

КП 12.140613.04.16.00.П3

Изм Лист № докум. Подпись Дата

где n_дв – частота вращения привода, об/мин;

n_вых – частота вращения выходного вала привода, об/мин.

Принимая n_дв = 949 об/мин и n_вых = 80,2 об/мин, подставляем в формулу (6):

i_общ = i₁₄ = 949/80,2 = 12

Учитывая, что:

i₁₄ = i₁₂∙i_34;

выражаем i₃₄:

i₁₂ = i₁₄ / i₃₄ , (7) [4,c.19]

где i₁₄ – уточнённое общее передаточное отношение привода;

i₃₄ – передаточное отношение передачи 3-4.

Принимая i₁₄ = 7,8 и i₃₄ = 3, подставляем в формулу (7):

i₁₂ = 12/3 = 4

По рекомендация [4,c.19] принимаем i₁₂ = 4

5. Кинематический и силовой расчёт

1.5.1 Мощность на валах

1. Мощность на входном валу 1

Р₁ = Р'_дв = 2 кВт [4,c.19]

1.5.1.2 Мощность на промежуточном валу 2-3

Р₂₃ = Р₁∙η₁₂∙η_под , (8) [4,c.19]

где Р₁ – мощность на входном валу 1, кВт;

η₁₂ – к.п.д. передачи 1-2;

η_под – к.п.д. подшипника.

Принимаем Р₁ = 2 кВт, η₁₂ = 0,95 и η_под = 0,99 и подставляем в формулу (8):

Р₂₃ = 2∙0,95∙0,99 = 1,9 кВт

1.5.1.3 Мощность на выходном валу 4

Р₄ = Р₂₃∙η₃₄∙η_под , (9) [4,c.19]

где Р₂₃ – мощность на промежуточном валу 2-3, кВт;

η₃₄ – к.п.д. передачи 3-4;

η_под – к.п.д. подшипника.

Принимаем Р₂₃ = 1,9 кВт, η₃₄ = 0,96 и η_под = 0,99 и подставляем в формулу (9):

Р₄ = 1,9∙0,96∙0,99 = 1,8 кВт

Проверка: по рекомендациям [4,c.19] Р₄ = Р_вых; 1,8 кВт = 1,8 кВт

1.5.2 Частота вращения валов

1.5.2.1 Частота вращения входного вала 1

n₁ = n_вых = 949 об/мин [4,c.19]

1.5.2.2 Частота вращения промежуточного вала 2-3

n₂₃ = n₁ / i₁₂ , (10) [4,c.19]

где n₁ – частота вращения входного вала 1, об/мин;

i₁₂ – передаточное отношение передачи 1-2.

Принимаем n₁ = 949 об/мин и i₁₂ = 4 и находим формулу (10):

n₂₃ = 949/4 = 237,3 об/мин

1.5.2.3 Частота вращения выходного вала 4

n₄ = n₂₃ / i₃₄ , (11) [4,c.19]

КП 12.140613.04.16.00.П3

Изм Лист № докум. Подпись Дата

где n₂₃ – частота вращения промежуточного вала 2-3, об/мин;

i₃₄ – передаточное отношение передачи 3-4.

Принимаем n₂₃ = 237,3 об/мин и i₃₄ = 3 и находим формулу (11):

n₄ = 237,3/3 = 80 об/мин

1.5.3 Скорость вращения валов

1.5.3.1 Скорость вращения входного вала 1

ω₁ = (π∙ n₁)/30, (12) [4,c.19]

где n₁ – частота вращения входного вала 1, об/мин;

π – константа.

Принимаем n₁ = 949 об/мин и π = 3,14 и находим формулу (12):

ω₁ = (3,14∙ 949)/30 = 99 рад/с

1.5.3.2 Скорость вращения промежуточного вала 2-3

ω₂₃ = (π∙ n₂₃)/30, (13) [4,c.19]

где n₂₃ – частота вращения промежуточного вала 2-3, об/мин;

π – константа.

Принимаем n₂₃ = 237,3 об/мин и π = 3,14 и находим формулу (13):

ω₂₃ = (3,14∙ 237,3)/30 = 25 рад/с

1.5.3.3 Скорость вращения выходного вала 4

ω₄ = (π∙ n₄)/30, (14) [4,c.19]

где n₄ – частота вращения выходного вала 4, об/мин;

π – константа.

Принимаем n₄ = 80 об/мин и π = 3,14 и находим формулу (14):

ω₄ = (3,14∙ 80)/30 = 8,4 рад/с

Проверка: ω₄ = ω_вых [4,c.19]

ω_вых = n_вых/9,55, (15) [10,c.7]

где n_вых - частота вращения по условию, об/мин.

Принимая n_вых = 80,2 об/мин, находим формулу (15):

ω_вых = 80,2/9,55 = 8,4 рад/с

Следовательно: ω₄ = ω_вых , так как 8,4 рад/с = 8,4 рад/с

1.5.4 Вращающие моменты на валах

1.5.4.1 Вращающий момент на входном валу 1

Т₁ = (Р₁∙10³)/ω₁, (16) [4,c.20]

где Р₁ – мощность на входном валу 1, кВт;

ω₁ – скорость вращения входного вала, рад/с.

Принимая Р₁ = 2 кВт и ω₁ = 99 рад/с, подставляем в формулу (16):

Т₁ = (2∙10³)/99 = 20,2 Н∙м

1.5.4.2 Вращающий момент на промежуточном валу 2-3

Т₂₃ = (Р₂₃∙10³)/ω₂₃, (17) [4,c.20]

где Р₂₃ – мощность на промежуточном валу 2-3, кВт;

ω₂₃ – скорость вращения промежуточного вала, рад/с.

Принимая Р₂₃ = 1,9 кВт и ω₂₃ = 25 рад/с, подставляем в формулу (17):

Т₂₃ = (1,9∙10³)/25 = 76 Н∙м

1.5.4.3 Вращающийся момент на выходном валу 4

КП 12.140613.04.16.00.П3

Изм Лист № докум. Подпись Дата

Т₄ = (Р₄∙10³)/ω₄, (18) [4,c.20]

где Р₄ – мощность на выходном валу 4, кВт;

ω₄ – скорость вращения выходного вала, рад/с.

Принимая Р₄ = 1,8 кВт и ω₄ = 8,4 рад/с, подставляем в формулу (18):

Т₄ = (1,8∙10³)/8,4 = 214,3 Н∙м

Проверка: Т₄ = Т_вых [4,c.20]

Т_вых = Р_вых / ω_вых , (19) [4,c.20]

где Р_вых – мощность на выходе, кВт;

ω_вых – скорость вращения выходе, рад/с.

Принимая Р_вых = 1,8 кВт и ω_вых = 8,4 рад/с, подставляем в формулу (19):

Т_вых = (1,8∙10³)/8,4 = 214,3 Н∙м

Следовательно: Т₄ = Т_вых, так как 214,3 Н∙м = 214,3 Н∙м

Таблица 1 - Итоги результатов

Вал	Передаточное отношение	Мощность Р, кВт	Частота вращения n, об/мин	Скорость вращения ω, рад/сек	Вращающий момент Т, Н·м
1	i12=4	2	949	99	20,2
2-3		1,9	237,3	25	76
	i34=3
4		1,8	80	8,4	214,3

КП 12.140613.04.16.00.П3

Изм Лист № докум. Подпись Дата