1. Кинематический расчёт привода

Рассматриваемый привод (рис. 1.1) включает в себя следующие узлы:

- Электродвигатель.

- Открытую плоскоременную передачу.

- Закрытую зубчатую передачу с цилиндрическими косозубыми колёсами.

Кинематическая схема привода:

Рис. 1.1

Узлы соединяются между собой пятью валами, через которые передаётся крутящий момент. Вал, передающий крутящий момент, называется ведущим и мощность передаваемая этим валом является входной. Вал, принимающий крутящий момент, называется ведомым.

В рассматриваемом приводе выходная мощность Р_вых=1 кВт, а угловая скорость на выходе _вых=1.2с^-1.

Коэффициент полезного действия ₀ привода определяют по следующей формуле:

₀=₁₂_N, (1.1)

где ₁, ₂, _N – коэффициенты полезного действия (КПД) отдельных кинематических пар.

В нашем случае формулу 1.1 можно записать следующим образом:

₀=_{закр.з.цил}_{откр.з.цил} 4_пш_цепн. (1.2)

где  _{откр.з.цил} – КПД открытой зубчатой передачи с цилиндрическими прямозубыми колесами;

_{закр.з.цил} – КПД зубчатой передачи с цилиндрическими косозубыми колёсами;

_цепн. – КПД цепной передачи;

_пш – КПД для одной пары подшипников.

Принимаем следующие значения КПД:

 _{закр.з.цил} =0,97;

_{откр.з.цил}=0,93;

_цепн.=0,93;

_пш=0,99;

Подставляя численные значения в формулу 1.2, получаем:

₀=0,970,930,930,99⁴=0,79

Требуемую мощность электродвигателя Р_тр, кВт, определяем исходя из следующей формулы:

Р_тр=Р_вых/₀=1/0.79=1,265 кВт

Ориентировочное значение угловой скорости _ор.дв, с^-1, вала электродвигателя можно определить по формуле:

_ор.дв=u_ор_вых, (1.3)

где u_ор – ориентировочное передаточное число привода;

_вых – угловая скорость на выходе, с^-1.

Ориентировочно передаточное число привода можно определить по формуле:

u_ор=u_{откр.з.цил}u_{закр.з.цил}u_цепн. (1.4)

где u_{откр.з.цил} – передаточное зубчатой передачи с цилиндрическими прямозубыми колёсами (принимаем u _{откр.з.цил} =5,1);

u_{закр.з.цил} – передаточное число зубчатой передачи с цилиндрическими косозубыми колёсами (принимаем u_з.цил=4);

u_цепн. – передаточное число цепной передачи (принимаем u_цепн.=4);

Подставляя численные значения в формулу 1.4, получаем:

u_ор=4∙5,1∙4 =81,6

Тогда получаем следующее ориентировочное значение угловой скорости:

_ор.дв=1,281,6=97,92 мин^-1

Ориентировочное значение частоты вращения вала электродвигателя n_ор.дв равно :

n_ор.дв=30_ор.дв/=3097,92/3,14=935,54 мин^-1.

Для работы данного привода с заданными параметрами необходимо использовать электродвигатель с частотой вращения вала n_дв=935 мин^-1 марки 4А90L6 с мощностью 1,5 кВт.

Действительная угловая скорость _д.дв равна:

_д.дв=n_дв/30=3,14935/30=97,86 с^-1.

Определяем мощность на валах (Р_i, кВт) следующим образом:

Р₁=Р_тр=1,265 кВт;

Р₂=Р₁ _МУФТЫ_пш =1,2650.980.99 =1,227 кВт;

Р₃=Р₂_{закр.з.цил} _пш=1,227 0,970,99=1,179 кВт;

P₄=P₃_{откр.з.цил}_пш=1,1790,930,99=1,085

Р₅=Р₄_цепн. _пш =1,0850,930,99=0,999 кВт.

Определяем угловые скорости _i валов привода следующим образом:

₁=_дв=97,86 с^-1;

₂=₁=97,86 с^-1;

₃=₂/u_{закр.з.цил.} =97,86/4=24,45 с^-1;

₄=₃/ u_{откр.з.цил.}=24,45/5,1=4,79 с^-1

₅=₄/u_цепн.=4,79/4=1,2 с^-1.

Определяем частоты вращения валов привода (n_i, мин^-1) в зависимости от угловых скоростей на соответствующих валах (_i, с^-1) исходя из формулы:

n_i=30_i/;

(1.5)

Получаем следующие значения:

n₁=n_дв=30₁/=935 мин^-1;

n₁=n₂=935 мин^-1

n₃=30₃/=3024,45/3,14=233,75 мин^-1;

n₄=30₅/=304,79/3,14=45,8 мин^-1;

n₅=30₅/=301,2/3,14=11,45 мин^-1.

Определяем крутящие моменты (Т_i, Нм) на валах привода в зависимости от мощности (Р_i, кВт) и угловой скорости (_i, с^-1) на соответствующих валах по формуле:

Т_i=1000Р_i/_i, (1.6)

Получаем следующие значения:

Т₁=1000Р₁/₁=12,94Нм;

Т₂=1000Р₂/₂=12,55 Нм;

Т₃=1000Р₃/₃=48,2Нм;

Т₄=1000Р₄/₄=226,5Нм;

T₅=1000P₅/₅=832,6 Нм.

Полученные при рассчётах значения сведены в табл. 1.1.

Сводная таблица результатов рассчётов:

№ вала	Мощность, кВт		Угловая скорость, с-1	Частота вращения, мин-1		Крутящий момент Н∙м
1	1,265		97,8	935		12,94
2	1,227		97,8	935		12,55
3	1,179		24,45	233,75		48,2
4	1,085		4,79	45,8		226,5
5		0,999	1,2		11,45	832,6