5. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода

Определение φ_max и φ_min

Определим tg φ_max и tg φ_min .

Примем δ=0.01.

С помощью неполной диаграммы энергомасс определим отрезок [kl], как отрезок между точками пересечения верхней и нижней касательной к графику неполной диаграмм энергомасс с осью ординат. [kl]=32 (мм)

Определим момент инерции маховика.

( ).

С помощью второй и первой диаграммы определим момент движущих сил (Т_Д).

Т_Д= 21*μ_Т=21*10,3166=216,65 (Н*м)

Рассчитаем мощность и выберем электродвигатель.

Р=Т_Д*ω_k=216,65*3,14=680 (Вт)=0,68 (кВт).

Определим мощность требуемого двигателя:

, где

η_зп=0,75 (КПД закрытой [червячной] передачи)

η_оп=0,95 (КПД открытой [клиноременной] передачи)

η_м=0,99 (КПД компенсирующей зубчатой муфты)

η_пк=0,99 (КПД подшипников качения), n=2 (пары подшипников)

η=η_зп*η_оп*η_м*ηⁿ_пк=0,75*0,95*0,99*099²=0,691

(кВт)

Исходя из рассчитанной мощности мы должны выбрать асинхронный электродвигатель из серии 4А, типо-размер «80А4», мощность которого Р_эл= 1,1 (кВт), с синхронной частотой вращения n₁=1500 оборотов в минуту и коэффициентом скольжения S(%)=5,4

Маховый момент GD²=0,017 (кг*м²).

Подсчитаем общее придаточное отношение электропривода:

Пересчитаем момент инерции маховика на быстроходный вал (вал электродвигателя).

(кг/м²).

Вычислим окончательный момент инерции маховика.

J_М=J_М1-J_Эл, где (кг/м²).

J_М=3,246-0,00043=3,245 (кг/м²).

Определение передаточного числа привода и его ступеней

Находим общее передаточное число:

Производим разбивку общего передаточного числа: U=U₁₂*U₂₃ , где

U₁₂=2,5 , передаточное число открытой (клиноременной) передачи

U₂₃=20, передаточное число закрытой (червячной) передачи

Определение силовых и кинематических параметров привода

Угловые скорости:

c^-1 (угловая скорость на валу электродвигателя)

c^-1 (угловая скорость на валу червяка)

c^-1 (угловая скорость на валу червячного колеса)

Вращающие моменты:

Н*м

T₁=T_дв*U₁₂*η_оп*η_пк=7,006*2,5*0,95*0,99=16,473 Н*м (на валу червяка)

T₂=T₁*U₂₃*η_зп*η_пк =16,473*20*0,75*0,99=244,624 Н*м (на валу червячного колеса)

6. Выбор материалов червячной передачи. Определение допускаемых напряжений

Червяк:

Материал: Сталь 40Х

Термичекая обработка: улучшение до твердости Н≤350HB. Заготовка шестерни D_пред: 200 мм

Закотовка колеса S_пред : 125 мм

Твердость заготовки (зубьев): 235….262 HB

σ_в=790 Н/мм²

σ_т=640 Н/мм²

σ₁=375 Н/мм²

Червячное колесо:

Выбор марки материала червячного колеса зависит от скорости скольжения и производится по таблице. Скорость скольжения определяется по следующей эмпирической формуле:

(м/с)

Материал: СЧ18

Способ отливки: в землю

σ_в=355 Н/мм²

Определим допускаемые напряжения для червячного колеса.

Контактные напряжения: (Н/мм²)

Изгибные напряжения: ( Н/мм²)

где K_FL - коэффициент долговечности при расчете на изгиб: