Проектирование валов электродвигателя (стр. 1 из 3)
1. Кинематический расчет привода
Выбор электродвигателя.
1.1 Нахождение мощности на выходе.
1.2 Определение общего КПД привода.
hобщ = hред × h6подш × h2муфты,
где: hред – КПД редуктора;
hподш – КПД подшипников;
hмуфты – КПД муфты.
hмуфты = 0,95; hред = 0,96; hподш = 0,99;
hобщ = 0,96 × 0,996 × 0,952 = 0,816.
1.3 Определение требуемой мощности электродвигателя.
1.4 Определение частоты вращения вала электродвигателя.
nвх = nпр × u,
где: u = uбыстр × uтих;
Из таблицы 1.2 [1] выбраны передаточные отношения тихоходной и быстроходной передачи:
uтих = (2,5…5,6); uбыстр =8
nвх = nв × u = 42 × (2,5…5,6) ×8= 840…1882 об/мин.
Исходя из мощности, ориентировочных значений частот вращения, используя табл. 24.9 (уч. П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов) выбран тип электродвигателя: АИР 112М4/1432
1.5 Определение вращающего момента на тихоходном валу
Pm = Pэ.тр× hмуфты× hред = 5,48×0,95×0,96 =5016 кВт
1.6 Определение действительного фактического передаточного числа.
Uд = Uред = 34,095
2. Предварительный расчет валов
Крутящий момент в поперечных сечениях валов
Быстроходного Tб= 30.19 H×м
Промежуточного Tпр= 212.95 H×м
Тихоходного Tт= 1140.5H×м
Предварительные значения диаметров (мм) различных участков стальных валов редуктора определяют по формулам:
Для быстроходного:
Для промежуточного:
Для тихоходного:
Выбираем роликовые радиально-упорные однорядные подшипники легкой серии.
Для быстроходного вала: 7205А d=25мм, D=52мм, Tнаиб=16,4мм, r=1,5мм;
Для промежуточного: 7207А d=35мм, D=72мм, Tнаиб =18,5мм, r=2мм;
Для тихоходного: 7213А d=65мм, D=120мм, Tнаиб =25мм, r=2,5мм;
3. Расчет подшипников
При расчете подшипников силы, действующие в зацеплении, взяты из распечаток, сделанных на ЭВМ по стандартным программам, разработанным на кафедре РК – 3.
3.1 Расчет подшипников на быстроходном валу
3.1.1 Определение сил, нагружающих подшипники
При проектировании быстроходного вала редуктора применили роликовые радиально-упорные однорядные подшипники по схеме установки в распор.
Диаметр вала под подшипник: dп = 25 мм.
Fr = 717.65 H
= 351.3 HFt = 1940.2 H
T = 30.2 Н·м
= 351.3·30.5 · 
= 10.7 Н·м3.1.1.1 Реакции в горизонтальной плоскости
3.1.1.2 Pеакции в вертикальной плоскости
3.1.1.3 Реакции от консольной силы
3.1.1.4 Полная реакция в опорах
В расчете принимаем наихудший вариант действия консольной силы
3.1.2.1 Предварительный выбор подшипника
За основу берем роликовые радиально-упорные однорядные подшипники легкой серии:
7205А d=25мм, D=52мм, Tнаиб=16,4мм, r=1,5мм
Динамическая грузоподъемность Сr = 29,2 кН
Расчетные параметры: Y=1.6; e=0.37; X=0.4
3.1.2.2 Эквивалентные нагрузки на подшипник с учетом переменности режима работы
Pr = (V·XFr + Y·Fa) ·KsKt [4, стр. 83],
где V – коэффициент вращения кольца, V = 1, так как вращается внутреннее кольцо,
Ks - коэффициент безопасности, Ks = 1,4 [4, таблица 7.3, стр. 84].
Kt – температурный коэффициент, Kt = 1, так как t £ 100 °C.
Fr и Fa - радиальные и осевые силы действующие на подшипник
КЕ - коэффициент эквивалентности, зависящий от режима
работы. Так как у нас режим работы – 3 то КЕ = 0,56 [4, стр. 83].
X и Y - коэффициенты радиальных и осевых нагрузок;
,что меньше e=0.37, следовательно X = 1 и Y = 0 (по табл.17.1, стр. 354, [1]).
,что больше e=0.37, следовательно X = 0,4 и Y =1,6 (по табл.17.1, стр. 354, [1]).
3.1.2.3 Определение расчетного ресурса подшипника.
Требуемый ресурс работы подшипника L = 20000 часов
L10h = a1·a23· (106/60·n) · (Cr/Pr)
,где к – показатель степени уравнения кривой усталости, для роликовых подшипников к = 10/3=3,33;
a1 – коэффициент, учитывающий безотказность работы. Р = 90% a1 = 1 [1, стр.351],
a23 – коэффициент, учитывающий качество материала и условия смазки подшипника a23 = 0,65 [1, стр.352].
L10h = 1·0,65·(106/60·1432)·(29200/1733,3)3,33 » 91853,2 часов >> L = 20000 часов.
3.2. Расчет подшипников на промежуточном валу
3.2.1 Определение сил, нагружающих подшипники
При проектировании промежуточного вала редуктора применили роликовые радиально-упорные однорядные подшипники по схеме установки в распор.
Диаметр вала под подшипник: dп = 35 мм.
Fr 1= 717,65 H;Fr2 = 2610,7 H
= 351,3 H; 
= 1159,8 HFt1 = 1940.2 H;Ft2 7078,6 H
T = 212,9Н·м
= 351.3·220,5 · 
= 77,5 Н·м 
= 1159,8·57,8 · = 67 Н·м3.2.1.1 Реакции в горизонтальной плоскости
3.2.1.2 Pеакции в вертикальной плоскости
3.2.1.4 Полная реакция в опорах .
В расчете принимаем наихудший вариант действия консольной силы
3.2.2.1 Предварительный выбор подшипника
За основу берем роликовые радиально-упорные однорядные подшипники легкой серии:
7207А d=35мм, D=72мм, Tнаиб=18,5мм, r=2мм
Динамическая грузоподъемность Сr = 48,4 кН
Расчетные параметры: Y=1.6; e=0.37; X=0.4
3.2.2.2 Эквивалентные нагрузки на подшипник с учетом переменности режима работы
