Основные вопросы связанные с расчетом электродвигателя привода и редуктора (стр. 1 из 7)

Севастопольский Национальный Технический Университет

Курсовой проект по дисциплине:

Детали приборов

Выполнил: ст. гр П-31д

Майстренко К. В

Проверил:

Васютенко А. П

Севастополь 2010

Расчёт и выбор электродвигателя

При выборе типа электродвигателя следует руководствоваться следующими критериями:

─ тип привода, для которого подбирается электродвигатель, и режим его работы;

─ тип источника питания;

─ характеристика нагрузки (максимальная величина нагрузки, уровень колебания нагрузки, максимальная угловая скорость);

─ эксплуатационные условия (температура, давление, влажность окружающего воздуха, воздействие вибрационных нагрузок, необходимый ресурс работы, максимально допускаемые габариты и масса).

В приводах измерительных приборов, роботизированных измерительных модулей, измерительных устройств, встроенных в ГПС в зависимости от характера решаемых задач применяются как синхронные, так и асинхронные электродвигатели длительного действия. В измерительных автоматах привод с помощью кулачковых, кулачково-рычажных, винтовых и других передаточных механизмов осуществляет установку деталей на измерительные позиции, арретирование измерительных наконечников, транспортирование деталей, их сортировку и ряд других операций. В приводах измерительных автоматов наиболее часто используются асинхронные электродвигатели общего назначения питаемые электрическим током напряжением 220 В,380 В, частотой 50 Гц. Отечественная промышленность выпускает электрические двигатели мощностью 0,06…400 кВт, с частотой вращения 750, 1500, 3000 мин^-1. Чем ниже частота вращения вала электродвигателя, тем больше его габариты и масса, но с увеличением частоты вращения растет общее передаточное отношение привода, а, следовательно, и его стоимость. Чаще всего в приводах с непрерывным вращением применяют двигатели с угловой скоростью n _эд = 1500 об/мин.

Примечание. Для волновой передачи целесообразно применять высокоскоростные электродвигатели n _эд = 3000 … 9000 об/мин.

Определение общего передаточного отношения привода, i_общ.

,

Где, w_эд ─ угловая скорость вала электродвигателя, с^-1;

w_рв ─ угловая скорость кулачкового распределительного вала, с^-1.

При известной скорости вращения вала электродвигателя, которая предварительно была принята равной, nэд = 1500 об/мин, w_эд определяется по формуле:

w_эд =(П nэд)/30,

w_{эд=(3,14*1500)/30}

w_эд=157,

Где, n – угловая скорость вала электродвигателя, мин^-1. Угловая скорость распределительного вала или выходного вала редуктора (если она не задана) может быть рассчитана по формуле:

w_рв = (2П )/t_ц

w_{рв = (6,28)/0,35;}

w_рв=17,94;

Где, t_ц ─ период цикла работы автомата, прибора, модуля, с.

Определение КПД привода

Общий КПД привода определяется как произведение КПД отдельных передач привода.

Например, для привода с двухступенчатым червячно-цилиндрическим редуктором общий КПД определяется по формуле

h_общ = h_рп h_зп h_чп h⁴_п h_м

h_{общ=0,96*0,96*(0,96)*0,96;}

h_{общ=0,8497;}

где h_рп = 0,96 ─ КПД ременной передачи;

h_зп = 0,98 ─ КПД цилиндрической зубчатой передачи;

h_чп = 0,8 ─ КПД червячной передачи;

h_вп = 0,85 – КПД волновой передачи;

h_к = 0,96 ─ КПД конической передачи;

h_м = 0,96 ─ КПД муфты;

h_п = 0,99 ─ КПД пары подшипников.

Определение требуемой мощности двигателя, P_эд.

Требуемая мощность двигателя, P_эд определяется по формуле

,

;

где, Т_н ─ момент нагрузки на распределительном кулачковом валу или на выходном валу привода, Нм, задано в ТЗ;

Р_эд ─ мощность электродвигателя, Вт.

x - коэффициент запаса, учитывающий динамические нагрузки в момент разгона.

x=1,05…1,1.

По расчетному значению Р_эд производится выбор электродвигателя, по табл.2.1. Техническую характеристику выбранного электродвигателя занести в таблицу 2.2.

ТИП	Мощность N, Вт	Число оборотов вала n, мин	Габаритные размеры							ВЕС, Кг
			Диаметр вала на входе, d,	Длинна от корпуса до вала, l,	Наибольшая ширина корпуса, B	Наибольшая длинна корпуса, L		Наибольшая высота корпуса, H	Расстояние от оси вала до основания, h
АОЛ-011-4	50	1500	10	23	115	189		140	63	3
АОЛ-012-4	80	1500	10	23	115	203		140	63	3,5
АОЛ-11-4	120	1500	12	30	135	220		170	75	4,2
АОЛ-12-4	180	1500	12	30	135	236		170	75	5,6
АОЛ-21-4	270	1500	14	30	165	250	197		90	7,3
АОЛ-22-4	400	1500	14	30	165	270	197		90	8,9

Таблица 2.1 – Типоразмеры и техническая характеристика электродвигателей типа АОЛ.

Таблица 2.2. – Техническая характеристика выбранного электродвигателя

Тип Электродвигателя	Мощность, Вт	Частота вращения, мин-1
			АОЛ-22-4	400	1500

Кинематический и силовой расчет привода

Привод прибора или измерительного автомата, как правило, содержит два передаточных механизма: редуктор и передачу гибкой связью ─ ременную или цепную.

Общее передаточное отношение привода определяется произведением

i_общ = i_рп i_р ,

где i_рп ─ передаточное отношение ременной передачи или передаточное отношение цепной передачи;

i_р ─ передаточное отношение редуктора.

Согласно рекомендаций принимаем передаточное отношение клиноременной передачи i_рп =2,тогда передаточное отношение редуктора равно:

= i_об/2

Внимание! Для одноступенчатого редуктора полученное значение округляют до ближайшего стандартного, и это значение будет соответствовать передаточному отношению передачи редуктора.

Определение погрешности передаточного отношения редуктора

,

где Di – погрешность передаточного отношения

i_р – расчетное передаточное отношение редуктора.

i'_р – передаточное отношение редуктора, при округлении расчетных значений каждой ступени по стандартному ряду.

Определение угловых скоростей вращения валов привода

Введем последовательное обозначение валов двухступенчатого редуктора, присвоив входному валу номер 1, промежуточному – 2, выходному – 3.

Угловые скорости валов будут определяться по формулам:

,[c^-1]

w₂ = w₃ i_т ,[c^-1]

w₁ = w₂ i_б ,[c^-1]

Примечание. Для одноступенчатого редуктора вводим обозначения: для входного вала- 1, выходного- 2.Угловые скорости определяются по формулам:

=17,94,[c^-1]

w₁ = w₂ i_{р=17,94*4,375=78,48},[c^-1]

Силовой расчет привода

Величина крутящих моментов на валах привода находится, исходя из величин крутящего момента на кулачковом валу Т_н (выходном валу привода) и КПД соответствующих передач.

, [Н·м];

, [Н·м];

, [Н·м].

Найденные значения w и Т заносятся в таблицу 3.1.

Примечание. Для одноступенчатого редуктора крутящий момент определяется по формуле

, [Н·м];

, [Н·м];

[Н·м];

, [Н·м].

[Н·м].

Расчет клиноременной передачи