Ориентировочное определение необходимой частоты вращения двигателя и передаточных чисел, выбор типоразмера двигателя из таблиц. Выбор двигателей таблица


Справочные материалы по расчётам деталей машин (Кинематические расчёты и выбор электродвигателя, Зубчатые цилиндрические и конические передачи)

Министерство образования Российской Федерации

Новгородский государственный университет

имени Ярослава Мудрого

А.Ю. Кузькин

РАСЧЁТЫ  ДЕТАЛЕЙ  МАШИН

Приложение А

(Обязательное)

Справочные материалы

Великий Новгород 

2001

А.1 Кинематические расчёты и выбор электродвигателя

          А.1.1 Ниже приведены таблицы справочных данных.

Таблица А.1.1 - Рекомендуемый интервал и максимальное значение

передаточных отношений u основных видов передач

Вид передачи

u

umax

Цилиндрическая прямозубая и косозубая

Цилиндрическая шевронная

Коническая прямозубая и с круговым зубом

Зубчатые передачи коробок скоростей

Цепная

Ременная:     с плоским ремнём

                      с плоским ремнём и натяжным роликом

                      с клиновым ремнём

Червячная

Планетарная (по схеме в задании)

2,5...4,5

3...5

2...4

1,5...2,5

2...4

2...3

2...4

2...4

8...50

3...9

6

7

5

4

7

5

7

6

80

12

Таблица А.1.2

Вид

предпочтительности

Стандартный ряд передаточных чисел

передач, кроме червячных

червячных передач

1-ый ряд

(предпочтительный)

1;   1,25;   1,6;   2,0;   2,5;   3,15;   4,0;   5,0;    6,3;   8,0

8;  10;  12,5;  16;   20;  25;   31,5;   40;   50;   63;   80

2-ой ряд

1,12;   1,4;    1,8;   2,24;   2,8;   3,55;   4,5;   5,6;   7,1;   9.0

9;   11,2;    14;   18;  22,4;   28;   35,5;   45;   56;   71

Таблица А.1.3 - Средние значения коэффициентов полезного действия h

механических передач

Передача

h

Закрытая зубчатая:

             с цилиндрическими колёсами

             с коническими колёсами

Открытая зубчатая

Закрытая червячная при числе заходов червяка:

              z1 = 1

              z1 = 2

              z1 = 4

Цепная:

               закрытая

               открытая

Плоскоременная

Клино- и поликлиновая

Пара подшипников качения

0,97...0,98

0,96...0,97

0,95...0,96

0,70...0,75

0,8...0,85

0,8...0,95

0,95...0,97

0,90...0,95

0,96...0,98

0,95...0,97

0,99

Таблица А.1.4 - Двигатели закрытые обдуваемые. Технические данные

Тип

двигателя

Р,

кВт

n,

об/мин

Тип

двигателя

Р,

кВт

n,

об/мин

Синхронная частота вращения

3000 об/мин

Синхронная частота вращения

1000 об/мин

4А71А2

  0,75

2840

2,0

2,2

4А71А6

  0,37

910

2,0

2,2

4А71В2

  1,1

2810

2,0

2,2

4А71В6

  0,55

900

2,0

2,2

4А80А2

  1,5

2850

2,1

2,6

4А80А6

  0,75

915

2,0

2,2

4А80В2

  2,2

2850

2,1

2,6

4А80В6

  1,1

920

2,0

2,2

4А90L2

  3,0

2840

2,1

2,5

4А90L6

  1,5

935

2,0

2,2

4A100S2

  4,0

2880

2,0

2,5

4A100L6

  2,2

950

2,0

2,2

4A100L2

  5,5

2880

2,0

2,5

4A112MА6

  3,0

955

2,0

2,5

4A112M2

  7,5

2900

2,0

2,8

4А112МВ6

  4,0

950

2,0

2,5

4A132M2

11,0

2900

1,7

2,8

4A132S6

  5,5

965

2,0

2,5

4A160S2

15,0

2940

1,4

2,2

4A132M6

  7,5

870

2,0

2,5

4A160M2

18,5

2940

1,4

2,2

4A160S6

11,0

975

1,2

2,0

4A180S2

22,0

2945

1,4

2,5

4A160M6

15,0

975

1,2

2,0

4A180M2

30,0

2945

1,4

2,5

4A180M6

18,5

975

1,2

2,0

Синхронная частота вращения

1500 об/мин

Синхронная частота вращения

750 об/мин

4А71А4

  0,55

1390

2,0

2,2

4A71B8

  0,25

680

1,6

1,7

4А71В4

  0,75

1390

2,0

2,2

4A80A8

  0,37

675

1,6

1,7

4А80А4

  1,1

1420

2,0

2,2

4A80B8

  0,55

700

1,6

1,7

4А80B4

  1,5

1415

2,0

2,2

4А90LA8

  0,75

700

1,6

1,9

4А90L4

  2,2

1425

2,1

2,4

4А90LB8

  1,1

700

1,6

1,9

4A100S4

  3,0

1435

2,0

2,4

4A100L8

  1,5

700

1,6

1,9

4A100L4

  4,0

1430

2,0

2,4

4A112MA8

  2,2

700

1,9

2,2

4A112M4

  5,5

1445

2,0

2,2

4A112MB8

  3,0

700

1,9

2,2

4A132S4

  7,5

1455

2,2

3,0

4A132S8

  4,0

720

1,9

2,6

4A132M4

11,0

1460

2,2

3,0

4A132M8

  5,5

720

1,9

2,6

4A160S4

15,0

1465

1,4

2,3

4A160S8

  7,5

730

1,4

2,2

4A160M4

18,5

1465

1,4

2,3

4A160M8

11,0

730

1,4

2,2

4A180S4

22,0

1470

1,4

2,3

4A180M8

15,0

730

1,2

2,0

4A180M4

30,0

1470

1,4

2,3

vunivere.ru

Выбор двигателя по данным таблицы

Необходимо проанализировать все выбранные варианты, критерием выбора конкретного двигателя являются данные таблицы Б.2 [1, с. 74, табл. 5.5]; лучшим вариантом будет тот, который отвечает рекомендованным передаточным числам.

Тихоходные электродвигатели имеют значительные габариты и дороже быстроходных. Поэтому применять электродвигатели с синхронной частотой вращения 750 мин-1 и менее следует только в технически обоснованных случаях.

Технические данные электродвигателей серии 4А указаны в ГОСТ 19523-81; их маркировка означает: 4АН – электродвигатели с короткозамкнутым ротором, защищенные от попадания частиц и капель и имеющие предохранение от прикосновения к вращающимся частям, находящимся под током; 4А – электродвигатели с короткозамкнутым ротором, закрытые, обдуваемые (табл. Б.1) [1, с. 70-71, табл. 5.1], их применяют для привода машин, к пусковым характеристикам которых не предъявляются особые требования.

Электродвигатели 4АР с повышенным пусковым моментом по ГОСТ 20818-75 [1, с. 72, табл. 5.2] применяют для привода машин, имеющих значительную пусковую нагрузку (например, в приводах конвейеров, глиномялок, компрессоров, плунжерных насосов и других машин с повышенным трением или значительными инерционными нагрузками).

Вывод

В рассматриваемом примере с дополнительной клиноременной передачей подходят два варианта с двигателями:

а) 4А225М8У3,

б) 4А250S10У3.

(Следует иметь в виду, что чем больше частота вращения вала двигателя, тем меньше его габариты, масса и стоимость, но больше требуемое передаточное число привода.)

Исходя из этих условий, следует предпочтение отдать двигателю 4А225М8У3 как более дешевому.

Проверочный расчет

Проверочный расчет на усталость по контактным напряжениям выполняется по формуле [1, с. 163, форм. 9.42]:

.

Коэффициенты:

- коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес – ZM = (275 Н/мм2)1/2;

- безразмерный коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий – Zε = 0,79;

- безразмерный коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев – ZH = 1,77 соs β;

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по поверхности зубьев – Кн = 1,17.

Полученное контактное напряжение должно быть меньше или равно допустимому контактному напряжению, т.е. должно выполняться условие: σн ≤ [σн], при котором обеспечивается прочность.

Определяем окружную скорость по формуле:

По таблице Б.7 [1, с. 175, табл. 9.9] назначаем 8-ю степень точности передачи.

Практическая работа № 2.

РАСЧЕТ ОДНОСТУПЕНЧАТОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕДУКТОРА С КОСОЗУБЫМ ЗАЦЕПЛЕНИЕМ

Задание

Рассчитать зубчатую передачу редуктора по данным практической работы № 1. Вид зацепления зубьев – косозубое (рис. 2.2).

Расчет косозубой передачи проводится подобно расчету прямозубой передаче. Но есть некоторые изменения.

 
 

а) б)

Рисунок 2.2 – а – косозубые колеса в зацеплении; б – схематическое изображение косозубого колеса

Проектный расчет

В колесах с косым зубом различают окружной шаг рt, который измеряется параллельно торцу колеса, и нормальный шаг pn, измеряемый в нормальном к направлению зуба сечении:

pn = рt cosβ,

где β – угол наклона линии зуба. Во избежание больших осевых усилий принимают β = 8°…15° (редко 20°).

Аналогично связаны между собой нормальный mn и окружной модули mt.: mn = mt cosβ

По стандарту обычно выравнивают нормальный модуль.

studlib.info

3. Выбор электродвигателя

В качестве двигателей в механических приводах наибольшее распространение нашли электродвигатели, которые в большом количестве выпускаются промышленностью. Электродвигатель – один из основных элементов привода, от типа, мощности и частоты вращения которого зависят конструктивные и эксплуатационные характеристики машинного агрегата.

Значение номинальной мощности электродвигателя Рном выбирается из таблицы 2, как ближайшее большее к расчетной мощности Рдв.тр . Выбранный по мощности электродвигатель имеет четыре типоразмера по частоте вращения, среди которых в дальнейшем необходимо выбрать один.

Затем для четырех выбранных по мощности двигателей рассчитывается Uобщ, как отношение номинальной частоты вращения вала электродвигателя nном (таблица 2) к заданной в исходных данных частоте вращения вала рабочей машины nвых= n4

.

Из дальнейшего рассмотрения исключаются двигатели, для которых Uобщ., найденноепо формуле , не попадает в рекомендуемый интервал, определенный по формуле. Оставшиеся двигатели из четырех рассматриваемых могут быть применены в заданной кинематической схеме привода, т.е. задача решается неоднозначно.

Однако при окончательном выборе электродвигателя нужно учесть, что двигатели с большой частотой вращения (синхронной 3000 мин-1) имеют низкий рабочий ресурс, а двигатели с низкими частотами (синхронными 750 мин-1) имеют повышенные габариты и массу, поэтому их нежелательно применять без особой необходимости в приводах общего назначения.

В таблице 1 выбираем электродвигатели, имеющие ближайшую большую номинальную мощность Рном = 7,5 кВт по отношению к требуемой мощности Рдв.тр = 5,03 кВт, рассчитанной по формуле. Параметры электродвигателей приведем в таблице .

Таблица 1 – Выбор электродвигателя

Тип

двигателя

Номинальная мощность Рном, кВт

Номинальная частота вращения,

Nном, мин-1

Общее передаточное число привода

Uобщ= nном / n4

112М2

132S4

132M6

160S8

7,5

2895

1440

960

727

26,32

13,09

8,73

6,61

Общее передаточное число привода определяется по формуле

Uобщ = uзп  uцп,

где uзп – передаточное число зубчатой передачи;

uцп – передаточное число цепной передачи.

Из таблицы выбираем рекомендуемый интервал передаточных чисел механических передач, входящих в рассматриваемую кинематическую схему привода, и рассчитываем рекомендуемый интервал Uобщ

Из таблицы 4 видим, что для 2-го, 3-го и 4-го двигателей общее передаточное число привода попадает в рекомендуемый интервал. Поэтому можно взять любой из этих двигателей для дальнейших расчетов. Однако четвертый двигатель (низкоскоростной) имеет повышенные массу и габариты. Остановимся на третьем двигателе 132М4 с номинальной мощностью Рном = 7,5 кВт, частотой вращения вала двигателя nном= 960 мин-1. В этом случае Uобщ = 8,73.

studfiles.net

Ориентировочное определение необходимой частоты вращения двигателя и передаточных чисел, выбор типоразмера двигателя из таблиц

 

Зная исходные параметры, определяем общее передаточное число и передаточное число дополнительной передачи (согласно условию – клиноременной).

Общее передаточное число привода равно произведению передаточных чисел отдельных ступеней:

 

uобщ = uр uц uз uч……,

 

где uр, uц, uз, uч, … – передаточные числа ременной, цепной, зубчатой, червячной и т.д. передач.

Общее передаточное число рассчитывается по формуле:

 

 

Передаточное число дополнительной передачи рассчитывается по формуле:

 

 

Фактическая частота вращения вала двигателя рассчитывается по формуле:

 

nдв = nс (1 – S),

 

где S – скольжение: S = (nс – nдв) / nс .

Числовые значения передаточных чисел и частот вращения двигателя, рассчитанных по данным каждого из выбранных двигателей, заносим в таблицу 2.3.

 

Таблица 2.3 – Выбор двигателя и определение передаточных чисел

Типоразмер двигателя Р, кВт nс, мин-1 S nдв, мин-1 Uобщ uдоп Вывод
4А100L2У3 5,5 0,034 121,3 30,3 непригодный
4А112М4У3 0,037 1444,5 60,46 15,1 непригодный
4А132S6У3 0,033 40,48 10,2 непригодный
4А132М8У3 0,041 719,25 30,11 7,5 пригодный, принимается
4А132D8У3 0,044 4,2 Менее пригодный, не принимается

Выбор двигателя по данным таблицы

Необходимо проанализировать все выбранные варианты, критерием выбора конкретного двигателя являются данные таблицы Б.2 [1, с. 74, табл. 5.5]; лучшим вариантом будет тот, который отвечает рекомендованным передаточным числам.

Тихоходные электродвигатели имеют значительные габариты и дороже быстроходных. Поэтому применять электродвигатели с синхронной частотой вращения 750 мин-1 и менее следует только в технически обоснованных случаях.

Технические данные электродвигателей серии 4А указаны в ГОСТ 19523-81; их маркировка означает: 4АН – электродвигатели с короткозамкнутым ротором, защищенные от попадания частиц и капель и имеющие предохранение от прикосновения к вращающимся частям, находящимся под током; 4А – электродвигатели с короткозамкнутым ротором, закрытые, обдуваемые (табл. Б.1) [1, с. 70-71, табл. 5.1], их применяют для привода машин, к пусковым характеристикам которых не предъявляются особые требования.

Электродвигатели 4АР с повышенным пусковым моментом по ГОСТ 20818-75 [1, с. 72, табл. 5.2] применяют для привода машин, имеющих значительную пусковую нагрузку (например, в приводах конвейеров, глиномялок, компрессоров, плунжерных насосов и других машин с повышенным трением или значительными инерционными нагрузками).

 

Вывод

В рассматриваемом примере с дополнительной клиноременной передачей подходят два варианта с двигателями:

а) 4А225М8У3,

б) 4А250S10У3.

(Следует иметь в виду, что чем больше частота вращения вала двигателя, тем меньше его габариты, масса и стоимость, но больше требуемое передаточное число привода.)

Исходя из этих условий, следует предпочтение отдать двигателю 4А225М8У3 как более дешевому.

 

Проверочный расчет

 

Проверочный расчет на усталость по контактным напряжениям выполняется по формуле [1, с. 163, форм. 9.42]:

 

.

 

Коэффициенты:

- коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес – ZM = (275 Н/мм2)1/2;

- безразмерный коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий – Zε = 0,79;

- безразмерный коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев – ZH = 1,77 соs β;

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по поверхности зубьев – Кн = 1,17.

Полученное контактное напряжение должно быть меньше или равно допустимому контактному напряжению, т.е. должно выполняться условие: σн ≤ [σн], при котором обеспечивается прочность.

Определяем окружную скорость по формуле:

 

 

По таблице Б.7 [1, с. 175, табл. 9.9] назначаем 8-ю степень точности передачи.

 

 

Практическая работа № 2.

РАСЧЕТ ОДНОСТУПЕНЧАТОГО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕДУКТОРА С КОСОЗУБЫМ ЗАЦЕПЛЕНИЕМ

 

Задание

 

Рассчитать зубчатую передачу редуктора по данным практической работы № 1. Вид зацепления зубьев – косозубое (рис. 2.2).

Расчет косозубой передачи проводится подобно расчету прямозубой передаче. Но есть некоторые изменения.

а) б)

Рисунок 2.2 – а – косозубые колеса в зацеплении;

б – схематическое изображение косозубого колеса

Проектный расчет

 

В колесах с косым зубом различают окружной шаг рt, который измеряется параллельно торцу колеса, и нормальный шаг pn, измеряемый в нормальном к направлению зуба сечении:

pn = рt cosβ,

где β – угол наклона линии зуба. Во избежание больших осевых усилий принимают β = 8°…15° (редко 20°).

Аналогично связаны между собой нормальный mn и окружной модули mt.: mn = mt cosβ

По стандарту обычно выравнивают нормальный модуль.

 

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

zdamsam.ru

Выбор электродвигателя

Механика Выбор электродвигателя

просмотров - 398

Исходными данными для энерго-кинœематического расчета привода являются: окружное усилие ,H или крутящий момент , Н·м, которые должен реализовать привод на рабочем органе; окружная скорость , м/сили угловая скорость ,с-1, геометрические параметры рабочего органа.

Электродвигатель для привода подбирается по двум параметрам: требуемой мощности , Вт, и требуемой частоте вращения , мин-1.

Порядок подбора электродвигателя для привода представим в виде таблицы 3.1.

Таблица 3.1 – Порядок подбора электродвигателя для привода

Продолжение таблицы 3.1

Таблица 3.2 – Ориентировочное значение КПД и передаточных отношений элементов привода

Передачи Изображение Открытая Закрытая
Передаточное отношение КПД Передаточное отношение КПД
Цилиндрическая зубчатая прямозубая 4,0…7,0 (12) 0,93 2…5,0 (8) 0,97
косозубая
шевронная
Коническая зубчатая прямозубая 3,0…5,0 (7) 0,92 2…3,0 (5) 0,95
косозубая 3,0…6,0 (7)
с круговым зубом
Червячная - - 8…50 (80) 0,7
Ременная плоско-ременная 2…6 (6) 0,95 - -
клино-ременная 2…5 (7) 0,94 - -
Цепная 2…5 (7) 0,91 - -
Подшипники качения (пара) - - - 0,99
Муфты - - - 0,98

Таблица 3.3 – Электродвигатели асинхронные

Тип электродвигателя РЭД, кВт nЭД, мин-1 Тип электродвигателя РЭД, кВт nЭД, мин-1
4А71А2У3 1,1 4А80В6У3 1,1
4А80А2У3 1,5 4A90L6У3 1,5
4А80В2У3 2,2 4А100L6У3 2,2
4A90L2У3 3,0 4А112МА6У3 3,0
4A100S2У3 4,0 4А112МВ6У3 4,0
4A100L2У3 5,5 4A132S6У3 5,5
4А112М2У3 7,5 4А132М6У3 7.5
4А132М2У3 11,0 4A160S6У3 11,0
4A160S2У3 15,0 4А160М6У3 15,0
4А160М2У3 18.5 4А180М6У3 18,5
4A180S2У3 22.0 4А200М6У3 22,0
4А80А4У3 1,1 4А90LВ8У3 1,1
4А80В4У3 1,5 4А100L8У3 1,5
4А90L4У3 2,2 4А112МА8У3 2,2
4А100S4У3 3,0 4А112МВ8У3 3,0
4A100L4У3 4,0 4А132S8У3 4,0
4А112М4У3 5,5 4А132М8У3 5,5
4A132S4У3 7,5 4А160М8У3 7.5
4А132М4У3 11,0 4А160М8У3 11,0
4A160S4У3 15,0 4А180М8У3 15,0
4А160М4У3 18,5 4А200М8У3 18,5
4A180S4У3 22,0 4А200М8У3 22,0

Пример

Подобрать электродвигатель для привода ленточного конвейера если известно:

‑ окружное усилие на барабане кН;

‑ окружная скорость ленты м/с;

‑ диаметр барабана мм.

Расчет сведем в таблицу 3.4

Таблица 3.4 – Порядок выбора электродвигателя

Продолжение таблицы 3.4

Читайте также

  • - Выбор электродвигателя

    Мощность привода главного движения определяется по полезной (эффективной) мощности, расходуемой на процесс резания. При проектировании станков общего назначения полезная мощность определяется для реальных режимов резания, исходя из реального сочетания скорости... [читать подробенее]

  • - Выбор электродвигателя

    В общем машиностроении широкое распространение получили асинхронные двигатели трехфазного тока с короткозамкнутым ротором. Асинхронные двигатели имеют «жесткую» механическую характеристику. При этом значительное изменение нагрузки вызывает несущественное... [читать подробенее]

  • - Выбор электродвигателя насоса

    Условия работы электродвигателей насосов Особенности шахтных водоотливных установок: пуск насосов производится при закрытой задвижке на напорном трубопроводе, потребляемая мощность при этом составляет около 30-40% расходуемой мощности при нормальной работе,... [читать подробенее]

  • - Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода

    Общий КПД привода h = h2, h3, ¼, hn, где h2, h3, … hn — КПД отдельных элементов передач (средние значения КПД приведены в табл. 3.1). КПД для муфт: жестких h = 1; упругих и компенсирующих h = 0,98…0,99; фрикционных h = 0,85…0,95. Подбор электродвигателя по требуемой мощности Ртреб. = Рвых. /... [читать подробенее]

  • - Выбор электродвигателя

    Исходными данными для энерго-кинематического расчета привода являются: окружное усилие ,H или крутящий момент , Н·м, которые должен реализовать привод на рабочем органе; окружная скорость , м/сили угловая скорость ,с-1, геометрические параметры рабочего органа. ... [читать подробенее]

  • - Важным мероприятием является правильный выбор электродвигателя по мощности

    Правильный выбор электрооборудования по условиям окружающей среды. Мероприятия по снижению отказов электрооборудования при эксплуатации Всё электрооборудование должно эксплуатироваться в тех условиях, на которое оно рассчитано. Этого можно достичь... [читать подробенее]

  • - Предварительный выбор электродвигателя

    Электродвигатель для главного привода станка выбирают на стадии разработки его кинематической схемы. При проектировании специального станка для всех элементов цикла определяют эффективную мощность резания. Пользуясь кинематической схемой главного привода, вычисляют... [читать подробенее]

  • - Предварительный выбор электродвигателя

    Электродвигатель для главного привода станка выбирают на стадии разработки его кинематической схемы. При проектировании специального станка для всех элементов цикла определяют эффективную мощность резания. Пользуясь кинематической схемой главного привода, вычисляют... [читать подробенее]

  • - Выбор электродвигателя

    2.1.1 Требуемая мощность привода: для транспортеров: , для поворотных платформ: , где – требуемая мощность привода, кВт; F – тяговое усилие на конвейере, кН; v – скорость движения конвейера, м/с; T – вращающий момент, кН×м; w – угловая скорость вращения платформы,... [читать подробенее]

  • - Выбор электродвигателя

    ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ. РАСЧЕТ КИНЕМАТИЧЕСКИХ И ЭНЕРГОСИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕДУКТОРА Выбор электродвигателя производят в зависимости от требуемой мощности Рдв.треб. и частоты вращения вала электродвигателя nдв.треб. Требуемую мощность электродвигателя определяют по... [читать подробенее]

  • oplib.ru