Определение общего КПД привода
КПД привода определяется по формуле [1, с.4]:
,
где ηМ – КПД муфты, принимаем ηМ=0.98;
ηЗП – КПД закрытой передачи, принимаем ηЗП=0,97;
ηОП – КПД открытой передачи, принимаем ηОП=0.95;
ηП – КПД, учитывающий потери на трение в подшипниках, ηП=0.99 [1,табл.1.1,с.5]. Тогда:
Определение угловых скоростей валов. Расчет мощностей и крутящих моментов на валах I, II и III.
Определим угловые скорости w1, w2 и w3:
;
;
Найдем значения мощностей на валах. Мощность на валу III:
,
где TIII – крутящий момент на валу III. TIII=2480 Нм (по условию).
.
.
.
Определим требуемую мощность электродвигателя:
Далее вычислим моменты на валах привода:
;
;
(по условию).
Результаты энергокинематического расчета сведем в таблицу 1.1.
Таблица 1.1.Результаты энергокинематического расчета
| № вала | u | n, об/мин. | w, с -1 | Т, Нм | Р, Вт |
| 4.6 | 94.2 | 137.4 | 12939.8 | ||
| 195.6 | 20.5 | 606.2 | 12426.1 | ||
| 4.4 | |||||
| 4.7 | 11686.7 |
Расчет цилиндрической косозубой передачи.
Проектировочный расчет передачи по контактной выносливости.
По условию твердость шестерен НВ1=290. Выберем сталь 40ХН, термическая обработка – улучшение [1,стр. 34,табл.3.3].
Так как в задании нет особых требований к твердости зубчатых колес, выберем материал со средним механическими характеристиками – сталь 40Х; термическая обработка – улучшение, твердость HB=290 МПа.
Допускаемые контактные напряжения:
, [1, с. 33]
где 
— предел контактной выносливости при базовом числе циклов.
[1,табл. 3.2, с.34].
КHL – коэффициент долговечности. При числе циклов нагружения больше базового, принимаем КHL = 1 для шестерни и колеса [с. 33].
[SH] — коэффициент безопасности, [SH] = 1.2 [1, с. 33].
Для косозубых колес расчетное допускаемое напряжение равно:
[1, с. 35]
Тогда расчетное допускаемое контактное напряжение
.
Требуемое условие контактной выносливости [sн]£1,23[sн2] – выполняется.
Коэффициент КНβ для симметричного расположения колес относительно опор принимаем равным: КНβ=1,08 [1, табл. 3.5,с. 39,]
Принимаем для косозубых колес коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию ψbа = b/aw = 0.3 [1, с. 33].
Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев:
, [1, с.32]
где для косозубых колес Ка = 43 [1, с.32]
ТII – вращающий момент на валу колеса 2.
Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66
Нормальный модуль зацепления принимаем по следующей рекомендации:
Принимаем по ГОСТ 9563-60: mn = 2 мм [1, с.36]
Примем предварительно угол наклона зубьев b = 15 о и определим числа зубьев шестерни и колеса [1, с.36]:
Источник
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
где hрп = 0,96 ─ КПД ременной передачи;
hзп = 0,98 ─ КПД цилиндрической зубчатой передачи;
hчп = 0,8 ─ КПД червячной передачи;
hвп = 0,85 – КПД волновой передачи;
hк = 0,96 ─ КПД конической передачи;
hп = 0,99 ─ КПД пары подшипников.
Определение требуемой мощности двигателя, Pэд.
Требуемая мощность двигателя, Pэд определяется по формуле
,
;
где, Тн ─ момент нагрузки на распределительном кулачковом валу или на выходном валу привода, Нм, задано в ТЗ;
Рэд ─ мощность электродвигателя, Вт.
x — коэффициент запаса, учитывающий динамические нагрузки в момент разгона.
По расчетному значению Рэд производится выбор электродвигателя, по табл.2.1. Техническую характеристику выбранного электродвигателя занести в таблицу 2.2.
Источник
Как найти общие кпд привода
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА
Цель работы:
1. Изучить последовательность выполнения кинематического расчета привода.
2. Ознакомиться с примером кинематического расчета привода.
3. Выполнить кинематический расчет привода для индивидуального задания.
Порядок выполнения кинематического расчета привода. Проектирование машины любого типа начинается с расчета привода, который начинают с выбора двигателя по потребной мощности, кинематической схеме привода и условиям эксплуатации, указанным в задании на разработку машины. Требуемую мощность двигателя определяют на основании исходных данных – рабочих характеристик машины.
Если указана мощность 
(
) на выходном валу привода, то расчетная мощность на входном валу привода определяется по зависимости:
, (1)
где 
— коэффициент полезного действия (КПД) привода, который равный произведению частных КПД элементов привода
, (2)
где 
— КПД отдельных звеньев кинематической цепи привода, ориентировочные значения, которых приведены в таблице 1.1.
С учетом расчетной мощности на входном валу привода определяется мощность двигателя привода из условия 
.
Если на выходном валу указаны вращающий момент 
(
) и его угловая скорость 
(
), то мощность привода
. (3)
Если на выходном валу указаны тяговое усилие 
(
)и его скорость 
(
), то мощность на входном валу привода
. (4)
Таблица 1.1. Средние значения коэффициентов полезного действия элементов привода
с цилиндрическими колесами
с цилиндрическими колесами
Закрытая червячная при числе
В большинстве стационарных машин в качестве двигателя принимается трехфазный асинхронный электродвигатель, характерной особенностью которого является синхронная частота вращения, которая в зависимости от числа пар полюсов 
может быть 
3000;1500;1000;750;600; 500 об/мин. Для обеспечения заданной скорости на выходном валу привода его передаточное отношение
(5)
Передаточное отношение привода равно произведению передаточных отношений всех передач привода:
, (6)
где 
— передаточное отношение отдельных передач кинематической цепи привода.
Передаточные отношения для различных видов механических передач приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2. Средние значения передаточных отношений механических передач
с цилиндрическими колесами
с четырехзаходным червяком
При кинематическом расчете привода принята нумерация валов начиная от вала приводного двигателя. Для каждого вала определяется мощность, момент и его угловая скорость (частота вращения) с учетом КПД передач и их передаточного отношения.
Мощность на 
том валу привода
. (7)
Угловая скорость на том валу привода
. (8)
Момент том валу привода
. (9)
2. Пример расчета. Определить мощность привода ленточного транспортера, представленного на рис. 1.1. Рассчитать мощность, момент и угловую скорость на каждом валу привода.
Исходные данные. Тяговое усилие на ленте 
10 кН, скорость движения ленты 
. 1 м/с. Электродвигатель с синхронной частотой вращения 1500 об/мин. Диаметр приводного барабана транспортера 
800 мм. Передаточные отношения ременной, зубчатой и цепной передач: 
3,45; 
5,6;
3,25.
Рис.1.1. Кинематическая схема привода: 1 – двигатель, 2 – клиноременная передача, 3 – закрытая зубчатая передача, 4 – цепная передача, 5 – барабан ленточного конвейера.
1. Принимаем КПД элементов привода по таблице 1.1:
0,97 — КПД ременной передачи,
0,97 – КПД зубчатой передачи,
0,92 – КПД цепной передачи,
0,99 –КПД пары опорных подшипников.
2. Общий КПД привода по формуле (2):
0,84.
3. Частота вращения приводного барабана:
23,9 об/мин.
4. Передаточное отношение привода по формуле (5):
62,8.
Проверка передаточного отношения для заданных передаточных отношений передач по формуле (6)
62,8.
5. Расчетная мощность на валу двигателя привода определяется по формуле (1)
11900 Вт = 11,9 кВт.
6. Угловые скорости, мощности и крутящие моменты на валах привода:
I вал – вал двигателя:
157 1/с,
кВт,
.
II вал – входной вал редуктора:
45,5 1/с,
11,4 кВт,
III вал – выходной вал редуктора:
8,1 1/с,
10,9 кВт,
IV вал – вал барабана:
2,5 1/с,
10 кВт,
.
Проверка тягового усилия на ленте конвейера:
н = 10 кН.
3. Индивидуальные задания для выполнения кинематического расчета привода.
Индивидуальные задания по практической работе выполняются для кинематической схемы, представленной на рис.1.1. с исходными данными приведенными в таблицах 1.3,1.4.
Необходимо определить мощность привода ленточного транспортера, представленного на рис. 1.1. Рассчитать мощность, момент и угловую скорость на каждом валу привода.
Таблица 1.3. Исходные данные для кинематической схемы рис.1.1.
Мощность на выходном валу привода, кВт
Синхронная частота вращения двигателя, об/мин
Источник
