Кинематический расчет привода

1. Прикладная механика

Кинематический расчет привода
лекция №3
1

2.

мощность
N
А
F S
S
, м / с
n
30
F F R T , Вт
R, м / с
, рад / с
n
F R T, H м
30
, об / мин
угловая скорость
n частота вращения
линейная скорость
Т крутящий момент
R плечо
2

3.

Коэффициент полезного действия
Коэффициент полезного действия (
η) –
N0
N дв
отношение полезно используемой энергии
к полным энергетическим затратам
0 1 2 3 .... n
1
N дв
м
0 1 2 3 4
ЦР
2
1
x
3
4
x
2
N0
муфты
цилиндрического
редуктора
3
цепной передачи
4
пары подшипников
3

4. Значения К.П.Д. элементов привода

№
Элементы привода
Значения к.п.д.
закрытая
открытая
1.
Цилиндрическая зубчатая передача
0,96 - 0,98
0,93 - 0,95
2.
Коническая зубчатая передача
0,95 – 0,97
0,92 – 0,94
3.
Червячная передача при числе заходов
червяка
Z1 = 1
0,65 – 0,70
Z1 = 2
0,70 – 0,75
Z1 = 3
0,70 – 0,85
Z1 = 4
0,85 – 0,90
-
4.
Цепная передача
0,95 – 0,97
5.
Ременная передача
6.
Фрикционная передача
7.
Подшипники качения (1 пара)
0,99-0,995
8.
Подшипники скольжения (1 пара)
0,98-0,99
9.
Муфты
0,9
0,95 – 0,96
0,90 – 0,96
0,7 – 0,8
0,985-0,995
*
4

5.

Передаточное отношение
Все передачи, включая редукторы, коробки скоростей, вариаторы
(за исключением муфт) имеют передаточное отношение
Обозначим передаточные отношения элементов привода
u1; u2 ; u3 ;...; un
Общее передаточное отношение привода:
u0 (i) u1 u2 u3 ... un
5

6.

Передаточное отношение
Передаточное отношение u(i) –
безразмерная величина:
принимает значения от нуля до бесконечности
показывает во сколько раз частота вращения n (угловая скорость ω)
ведущего вала больше или меньше частоты вращения ведомого вала
ведущего
u (i)
nведомого ведомого
nведущего
Из двух или более рассматриваемых валов ведущим является тот,
который в кинематической схеме расположен ближе к источнику движения
При значениях:
0 < u < 1 - передача повышающая
1 < u < ∞ - передача понижающая
Если u = 1 - частоты вращения ведущего и ведомого валов равны
6

7.

Повышающие и понижающие передачи
Ведущий вал
Ведомый вал
Х
Ведущий вал
Х
м
Х
Ведомый вал
Х
м
7

8.

Передаточное отношение
1 - вал электродвигателя
2 - быстроходный вал редуктора
3 - тихоходный вал редуктора
4 - приводной вал цепного
транспортера
x
x
n1
n2
4
1
2
n4
u2
ЦР
u1
x
n1; n2 ; n3 ; n4
n1 = n2
Х
м
Введем нумерацию валов 1,2,3,4
и обозначим частоты вращения
валов:
x
u1
=
n2
n3
u2 =
n3
n4
Х
3
n3
n2 n3 n2
u0 u1 u2
n3 n4 n4
8

9.

Рекомендуемые значения передаточных отношений
Передаточное число
№
Тип передачи
среднее
значение
наибольшее
значение
1.
Цилиндрическая передача
с прямыми зубьями
с косыми зубьями
3–4
3–5
8
8
2.
Коническая передача
2–3
6
3.
Червячная передача
10 – 40
80
4.
Клиноременная передача
2–5
7
5.
Цепная передача
2-4
8
6.
Редуктор:
- одноступенчатый
- двухступенчатый
- трехступенчатый
2,0 – 6,3
8,0 – 40
45 – 200
*
9

10. Выбор электродвигателя (по мощности)

N0
N дв
N дв
N0
N дв
1,5
1,76 кВт
0,85
0 1 2 3 .... n
м
1
0 1 2 3 4
ЦР
2
Смотри
таблицу
x
Определить :
3
N дв ; дв (nдв )
0 0,995 0,96 0,9 0,99 0,85
Задано :
4
x
N 0 1,5 кВт
0 1,0 с 1
10

11. Выбор электродвигателя (по частоте вращения)

дв uоц 0 , с
uоц u0 u1 u2 u3 ... un
1
Определить :
uоц u0 u1 u2
N дв ; дв (nдв )
м
u2 = 2 - 4
ЦР
u1
u1
u2
таблицу
u1 = 2 - 200
uоц (2 4) (2 200) 4 800
x
передаточное отношение
редуктора
Смотри
дв (4 800) 0 , с 1
u2
передаточное отношение
Задано :
цепной передачи
x
N 0 ; 0
11

12.

Выбор электродвигателя
(по частоте вращения)
дв (4 800) 0 , с
1
№
Угловая скорость
приводного вала
0, с-1 (n0, об/мин)
Минимальная угловая
скорость двигателя
дв min (nдв min , об/мин)
Максимальная угловая
скорость двигателя
дв max (nдв max , об/мин)
Частота вращения
выбранного
двигателя, об/мин
1.
0,1 (1)
0,4 (4)
80
750
2.
1 (10)
4
800 (8000) *
750, 1000, 1500, 3000
3.
10 (100)
40 (400)
8000 (80000)
750, 1000, 1500, 3000
4.
50 (500)
200 (2000)
40000 (400000)
3000
(40)
(800)
Угловые скорости и частоты вращения стандартных
электродвигателей:
дв
nдв
75, 100, 150, 300 с-1
750, 1000, 1500, 3000 об/мин
12

13.

Технические данные трехфазных
асинхронных электродвигателей
серии 4А (АИР)
Nдв
Тип двигателя
3000 об/мин
1500 об/мин 1000 об/мин
750 об/мин
0,75
4А71А2УЗ
4А71В4УЗ
4А80А6УЗ
4А90В8УЗ
1,1
4А71В2УЗ
4А80А4УЗ
4А80В6УЗ
4А90В8УЗ
1,5
4А80А2УЗ
4А80В4УЗ
4А906УЗ
4А1008УЗ
2,2
4А802УЗ
4А90S4УЗ
4А1006УЗ
4А112МА8УЗ
3,0
4А902УЗ
4А100S4З
4А112МА6УЗ
4А113МВ8УЗ
4,0
4А1002УЗ
4А100S4УЗ
4А112МВ6УЗ
4А1328УЗ
5,5
4А1002УЗ
4А112М4УЗ
4А132М6УЗ
4А132М8УЗ
7,5
4А112М2УЗ
4А132S4УЗ
4А132М6УЗ
4А1608УЗ
11,0
4А132М2УЗ
4А132М4УЗ
4А1606УЗ
4А160М8УЗ
15,0
4А1602УЗ
4А160S4УЗ
4А180М6УЗ
4А180М8УЗ
▲
кВт
13

14.

Распределение общего передаточного
отношения по ступеням привода
nдв 750
u0 u1 u2
75
n0
10
u0 75
u2
3 (2 4)
u1 25
nдв 1000
u0 u1 u2
100
n0
10
u2
u0 100
2,5 (2 4) ▲
u1
40
n
1500
u0 u1 u2 дв
150
n0
10
u2
u0 150
3,75 (2 4)
u1
40
n
3000
u0 u1 u2 дв
300
n0
10
u0
300
u2
3 (2 4)
u1 100
Передаточные отношение двухступенчатых редукторов:
8, 10, 12,5; 16, 18, 20, 22,4; 25, 28, 31,5; 35,5; 40
Передаточные отношение трехступенчатых редукторов:
45, 50, 56, 63, 80, 100, 125, 160, 200
▲
14