Предварительный силовой расчет привода

Однотипными характеристиками обеих ступеней и привода в целом являются мощность, крутящие моменты, частота вращения, передаточные числа и кпд. Чтобы наглядно их можно было увидеть, сопоставить и оценить, целесообразно показатели свести в одну таблицу (матрицу) 1, в которой первая строка характеризует первую ступень привода, вторая строка – вторую ступень, а в третьей строке приводятся характеристики на рабочем органе машины и на выходном валу привода. Задачей разработчика является последовательное заполнение ячеек таблицы (матрицы) 1. В качестве примера для освоения процесса заполнения матрицы примем привод к горизонтальному шнековому питателю, который состоит из электродвигателя, передающего вращение клиноремённой передачей на быстроходный вал одноступенчатого зубчатого редуктора. Выходной вал редуктора соединяется муфтой с рабочим валом шнекового питателя. Схема привода приведена на рисунке 1.

В задании приводятся значение момента сопротивления шнека Т₃ в Нм, частота вращения шнека n₃ в об/мин. В соответствии со схемой привода необходимо последовательно заполнять ячейки матрицы, используя известные зависимости и характеристики передач.

Таблица (матрица) 1 Силовые и кинематические характеристики проектируемого привода

Характеристика привода:

- момент сопротивления шнека T₃, Н∙м;

- частота вращения шнека n₃, об/мин.

Рисунок 1 – Схема привода к горизонтальному шнековому питателю:

1- ведущий вал привода;

2- быстроходный вал редуктора;

3- выходной вал привода с муфтой (рабочий орган машины).

Для определения мощности P₃ (кВт) на выходном валу привода, соединенного с рабочим органом машины, используем зависимость:

. (1)

Преобразовав формулу (1), получим:

. (2)

Подставляя известные заданные значения T₃ и n_3, найдём P₃ и заполним соответствующую ячейку.

В случае задания скорости (м/с) и силы F (кН) на рабочем органе машины мощность P₃ (кВт) определяется как их произведение:

. (3)

При известном тяговом усилии F и размерах приводного вала D или звездочки мощность P₃ определяется по моменту на выходном валу = или на приводной звездочке = по формулам:

, (4)

, (5)

где z и t – число зубьев звездочки и шаг.

Частота вращения вала n_в или приводной звездочки n_зв определяется по формулам:

, (6)

. (7)

Полученные значения параметров P₃, T₃ и n₃ заносятся в соответствующие ячейки таблицы (матрицы) 1.

Для определения P₂, P₁, T₂, T_1, n₂, n₁ необходимо знать кпд каждой ступени η₁, η₂ и привода η_общ, а также соответствующие передаточные числа u₁, u₂, u₃=u_общ.