Проектировании мотор-редуктора. Кинематический расчет

1 ВВЕДЕНИЕ
1.1 Цель и задачи проектирования


Рисунок 1.1 – Схема мотор-редуктора

Мощность на выходе Р = 10,5 кВт, частота вращения выходного вала n = 255 об/мин.
Цель – приобрести навыки в проектировании мотор-редуктора.
Задачи: произвести кинематический расчет, расчет закрытых передач, предварительный расчет валов, выбор подшипников, уточненный расчет валов, выбор смазки, описание сборки мотор-редуктора.

1.2 Краткое описание конструкции мотор-редуктора

Двухступенчатый цилиндрический мотор-редуктор состоит из электродвигателя и редуктора. Редуктор состоит из корпуса, вала-шестерни быстроходной передачи, промежуточного вала, на котором расположены колесо быстроходной передачи и шестерня тихоходной. На третьем выходном валу размещается зубчатое колесо тихоходной передачи и полумуфта. Все валы опираются на подшипниковые узлы. Для защиты подшипников от разбрызгивающегося масла зубчатых передач установлены маслоотражающие шайбы. Подшипниковые узлы закрыты крышками. Также имеется смотровой люк и выходное отверстие для слива масла.
Быстроходный вал расположен над промежуточным: быстроходная передача вертикальная. А тихоходная передача в редукторе горизонтальная.

1.3 Условия эксплуатации мотор-редуктора

Условия эксплуатации привода: режим работы со значительными динамическими нагрузками без реверса. Работа 2 смены, 365 дней в году. Требуемый срок службы L = 10 лет. Типовой режим нагружения – I (тяжелый). Требования к компактности – высокие, ограничения по шумности – высокие, производство – единичное.

1.4 Определение ресурса мотор-редуктора


где = 10 лет – срок службы привода;
= 365 – количество рабочих дней в году;
= 1 – коэффициент годового использования;
= 2 – количество смен;
= 8 часов – продолжительность смены;
= 0,99 – коэффициент загрузки за смену.
(1.1)
2 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
2.1 Определение КПД мотор-редуктора

Определим КПД редуктора
(2.1)
где = 0,98 – КПД закрытой зубчатой цилиндрической передачи;
= 0,99 – КПД пары подшипников;


2.2 Определение требуемой мощности электродвигателя

Определим требуемую мощность двигателя:
(2.2)



2.3 Выбор подходящих вариантов электродвигателя

Двигатель подбирается по передаваемой мощности. Условие выбора:
,
где – мощность двигателя по каталогу.
Для асинхронных двигателей допускается перегрузка 8% – при постоянной нагрузке, и 12% – при переменной нагрузке.
В большинстве случаев можно подобрать несколько электродвигателей требуемой мощности, с разными скоростями вращения. Если мощность двигателя по каталогу больше требуемой мощности , то расчетная мощность двигателя . Если двигатель работает с перегрузкой ( ), то .
Подбираем подходящие по мощности электродвигатели и заносим в таблицу 2.1. [3, приложение, табл. 1];

Таблица 2.1 - Параметры выбранных электродвигателей
Обозначение электродвигателя Мощность P,
кВт nэд. ном., об/мин uпривода
1 АИР132М2 11,0 2910 11,4
2 АИР132М4 1450 5,7
3 АИР160S6 970 3,82
4 АИР160М8 730 2,86
5 A200M12 480



2.4 Определение диапазона передаточных чисел редуктора

, (2.3)
для 1-го варианта:

2-го варианта:

для 3-го варианта:

для 4-го варианта:
.




2.5 Выбор окончательного варианта электродвигателя

Окончательно выбираем:
Двигатель АИР 132М2 ТУ РБ-05755950-420-93. Другого варианта просто не может быть, т.к. со 2 по 5-й варианты слишком малые передаточные числа, не имеет смысла делать две ступени в редукторе.
Мощность 11,0 кВт, и
4 – порядковый номер серии,
А – вид двигателя (асинхронный),
М – модернизированный,
160 – высота вращения ротора,
S – условная длина станины;
2 – число полюсов,
У3 – климатическое исполнение (работа в зоне умеренного климата, в закрытых неотапливаемых помещениях).

Рисунок 2.1 – Электродвигатель исполнения 1М2081

Размеры: h =132 мм; l30 = 498 мм; l33 = 584 мм; h31 = 325 мм; h37 = 193 мм; d30 = 288 мм; l1 = 80 мм; l2 = 80 мм; d1 = 38 мм; b1 = 10 мм; b2 = 10 мм; h1 = h2 = 8 мм; l10 = 178 мм; l11 = 212 мм; l21 = 13 мм; l31 = 108 мм; d10 = 15 мм; d20 = 30 мм; d24 = 350 мм; d25 = 250 мм


2.6 Разбивка общего передаточного числа редуктора по ступеням

Рекомендуемое и предельное значение передаточных чисел редуктора приведено в [3, табл. 1.4];