Кинематический расчет механизма

Передаточное отношение разрабатываемого механизма можно реализовать различными способами производя разбивку общего передаточного отношения U _общ по ступеням. Правильным считается такой выбор, при котором проектант, учитывает требования, предъявляемые к механизму, и закладывает их в основу оптимизации кинематической схемы.

Определение общего передаточного отношения механизма от двигателя до выходного вала:

, (1)

где:

n_вых - частота вращения выходного вала механизма, об/мин.

n_дв – частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

 

Предварительный выбор электродвигателя.

В случае работы электропривода при неизменной или малоизменяющейся нагрузке двигатель выбирается по номинальной мощности:

, (2)

где:

– минимально необходимая мощность двигателя, Вт;

М_вых – нагрузочный момент сил на выходном валу, Н·м;

n_вых. – частота вращения выходного вала, об/мин;

h_общ. – общий к.п.д. передач от двигателя до выходного вала.

x - коэффициент запаса, учитывающий влияние динамических

нагрузок в механизме. Обычно x = 1,05…1,5.

h_общ. может иметь диапазон значений в пределах 0,1 … 0,95, причем, чем меньше передаваемая мощность и больше передаточное число механизма, тем меньше значение h_общ.

При предварительном выборе двигателя величиной h_общ. следует задаться: для ориентировочного расчета при наличии червячной передачи - 0,5…0,7; при отсутствии – 0,7…0,8.

По найденной мощности двигателя производится выбор типа двигателя из каталога. В таблице 2 приведены основные сведения о некоторых типах электродвигателей. Все основные сведения о выбранном двигателе выписываются отдельно.

 

 

Таблица 2

Частота вращения, об/мин	Мощность, Вт	Вращ. момент, Н*м*10^4	Напряжение питания, В	Тип двигателя (марка)	d	D	Z
	5,5 0,1 0,3 0,6	97,5 1,5 3,5 6,5	127/220 127/220 127/220 127/220 220 = 12 = 12 = 220 3 фазн. 127/220 127/220 220 1 фазн. 127/220 127/220 110 = 110 = 110 = 110 = 22 =	2АСМ-400 УАД-74 ОАОЛБ-012-4 АОЛ-011-4 АОЛБ-11-4 АОЛБ-12-4 ДО-50 ДАРМ-50/2 ДР-25 ДПМ-35-Н1/Н2-22 ДПМ-72-Н1/Н2-08 УАД-72 АОЛ-011-2 ДТ-75 УАД-72 АОЛБ-11-2 АОЛБ-12-2 СЛ-528 СЛ-321 СЛ-361 СЛ-521 СЛ-570 ДИД 0,1ТА ДИД 0,5ТА ДИД 0,6ТА ДИД 1ТА ДИД 2ТА ДИД 3ТА ДИД 5ТА ДИД 10ТА		106,4 106,4 106,4 18,5 22,2 -	78,5 91,5 148,2 44,8 45,5 54,5 68,5 1,0

 

Разбивку общего передаточного отношения по ступеням производят в зависимости от условий предъявляемых к механизму и заданного типа передач:

, (3)

где:

U_i – передаточное отношение одной ступени;

U_общ – общее передаточное отношение механизма;

i_опт – оптимальное число ступеней, определяемое по формуле:

 

а) при условии минимизации габаритов механизма[3]:

i_опт = 1,85 lg ·U_общ; (4)

б) при условии минимизации массы[3]:

i_опт = 3,0 lg·U_общ. (5)

Если в механизм входят червячные передачи, то учитывая возможность воспринимать ими большие нагрузки, i_опт можно уменьшить.

Величины передаточных отношений принимаются следующими:

U_цил. = 1…8 (10); (6)

U_кон. = 1…4 (6); (7)

U_черв. = 8…80. (8)

В скобках даны предельно допускаемые максимальные значения передаточных отношений.

Разбивка общего передаточного отношения механизма осуществляется в соответствии с уравнением (9):

(9)

 

где:

U_цил , U_кон , U_черв - передаточные отношения цилиндрической, конической и червячной передач в механизме;

k,l,m, - число цилиндрических, конических и червячных передач в механизме.

Построение кинематической схемы механизма

Теперь осуществляется построение кинематической схемы механизма согласно полученного разбиения по ступеням и правилам построения схем приведенным в приложении 1.

Далее осуществляется уточнение к.п.д. редуктора.

h_{общ. =} h_{пер. *} h_подш., (10)

 

причем: h_пер. = h^а_цил.пр.· h^в_{цил.кос.} · h^с_кон. · h^d_черв., (11)

где: h_пер – к.п.д. всех передач, имеющихся в механизме;

a,b,c,d, - число одноименных передач;

можно принять:

h_цил. = 0,95…0,99;

h_кон. = 0,94…0,98;

h_черв. = 0,68…0,92;

h_подш. = h^l_п.п. – к.п.д. подшипников;

h_п.п. = 0,99 – для одной пары шарикоподшипников;

h_п.п. = 0,96 – для одной пары подшипников скольжения;

l – число пар подшипников;

Полученное после уточнения значение к.п.д. подставляем в формулу (2). После определения нового значения мощности электродвигателя проверяем его пригодность для проектируемого механизма.