Частота вращения выходного вала двигателя (3 видео)

23,89 мин -1 = 23,89 об/мин.

Угловая скорость выходного вала:

2,5 с -1 = 2,5 рад/с.

Расчет мощности выходного вала

Мощность выходного вала [1, с. 67, формула 5.4]:

Требуемая мощность электродвигателя:

5,16 кВт,

где h_общ – общий КПД привода, который определяется как произведение КПД всех элементов, последовательно передающих вращение от электродвигателя на приводной вал транспортера с учетом потерь на трение в подшипниках [1, с. 68, форм. 5.6]:

где η_рη_зη_ц и т.д. – КПД, учитывающие потери в отдельных ступенях передачи (ременных, цепных, зубчатых и т.д.).

Тип передачи	η закрытых передач	η открытых передач
Зубчатая цилиндрическая	0,96 …0,98	0,92 …0,95
Зубчатая коническая	0,95 …0,97	0,91 …0,93
Червячная передача	0,7 …0,9
Волновая передача	0,65 …0,92
Цепная передача	0,95 …0,97	0,9 …0,93
Ременная передача	0,93 …0,98

Согласно расчету требуемой мощности, выбираем электродвигатель, см. таблица Б.1 [1, с. 70-71, табл. 5.1], так, чтобы Р_Эд > Р_тр.

Проверяем выбранный двигатель на 5,5 кВт (таблица Б.1) [1, с. 70-71, табл. 5.1] на перегрузку:

Содержание

Частота вращения выходного вала
Частота вращения выходного вала двигателя
Частота вращения: формула
Номинальная скорость вращения
Угловая скорость
Угловая скорость в конкретных случаях
Как определить угловую скорость
Угол поворота и период обращения
Циклическая частота вращения (обращения)
Переход от угловой к линейной скорости
Видео
Видео

Видео:Как определить частоту вращения двигателяСкачать

Частота вращения выходного вала

В конструкциях водил, приведенных на рис. 9.3, 9.8 и 9.9, оси сателлитов имеют по две опоры. В последнее время все чаще водила конструируют с одной консольной опорой для осей сателлитов. На рис. 9.10 приведена конструкция планетарного редуктора с консольными осями сателлитов.

По рис. 9.10, а привод осуществляют через соединительную муфту, а по рис. 9.10, б —непосредственно от вала фланцевого электродвигателя.

Пример. Рассчитать и сконструировать мотор-редуктор с планетарной передачей (рис. 9.11) по следующим данным: мощность электродвигателя Р_э = 7,5кВт, частота вращения п_э= 1445 об/мин. Передаточное число и_р&ц=10. Срок работы L_h =10 000 4. Производство крупносерийное. Колеса прямозубые.

Данный пример относится к 3-му случаю исходных данных.

Частота вращения выходного вала п_вых = п_т= 144 об/мин.

Вращающие моменты: на валу электродвигателя (1.20)

По рекомендации примем число зубьев ведущей шестерни «а» (см. рис. 9.1) ζ_β =18.

Тогда по формуле (9.2) числа зубьев других колес (см. рис. 9.1):

неподвижного колеса «Ь» с внутренними зубьями

сателлитов «g» z=0,5(z_b — z_a) = = 0,5(162-18) = 72.

Примем для колес сталь марки 40 ХН с термообработкой по III варианту, т. е. колеса и шестерни подвергаются термообработке улучшением, с последующей поверхностной закалкой с нагревом ТВЧ. Твердость

сердцевины 269. 302 НВ, поверхности 48. 53 HRC . Средняя твердость колес HRC_cp = 0,5(48 + 53) = 50,5 или после перевода в твердость по Бриннелю НВ =490.

База испытаний (2.2) колес: Л^ = НВ*=490 3 = 1,176 · 10 8 . При расчете на изгиб 7 V_FO = 4-10 .

Предварительно определим относительные частоты вращения колес (см. гл. 9):

центральной шестерни n ‘ _a = n_a — n_h = 1445— 144= 1301 об/мин; водила n ‘ _h = n_azjz_g = 1445· 18/72 = 361 об/мин. Число перемены напряжений: зубьев ведущей центральной шестерни (9.6)

N ‘ _a = 60 n ‘ _a L_hC =60′ 1301 · 10 000-3 = 2,34-10 9 ;

зубьев сателлитов ^ = 60^ = 60-361-10 000 = 2,166-10 8 . Так как N ‘ _a и N ‘ _g больше N_H ₀ , то коэффициенты долговечности K_HL = 1 и K_FL = 1 .

По формуле табл. 2.2 находим допускаемые напряжения:

Γ_σΊ = Γ_σΊ = 14 HRC^ + 70 = 14 — 50,5 + 170 = 877 Н/мм 2 ; [a]_F = [a]_FO = 310 Н/мм 2 .

Для расчета межосевого расстояния передачи предварительно следует определить значение некоторых коэффициентов. Коэффициент межосевого расстояния ^ = 49,5.

Видео:Замена датчика частоты вращения входного вала АКПП FN4A-EL на Mazda Demio. Ошибка P0715Скачать

Частота вращения выходного вала двигателя

В настоящее время для оценки нагруженности редуктора используют статистические типовые режимы «0 – V» по ГОСТ 21354; для электродвигателей – режимы «S1 – S10» по IEC 34-1. Компромиссным решением, учитывающим оба фактора, является использование коэффициента условий эксплуатации – FS, широко распространённое за рубежом.

Читайте также: Муфта карданного вала момент

Для определения режима работы по FS необходимо знать:

Характер нагрузки:
«А» – спокойная безударная, момент инерции ротора двигателя больше приведённого к быстроходному валу момента инерции нагрузки;
«В» – нагрузка с умеренными ударами – приведённый момент инерции нагрузки не более чем в три раза превышает момент инерции ротора двигателя;
«С» – нагрузка с сильными ударами – приведённый момент инерции более чем в три раза превышает момент инерции ротора электродвигателя. Характер нагрузки сказывается, прежде всего, в период пуска/останова привода, поэтому в последнем случае «С», мы рекомендуем использовать устройство плавного пуска для снижения ударных нагрузок на передачу и, как следствие, повышения надёжности и долговечности привода в целом.
Продолжительность работы привода в сутки;
Число включений в час.

Для выбора коэффициента условий эксплуатации FS служит таблица 2., а для установления взаимосвязи с режимами эксплуатации по отечественной нормативной документации таблица 1.

Если Вам не удалось вычислить значение коэффициента эксплуатации FS на основе данных таблицы 2, то его значение можно определить, как произведение двух коэффициентов:

, где: – коэффициент, зависящий от характера нагрузки,

– коэффициент, зависящий от числа включений в час.

Значения коэффициентов и можно определить, пользуясь нижеприведенными графиками.

Выбирать мотор-редуктор следует с большим коэффициентом эксплуатации FS, чем расчетный.

Характер нагрузки можно принять на основе следующих примеров или исходя из конкретных условий:

Агрегаты, работающие в равномерном режиме работы «А»:
Мешалки для чистых жидкостей, загрузочные устройства для печей, тарельчатый питатель, генераторы, центробежные насосы, транспортеры с равномерно распределенной нагрузкой, шнековые или ленточные транспортеры для легких материалов, вентиляторы, сборочные конвейеры, маленькие мешалки, подъемники малой грузоподъемности, подъемные платформы, очистительные машины, фасовочные машины, контрольные машины.

Агрегаты, работающие в режиме работы с умеренными ударами «В»:
Мешалки для жидкостей и твердых материалов, ленточные транспортеры, средние лебедки, канализационные шнеки, волоконные установки, вакуумные фильтры, ковшовые элеваторы, краны, устройства подачи в деревообрабатывающих станках, подъемники, балансировочные машины, резьбонарезные станки, ленточные транспортеры для тяжелых материалов, домкраты, раздвижные двери, скребковые конвейеры, упаковочные машины, бетономешалки, фрезерные станки, гибочные станки, шестеренные насосы, штабелеукладчики, поворотные столы.

Агрегаты, работающие в режиме работы с сильными ударами «С»:
Лебедки и подъемники для тяжелых грузов, экструдеры, резиновые каландры, прессы для кирпича, строгальные станки, шаровые мельницы, мешалки для тяжелых материалов, ножницы, прессы, центрифуги, шлифовальные станки, камнедробилки, цепные черпаковые подъемники, сверлильные станки, эксцентриковые прессы, гибочные станки, поворотные столы, барабаны, вибраторы, токарные станки, прокатные станы, мельницы для цемента.

Характер нагрузки и время работы в сутки

– момент инерции внешней нагрузки, приведенный к быстроходному валу: , ;

– момент инерции ротора двигателя, .

Видео:Максимальная частота вращения вала двигателя 4000 об/минСкачать

Частота вращения: формула

Количество повторений каких-либо событий или их возникновения за одну единицу таймера называется частотой. Это физическая величина измеряется в герцах – Гц (Hz). Она обозначается буквами ν, f, F, и есть отношение количества повторяющихся событий к промежутку времени, в течение которого они произошли.

При обращении предмета вокруг своего центра можно говорить о такой физической величине, как частота вращения, формула:

N – количество оборотов вокруг оси или по окружности,
t – время, за которое они были совершены.

В системе СИ обозначается как – с-1 (s-1) и именуется как обороты в секунду (об/с). Применяют и другие единицы вращения. При описании вращения планет вокруг Солнца говорят об оборотах в часах. Юпитер делает одно вращение в 9,92 часа, тогда как Земля и Луна оборачиваются за 24 часа.

Видео:КАК НЕИСПРАВНОСТЬ ДАТЧИКА СКОРОСТИ МОЖЕТ ВЛИЯТЬ НА РАБОТУ ДВИГАТЕЛЯ.Скачать

Номинальная скорость вращения

Прежде, чем дать определение этому понятию, необходимо определиться, что такое номинальный режим работы какого-либо устройства. Это такой порядок работы устройства, при котором достигаются наибольшая эффективность и надёжность процесса на продолжении длительного времени. Исходя из этого, номинальная скорость вращения – количество оборотов в минуту при работе в номинальном режиме. Время, необходимое для одного оборота, составляет 1/v секунд. Оно называется периодом вращения T. Значит, связь между периодом обращения и частотой имеет вид:

Читайте также: Подшипник вала редуктора снегоуборщика

К сведению. Частота вращения вала асинхронного двигателя – 3000 об./мин., это номинальная скорость вращения выходного хвостовика вала при номинальном режиме работы электродвигателя.

Как найти или узнать частоты вращений различных механизмов? Для этого применяется прибор, который называется тахометр.

Видео:Датчик частоты вращения, где он находитсяСкачать

Угловая скорость

Когда тело движется по окружности, то не все его точки движутся с одинаковой скоростью относительно оси вращения. Если взять лопасти обычного бытового вентилятора, которые вращаются вокруг вала, то точка расположенная ближе к валу имеет скорость вращения больше, чем отмеченная точка на краю лопасти. Это значит, у них разная линейная скорость вращения. В то же время угловая скорость у всех точек одинаковая.

Угловая скорость представляет собой изменение угла в единицу времени, а не расстояния. Обозначается буквой греческого алфавита – ω и имеет единицу измерения радиан в секунду (рад/с). Иными словами, угловая скорость – это вектор, привязанный к оси обращения предмета.

Формула для вычисления отношения между углом поворота и временным интервалом выглядит так:

ω – угловая скорость (рад./с);
∆ϕ – изменение угла отклонения при повороте (рад.);
∆t – время, затраченное на отклонение (с).

Обозначение угловой скорости употребляется при изучении законов вращения. Оно употребляется при описании движения всех вращающихся тел.

Угловая скорость в конкретных случаях

На практике редко работают с величинами угловой скорости. Она нужна при конструкторских разработках вращающихся механизмов: редукторов, коробок передач и прочего.

Вычислить её, применяя формулу, можно. Для этого используют связь угловой скорости и частоты вращения.

π – число, равное 3,14;
ν – частота вращения, (об./мин.).

В качестве примера могут быть рассмотрены угловая скорость и частота вращения колёсного диска при движении мотоблока. Часто необходимо уменьшить или увеличить скорость механизма. Для этого применяют устройство в виде редуктора, при помощи которого понижают скорость вращения колёс. При максимальной скорости движения 10 км/ч колесо делает около 60 об./мин. После перевода минут в секунды это значение равно 1 об./с. После подстановки данных в формулу получится результат:

К сведению. Снижение угловой скорости часто требуется для того, чтобы увеличить крутящий момент или тяговое усилие механизмов.

Как определить угловую скорость

Принцип определения угловой скорости зависит от того, как происходит движение по окружности. Если равномерно, то употребляется формула:

Если нет, то придётся высчитывать значения мгновенной или средней угловой скорости.

Величина, о которой идёт разговор, векторная, и при определении её направления используют правило Максвелла. В просторечии – правило буравчика. Вектор скорости имеет одинаковое направление с поступательным перемещением винта, имеющего правую резьбу.

Рассмотрим на примере, как определить угловую скорость, зная, что угол поворота диска радиусом 0,5 м меняется по закону ϕ = 6*t:

Вектор ω меняется из-за поворота в пространстве оси вращения и при изменении значения модуля угловой скорости.

Видео:Датчик частоты вращения выходного вала MMC Pagero 2 датчик частоты вращения выходного вала митсубисиСкачать

Угол поворота и период обращения

Рассмотрим точку А на предмете, вращающимся вокруг своей оси. При обращении за какой-то период времени она изменит своё положение на линии окружности на определённый угол. Это угол поворота. Он измеряется в радианах, потому что за единицу берётся отрезок окружности, равный радиусу. Ещё одна величина измерения угла поворота – градус.

Когда в результате поворота точка А вернётся на своё прежнее место, значит, она совершила полный оборот. Если её движение повторится n-раз, то говорят о некотором количестве оборотов. Исходя из этого, можно рассматривать 1/2, 1/4 оборота и так далее. Яркий практический пример этому – путь, который проделывает фреза при фрезеровании детали, закреплённой в центре шпинделя станка.

Читайте также: Валы для рейсмусового станка

Внимание! Угол поворота имеет направление. Оно отрицательное, когда вращение происходит по часовой стрелке и положительное при вращении против движения стрелки.

Если тело равномерно продвигается по окружности, можно говорить о постоянной угловой скорости при перемещении, ω = const.

В этом случае находят применения такие характеристики, как:

период обращения – T, это время, необходимое для полного оборота точки при круговом движении;
частота обращения – ν, это полное количество оборотов, которое совершает точка по круговой траектории за единичный временной интервал.

Интересно. По известным данным, Юпитер обращается вокруг Солнца за 12 лет. Когда Земля за это время делает вокруг Солнца почти 12 оборотов. Точное значение периода обращения круглого гиганта – 11,86 земных лет.

Видео:Ауди А6 С5. Датчик скорости вращения выходного вала.Скачать

Циклическая частота вращения (обращения)

Скалярная величина, измеряющая частоту вращательного движения, называется циклической частотой вращения. Это угловая частота, равная не самому вектору угловой скорости, а его модулю. Ещё её именуют радиальной или круговой частотой.

Циклическая частота вращения – это количество оборотов тела за 2*π секунды.

У электрических двигателей переменного тока это частота асинхронная. У них частота вращения ротора отстаёт от частоты вращения магнитного поля статора. Величина, определяющая это отставание, носит название скольжения – S. В процессе скольжения вал вращается, потому что в роторе возникает электроток. Скольжение допустимо до определённой величины, превышение которой приводит к перегреву асинхронной машины, и её обмотки могут сгореть.

Устройство этого типа двигателей отличается от устройства машин постоянного тока, где токопроводящая рамка вращается в поле постоянных магнитов. Большое количество рамок вместил в себя якорь, множество электромагнитов составили основу статора. В трёхфазных машинах переменного тока всё наоборот.

При работе асинхронного двигателя статор имеет вращающееся магнитное поле. Оно всегда зависит от параметров:

частоты питающей сети;
количества пар полюсов.

Скорость вращения ротора состоит в прямом соотношении со скоростью магнитного поля статора. Поле создаётся тремя обмотками, которые расположены под углом 120 градусов относительно друг друга.

Видео:Как определить скорость вращения вала электродвигателя и его мощность.Скачать

Переход от угловой к линейной скорости

Существует различие между линейной скоростью точки и угловой скоростью. При сравнении величин в выражениях, описывающих правила вращения, можно увидеть общее между этими двумя понятиями. Любая точка В, принадлежащая окружности с радиусом R, совершает путь, равный 2*π*R. При этом она делает один оборот. Учитывая, что время, необходимое для этого, есть период Т, модульное значение линейной скорости точки В находится следующим действием:

Так как ω = 2*π*ν, то получается:

Следовательно, линейная скорость точки В тем больше, чем дальше от центра вращения находится точка.

К сведению. Если рассматривать в качестве такой точки города на широте Санкт-Петербурга, их линейная скорость относительно земной оси равна 233 м/с. Для объектов на экваторе – 465 м/с.

Числовое значение вектора ускорения точки В, движущейся равномерно, выражается через R и угловую скорость, таким образом:

а = ν2/ R, подставляя сюда ν = ω* R, получим: а = ν2/ R = ω2* R.

Это значит, чем больше радиус окружности, по которой движется точка В, тем больше значение её ускорения по модулю. Чем дальше расположена точка твердого тела от оси вращения, тем большее ускорение она имеет.

Поэтому можно вычислять ускорения, модули скоростей необходимых точек тел и их положений в любой момент времени.

Понимание и умение пользоваться расчётами и не путаться в определениях помогут на практике вычислениям линейной и угловой скоростей, а также свободно переходить при расчётах от одной величины к другой.

Видео:6.2 Кинематический расчет приводаСкачать