Чему равен кпд вала

,

где η_М – КПД муфты, принимаем η_М=0.98;
η_ЗП – КПД закрытой передачи, принимаем η_ЗП=0,97;
η_ОП – КПД открытой передачи, принимаем η_ОП=0.95;
η_П – КПД, учитывающий потери на трение в подшипниках, η_П=0.99 [1,табл.1.1,с.5]. Тогда:

Определение угловых скоростей валов. Расчет мощностей и крутящих моментов на валах I, II и III.

Определим угловые скорости w₁, w₂ и w₃:

;

;

Найдем значения мощностей на валах. Мощность на валу III:

,

где T_III – крутящий момент на валу III. T_III=2480 Нм (по условию).

.

.

.

Определим требуемую мощность электродвигателя:

Далее вычислим моменты на валах привода:

;

;

(по условию).

Результаты энергокинематического расчета сведем в таблицу 1.1.

Таблица 1.1.Результаты энергокинематического расчета

Расчет цилиндрической косозубой передачи.

Проектировочный расчет передачи по контактной выносливости.

По условию твердость шестерен НВ₁=290. Выберем сталь 40ХН, термическая обработка – улучшение [1,стр. 34,табл.3.3].

Так как в задании нет особых требований к твердости зубчатых колес, выберем материал со средним механическими характеристиками – сталь 40Х; термическая обработка – улучшение, твердость HB=290 МПа.

Допускаемые контактные напряжения:

, [1, с. 33]

где — предел контактной выносливости при базовом числе циклов.

[1,табл. 3.2, с.34].

К_HL – коэффициент долговечности. При числе циклов нагружения больше базового, принимаем К_HL = 1 для шестерни и колеса [с. 33].

[S_H] — коэффициент безопасности, [S_H] = 1.2 [1, с. 33].

Для косозубых колес расчетное допускаемое напряжение равно:

[1, с. 35]

Тогда расчетное допускаемое контактное напряжение

.

Требуемое условие контактной выносливости [s_н]£1,23[s_н2] – выполняется.

Коэффициент К_Нβ для симметричного расположения колес относительно опор принимаем равным: К_Нβ=1,08 [1, табл. 3.5,с. 39,]

Принимаем для косозубых колес коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию ψ_bа = b/a_w = 0.3 [1, с. 33].

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев:

, [1, с.32]

где для косозубых колес К_а = 43 [1, с.32]

Т_II – вращающий момент на валу колеса 2.

Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66

Нормальный модуль зацепления принимаем по следующей рекомендации:

Принимаем по ГОСТ 9563-60: m_n = 2 мм [1, с.36]

Примем предварительно угол наклона зубьев b = 15 о и определим числа зубьев шестерни и колеса [1, с.36]:

Видео:Коэффициент полезного действия (КПД)Скачать

Определение крутящих моментов, передаваемых валами редуктора

1 Кинематический расчет редуктора………………………………………….4

1.1 Определение общего КПД редуктора…………………………………4

1.2 Выбор электродвигателя……………………………………………….4

1.3 Определение угловых скоростей вращения редуктора………………5

1.4 Определение крутящих моментов, передаваемых валами

В курсовом проекте необходимо спроектировать червячный редуктор общего назначения.

Редуктором принято называть механизм, состоящий из закрытых зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата. Редукторы предназначены для понижения угловой скорости и повышения вращающего момента.

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РЕДУКТОРА

Определение общего КПД редуктора

Общий коэффициент η полезного действия привода равен произведению коэффициентов полезного действия элементов привода:

(1)

h_пп = 0.99 – КПД пары подшипников качения;

h_чп = 0.8 – КПД червячной передачи.

Выбор электродвигателя

Так как проектируется электропривод, в состав которого входит редуктор общего назначения, то электродвигатель выбираю стандартный, наиболее подходящий по мощности и частоте вращения.

Определяем требуемую мощность на приводном валу

(2)

где Р₂ – требуемая мощность на выходном валу, кВт.

Требуемая мощность двигателя равна:

,

Мощность электродвигателя по каталогу может отличаться от расчетной (потребной для механизма по заданию). Расчет механизмов общего назначения выполняют по мощности двигателя, имея в виду возможность форсирования режима работы до полного использования двигателя.

По мощности и по частоте вращения быстроходного вала выбираем двигатель 4А132S4У3. Его номинальная мощность равна Р_ном=5,5 кВт, номинальная частота вращения n_ном = 1000 об/мин, скольжение s = 4.7 %.

Фактическая частота вращения вала двигателя равна:

Читайте также: Компрессор kraft power life ultra kt 800033

.

Определение угловых скоростей вращения валов редуктора

Быстроходный вал редуктора связан с валом двигателя с помощью муфты, поэтому частота n₁ вращения быстроходного вала совпадает с частотой вращения выходного вала двигателя n_ф: n₁ = n_ф = 953 об/мин.

Частота n₂ вращения выходного вала:

, (3)

.

Угловая скорость ω₁ вращения червяка равна:

, (4)

.

Угловая скорость ω₂ вращения колеса равна:

Определение крутящих моментов, передаваемых валами редуктора

Мощность на тихоходном валу равна:

, (5)

Из этого уравнения крутящий момент Т₂ на тихоходном валу равен:

, (6)

.

Крутящий момент Т₁ на быстроходном валу равен:

, (7)

.

Данные расчета сводим в таблицу 1

Таблица 1 – Данные расчетов

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора – машиностроителя: В 3-х томах. – М.: Машиностроение, 2001

2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование. – Высшая школа, 1990

4. Таугер В. М. Расчет и курсовое проектирование деталей машин, — Екатеринбург УрГУПС, 2006.

5. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для техникумов. – М.: Высш. школа, 1991 г.

Видео:6.2 Кинематический расчет приводаСкачать

Чему равен коэффициент полезного действия редуктора

Какой КПД имеют цилиндрические редукторы? Как изменяется коэффициент полезного действия червячного редуктора в зависимости от передаточного числа или скорости вращения быстроходного вала?

Среди механических редукторов наибольшее КПД имеют приводы с цилиндрической и конической передачей (см. таб. 16.1).

При увеличении количества ступеней коэффициент снижается не значительно.

Пример 1. Сравним значение коэффициента на примере цилиндрических редукторов с разным количеством ступеней. Получаем: не менее 98% – 1ЦУ одноступенчатый, не менее 97% – 1Ц2У двухступенчатый, не менее 96% – 1Ц3У трехступенчатый (см. таб. 16.2).

Червячные редукторы имеют значение коэффициента полезности существенно меньше. Причем КПД зависит от передаточного числа редуктора и скорости вращения червячного вала.

Пример 2. Рассмотрим изменение коэффициента на примере редуктора с межосевым расстоянием 100 мм. Максимальное значение получается при скорости вращения первичного вала 1500 об./мин. и передаточном числе 8 – 93%. Минимальное 58% при скорости 750 об./мин. и соотношении 1:80 (см. таб. 16.3).

Вывод: чем больше передаточное число червячного редуктора, тем меньше КПД. Чем меньше межосевое расстояние, тем меньше КПД при прочих одинаковых условиях (см. таб. 16.4).

Значение КПД (не менее) редукторов зубчатых согласно ГОСТ Р 50891 приведены в таблице 16.1

Таблица 16.1

Значение КПД (не менее) цилиндрических редукторов с количеством ступеней от 1 до 3 приведены

в таблице 16.2

Таблица 16.2

Значение КПД червячного редуктора Ч-100 в зависимости от передаточного числа и частоты вращения

червячного вала приведены в таблице 16.3

Таблица 16.3

КПД (не менее) редукторов червячных, зависимость межосевого расстояния и передаточного числа,

согласно ГОСТ Р 50891 приведены в таблице 16.4

Читайте также: Моменты сопротивления от диаметра вала

Таблица 16.4

Тип редуктора
Передаточное число [I]
Крутящий момент редуктора
Эксплуатационный коэффициент (сервис-фактор)
Мощность привода
Коэффициент полезного действия (КПД)
Взрывозащищенные исполнения
Показатели надежности
Сервис расчета привода

В данной статье содержится подробная информация о выборе и расчете мотор-редуктора. Надеемся, предлагаемые сведения будут вам полезны.

При выборе конкретной модели мотор-редуктора учитываются следующие технические характеристики:

• тип редуктора;
• мощность;
• обороты на выходе;
• передаточное число редуктора;
• конструкция входного и выходного валов;
• тип монтажа;
• дополнительные функции.

Видео:Кинематический и силовой расчёт привода (общая методика расчёта). Ч.1Скачать

Тип редуктора

Наличие кинематической схемы привода упростит выбор типа редуктора. Конструктивно редукторы подразделяются на следующие виды:

Червячный одноступенчатый со скрещенным расположением входного/выходного вала (угол 90 градусов).

Червячный двухступенчатый с перпендикулярным или параллельным расположением осей входного/выходного вала. Соответственно, оси могут располагаться в разных горизонтальных и вертикальных плоскостях.

Цилиндрический горизонтальный с параллельным расположением входного/выходного валов. Оси находятся в одной горизонтальной плоскости.

Цилиндрический соосный под любым углом. Оси валов располагаются в одной плоскости.

В коническо-цилиндрическом редукторе оси входного/выходного валов пересекаются под углом 90 градусов.

ВАЖНО!
Расположение выходного вала в пространстве имеет определяющее значение для ряда промышленных применений.

• Конструкция червячных редукторов позволяет использовать их при любом положении выходного вала.
• Применение цилиндрических и конических моделей чаще возможно в горизонтальной плоскости. При одинаковых с червячными редукторами массо-габаритных характеристиках эксплуатация цилиндрических агрегатов экономически целесообразней за счет увеличения передаваемой нагрузки в 1,5-2 раза и высокого КПД.

Таблица 1. Классификация редукторов по числу ступеней и типу передачи

Видео:Вечный Двигатель с КПД 820 Разработан Маркеловым еще в 90еСкачать

Передаточное число [I]

Передаточное число редуктора рассчитывается по формуле:

где
N1 – скорость вращения вала (количество об/мин) на входе;
N2 – скорость вращения вала (количество об/мин) на выходе.

Полученное при расчетах значение округляется до значения, указанного в технических характеристиках конкретного типа редукторов.

Таблица 2. Диапазон передаточных чисел для разных типов редукторов

ВАЖНО!
Скорость вращения вала электродвигателя и, соответственно, входного вала редуктора не может превышать 1500 об/мин. Правило действует для любых типов редукторов, кроме цилиндрических соосных со скоростью вращения до 3000 об/мин. Этот технический параметр производители указывают в сводных характеристиках электрических двигателей.

Видео:Как определить мощность, частоту вращения, двигателя без бирки или шильдика самому и простоСкачать

Крутящий момент редуктора

Крутящий момент на выходном валу [M2] – вращающий момент на выходном валу. Учитывается номинальная мощность [Pn], коэффициент безопасности [S], расчетная продолжительность эксплуатации (10 тысяч часов), КПД редуктора.

Номинальный крутящий момент [Mn2] – максимальный крутящий момент, обеспечивающий безопасную передачу. Его значение рассчитывается с учетом коэффициента безопасности – 1 и продолжительность эксплуатации – 10 тысяч часов.

Максимальный вращающий момент Читайте также: Двухцилиндровый компрессор dsv smart с led фонарем 75 л мин

Расчетный крутящий момент [Mc2] – значение, необходимое для выбора редуктора. Расчетное значение вычисляется по следующей формуле:

Mc2 = Mr2 x Sf ≤ Mn2

где
Mr2 – необходимый крутящий момент;
Sf – сервис-фактор (эксплуатационный коэффициент);
Mn2 – номинальный крутящий момент.

Видео:Детали машин. КПД редуктора. lcontent.ruСкачать

Эксплуатационный коэффициент (сервис-фактор)

Сервис-фактор (Sf) рассчитывается экспериментальным методом. В расчет принимаются тип нагрузки, суточная продолжительность работы, количество пусков/остановок за час эксплуатации мотор-редуктора. Определить эксплуатационный коэффициент можно, используя данные таблицы 3.

Таблица 3. Параметры для расчета эксплуатационного коэффициента

Нельзя делать расчеты, используя приблизительное значение входной мощности, так как КПД могут существенно отличаться.

Видео:ФИЗИКА 7 класс. КПД (Коэффициент полезного действия) | ВидеоурокСкачать

Коэффициент полезного действия (КПД)

Расчет КПД рассмотрим на примере червячного редуктора. Он будет равен отношению механической выходной мощности и входной мощности:

где
P2 – выходная мощность;
P1 – входная мощность.

ВАЖНО!
В червячных редукторах P2 Читайте также: Полезные и вредные растения для класса

Чем выше передаточное отношение, тем ниже КПД.

На КПД влияет продолжительность эксплуатации и качество смазочных материалов, используемых для профилактического обслуживания мотор-редуктора.

Таблица 4. КПД червячного одноступенчатого редуктора

Таблица 5. КПД волнового редуктора

Таблица 6. КПД зубчатых редукторов

Видео:МощностьСкачать

Взрывозащищенные исполнения мотор-редукторов

Мотор-редукторы данной группы классифицируются по типу взрывозащитного исполнения:

• «Е» – агрегаты с повышенной степенью защиты. Могут эксплуатироваться в любом режиме работы, включая внештатные ситуации. Усиленная защита предотвращает вероятность воспламенений промышленных смесей и газов.
• «D» – взрывонепроницаемая оболочка. Корпус агрегатов защищен от деформаций в случае взрыва самого мотор-редуктора. Это достигается за счет его конструктивных особенностей и повышенной герметичности. Оборудование с классом взрывозащиты «D» может применяться в режимах предельно высоких температур и с любыми группами взрывоопасных смесей.
• «I» – искробезопасная цепь. Данный тип взрывозащиты обеспечивает поддержку взрывобезопасного тока в электрической сети с учетом конкретных условий промышленного применения.

Видео:КПД и мощность | Физика ОГЭ 2023 | УмскулСкачать

Показатели надежности

Показатели надежности мотор-редукторов приведены в таблице 7. Все значения приведены для длительного режима эксплуатации при постоянной номинальной нагрузке. Мотор-редуктор должен обеспечить 90% указанного в таблице ресурса и в режиме кратковременных перегрузок. Они возникают при пуске оборудования и превышении номинального момента в два раза, как минимум.

Таблица 7. Ресурс валов, подшипников и передач редукторов

По вопросам расчета и приобретения мотор редукторов различных типов обращайтесь к нашим специалистам. Здесь можно ознакомиться с каталогом червячных, цилиндрических, планетарных и волновых мотор-редукторов, предлагаемых компанией Техпривод.

Романов Сергей Анатольевич,
руководитель отдела механики
компании Техпривод.

Другие полезные материалы:
Как правильно подобрать электродвигатель
Редуктор от «А» до «Я»
Выбор преобразователя частоты
Подключение и настройка частотного преобразователя
Схемы подключения устройства плавного пуска

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/chemu-raven-kpd-vala

  📺 Видео

  Реактивная мощность за 5 минут простыми словами. Четкий #энерголикбезСкачать

  

  Студенты российского вуза разработали вечный двигатель #вечныйдвигатель #изобретенияСкачать

  

  Тепловые двигатели и их КПД. 8 класс.Скачать

  

  Как определить скорость вращения вала электродвигателя и его мощность.Скачать

  

  100 КПД!Скачать

  

  Ременная передача. Урок №3Скачать

  

  По факту: Какой Реально КПД у ДВС и Электромобиля? Полный разбор!Скачать

  

  Сравнение моторов - чей КПД в номинальном режиме выше?Скачать

  

  Кинематический расчет привода ч 1Скачать

  

  Про КПД генераторов, зависимость кпд от просадки напряженияСкачать

  

  Принцип работы редуктора. Виды редукторов. Курсовая.Скачать