К нагрузочно-кинематическим параметрам рабочего органа привода относятся:

    - крутящий момент , [Н·м];

    - мощность , [кВт];

    - угловая скорость , [].

Кинематическая схема привода машины показана на рис.1.1.

Рисунок 1.1 - Кинематическая схема привода машины

Заданы следующие входные данные:

Крутящий момент определяем по формуле

 =            Н·м.

Определение нагрузочно-кинематических параметров электродвигателя

Для определения нагрузочно-кинематических параметров электродвигателя нужно знать передаточное число и общий коэффициент полезного действия привода

Определяем диапазон возможных значений передаточного числа привода по формуле

П;\s\up10(ki=1,

    где k - число ступеней привода.

 =  =

    где  - диапазон оптимальных передаточных чисел для передачи 1-2, для конической/цилиндрической/червячной передачи =( ... );

               - диапазон оптимальных передаточных чисел для передачи 3-4, для конической/цилиндрической/червячной передачи =( ... );

               - диапазон оптимальных передаточных чисел для передачи 5-6, для конической/цилиндрической/червячной передачи =( ... );

               - диапазон оптимальных передаточных чисел для передачи 7-8, для конической/цилиндрической/червячной передачи =(   ... ).

Соответственно, диапазон возможных значений угловых скоростей ротора электродвигателя имеет значение

 =  =

Соответственный диапазон частоты вращения ротора электродвигателя:

 =  =                           об/мин.

Коэффициент полезного действия привода определяем по формуле:

П;\s\up10(mj=1,

    где m - количество элементов привода, в которых имеют место потери механической энергии.

 =    ,

    где  - кпд компенсирующей муфты, =0,98;

               - кпд уполтнения, =0,99;

               - кпд подшипников качения, =0,99;

               - кпд передачи 1-2, для конической/цилиндрической/червячной =0,98;

               - кпд передачи 3-4, для конической/цилиндрической/червячной =0,98;

               - кпд передачи 5-6, для конической/цилиндрической/червячной =0,98;

               - кпд передачи 7-8, для конической/цилиндрической/червячной =0,98;

 =

Соответствующее значение максимальной мощности на валу электродвигателя составляет

 =       кВт.

Определение серии и конструктивного исполнения электродвигателя

В качестве электродвигателя для привода машины применим промышленный трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. Такие двигатели имеют наиболее простую конструкцию, наименьшую стоимость и минимальные требования к обслуживанию по сравнению с другими электродвигателями.

Принимаем серию 4А общего применения с чугунным корпусом (ГОСТ 19523-81) для климатических условий типа У (нормальные - сухое, чистое, отапливаемое помещение) категории 3.

Конструктивное исполнение электродвигателя принимаем следующее: с креплением на лапах/с фланцевым креплением.

Выбор электродвигателя

Т.к. нагрузка на привод во время эксплуатации изменяется, выполнять выбор электродвигателя по максимальной мощности не целесообразно. Поэтому, на основе нагрузочной диаграммы (см. рис.1.2) определяем среднеквадратичную мощность  на валу электродвигателя, т.е. такую условную статическую мощность, при которой нагрев электродвигателя будет таким же, как и в случае работы с переменной нагрузкой:

 = ,

    где  - коэффициент приведения эксплуатационного нагружения к эквивалентной тепловой мощности двигателя.

Рисунок 1.2 - Диаграмма нагружения привода

Определяем значение коэффициента  по формуле:

,

    где  и  - значения в относительных единицах, заданы графиком изменения нагрузки (см. задание);

 =

Соответственно, значение среднеквадратичной мощности на валу электродвигателя составит

 =                                     кВт.

В соответствии со следующими факторами определяем возможные к применению электродвигатели.

С учетом условной эксплуатации привода и соблюдением условий:

- (0,9...1,0) - допускается перегрузка электродвигателя до 10%;

-  - условие пуска электродвигателя под нагрузкой,

    где  - соотношение пускового и номинального моментов электродвигателя;

- номинальная частота электродвигателя должна попадать в диапазон .

Таблица 1.1 - Параметры возможных к применению электродвигателей

Принимаем электродвигатель с минимальной массой (относительной себестоимостью)      .