«Расчёт тягового электродвигателя»

В ГОСТ 2582-81 в качестве номинальных для электровозных тяговых электродвигателей установлены часовая и продолжительная мощности. В данном курсовом проекте расчёт выполняем для часовой мощности, именуемой в дальнейшем номинальной.

Целью данного курсового проекта является расчёт и проектирование коллекторного тягового электродвигателя пульсирующего тока опорно-рамного подвешивания.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач: во-первых, произвести расчёт основных параметров зубчатой передачи, диамет-ров якоря и коллектора проектируемого тягового электродвигателя, во-вторых, произвести расчёт обмотки якоря и определить размеры пазов и зубцов якоря, а также рассчитать длину пакета стали якоря и лобовых частей катушки якоря электродвигателя, в-третьих, определить размеры коллектора и щёток электродвигателя, в-четвёртых, произвести расчёт компенсационной обмотки и расчёт магнитной цепи проектируемого тягового электродвигателя, в-пятых, произвести расчёт магнитодвижущей силы обмотки возбуждения главного полюса, расчёт коммутации и добавочного полюса электродвигателя, в-шестых, произвести расчёт потерь и коэффициента полезного действия проектируемого тягового электродвигателя, а также расчёт и построение электромеханических ха-рактеристик и расчёт технико-экономических показателей проектируемого тягового электродвигателя, в-седьмых, вычертить эскиз зубчатой передачи двигателя, магнитной цепи двигателя, а также эскизы паза и зубца якоря и паза и зубца компенсационной обмотки на листах формата А4. По результатам проведённых расчётов в ходе выполнения курсового проекта необходимо на листах формата А1 вычертить продольный и поперечный разрезы проектируемого тягового электродвигателя.

Знания и навыки, приобретённые в ходе выполнения курсового проекта, послужат базой для проектирования более сложных по конструкции и усовершенствованных тяговых электродвигателей, используемых на современных электровоз

1.2 Расчёт максимально возможного передаточного отношения зубча-той передачи

Максимально возможное передаточное отношение передачи из условий прочности конца вала и тела шестерни [7]

, (1.3)

где: - номинальная мощность ТД, отнесенная к концу вала (при двусторонней передаче = Рн/2, кВт; Vн - номинальная скорость движения электровоза, км/ч; ξ = 15 – при двусторонней передаче. В выражении (1.3) Dz и Dб - в метрах.

1.3 Расчёт номинальной частоты вращения якоря ТЭД

Номинальную частоту вращения якоря тягового электродвигателя , об/мин. определяем по формуле

, (1.4)

.

1.4 Расчёт номинального вращающего момента ТЭД

(1.4)

где: Рн - номинальная мощность двигателя, кВт;

При номинальном вращающем моменте обычно используют двустороннюю зубчатую передачу, при которой зубчатые колёса выполняют косозубыми. Так как в выше изложенном расчёте номинальный вращающий момент получился больше , следовательно, в данном курсовом проекте используем двустороннюю косозубую зубчатую передачу.

1.5 Определение нормального модуля зацепления зубчатой передачи

Нормальный модуль зацепления зубчатой передачи , мм определяем из графика, представленного на рисунке 1.1. В соответствии с ГОСТ 9563–60 модуль передачи выражается только в целых числах. На рисунке 1.1 область 1 – для зубчатой передачи с прямыми, а 2 – с косыми зубьями, коэффициент момента при двусторонней передаче: К=2, тогда получаем

Нормальный модуль зубчатой передачи mн определяется из графика, приведенного на рис.1.1 [2]. На рис. 1.1 область 1 - для передачи с прямыми, а 2 - с косыми зубьями (коэффициент момента К = 1 при односторонней, а К = 2 при двусторонней передаче). В соответствии с ГОСТ 9563-60 модуль передачи вы-ражается только в целых числах, мм. Для отечественных электровозов m =10,11,12,13. Принимаем mn=12

Рис. 1.1 Рекомендуемые модули зацепления тягового редуктора

1.6 Расчёт торцового модуля зацепления зубчатой передачи

Торцевой модуль передачи определяется как:

, (1.6)

где: φ= 2437'12" - угол наклона зубьев тяговых передач современных электро-возов отечественного производства (cosφ = 0,9101). mn=12

1.7 Расчёт числа зубьев зубчатого колеса

Число зубьев зубчатого колеса рассчитывается по формуле:

, (1.7)

При получении дробного числа зубьев его округляем до ближайшего меньшего целого числа Zпр=70.

1.8 Уточнение диаметра делительной окружности зубчатого колеса

Принятый диаметр делительной окружности зубчатого колеса, мм:

(1.8)

где: Z - принятое (округленное) число зубьев зубчатого колеса.

1.9 Расчёт числа зубьев шестерни

Число зубьев шестерни:

, (1.9)

При получении дробного числа зубьев его округляем до ближайшего большего целого числа zпр.

1.10 Расчёт диаметра делительной окружности шестерни

Диаметр делительной окружности шестерни, мм:

, (1.10)

1.11 Расчёт передаточного отношения зубчатой передачи

Принятое передаточное отношение зубчатой передачи

, (1.11)

1.10 Расчёт централи зубчатой передачи

Централь зубчатой передачи , мм при опорно-рамном подвешивании

тягового электродвигателя определяем по формуле

, (1.12)

.

По результатам расчётов зубчатой передачи вычерчиваем эскиз зубчатой передачи ТЭД, представленный на рисунке 1.2.