Расчет привода тележки

Опубликовано 06 Апр 2013
Рубрика: Механика | 13 комментариев



Расчет приводаПриступая к работе над этой статьей, я вспомнил диалог моих друзей из далеких студенческих лет:
— Мужики! Помогите! Тележке нужен  какой-то привод!? Препод не подписывает лист курсового проекта!!!
— Дружище, дорисуй оглобли и лошадь…

Если серьезно, то вопрос расчета привода тележки очень часто встает перед инженером-конструктором в его каждодневной практике. Сейчас я расскажу как, создав небольшую таблицу в Excel, можно быстро и просто определять основные параметры привода за считанные секунды.

Запускаем Excel, делаем таблицу как на рисунке. В бирюзовые ячейки помещаем исходные данные, в светло-зеленые ячейки — тоже исходные данные, но редко изменяемые. В ячейки со светло-желтой заливкой записываем соответствующие формулы, в них мы будем считывать результаты расчетов.

Расчет привода передвижения тележки с грузом

Итак, пишем:

Вес в ньютонах нашей тележки вместе с грузом
в ячейку D4:     10000

Скорость передвижения тележки в мерах в секунду
в ячейку D5:     1



Перевод скорости тележки в метры в минуту
в ячейку D6:     =D5*60

Перевод скорости тележки в километры в час
в ячейку D7:     =D5/1000*60*60

Диаметр приводных колес тележки в метрах
в ячейку D8:     0,2

«Рабочий» диаметр подшипников колес тележки в метрах
в ячейку D9:     0,05
Для подшипников скольжения это – диаметр рабочей поверхности.
Для подшипников качения – диаметр расположения центров шариков или роликов.

Коэффициент трения подшипников ходовых колес
в ячейку D10:     0,015
Для подшипников скольжения — 0,08…0,10.
Для подшипников качения — 0,015…0,020.

Коэффициент трения качения колес по рельсам
в ячейку D11:     0,0003
В зависимости от материала и состояния рельсов и материала и диаметра колес — 0,0003…0,0014.

Коэффициент ребордного трения колес по рельсам
в ячейку D12:     1,5
В зависимости от формы и состояния реборд колес и кромок рельсов — 1,5…2,5.

Коэффициент полезного действия привода
в ячейку D13:     0,5

Частота вращения ротора двигателя
в ячейку D14:     1500

Передаточное число привода
в ячейку D19:     =D14*ПИ()*D8/D5/60

Статический момент сопротивления движению, приведенный к валу колеса
в ячейку D20:     =D4*(D10*D9/2+D11)*D12

Статическая мощность двигателя
в ячейку D20:     =D20/D19/D13*D14/9,55

Таким образом, чтобы привести в движение по рельсам тележку массой одна тонна со скоростью 3,6 км/час, достаточно двигателя мощностью 200...250 Вт с частотой вращения вала 1500 об/мин. При этом привод (редуктор и/или открытые передачи) должен иметь передаточное число 15…16 и создавать на выходе крутящий момент более 10 н*м.

Меняя значения исходных данных можно быстро, перебирая различные варианты, подобрать необходимый привод.

При практическом применении программы расчета не забываем делать поправки, увеличивающие мощность привода вследствие уклонов пути и загрязненности поверхностей рельсов.

Ссылка на скачивание файла: raschet-privoda-telezhki (xls  19.5 KB).

Продолжение темы: «Расчет зубчатой передачи», «Передаточное число привода».

Другие статьи автора блога

На главную


Введите Ваш e-mail:

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

13 комментариев на «Расчет привода тележки»

  1. Александр 04 мая 2014 19:45

    Очень хороший расчет привода. Единственный вопрос, как это можно определить расчет нагрузки без учета количества колес на тележке? Или по умолчанию 4 колеса?

  2. Александр Воробьев 05 мая 2014 00:15

    Количество колес не имеет значения!!!

    Если их 4, то нагрузка на 1 колесо равна Q/4, если 6 — Q/6, но суммарный момент сопротивления передвижению при неизменном грузе один и тот же!

    В расчете определяется не нагрузка на колеса, а статическая мощность двигателя привода. Она зависит от веса перемещаемого груза (вместе с весом тележки), скорости перемещения и потерь на сопротивление передвижению.

  3. Михаил 17 Дек 2015 14:10

    Здравствуйте, Александр?

    Спасибо за «просто и доходчиво».

    А если все колеса приводные (ведущие), в частности, напрямую соединены с мотор-редукторами?

  4. Александр Воробьев 17 Дек 2015 19:38

    Здравствуйте, Михаил.

    Если все колеса приводные, то мощность одного мотора-редуктора больше или равна посчитанной статической мощности двигателя деленной на число приводных колес.

    Обращаю внимание!!! Представленный расчет определяет статическую мощность для тележки на горизонтальном пути при равномерном движении. В реальных случаях следует учитывать динамику разгона и фактическое состояние и положение в пространстве рельсового (или иного) пути.

  5. Михаил 18 Дек 2015 12:44

    Александр, спасибо за скорый ответ!

    Но наша проблемка в другом.

    Сейчас проектируем тележку со всеми ведущими колесами. Крутящий момент одного мотор-редуктора рассчитали по школьной формуле из механики: R колеса * m тележки / количество приводов. Но на глаза попало фото начинки импортной тележки. Судя по маркировке движки в 6 раз!!! слабее наших. И это без учета трения, сопротивления, ускорения и т.д.!

    Где подвох — не поймем.

  6. Александр Воробьев 19 Дек 2015 14:25

    Михаил, чтобы тележка покатилась нужно преодолеть силу сопротивления движению, которая равна весу (не массе!) тележки умноженному на коэффициент сопротивления движению.

    Момент одного мотора-редуктора: М>G*f*R/n

    f должен учитывать сопротивление качению колеса по рельсу, трение в подшипниках, сопротивление воздуха... и быть приведенным к точке касания колеса с рельсом.

    У иностранных коллег он, видимо, получился равным 0,167. Реальное нормальное значение, еще и на динамику разгона хватит.

  7. Kolambaoi 18 Апр 2016 06:08

    Спасибо. Очень хороший и полезный сайт.

    Удачи и успеха вам.

  8. михаил 18 Окт 2016 14:45

    Здравствуйте,скажите а можно сделать тележку в домашник условиях так что-бы передвигаться на ней самому по принципу велосипеда или катамарана т.е. при силе ног с приводом через редуктор.Спасибо.

  9. Александр Воробьев 18 Окт 2016 18:48

    Можно, и не такое делают. Главное — ЖЕЛАНИЕ РАБОТАТЬ над достижением поставленной цели.

  10. михаил 25 Окт 2016 14:04

    Спасибо.К весне что-нибудь изобрету.Если не надоел ,потом похвастуюсь что получилось.

  11. Александр Воробьев 25 Окт 2016 23:27

    Что значит — «надоел»? Всегда интересно познакомиться с практическими результатами. Удачи, Михаил!

  12. Дмитрий 26 Окт 2016 12:44

    День добрый. Подскажите, каким будет коэффициент трения качения колеса с полиуретановым покрытием по стали, и имеет ли этот коэффициент размерность? Заранее блегодарен.

  13. Александр Воробьев 26 Окт 2016 19:36

    Размерность классического коэффициента трения — метр. На практике часто трение качения учитывают как потерю КПД привода, т.е. — % потери мощности.

    Полиуретан — сталь у меня нет данных, поищите сами в Интернете. (Примерно ~ 0,01 м.)

Ваш отзыв







  • Посетители: 656 202

  • Подписчики: 3 414