Москва 
ВУЗОВСКИЙ УЧЕБНИК 
ИНФРА-М 
2015

Севастопольский государственный университет

МЕХАНИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ 
ЭЛЕКТРОПРИВОДА МАШИН

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Учебное пособие 

А.В. НЕМЕНКО

Неменко А.В.
Механические компоненты электропривода машин: расчет 
и проектирование: Учеб. пособие. – М.: Вузовский учебник: 
ИНФРА-М, 2015. — 343 с. + Доп. материалы [Электронный ре-
сурс; Режим доступа http://www.znanium.com].

ISBN 978-5-9558-0441-5 (Вузовский учебник)
ISBN 978-5-16-010994-7 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-103025-7 (ИНФРА-М, online)

В учебном пособии рассмотрены вопросы подбора, расчета и проекти-
рования механических компонентов электропривода машин; приведены 
справочные и пояснительные материалы, а также примеры технической 
документации.

ББК 34.4я73 

Материалы, отмеченные знаком 
, доступ-
ны в электронно-библиотечной системе znanium  
(www.znanium.com)

Н50

УДК 621(075.8)
ББК 34.4я73
 
Н50

© Вузовский учебник, 2015
© Неменко А.В., 2015

ISBN 978-5-9558-0441-5 (Вузовский учебник)
ISBN 978-5-16-010994-7 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-103025-7 (ИНФРА-М, online)

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 2 ст. 1

Введение 

Привод машины - система, состоящая из двигателя и связанных с ним 

механических устройств, которая предназначена для передачи энергии от 
источника к исполнительному узлу. 

Привод  является неотъемлемой частью машины и влияет на ее экс-

плуатационные характеристики.  Композиция  приводов различных ма-
шин во многом типична, что позволяет применить принцип унификации 
и оптимизировать процесс его создания. 

В машинах часто используют электрический привод, в состав которо-

го входит электродвигатель. 

Технический уровень машины в целом характеризуется показателями  

качества ее компонентов. Правильная компоновка привода решает зада-
чи получения  оптимальных эксплуатационных характеристик машин: 
повышения надежности, экономичности и безопасности. 

В учебном пособии рассмотрены  вопросы подбора и расчета механи-

ческих компонентов  электрического привода машины, приведены  необ-
ходимые справочные и пояснительные  материалы, а также примеры вы-
полнения технической документации. 

Методика  изложена на примере синтеза привода судовой грузовой 

электролебедки.  Для других типов машин привод проектируется анало-
гично и  включает в себя  требуемые по композиции части методики.  

В первом и втором разделах приведено описание механических ком-

понентов привода машины, а также короткое обоснование теоретических 
положений расчета и проектирования. 

 Собственно расчет электропривода занимает разделы с третьего по 

пятый в табличной форме. Таблицы оформлены таким образом, что пред-
ставляют собой подробный алгоритм синтеза. В приложениях приведены 
справочные данные и примеры выполнения технической документации. 

Данное учебное пособие предназначено для студентов технических 

специальностей вузов.

1. ПРИВОД МАШИНЫ, ХАРАКТЕРИСТИКА ЕГО ЭЛЕМЕНТОВ 

    И ПАРАМЕТРЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ. 

1.1. Состав  машины 

      Машина состоит из узлов, которые условно можно разделить на кате-
гории по характеру применения: 
-
сообщающие движение; 

-
преобразующие движение; 

-
соединительные; 

-
исполнительные.  
На рисунке 1.1. представлены конструктивные схемы транспортиру-

ющей и грузоподъемной машины       

Рисунок 1.1 –   Конструктивные схемы конвейера и грузовой лебедки: 

а) конвейер, б) грузовая электролебедка 

1 – электродвигатель; 2 – передача  ременная; 3 – редуктор;  

4 – передача цепная; 5 – муфта эластичная; 6 – тормоз; 7 – муфта зубча-

тая; 8 – барабан; 9 – гибкий орган; 10 – крюковая подвеска 

В  качестве источника энергии,  сообщающего движение приводам ма-

шин, распространение получили электродвигатели: трехфазные переменного 
тока асинхронные  с короткозамкнутым ротором (серии МТКF, МТКН и 
АИР),  с фазным ротором (серии МТF и МТН),  переменного тока асинхрон-
ные повышенного скольжения (серии МАП), а также постоянного тока мор-
ского исполнения (серии ДПМ).  На рисунке 1.2 изображен электродвига-
тель серии МАП, характеристики которого приведены  в  таблицах А.8, А.9. 

Рисунок 1.2 – Электродвигатель серии МАП 

Исполнительный узел машины отражает ее производственное назна-

чение. В грузовой электролебедке (рисунок 1.1,б) – это механизм подъ-
ема груза, включающий барабан и  гибкий орган с грузозахватом.  

В качестве гибких органов в грузоподъемных машинах  применяют 

канаты: различные по конструкции (плоские и круглые с разным количе-

ством прядей и проволок в прядях, с сердечником, без сердечника) и ма-
териалам, из которых они изготовлены (стальные, пеньковые, асбесто-
вые, и т. п.).  

Подбор каната производят по нормативной документации с учетом 

разрывного усилия в зависимости от режима и условий работы механиз-
ма. При двух и более несущих ветвях применяют крюковые подвески 
(рисунок 1.3, таблица А.6), крюк для которых подбирают по грузоподъ-
емности и режиму работы машины.  

Рисунок 1.3 –  Подвеска крюковая: 

1– крюк; 2 – ось  блок канатный; 3 – ось  блока; 4– подшипник блока;  

5– подшипник крюка 

      Для изменения   направления движения и поддержания каната 

служат блоки. Они бывают подвижные и неподвижные. Система по-
движных и неподвижных блоков, огибаемых канатом, образует полис-
паст (рисунок 1.4). Характеристикой полиспаста является его кратность, 
которая показывает изменения нагрузки на одну ветвь каната. Полиспас-

ты бывают одинарные и сдвоенные. Кратность одинарного полиспаста 
равна числу  ветвей каната, воспринимающих нагрузку.      

Рисунок 1.4 – Схемы полиспастов с различной кратностью:  
1 – барабан;   2 – неподвижный блок; 3 – подвижный блок 

Для преобразования вращательного движения в поступательное при подъ-

еме или опускании груза служат канатные барабаны  (Рисунок 1.5). 

Рисунок 1.5 – Барабан для однослойной навивки каната:  

1 – корпус; 2 – вал; 3 – канат; 4 – планка прижимная; 5 – опора 

( Dвн , D , Dб  - диаметры внутренний, по дну канавки, по центру каната 

соответственно; d и l – диаметр и длина выходного конца вала; )

В приводах производственных машин частота вращения вала двига-

теля, как правило, не равна частоте вращения вала на выходе привода. 
Для согласования кинематических параметров привода  применяют узлы, 
преобразующие движение, композиция которых определяется передаточ-
ной функцией. В случае, когда эта функция направлена на понижение ча-

стоты вращения, узел называется редуктором (от лат. reductor – отводя-
щий назад, понижающий).  

В состав редуктора входят механические передачи различного типа: 

цилиндрические (прямозубые, с наклонным зубом, шевронные), кониче-
ские, червячные, планетарные и волновые, а также передачи с гибкой 
связью (ременные и цепные). В случае, когда выходные энерго – кинема-
тические параметры привода не могут быть обеспечены одной передачей,  
используют необходимое количество сочетаемых передач, которые обра-
зуют двух- трех- или многоступенчатые редукторы. В таблицах А.10 – 
А.14  Приложения А приведены  типы редукторов, применяемые в при-
водах.  

Цилиндрическая зубчатая передача (рисунок 1.6) осуществляет пе-

редачу вращательного  движения между параллельными осями. Колеса, 
образующие ее, имеют начальные и делительные поверхности в виде ци-
линдров. 

Рисунок 1.6 – Передача цилиндрическая: 1, 2 – сопрягаемые колеса  

(dw1, dw2 – диаметры начальных окружностей;dа1, dа2 – диаметры окруж-
ностей выступов; dа1, dа2 – диаметры окружностей впадин; аw – межосе-

вое расстояние ; w – полюс зацепления) 

Коническая зубчатая передача (рисунок 1.7) осуществляет передачу 

вращательного движения между пересекающимися осями. У зубчатых 
колес конической передачи начальные и делительные поверхности   ко-
нические. 

Рисунок 1.7 – Передача коническая: 1,2 – колеса ведущее и ведомое; 
 (dm1, dm2 – средние делительные диаметры; dе1, de2 – внешние делитель- 
ные диаметры; dae1, dae2 – внешние диаметры вершин зубьев; Rm, Rе –
среднее и внешнее конусные расстояния; 1 , 2 – углы делительных 
конусов колес;
а1 , f1 – углы вершин и впадин; 
а, f  - углы  головки и 

ножки зуба соответственно; b – ширина зубчатого венца;  - межосе- 
вой угол).

Планетарная зубчатая передача (рисунок 1.8) - это механизм для пе-

редачи вращательного движения, в состав которого входят центральные 
колеса (a, b) на неподвижной оси и  сопряженные с ними колеса (g) с пе-
ремещающимися осями вращения, называемые сателлитами. Звено, на
котором установлены опоры сателлитов, называют водилом (h). Число 
сателлитов обозначается nw.  Наибольшее распространение получили пе-
редачи с nw =3.  

Рисунок 1.8 – Передача планетарная: а, b – колеса центральные;

h – водило; g1, g2, g3 – сателлиты

Передачи с подвижными осями могут передавать энергию от входа к 

выходу несколькими потоками, число которых равно количеству сател- 
литов.  

Особенность конструкции планетарных передач  определяет  необ-

ходимость обеспечить: соосность валов центральных колес, требуемый 
зазор между сателлитами (условие соседства), а также вхождение звеньев 
в сопряжение при равных углах расположения сателлитов. 

Волновая зубчатая передача (Рисунок 1.9) - это механизм для пере-

дачи вращательного движения, который является конструктивной разно-
видностью планетарной передачи  с одним центральным жестким коле-
сом b и сателлитом g. 

Рисунок 1.9 – Схема образования волновой передачи: а) – передача 

планетарная с одним сателлитом; б) – передача волновая с одной зоной 
зацепления; в) – передача волновая с двумя зонами зацепления  

Сателлит выполняется в виде  тонкостенного гибкого цилиндра с зуб-

чатым венцом и деформируется в процесее работы водилом h (генерато-
ром волн).

Волновая зубчатая передача передает вращательное движение по-

средством волн деформации, возбуждаемых в гибком элементе. Колеса 
передачи (жесткое и гибкое) образуют внутреннее зацепление. Зубчатый 
обод (венец)  гибкого колеса является частью тонкостенной конструкции, 
которая может быть выполнена в виде стакана переходящего в вал или в 
виде трубы, связанной с валом зубчатой муфтой.  

Шип водила, на котором вращается сателлит, преобразован в кулачок 

или подобное ему устройство, называемое генератором волн h.  

Разработаны конструкции волновых передач с дисковыми, кулачко-

выми, электромагнитными, пневмо– и гидромеханическими генератора-
ми волн.  

Вращательное движение между валами со скрещивающимися осями 

осуществляется червячной передачей, которая состоит из червяка и со-
пряженного с ним червячного колеса (рисунок 1.10). 

Различают передачи с цилиндрическими червяками (начальная и де-

лительная поверхности червяка – цилиндры) и глобоидными червяками