Энергетический и кинематический расчет привода

ВЫПОЛНЕНИЕ РАСЧЕТОВ

ПО ДЕТАЛЯМ МАШИН

И ИХ ОФОРМЛЕНИЕ

 

(Практические занятия, курсовое проектирование)

 

ЧАСТЬ 1

 

Энергетический и кинематический расчет привода

 

(В комментариях Ваганова А. Б.)

 

2009 г

 

 

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

 

Нижегородский Государственный Технический Университет

им. Р. Е. Алексеева

 

Кафедра «Теоретическая и прикладная механика»

 

 

Заведующий кафедрой

 

__________ Панов А.Ю.

(подпись) (Ф.и.о.)

_________________(дата)

 

 

Задание, вариант

 

-------------------------------------------------------------------------------

(наименование темы проекта или работы)

 

________________________________________________________________

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по деталям и машин и основам конструирования

 

Руководитель

 

_______________Ваганов А. Б.

(подпись)

 

_______________________(дата)

 

Студент

 

_______________.

 

_______________.

(группа)

 

 

работа защищена:_________________

(дата)

 

Зачётная книжка №_______________

 

С оценкой_______________________

 

Члены комиссии__________________

 

__________________

 

__________________

2009 г.

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИВОДА МЕХАНИЗМА

(курсовой проект по ДЕТАЛЯМ МАШИН)

Студенту группы ____________________________ Код задания_________

 

Тема: ______________________________________________

Техническое задание:

1. Техническое предложение:

1.1.-1.2. Кинематическая схема привода. Энергетический расчет.

1.3-1.4. Проектировочный расчет зубчатых передач. Предварительный расчет валов.

1.5-1.8. Расчеты ременной, цепной передач и подбор муфт. Компоновка привода.

2. Эскизный проект:

2.1. Эскизное конструирование. 2.2. Проверочный расчет зубчатых передач редуктора.

2.3. Конструирование зубчатых колес. 2.4. Конструирование элементов редуктора.

2.5 Смазка зацеплений и подшипников. 2.6. Расчет усилий в передачах.

2.7.Расчет валов на изгиб и кручение. 2.8 Подбор подшипников.

2.9. Расчет шпоночных соединений.

3. Технический проект:

3.1. Проверка опасного сечения тихоходного вала на долговечность.

3.2. Конструирование рамы. 3.3. Расчет болтового крепления редуктора к раме.

4. Вычерчивание чертежей привода.

Параметры привода:

Состав привода: 1. –ЭД 2. -Внешняя передача-   3. - Редуктор 4. – Муфта   Мощность привода (квт):       Частота вращения (об/с):         Коэфф-т неравномерности нагружения КА =   Тип редуктора       Коэфф-ты использования годового - суточного -   Срок службы h= лет     Выпуск -

Циклограмма нагружения по длительным режимам Ti/T                             0.8             0.6             0.4             0.2             0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Lhi/Lh   Рис. Схема привода механизма

 

Руководитель ___________________ проф. Ваганов А. Б.

 

Часть1. Техническое предложение

Введение. Характеристика механизма и его привода

 

 

Энергетический и кинематический расчет привода

1.2.1. Общие сведен ия

 

Угловые скорости двигателя и рабочего органа машины не равны между собой. Согласование скоростей осуществляют с помощью передач.

Механической передачей называют механизм, предназначенный для передачи энергии от двигателя к рабочему органу с преобразованием скорости и нагрузки.

Привод включает в себя двигатель и передачу.

 

Кинематические схемы приводов выполняют по ЕСКД ГОСТ 2.703-68 «Правила выполнения кинематических схем» и по ГОСТ 2.770-68 «Условное изображение элементов в схемах».

 

Если попытаться составить абстрактную схему привода, включающую все виды передач, то порядок размещения передач в схеме будет таким (рис.1.1): двигатель - ременная передача - редуктор (коробка скоростей) - открытые цилиндрические передачи (1-я с наибольшим передаточным числом u, далее по порядку уменьшения u) - открытая коническая передача - цепная передача - винт-гайка.

 

 

 

Рис.1.1. Пример кинематической схемы привода:

1 - электродвигатель; 2 - клиноременная передача; 3 - редуктор цилиндрический, двухступенчатый, соосный (Ц2С); 4 - открытая зубчатая цилиндрическая передача (например, u = 5); 5 - открытая зубчатая цилиндрическая передача (например, u = 2,8); 6 - открытая зубчатая коническая передача; 7 - цепная передача; 8 - передача винт-гайка; 9 - рабочий орган машины

 

 

Передача, расположенная между двумя соседними валами, называется одной ступенью привода.

 

 

Конкретный состав передач в приводе зависит в от двух критериев:

1) от общего передаточного числа привода u ₀;

2) от компоновки привода, т.е. от объема заданного пространства, в котором должен размещаться привод.

 

 

Таблица 1.1 КПД кинематических пар привода

Ременная передача	Зубчатая закрытая передача	Цепная передача	Подшипники качения вала барабана
коническая	цилиндрическая
h1= 0,95	h2 = 0,96	h3 = 0,97	h4 = 0,94	h5 = 0,99

 

h₀ = 0,95∙0,96∙0,97∙0,94∙0,99=0,82

 

 

 

 

1-электродвигатель; 2-ременная передача; 3-редуктор; 4-цепная передача; 5-рабочий орган машины; j=1-ременная передача; j=2- быстроходная ступень; j=3-тихоходная ступень; j=4-цепная передача; j=5-привод

 

Рис. 1.3. Разбивка привода на последовательные ступени.

 

 

5) Потребная мощность двигателя .

 

При заданной циклограмме нагружения считают, что двигатель работает в продолжительном режиме с протяженностью работы под нагрузкой (10 мин £ t £ 60 мин). Это означает, что при наибольшем из длительно действующих по циклограмме нагружения режимов, двигатель должен работать в номинальном для него режиме.

Выбор электродвигателя

 

Для привода общего назначения в основном применяют трехфазные асинхронные электродвигатели переменного тока.

На рис.1.4 показана типовая характеристика такого электродвигателя;

обозначено: Т - вращающий момент, развиваемый двигателем;

n - частота вращения ротора (определяется числом пар полюсов обмотки статора и нагрузкой ротора;

n _c - синхронная частота вращения электромагнитного поля статора:

n _дв - номинальная частота вращения ротора при номинальной нагрузке Т _nom, которую может отдавать двигатель длительно, не нагреваясь свыше допустимой температуры;

Т _пуск - пусковой момент электродвигателя;

Т _max - максимальный момент, развиваемый двигателем.

В курсовом проекте будем ори-ентироваться на обдуваемые короткозам-кнутые электродвигатели серии АИР, кото-рые имеют «жесткую» механическую харак-теристику, т.е. значительные изменения наг-рузки вызывают малые изменения частоты вращения ротора. Структура обозначения двигателя: АИ Х. Х. ХХХ. Х. Х. Х. Х. ХХ 1 2 3 4 5 6 7 8, А - асинхронный: И - унифицированная серия (ИНТЕРЭЛЕКТРО).

Рис. 1.5. График зависимости частоты вращения ротора асинхронного электродвигателя от нагрузки

 

Цифры условно обозначают:

1 - привязка мощностей к установочным размерам (Р - по российскому стандарту ГОСТ 28330-89):

2 - буквы: Р - с повышенным пусковым моментом:

С - с повышенным скольжением:

3 - габарит (высота h до оси вращения: h = 50...355 мм):

4 - установочный размер по длине станины (S, M, L):

5 - длина сердечника статора (А, В; отсутствие буквы обозначает только

первую длину);

6 - число полюсов (2, 4, 6, 8, 10 и 12);

7 - дополнительные буквы для модификации двигателя:

Б - со встроенной температурной защитой;

П - с повышенной точностью по установочным размерам;

Х2 - химически стойкие;

С - сельскохозяйственные;

8 - климатическое исполнение (У, Т, ХЛ) и категория размещения

(1...5); например, У3 - умеренный климат, t ⁰ = 25⁰ С, относительная влажность до 98%, т.е. для работы в помещении.

Пример обозначения:

«Двигатель АИР 90 LB 8 У3 ТУ 16-525.564-84»

Двигатели выпускают с мощностями от 0,06 до 100 кВт, с n _с = 3000,

1500, 1000, 750, 600 и 500 мин^-1.

 

По конструкции корпуса различают двигатели трех исполнений:

1) IM 1001 - IM 1081 - на лапах;

2) IM 2001 - IM 2081 - универсальное (фланцевое и на лапах вместе);

3) IM 3001 - IM 3081 - фланцевое.

В табл. П 1 (приложение) приведены технические данные двигателей серии АИР в диапазоне мощностей от 0,25 до 22 кВт. В табл. П 2 даны отношения пускового и максимального моментов двигателей к номинальному. На рис.П 1 (приложение) и в табл. П 3 представлены габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателей.

Таблица 1.4. Частоты вращения и моменты на валах

Вал (i)	П а р а м е т р ы
u 1- i	ni, мин^-1	uk -i	hk-i	Tj_, Н×м
I			52,1	0,82	17,4
II			24,1	0,87	35,5
III	11,2	254,4	4,3	0,91	185,5
IV	20,1	141,7	2,4	0,94	337,8
V	52,1	54,7			743,3

 

 

ВЫПОЛНЕНИЕ РАСЧЕТОВ

ПО ДЕТАЛЯМ МАШИН

И ИХ ОФОРМЛЕНИЕ

 

(Практические занятия, курсовое проектирование)

 

ЧАСТЬ 1

 

Энергетический и кинематический расчет привода

 

(В комментариях Ваганова А. Б.)

 

2009 г

 

 

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

 

Нижегородский Государственный Технический Университет

им. Р. Е. Алексеева

 

Кафедра «Теоретическая и прикладная механика»

 

 

Заведующий кафедрой

 

__________ Панов А.Ю.

(подпись) (Ф.и.о.)

_________________(дата)

 

 

Задание, вариант

 

-------------------------------------------------------------------------------

(наименование темы проекта или работы)

 

________________________________________________________________

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по деталям и машин и основам конструирования

 

Руководитель

 

_______________Ваганов А. Б.

(подпись)

 

_______________________(дата)

 

Студент

 

_______________.

 

_______________.

(группа)

 

 

работа защищена:_________________

(дата)

 

Зачётная книжка №_______________

 

С оценкой_______________________

 

Члены комиссии__________________

 

__________________

 

__________________

2009 г.

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИВОДА МЕХАНИЗМА

(курсовой проект по ДЕТАЛЯМ МАШИН)

Студенту группы ____________________________ Код задания_________

 

Тема: ______________________________________________

Техническое задание:

1. Техническое предложение:

1.1.-1.2. Кинематическая схема привода. Энергетический расчет.

1.3-1.4. Проектировочный расчет зубчатых передач. Предварительный расчет валов.

1.5-1.8. Расчеты ременной, цепной передач и подбор муфт. Компоновка привода.

2. Эскизный проект:

2.1. Эскизное конструирование. 2.2. Проверочный расчет зубчатых передач редуктора.

2.3. Конструирование зубчатых колес. 2.4. Конструирование элементов редуктора.

2.5 Смазка зацеплений и подшипников. 2.6. Расчет усилий в передачах.

2.7.Расчет валов на изгиб и кручение. 2.8 Подбор подшипников.

2.9. Расчет шпоночных соединений.

3. Технический проект:

3.1. Проверка опасного сечения тихоходного вала на долговечность.

3.2. Конструирование рамы. 3.3. Расчет болтового крепления редуктора к раме.

4. Вычерчивание чертежей привода.

Параметры привода:

Состав привода: 1. –ЭД 2. -Внешняя передача-   3. - Редуктор 4. – Муфта   Мощность привода (квт):       Частота вращения (об/с):         Коэфф-т неравномерности нагружения КА =   Тип редуктора       Коэфф-ты использования годового - суточного -   Срок службы h= лет     Выпуск -

Циклограмма нагружения по длительным режимам Ti/T                             0.8             0.6             0.4             0.2             0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Lhi/Lh   Рис. Схема привода механизма

 

Руководитель ___________________ проф. Ваганов А. Б.

 

Часть1. Техническое предложение