Кинематический расчет привода

Задание на курсовой проект

 

Привод состоит из следующих основных частей (рисунок 1.1):

1 – электродвигатель;

2 – клиноременная передача;

3 – конический редуктор с прямыми зубьями;

4 – открытая зубчатая пара с прямыми зубьями.

 

Рисунок 1.1 – Кинематическая схема привода

 

Исходные данные:

 кВт;

 об/мин.

Тип ремня – клиновой.

Тип зуба конической и цилиндрической передач – прямой.

 

Кинематический расчет привода

Подбор приводного электродвигателя

 

Определим требующую мощность электродвигателя /1, с. 5/

 

           

 

где – общий КПД привода, определяемый как произведение КПД последовательно соединенных передач /1, с. 5/.

 

,

 

где  – КПД ременной передачи;

 – КПД закрытой конической передачи;

 – КПД открытой цилиндрической передачи.

 

 кВт.

 

Примем  кВт /1, с. 459/.

Перегрузка составляет  – привод будет испытывать перегрузку по мощности, это связано с тем, что ряд мощностей серии АИР не предусматривает промежуточных значений между  и  кВт.

Для того чтобы размеры редуктора, открытой и ременной передач были средними, примем двигатель марки AИР132М4 с синхронной частотой вращения 1500 об/мин /1,2/ (таблица 1).

 

Таблица 2.1.1 – Характеристика принятого электродвигателя

Тип двигателя	Мощность, кВт	Синхр. частота вращения, об/мин	Скольжение s, %	КПД, %
АИР 132М4	11	1500	3,5	87,5	2

 

Определим номинальную частоту вращения вала электродвигателя

 

об/мин.

 

Определение передаточных чисел привода

Определим исходное суммарное передаточное число привода

 

,

 

где – асинхронная частота вращения двигателя, об/мин.

 

.

 

По рекомендациям /1, с. 7/ подберем передаточные числа привода.

Примем – ременная передача;

 – коническая закрытая передача;

 – цилиндрическая открытая передача.

Определим разницу между расчетными исходным  передаточным числом привода и новым принятым  /2, с. 12/

 

;

;

 – что допустимо.

Определение частот вращения и угловых скоростей на валах привода

 

 об/мин;

 об/мин;

 об/мин;

 об/мин;

 рад/с;

 рад/с;

 рад/с;

 рад/с.

 

Определение вращающих моментов и мощностей на валах привода

 

 Нм;

 Нм;

 Нм;

 Нм;

 кВт;

 кВт;

 кВт;

 кВт.

 

Для удобства просмотра кинематический расчет сведем в таблицу (табл. 2.4.1)

 

Таблица 2.4.1 – Результат кинематического расчета

№ вала	n, об/мин	, рад/с	Р, кВт	Т, Нм
1	1447	151,53	8	52,8	2,3
2	629	65,88	7,52	114,14		4
3	157	16,47	7,29	442,87			3,15
4	50	5,23	7	1339,25

 

Расчет закрытой конической передачи

 

Индексы валов привода, которые предложены в кинематическом расчете, поменяем следующем образом, вал который является входным (быстроходным) в редуктор будет иметь индекс «1», а выходной (тихоходный) – индекс «2», это связано с удобством ведения расчета.

 

Проверочный расчет передачи при помощи ПК «Компас»

 

В результате расчета выявлено, что зацепление с найденными параметрами существует (рис. 3.5.1).

 

 

Предварительный расчет геометрических параметров

 

Выбор сечения ремня произведем по номограмме /4, с. 86/ в зависимости от мощности, передаваемой ведущим шкивом и его частоты вращения. При этом учтем то, что клиновые ремни нормального сечения О применять только для передач мощностью до 2 кВт.

При  кВт и  об/мин примем ремень узкого сечения типа УО.

Минимально допустимый диаметр ведущего шкива определим в зависимости от крутящего момента на ведущем шкиве и выбранного сечения ремня.

При  Нм и типе ремня УО примем

 мм.

В целях повышения сроков службы ремней рекомендуется применять ведущие шкивы с диаметром  в 1..2 раза больше  из стандартного ряда /4, с. 448/.

Предварительно примем

 мм.

Диаметр ведомого шкива

 

,

 

где – коэффициент скольжения.

 мм.

Примем  мм /4, с. 448/.

Фактическое передаточное число передачи

 

.

 

Проверим отклонение фактического передаточного числа от заданного заранее

 

 

 

не превышает допустимое отклонение.

Ориентировочное межосевое расстояние

 

,

 

где – высота сечения клинового ремня, мм.

 мм – для ремня типа УО.

 

 мм.

 

Далее расчет произведем в программном комплексе «Компас».

 

Проектный расчет

 

Рисунок 5.1.1 – Геометрический расчет

Проверочный расчет

 

Рисунок 5.2.1 – Проверочный расчет

 

В результате расчета при помощи программного комплекса «Компас» получены геометрические параметры, которые позволяют передаче быть работоспособной.

Сила давления комплекта клиновых ремней на вал /4, с. 97/

 

,

 

где – угол обхвата ремнем ведущего шкива, град;

 – количество клиновых ремней (рис. 5.1.1);   

 – сила предварительного натяжения одного клинового ремня, Н.

 

 

 

что допустимо для клиновых ремней.

 

,

 

где кВт – мощность на ведущем шкиве;     

 м/с – окружная скорость ремня (рис. 5.1.1);

 – коэффициент угла обхвата на меньшем шкиве;

 – коэффициент динамичности нагрузки и длительности работы; 

 /4, с. 82/.

 – при односменной работе и нагрузке с умеренными колебаниями.

 

 Н.

 Н.

 

Схема нагружения привода

 

Схему сил действующих в приводе (рисунок 6.1) вычертим по рекомендациям /4, с. 105/.

 

Рисунок 6.1 – Схема нагружения привода

 

Для удобства просмотра значений сил, возникающих в передачах привода с учетом индексирования, принятым для привода, составим таблицу 6.1

 

Таблица 6.1 – Значения сил передач привода (значения в Н)

	,	,	,	,	,
1505,2	1024,4	586,7	2901,2	2565,5	7048,7

 

Выбор материала вала

 

В проектируемых редукторах рекомендуется применять термически обработанные среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40Х, одинаковые для быстроходного и тихоходного вала /4, с. 110/.

Примем сталь 45, с термообработкой – улучшение, со следующими механическими характеристиками /4, с. 53/

 МПа – предел прочности;

 МПа – предел текучести;

 МПа – предел выносливости.

 

Компоновочная схема привода

 

На рисунке 8.1 представлена компоновочная схема привода.

 

Рисунок 8.1 – Схем привода

 

Позициями обозначены следующие элементы привода:

1 – электродвигатель;

2 – шкив ведущий ременной передачи;

3 – ремни;

4 – шкив ведомый ременной передачи;

5 – редуктор конический;

6 – рама сварная;

7 – натяжное устройство ремней.

 

Литература

 

1 Дунаев П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин. Учеб. пособие для студ. Техн. Спец. Вузов / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. – 8-е изд., перераб. И доп. –М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 496 с.

2 Детали машин. Основы проектирования и конструирования: Метод. Указания по выполнению курсового проектирования / Г. Н. Лимаренко, А. А. Максимова и др. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2003. 64с.

3 Чернилевский Д. В. Детали машин. Учебное пособие для вузов. М.: Учебная литература, 2001. – 561с.

4 Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. Пособие. Изд. 2-е, перераб. и доп. – Калининград: Янтар. сказ, 2006. – 456 с.: ил, черт. – Б. ц.

5 Титовская В. О. Расчет и проектирование валов редукторов. Методические указания к выполнению курсового проекта. Красноярск, КГТУ, 1982, 68 с.

 

Задание на курсовой проект

 

Привод состоит из следующих основных частей (рисунок 1.1):

1 – электродвигатель;

2 – клиноременная передача;

3 – конический редуктор с прямыми зубьями;

4 – открытая зубчатая пара с прямыми зубьями.

 

Рисунок 1.1 – Кинематическая схема привода

 

Исходные данные:

 кВт;

 об/мин.

Тип ремня – клиновой.

Тип зуба конической и цилиндрической передач – прямой.

 

Кинематический расчет привода