Последовательность выполнения проекта

2.1. Содержание задания на курсовой проект по деталям машин

Задание на курсовой проект по деталям машин содержит схему привода, функцией которого является преобразование параметров вращения вала электродвигателя в параметры выходного вала привода.

 Исходные данные для расчета привода содержат: 

1. Номинальный крутящий момент на выходном валу, Н∙м;

2. Частоту вращения выходного вала привода, об/мин;

3. Синхронную частота вращения электродвигателя, об/мин;

4. Расчетный ресурс, ч.

Кроме того, в задании приводятся особые условия, содержащие график работы привода, передаточные отношения цепной (u _цепи) и ременной (u _рем) передач, если таковые имеются, а также технологию изготовления корпуса редуктора.

В задании так же приводятся сведения о параметрах нагрузки, содержащих график нагрузки и таблицу с режимами нагрузки по параметрам.

Порядок учета параметров нагрузки при расчетах привода будет приведен ниже.

 

Выбор электродвигателя

Выбор электродвигателя осуществляется по двум параметрам: синхронная частота вращения электродвигателя (без нагрузки) и необходимая мощность.

Синхронная частота вращения электродвигателя указана в задании.

Необходимая мощность электродвигателя определяется потребляемой мощностью нагрузки (в данном примере конвейером) и мощностью, необходимой на преобразование параметров вращения вала электродвигателя в параметры выходного вала привода, содержащими вращение деталей редуктора, а также цепной и ременной передач.

Потребляемая мощность нагрузки определяется из значений номинального крутящего момента на выходном валу и частоты вращения выходного вала привода, приведенных в задании, по формуле (1):

(1)

где P _{вых. в} - мощность на выходном валу привода, соответствующая потребляемой мощности нагрузки, T_p – крутящий момент на выходном валу, ω _p – угловая скорость выходного вала, рад/с.

Мощность, затрачиваемая на движение узлов привода (зубчатые передачи и подшипники редуктора, муфты, цепную и ременную передачи) определяется следующим образом.

Каждый из перечисленных узлов характеризуется коэффициентом полезного действия (к.п.д.), определяемому как отношение полезной работы (вращение конвейера) ко всей затраченной:

                η= P _вых/ P _затр                                                                     (2)

Мощность, затрачиваемая на движение узлов привода, не имеет определенных количественных значений, а определяется лишь с использованием значения его к.п.д.

Это объясняется тем, что затраты этой мощности определяются силами трения, возникающего в узлах привода, величина которых определяется воздействующими на них нагрузками:

(3)

 

как это видно из рис. 2: чем больше сила F, прижимающая тело 2 к основанию 1, тем больше сила F _тр. Коэффициент трения k определяется свойствами взаимодействующих материалов тела 1 и основания 2. 

Рис. 2. 1 – основание; 2 – движущееся тело

 

Указанная зависимость действует как в отношении силы трения скольжения, так и в отношении силы трения качения.

Рассматривая рис. 2, нетрудно определить, что мощность, затрачиваемая цепной передачей, определится следующим образом:

Мощность на выходном валу редуктора P _ввр содержит мощность конвейера P _конв и затрачиваемую мощность цепной передачи, пропорциональную P _конв, (обратно пропорциональную η_цп), которая определится как

(3)

В свою очередь мощность на промежуточном валу редуктора по сравнению с выходным валом редуктора возрастет за счет затрачиваемой мощности на работу тихоходной зубчатой передачи, величина которой так же определяется путем учета ее к.п.д.:

(4)

и т.д.

Отсюда, в общем виде к.п.д. привода определяется по формуле (5):

(5)

где   — к. п. д. отдельных элементов; ориентировочные зна­чения которых определяются по данным, приведенным в [4, 5].

С учетом общего к.п.д. привода необходимая мощность двигателя определится по формуле (6):

,

(6)

или по формуле (7):

(7)

где P _М — мощность на выходном валу, определяемая по данным задания на проектирование.

Далее по каталогу [4; 5] подбирается асинхронный электродвигатель трехфазного тока единой серии А2 (АО2, АОЛ2) в зависимости от потребной мощности , определенной по формуле(7) и заданной частоты вращения.

Мощность выбранного двигателя P _двдолжна быть равна или больше потребной .

Поскольку, как было показано выше, нагрузки на деталях привода определяются нагрузкой конвейера и к.п.д. его узлов, мощность выбранного двигателя никак не влияет на эти нагрузки.

Двигатель в зависимости от его мощности лишь будет более или менее нагружен.

Применение двигателя значительно большей мощности, чем требуется, повлечет за собой лишь неоправданное удорожание привода.

Поэтому при дальнейшем проектировании расчетными являются потребная мощность двигателя  и частота его вращения n _дв при номинальной нагрузке.