Проектирование и проверочный расчет редуктора (стр. 1 из 10)

Министерство образования и науки Украины

Кафедра ОКММ

«Основы автоматизированного проектирования сложных объектов и систем»

2006

Задание

Вариант 50.3

Рассчитать и спроектировать привод к бегунам.

Режим нагружения:

Время в часах с использованием мощности
t1	P1	t2	P2	t3	P3
3000	P	5000	0.8P	4000	0.3P

Вариант задания:

№	Т, Н*м	n, мин-1	nc, мин-1	Тип соединительной муфты	Тип передачи на выходном валу	Редуктор установить на
23	120	153	1000	Упругая со звездочкой	Цепная U=1.4	Литой плите

Аннотация

В курсовом проекте по дисциплине “Основы автоматизированного проектирования сложных объектов и систем” произведено проектирование привода, то есть выбор электродвигателя, проектирование и проверочный расчет редуктора и его составных частей.

В пояснительной записке представлены проектировочные и проверочные расчеты, разработана общая структура пакета прикладных программ (ППП). Записка содержит стр. 1 страниц, 14 рисунков, 2 таблиц, приложения А, Б, В, Г.

РЕДУКТОР, ЗВЁДОЧКА, ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, ШПОНКА, ПОДШИПНИК, БОЛТ, ГАЙКА, ШАЙБА, ШКИВ, ЗВЕЗДОЧКА, ЦЕПНАЯ ПЕРЕДАЧА, МАСЛОУКАЗАТЕЛЬ, ПРОБКА, ВАЛ

Введение

Технический уровень всех отраслей народного хозяйства в значительной мере определяется уровнем развития машиностроения. На основе развития машиностроения осуществляется комплексная механизация и автоматизация производственных процессов в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве, на транспорте.

Повышение эксплуатационных и качественных показателей, сокращение времени разработки и внедрения новых машин, повышение их надежности и долговечности при снижении стоимости – основные задачи конструкторов-машиностроителей. Большие возможности для совершенствования труда конструкторов дает широкое применение ЭВМ, позволяющее освободить конструкторов от нетворческих операций, оптимизировать конструкции, автоматизировать значительную часть процесса проектирования.

Проектирование по курсу «Детали машин» входит в учебные планы всех механических специальностей. Оно является завершающим этапом в цикле базовых общетехнических дисциплин: теоретическая механика, сопротивление материалов, материаловедение, взаимозаменяемость, метрология и стандартизация и др. Курсовой проект – первая самостоятельная конструкторская работа студента, в ходе которой он изучает практические принципы и методы проектирования.

Редуктором называется передача, установленная в отдельной закрытой коробке, называемой корпусом, и служащая для снижения угловой скорости и соответственно повышения вращающего момента на ведомом валу по сравнению с валом ведущим.

Установка передачи в отдельном корпусе гарантирует точность сборки, лучшую смазку её и соответственно более высокий КПД, меньший износ, а также защиту от попадания в неё пыли и грязи. Поэтому в данной ответственной установке применяется редуктор.

Подвод мощности от двигателя к редуктору осуществляется через муфту.

От муфты момент передаётся на входной вал (вал-шестерня), предназначенный для передачи вращающего момента.

Вал-шестерня входит в зацепление с колесом.

На выходе редуктора расположена однорядная цепная передача. Она состоит из расположенных на расстоянии друг от друга двух колес, называемых звёздочками, и охватывающей их цепи. Вращение ведущей звёздочки, расположенной на выходном валу, преобразуется во вращение ведомой звёздочки благодаря сцеплению цепи с зубьями звёздочек.

1 Проектные расчеты

1.1 Общие сведения

Для приведения в движение исполнительных механизмов большинства машин используются приводы, состоящие из двигателей, систем механических передач и муфт, соединяющих отдельные валы. Таким образом, под приводом следует понимать устройство для приведение в действие рабочего механизма машины. Наибольшее распространение, благодаря простоте конструкции, достаточной надёжности, относительной дешевизне и высокому КПД получили механические приводы.

Приводы большей части машин допускают использование стандартных двигателей, муфт и механических передач. Механические приводы общего назначения классифицируются по числу и типу двигателей, а также по типу использующихся передач.

По числу двигателей приводы делятся на групповые, одно- и многодвигателевые.

Групповой привод служит для приведения в движение нескольких рабочих органов машины. Привод этого типа используется в некоторых металлообрабатывающих станках, в различных строительных и погрузочно-разгрузочных машинах. Групповой привод имеет большие габаритные размеры, сложную конструкцию и низкий КПД.

Однодвигателевый привод распространен наиболее широко, особенно в машинах с одним рабочим органом, приводимым в движение от одного двигателя.

Мнонгодвигателевый привод используется в сложных машинах, имеющих несколько рабочих органов или один рабочий орган, потребляющий большое количество энергии (например, конвейер большой длины). Такие приводы используются в подъёмно-транспортных машинах, сложных металлообрабатывающих станках и т.п.

По типу двигателя различаются приводы с электродвигателем, двигателями внутреннего сгорания, с паровыми и газовыми двигателями, гидро- и пневмодвигателями.

В состав механических приводов могут входить такие типы передач: зубчатые (цилиндрические и конические), червячные, передачи с промежуточной гибкой связью (ременные, цепные), передачи винт-гайка. Передачи в приводе могут быть как однотипными, так и комбинированными.

Общее передаточное число привода определяется отношением частоты (угловой скорости) вала двигателя к частоте(угловой скорости) приводного вала исполнительного механизма или рабочего органа машины:

1.2 Выбор электродвигателя

При выборе электродвигателя кроме синхронной частоты вращения и потребной мощности необходимо определиться с его исполнением, выбор которого зависит от типа и конструкции редуктора или коробки скоростей и условий компоновки привода.

Исходными данными на этом этапе проектирования привода служат принципиальная схема привода (с указанием всех передач, входящих в его состав); вращающий момент на выходном валу редуктора (коробки скоростей)

; частота вращения выходного вала ; синхронная частота электродвигателя . Расчет потребляемой мощности привода, кВт, выполняется по заданной нагрузке на выходном валу и частоте вращения выходного вала с учетом потерь мощности в приводе от вала электродвигателя до выходного вала редуктора:

,

Pпотр =

кВт.s

Расчет входной мощности электродвигателя Pвх:

Pвх =

,

где ηΣ = ηмуфт* η³ подш* η² зац.

Здесь ηΣ – суммарный КПД привода, ηмуфт – КПД муфты, ηподш – КПД подшипниковой пары, ηзац – КПД зацепления. Принятые значения: ηмуфт = 1; ηподш = 0.99; ηзац = 0.98 [1, табл. 6].

ηΣ = 1*0.99³ * 0.98² = 0.93;

Pвх =

= 2.06 кВт.

По каталогу источника [2] с учетом синхронной частоты вращения вала двигателя nс = 1000 мин-1 и требуемой входной мощности Pвх = 2.06 кВт выбираем двигатель:

4А100L6, номинальная мощность P = 2,2 кВт, номинальная частота вращения n = 950 мин-1, отношение Тмакс/Тном = 2.2, диаметр вала двигателя dдв = 28 мм.

1.3 Кинематический расчет

Исходными данными при выполнении кинематического расчета кроме заданной кинематической схемы привода являются синхронная частота вращения вала электродвигателя

и частота вращения выходного вала редуктора или коробки скоростей.

Кинематический расчет привода состоит из следующих основных частей: определение общего передаточного числа, разбивка общего и передаточного числа по ступеням, определение кинематической погрешности.

Общее передаточное число привода определяется как отношение частоты вращения вала электродвигателя к частоте вращения выходного вала редуктора (коробки скоростей):

Uр =

Расчет передаточных отношений быстроходной U₁₂ и тихоходной U₃₄ ступеней [1]: