Методические указания к практическим занятиям Составитель Д. В. Шабанов (стр. 1 из 5)

Министерство образования Российской Федерации

Томский государственный

архитектурно-строительный университет

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЁТ

МЕХАНИЧЕСКОГО ПРИВОДА

Методические указания к практическим занятиям

Составитель Д.В. Шабанов

Томск 2010

Кинематический и силовой расчёт механического привода: методические указания / Сост. Д.В. Шабанов. – Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2010. – 22 с.

Рецензент к.т.н А.А. Никифоров

Редактор Е.Ю. Глотова

Методические указания к практическому изучению дисциплины СД.Ф.6 «Детали машин» для студентов специальностей: 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство»; 270113 «Механизация и автоматизация строительства»; 190205 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование»; 150405 «Машины и оборудование лесного комплекса»; 250303 «Технология деревообработки» очной формы обучения.

Печатаются по решению методического семинара кафедры прикладной механики и материаловедения № 8 от 03 . 11 . 2010.

Утверждены и введены в действие проректором по учебной работе В.В. Дзюбо

с 01.01.2011

до 30.12.2016

Оригинал-макет подготовлен автором.

Подписано в печать

Формат 60×84. Бумага офсет. Гарнитура Таймс.

Уч.-изд. л. 1,16. Тираж 50 экз. Заказ №

Изд-во ТГАСУ, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2.

Отпечатано с оригинал-макета в ООП ТГАСУ.

634003, г. Томск, ул. Партизанская, 15.

ВВЕДЕНИЕ

Практическая работа студентов является неотъемлемой составляющей целостного процесса обучения, которая организуется, направляется, регламентируется и контролируется учебным процессом, основанным на государственном стандарте.

Профессиональная подготовка будущих специалистов зависит не только от объёма полученных знаний, но и от умения студентов самостоятельно применить эти знания на практике, умения анализировать научную и методическую литературу, делать выводы.

Государственные образовательные стандарты определяют практическую работу студентов как эффективное направление повышения качества образования. Практическая работа способствует формированию у будущих специалистов самостоятельных навыков в приобретении новых знаний и их использовании в своей будущей профессиональной деятельности, развивает творческие способности студентов, является стимулом к самообразованию.

Видами практической работы являются: выполнение курсовых проектов, курсовых работ, контрольных работ, подготовка к лабораторным работам.

Работая самостоятельно над решением поставленных преподавателем задач, студент закрепляет свои теоретические знания и практические навыки.

При изучении дисциплины «Детали машин» применяются различные виды контроля практической работы студентов:

– текущий контроль по каждой теме (осуществляется на каждом практическом занятии в виде выдачи преподавателем контрольной работы, проверки плана выполнения курсового проекта, курсовой работы, уровня готовности к лабораторным и практическим занятиям;

– промежуточный контроль знаний по завершении выполнения контрольной работы, очередного раздела курсового проекта, курсовой работы, лабораторной работы проводится в виде индивидуального опроса;

– итоговый контроль проходит в виде семестровой защиты курсового проекта, курсовой работы, сдачи зачёта, экзамена.

КИНЕМАТИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ

Техническое задание на проектирование механизма или машины студент получает у преподавателя. В техническом задании могут быть заявлены основные требования: силовые, габаритные, экономические, эргономические или часть из них, которые должны быть обеспечены при проектировании.

Расчёт механического привода для машины обычно начинают с выбора электродвигателя и определения общего передаточного числа.

Затем по выбранной или заданной кинематической схеме разбивают общее передаточное число по отдельным ступеням. Исходными данными для разбивки служат вращающий момент и угловая скорость рабочего вала, указываемые в задание на проектирование. Иногда эти величины не даны, но могут быть определены по другим характеристикам: например, для конвейера могут быть заданы скорость цепи, её натяжение и диаметр звёздочки. Задание на проектирование привода может содержать некоторые дополнительные сведения, в частности, характер нагрузки, режим работы машины, привод к которой проектируют, кинематическая схема привода.

В процессе проектирования следует выполнить необходимые расчеты, выбрать наилучшие параметры схемы и разработать конструкторскую документацию (сборочный чертёж, чертежи трёх сборочных деталей, пояснительную записку и др.), необходимых для изготовления элементов привода.

Исходные данные (рис. 1.1, а—г):

(Н) — окружная сила на барабане ленточного или на звездочке цепного конвейера;

(м/с) — скорость движения ленты или цепи;

(мм) — диаметр приводного барабана; — число зубьев и

(мм) — шаг тяговой звездочки;

(рис. 1.1, д—ж):

(Н∙м) — вращающий момент на выходном валу; (мин^-1) — частота вращения выходного вала редуктора.

Выбор электродвигателя. Для выбора электродвигателя определяют его требуемую мощность

и частоту вращения .

Потребляемую мощность

(кВт) привода (мощность на выходе) определяют по формуле

или

, где .

Тогда требуемая мощность электродвигателя (кВт)

,

где

– общее КПД привода.

Здесь

– КПД отдельных звеньев кинематической цепи, ориентировочные значения которых с учетом потерь в подшипниках можно принимать по табл. 1.1.

Таблица 1.1

Тип передачи
Зубчатая (с опорами, закрытая): цилиндрическая коническая	0,96…0,98 0,95…0,97
Планетарная (закрытая): одноступенчатая двухступенчатая	0,9…0,95 0,85…0,9
Червячная (закрытая) при передаточном числе: свыше 30 свыше 14 до 30 свыше 8 до 14	0,7…0,8 0,75…0,85 0,8…0,9
Ремённая (все типы)	0,94…0,96
Цепная	0,92…0,95
Муфта соединительная	0,98
Подшипники качения (одна пара)	0,99

Если на данном этапе работы затруднительно определить передаточное число червячной передачи, то предварительно можно принять

= 0,8.

Требуемая частота вращения вала электродвигателя

,

где

— передаточные числа кинематических пар привода.

Предварительно вычисляют частоту вращения

, мин^-1, приводного вала (рис. 1.1, а—г) или выходного вала редуктора (рис. 1.1, д—ж):

или

,

где

– диаметр тяговой звездочки, мм.

Рис. 1.1

Разбивку передаточного числа привода по ступеням с учётом кинематических возможностей передачи осуществляют согласно табл. 1.2. На данном этапе расчёта следует руководствоваться рекомендуемыми значениями передаточных чисел из графы

.

Таблица 1.2

Вид передачи	Твёрдость зубьев	Передаточное число
Зубчатая цилиндрическая:
тихоходная ступень во всех редукторах ( )	≤ 350 НВ 40…56 НRC 56…63 НRC	2.5…5,6 2.5…5,6 2…3	6,3 6,3 5,6
быстроходная ступень в редукторах по развёрнутой схеме (uб)	≤ 350 НВ 40…56 НRC 56…63 НRC	3.15…5,6 3.15…5 2,5…4	8 7,1 6,3
быстроходная ступень в соосном редукторе (uб)	≤ 350 НВ 40…56 НRC 56…63 НRC	4…6,3 4…6,3 3,15…5	8 7,1 6,3
Коробка передач	Любая	1…2,5	3,15
Коническая зубчатая	≤ 350 НВ ≥40 НRC	1…4 1…4	6,3 5
Червячная	─	16…50	80
Цепная	─	1,5…3	4
Ремённая	─	2…3	5

Передаточные числа зависят от скорости передачи и твёрдости колёс. Поэтому на данном этапе расчёта твёрдость колёс можно принять среднюю, если в задании она не задана. Передаточное число также можно брать ближе к среднему из приведённого диапазона. При этом следует учитывать, что для стандартных редукторов и выпускаемых крупной серией значения передаточных чисел следует согласовывать с рядом передаточных чисел зубчатых передач согласно ГОСТ 2185—66^*, табл. 1.3, и червячных передач согласно ГОСТ 2144—76^*, табл. 1.4. Для редукторов, выпускаемых единично или мелкой серией, значения передаточных чисел могут быть нестандартные.