Кинематический расчет механического привода

РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКОГО ПРИВОДА

С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ОДНОСТУПЕНЧАТЫМ РЕДУКТОРОМ

 

Методические указания к выполнению курсового проекта (работы)

по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» для студентов всех специальностей и направлений очной и заочной форм обучения

 

 

Составители:

Л. И. Никитина, кандидат технических наук, доцент;

А.Н.Машьянов, преподаватель;

К.Г.Снегирева

 

 

Тюмень

ТИУ

2016

Расчет механического привода с цилиндрическим одноступенчатым редуктором: методические указания к выполнению курсового проекта (работы) по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» для студентов всех специальностей и направлений очной и заочной форм обучения / сост. Никитина Л. И.; Машьянов А.Н.; Снегирева К.Г., Тюменский индустриальный университет. – 1-е изд. – Тюмень: Издательский центр БИК, ТИУ, 2016. – 36 с.

 

Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры прикладной механики «8» декабря 2016 года, протокол № 43.

 

Аннотация

 

Методические указания предназначены для студентов всех специальностей и направлений очной и заочной форм обучения, изучающих дисциплину «Детали машин и основы конструирования», при выполнении стандартного процесса расчёта одного из наиболее распространённых механизмов привода. Набор элементов и их последовательность может быть организована по-разному, но подход к порядку определения параметров их работы и взаимодействия является единым. В методических указаниях рассмотрены и разъяснены все этапы определения параметров привода при передаче движения от двигателя к рабочему органу. Расчёт каждой части механизма произведён с максимальной подробностью и ссылками на стандартные показатели или выбор стандартных элементов.

 

Введение

Активное усвоение методов и приёмов дисциплины «Детали машин и основы конструирования» вырабатывает навыки для постановки и решения прикладных задач. Этим обусловлено особенно большое значение изучаемого курса как основы для освоения специальных технических дисциплин.

Курсовой проект (работа) по данной дисциплине является завершающим этапом общетехнической подготовки инженера-механика. Для выполнения курсового проекта (работы) требуется знание таких дисциплин как «Начертательная геометрия и инженерная графика», «Теоретическая механика», «Сопротивление материалов», «Материаловедение», «Теория механизмов и машин». В качестве объектов курсового проектирования используются кинематические схемы механических приводов включающих электродвигатель, открытую передачу и редуктор. Основная цель выполняемой работы заключается в разработке расчётной и конструкторской документации, обеспечивающей изготовление и эксплуатацию проектируемого изделия. Для решения поставленных задач выполняется пояснительная записка, подтверждающая работоспособность и надежность конструкции, а также разрабатывается сборочный чертеж редуктора. Указанная документация оформляется в соответствии с требованиями, предъявляемыми к технической документации. В процессе курсового проектирования производится расчёт и конструирование передач, валов, подбор подшипников качения, а так же выбор смазки и мероприятий по монтажу и техническому обслуживанию приводов. Наиболее ответственным и трудоемким этапом выполнения проекта является разработка сборочного чертежа редуктора. Для уменьшения затрат времени и повышения качества технической документации рекомендуется тщательная проработка компоновочной схемы и типовой конструкции редуктора.

Заключительным этапом курсового проектирования является защита проекта, позволяющая оценить полученные знания и умения при выполнении инженерных расчётов типовых деталей машин. Приобретенный опыт расчёта и конструирования механических приводов обеспечивает применение общетехнической информации при изучении специальных дисциплин.

 

Таблица 1

Техническое задание на курсовой проект (работу)

по дисциплине «Детали машин и основы конструирования»

 

Кинематическая схема двухступенчатого механического привода			Исходные данные 1.Мощность на выходном валу – Pвых = 5 кВт 2.Частота вращения выходного вала – nвых = 250 об/мин
1	Электродвигатель	2		Клиноременная передача
3	Редуктор цилиндрический одноступенчатый косозубый	4		Зубчатая муфта
5	Рабочая машина

Кинематический расчет механического привода

Цель расчета: выбрать электродвигатель и определить передаточное отношение привода и его ступеней.

1.1. Вычисляем коэффициент полезного действия (к.п.д.) привода, включающего две ступени.

Первая ступень: открытая клиноременная передача.

Выбираем к.п.д. из приложения, табл. 1.:  0,95.

Вторая ступень: редуктор цилиндрический одноступенчатый косозубый

К.п.д. редуктора вычисляется перемножением к.п.д. закрытой зубчатой передачи и к.п.д. двух пар подшипников (Приложение, табл. 1)

.

Общий к.п.д. привода (с учетом к.п.д. зубчатой муфты )

.

1.2. Требуемая мощность двигателя

  кВт.

1.3. Ориентировочная разбивка передаточного отношения привода.

Первая ступень: открытая клиноременная передача.

Выбираем передаточное отношение из приложения, табл. 2. Примем 3.

Вторая ступень: редуктор цилиндрический одноступенчатый косозубый.

Выбираем передаточное отношение из приложения, табл. 2, 3. Примем  3,55.

Общее передаточное отношение привода

.

1.4. Примерная частота вращения вала электродвигателя

1.5. Выбор электродвигателя (Приложение, табл. 5). В каталоге электродвигателей с синхронной частотой вращения 3000 об/мин, (ближайшей к расчетной примерной частоте вращения), находим первый электродвигатель, мощность Pэд  которого превысит вычисленную Ртр. Параметры выбранного электродвигателя:  

тип 4А112М2У3, мощность электродвигателя Рэд=7,5 кВт,

частота вращения n_эд=2920 об/мин, отношение крутящих моментов при пуске Т_пик/Т_ном  =2.

1.6. Уточненное значение передаточного отношения привода

.

1.7. Уточненное значение передаточного отношения клиноременной передачи                       .

1.8. Частота вращения валов привода

  об/мин,

  об/мин,                об/мин.

Примечание. Величины частот вращения рекомендуется округлять до целого числа.

1.9. Крутящие моменты на валах привода

;

;

.

Примечание. Величины крутящих моментов рекомендуется округлять до целого числа.

1.10. Мощность на валах привода:

на 1 валу (вал электродвигателя) 5,62 кВт;

на 2 валу (вал шестерни)   кВт;

на 3 валу (выходной вал редуктора)   кВт.

Это значение совпадет с заданной мощностью  в исходных данных, следовательно, мощности вычислены верно.

Таблица 2

Результаты кинематического расчета

Параметр	Вал 1	Вал 2		Вал 3
Мощность, кВт	5,62	5,34		5
Крутящий момент,	18	56		190
Частота вращения валов, об/мин	2920	887		250
Тип передачи привода	Клиноременная открытая		Цилиндрическая закрытая
Передаточное отношение	3,29		3,55
Коэффициент полезного действия	0,95		0,955