2015-03-20
1507
Анализ исходных данных
Исходные данные выдаются студенту как техническое задание в виде набора параметров, необходимых и достаточных для выполнения всех этапов эскизного проектирования редуктора, входящего в состав разрабатываемого изделия – привода общего назначения, привода механизма подъема груза (лебедки), привода конвейера и т.п.
1.1.1.Исходные данные для проектирования привода
общего назначения включают следующие параметры
1) кинематическая и компоновочная схемы привода;
2) кинематическая (принципиальная) схема редуктора;
3) момент Т Т на тихоходном вале редуктора, Н×м;
4) частота вращения n Т тихоходного вала редуктора, мин-1;
5) режим работы в виде графика нагрузки или в безразмерных параметрах по ГОСТ 21354-87;
6) серийность производства;
7) срок службы Lh, час.
Данные для проектирования привода лебедки
1) кинематическая и компоновочная схемы привода;
2) кинематическая (принципиальная) схема редуктора;
3) усилие Fк в канате, набегающего на барабан лебедки, Н;
|
|
|
4) скорость V набегания каната на барабан, м/с;
5) режим работы по ГОСТ 21354-87;
6) серийность производства;
7) срок службы Lh, час.
Данные для проектирования привода конвейера
1) кинематическая и компоновочные схемы привода;
2) кинематическая (принципиальная) схема редуктора;
3) тяговое усилие F, Н;
4) скорость V транспортирования, м/с;
5) режим работы по ГОСТ 21354-87;
6) серийность производства;
7) срок службы Lh, час.
1.2. Подготовка исходных данных для ввода
в компьютер
Для загрузки данных в компьютер, выполняющий несколько вариантов проектного расчета редуктора и выдающий соответствующую информацию в виде распечатки, необходимо заполнить таблицу, содержащую параметры, идентифицирующие личность студента и определяемые приведенными ниже расчетами, представленные индивидуально или в составе группы. Форма таблицы и пример ее заполнения приведены в табл. 1.1.
Ниже приводятся описания и алгоритмы для определения параметров, вводимых в табл. 1.1, в соответствии с типом проектируемого привода (см. п.п. 1.1.1, 1.1.2 и 1.1.3).
Таблица 1.1
| № | Фамилия студента | Группа | T2T, Н×м | i | [sH]Б, МПа | [sH]Т, МПа | yba (Б) | yba (Т) | n, об/мин | Lhe, час | Код передачи | Код схемы редуктора | |
| Б | Т | ||||||||||||
| Иванов М.Н. | СП-300 | 29,4 | 0,55 | 0,45 | |||||||||
| Решетов Д.Н. | РМП-312 | 18,6 | 0,28 | 0,42 |
Привод общего назначения
1.2.1.1. Момент на колесе тихоходного передачи
Момент на колесе тихоходного передачи редуктора находим по формуле
Т 2Т = Т / (hп×hупл)
где Т – момент, определенный заданием;
hп – коэффициент полезного действия (КПД) подшипников, рекомендуется hп = 0,99 для пары подшипников качения тихоходного вала;
|
|
|
hупл – КПД уплотнений, предварительно назначаемый hупл = 1.
1.2.1.2. Передаточное отношение редуктора
Передаточное отношение редуктора i зависит от кинематических возможностей схемы редуктора и от параметров выбранного электродвигателя и определяется по формуле:
i = n 1Б / n = n эд / n,
где n эд – номинальная частота вращения вала электродвигателя; n – частота вращения тихоходного вала редуктора, указанная в задании на проект.
Подбор электродвигателя с номинальной мощностью P эд производится по требуемой мощности P (кВт), исходя их условия:
P £ P эд,
где P = Т × n / (9550×h), кВт.
В этой формуле h – КПД привода, определяющий: потери в зацеплениях зубчатых передач – hзац , в подшипниках – hп, уплотнениях – hупл, в муфтах, соединяющих валы электродвигателя и редуктора – hм, потери, связанные с разбрызгиванием масла – hмв и т.д. и рассчитываемый по формуле:
В предварительных расчетах принимаем следующие значения:
hзац = 0,97…0,98; hп = 0,99; hупл = 1; hм = 1; hмв = 1.
Стандартный электродвигатель, работающий при постоянном режиме нагружения (Р» const), можно использовать с перегрузкой не более 8%, а работающий при переменной нагрузке – до 12 %.
Каталог асинхронных электродвигателей частично приведен в табл. П1.1 и содержит для одного значения номинальной мощности несколько синхронных частот вращения ротора n с , зависящего от числа пар полюсов, это 3000, 1500, 1000 и 750 мин-1. Номинальная частота вращения nэд под нагрузкой может быть определена или из условного обозначения электродвигателя (например, для двигателя 90L4/ 1425 частота n эд = 1425 мин-1) или по формуле:
n эд» 0,95 n с.
Рекомендуется определить четыре варианта значений передаточного отношений редуктора i, выбрать оптимальное с помощью преподавателя или из условия i = 10…30 и окончательно выбрать электродвигатель по каталогу и назначить передаточное отношение i, для чего можно использовать табл. 1.2, форма и пример заполнения которой приведены для значения Р эд = 5,9 кВт (перегрузка менее 8%).
Необходимо сделать эскиз выбранного (отмеченного *) электродвигателя с указанием всех его размеров (рис. П1.1).
Таблица 1.2
| Вариант | Тип двигателя | n с, об/мин | n эд, об/мин | n, об/мин | i = n эд / n |
| 132M8/720 | 11,43 | ||||
| 132S8/965 | 14,70 | ||||
| 112M4/1445 | 22,94* | ||||
| 100L2/2880 | 45,71 |
1.2.1.3. Допускаемые контактные напряжения
Назначение допускаемых контактных напряжений – весьма ответственная задача, решаемая оптимизацией конструкции изделия по многим критериям, однако при эскизном проектировании возможен учет только основных это: минимальная масса заготовок для зубчатых колес и валов, минимальный объем корпуса, соблюдение условий смазки.
Предварительно можно рекомендовать в редукторах по схемам 20, 21, 22, 23 и 24:
для передачи тихоходной ступени,
≥ 500 МПа;
для передачи быстроходной ступени,
≥ 500 МПа.
При необходимости сокращения габаритов и массы редуктора целесообразно определить [s H ]Б и [s H ]Т по зависимостям в табл. 1.11 и формулам в разделе 1.8.2.
В табл. 1.1 заносим округленные (по правилам округления) значения, кратные десяти. Например: [s H ]Т = 826 МПа, назначаем
[s H ]Т = 830 МПа.
Принятые значения ориентировочны и подлежат уточнению в ходе дальнейшей работы над курсовым проектом.
1.2.1.4. Коэффициенты относительной ширины колес
Относительная ширина зубчатых венцов в передачах быстроходной y ba Б и тихоходной y ba Т ступеней редуктора может быть назначена по материалам §2 [3] или подсчитана по формулам:
1) для редукторов по схемам 20 и 24:
– тихоходная передача 
;
– быстроходная передача 
;
2) для редуктора по схеме 21:
– тихоходная передача 
;
– быстроходная передача 
;
3) для редуктора по схеме 22:
|
|
|
– тихоходная передача 
;
– быстроходная передача 
;
4) для редуктора по схеме 23:
– тихоходная передача (цилиндрическая прямозубая или косозубая)
;
– быстроходная передача с коническими колесами, в предположении, что колеса прямозубые, при Kbe = bw / Re = 0,285 (здесь Re – внешнее конусное расстояние)
y ba Б = 0,28.
1.2.1.5. Эквивалентное время работы
Эквивалентное время работы Lhe назначают с учетом категории режима работы по ГОСТ 21354-87 по следующим правилам:
– по табл. 1.3 определяем коэффициент m H;
– находим Lhe по формуле:
Lhe = m h × Lh,
где Lh – заданный срок службы, час.
Полученное значение можно округлить до числа, кратного ста.
Таблица 1.3
Коэффициенты эквивалентности
| Коэффициент эквивалентности | Термообработка | m | Режим работы | |||||
| I | II | III | IV | V | ||||
| H (KHE) | любая | 1,0 | 0,5 | 0,25 | 0,18 | 0,125 | 0,063 | |
| F (KFE) | улучшение, нормализация, азотирование | 1,0 | 0,3 | 0,143 | 0,065 | 0,038 | 0,013 | |
| закалка объёмная, поверхностная, цементация | 1,0 | 0,2 | 0,1 | 0,036 | 0,016 | 0,004 |
1.2.1.6. Коды передач редуктора
Код передачи соответствует принятому в программе компьютера обозначению:
– прямозубая передача – 1;
– косозубая передача – 2;
– шевронная передача – 3;
– коническая прямозубая – 4.
Пример. Редуктор по схеме 21, первая ступень (быстроходная передача) шевронная, вторая ступень (тихоходная ступень) – косозубая. В табл. 1.1 записываем, соответственно 3 и 2.
1.2.1.7. Код схемы редуктора
Код схемы редуктора указывается в задании на курсовой проект. В соответствии с примером (см. 1.2.1.6) заносим, 21.
