 |
Выбор электродвигателя и кинематический расчёт
|
|
|
|
Содержание
1 Введение
2 Выбор электродвигателя и кинематический расчёт
3 Расчёт 1-й червячной передачи
3.1 Проектный расчёт
3.2 Проверочный расчёт по контактным напряжениям
3.3 Проверка зубьев передачи на изгиб
4 Предварительный расчёт валов
4.1 Ведущий вал.
4.2 Выходной вал.
5 Конструктивные размеры шестерен и колёс
5.1 Червячное колесо 1-й передачи
6 Выбор муфт
6.1 Выбор муфты на входном валу привода
6.2 Выбор муфты на выходном валу привода
7 Проверка прочности шпоночных соединений
7.1 Червячное колесо 1-й червячной передачи
8 Конструктивные размеры корпуса редуктора
9 Расчёт реакций в опорах
9. 11-й вал
9. 22-й вал
10 Построение эпюр моментов валов
10.1 Расчёт моментов 1-го вала
10.2 Эпюры моментов 1-го вала
10.3 Расчёт моментов 2-го вала
10.4 Эпюры моментов 2-го вала
11 Проверка долговечности подшипников
11. 11-й вал
11. 22-й вал
12 Уточненный расчёт валов
12.1 Расчёт 1-го вала
12.2 Расчёт 2-го вала
13 Тепловой расчёт редуктора
14 Выбор сорта масла
15 Выбор посадок
16 Технология сборки редуктора
17 Заключение
18 Список использованной литературы
Введение
Инженер-конструктор является творцом новой техники, и уровнем его творческой работы в большей степени опредеделяются темпы научно-технического прогресса. Деятельность конструктора принадлежит к числу наиболее сложных проявлений человеческого разума. Решающая роль успеха при создании новой техники определяется тем, что заложено на чертеже конструктора. С развитием науки и техники проблемные вопросы решаются с учетом все возрастающего числа факторов, базирующихся на данных различных наук. При выполнении проекта используются математические модели, базирующиеся на теоретических и экспериментальных исследованиях, относящихся к объемной и контактной прочности, материаловедению, теплотехнике, гидравлике, теории упругости, строительной механике. Широко используются сведения из курсов сопротивления материалов, теоретической механики, машиностроительного черчения и т. д. Все это способствует развитию самостоятельности и творческого подхода к поставленным проблемам.
|
|
|
При выборе типа редуктора для привода рабочего органа (устройства) необходимо учитывать множество факторов, важнейшими из которых являются: значение и характер изменения нагрузки, требуемая долговечность, надежность, КПД, масса и габаритные размеры, требования к уровню шума, стоимость изделия, эксплуатационные расходы.
Из всех видов передач зубчатые передачи имеют наименьшие габариты, массу, стоимость и потери на трение. Коэффициент потерь одной зубчатой пары при тщательном выполнении и надлежащей смазке не превышает обычно 0,01. Зубчатые передачи в сравнении с другими механическими передачами обладают большой надежностью в работе, постоянством передаточного отношения из-за отсутствия проскальзывания, возможностью применения в широком диапазоне скоростей и передаточных отношений. Эти свойства обеспечили большое распространение зубчатых передач; они применяются для мощностей, начиная от ничтожно малых (в приборах) до измеряемых десятками тысяч киловатт.
К недостаткам зубчатых передач могут быть отнесены требования высокой точности изготовления и шум при работе со значительными скоростями.
Косозубые колеса применяют для ответственных передач при средних и высоких скоростях. Объем их применения - свыше 30% объема применения всех цилиндрических колес в машинах; и этот процент непрерывно возрастает. Косозубые колеса с твердыми поверхностями зубьев требуют повышенной защиты от загрязнений во избежание неравномерного износа по длине контактных линий и опасности выкрашивания.
|
|
|
Одной из целей выполненного проекта является развитие инженерного мышления, в том числе умение использовать предшествующий опыт, моделировать используя аналоги. Для курсового проекта предпочтительны объекты, которые не только хорошо распространены и имеют большое практическое значение, но и не подвержены в обозримом будущем моральному старению.
Существуют различные типы механических передач: цилиндрические и конические, с прямыми зубьями и косозубые, гипоидные, червячные, глобоидные, одно- и многопоточные и т. д. Это рождает вопрос о выборе наиболее рационального варианта передачи. При выборе типа передачи руководствуются показателями, среди которых основными являются КПД, габаритные размеры, масса, плавность работы и вибронагруженность, технологические требования, предпочитаемое количество изделий.
При выборе типов передач, вида зацепления, механических характеристик материалов необходимо учитывать, что затраты на материалы составляют значительную часть стоимости изделия: в редукторах общего назначения - 85%, в дорожных машинах - 75%, в автомобилях - 10% и т. д.
Поиск путей снижения массы проектируемых объектов является важнейшей предпосылкой дальнейшего прогресса, необходимым условием сбережения природных ресурсов. Большая часть вырабатываемой в настоящее время энергии приходится на механические передачи, поэтому их КПД в известной степени определяет эксплуатационные расходы.
Наиболее полно требования снижения массы и габаритных размеров удовлетворяет привод с использованием электродвигателя и редуктора с внешним зацеплением.
Выбор электродвигателя и кинематический расчёт
По табл. 1.1[1] примем следующие значения КПД:
- для закрытой червячной передачи: 1 = 0,92
Общий КПД привода будет:
= 1 x ... x n x подш.2 x муфты2
= 0,92 x 0,992 x 0,982 = 0,866
где подш. = 0,99 - КПД одного подшипника.
муфты = 0,98 - КПД одной муфты.
Угловая скорость на выходном валу будет:
вых. = = = 2,857 рад/с
Требуемая мощность двигателя будет:
Pтреб. = = = 0,808 кВт
В таблице П.1[1](см. приложение) по требуемой мощности выбираем электродвигатель 90LB8, с синхронной частотой вращения 750 об/мин, с параметрами: Pдвиг.=1,1 кВт и скольжением 7% (ГОСТ 19523-81). Номинальная частота вращения
|
|
|
nдвиг. = 750 - =697,5 об/мин,
угловая скорость
двиг. = = = 73,042 рад/с.
Oбщее передаточное отношение:
U = = = 25,566
Для передач выбрали следующие передаточные числа:
U1 = 25
Рассчитанные частоты и угловые скорости вращения валов сведены ниже в таблицу:
| Вал 1-й | n1 = nдвиг. = 697,5 об./мин. | 1 = двиг. = 73,042 рад/c. |
| Вал 2-й | n2 = = = 27,9 об./мин. | 2 = = = 2,922 рад/c. |
Мощности на валах:
P1 = Pтреб. x подш. =
0,808 x 106 x 0,99 = 799,92 Вт
P2 = P1 x 1 x подш. =
799,92 x 0,92 x 0,99 = 728,567 Вт
Вращающие моменты на валах:
T1 = = = 10951,507 Нxмм
T2 = = = 249338,467 Нxмм
По таблице П.1(см. приложение учебника Чернавского) выбран электродвигатель 90LB8, с синхронной частотой вращения 750 об/мин, с мощностью Pдвиг.=1,1 кВт и скольжением 7% (ГОСТ 19523-81). Номинальная частота вращения с учётом скольжения nдвиг. = 697,5 об/мин.
Передаточные числа и КПД передач
| Передачи | Передаточное число | КПД |
| 1-я червячная передача | 25 | 0,92 |
Рассчитанные частоты, угловые скорости вращения валов и моменты на валах
| Валы | Частота вращения, об/мин | Угловая скорость, рад/мин | Момент, Нxмм |
| 1-й вал | 697,5 | 73,042 | 10951,507 |
| 2-й вал | 27,9 | 2,922 | 249338,467 |
|
|
|
