Разработка кинематической схемы агрегата, его назначение, принцип действия. Срок службы приводного устройства

Введение

Создание машин, отвечающих требованиям народного хозяйства, должно предусматривать их наибольший эффект и высокие тактико-технические и эксплуатационные показатели.

Основные требования, предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность, надежность, технологичность, ремонтопригодность, минимальные габариты и масса, удобство эксплуатации, экономичность, техническая эстетика. Все эти требования учитывают в процессе проектирования и конструирования.

Проектирование – это разработка общей конструкции изделия.

Конструирование – это детальная дальнейшая разработка всех вопросов, связанных с воплощением принципиальной схемы в реальную конструкцию.

Проект – это техническая документация, полученная в результате проектирования и конструктирования.

Курсовой проект по деталям машин является первой конструкторской работы студента, выполненной на основе знаний общеобразовательных, общетехнических и общеспециальных дисциплин. Здесь есть все: и анализ назначения, и условия работы проектируемых деталей; и наиболее рациональные конструктивные решения с учетом технологических, монтажных, эксплуатационных и экономических требований; и кинематические расчеты; и определение сил, действующих на детали и узлы; расчеты конструкций на прочность; выбор материалов; процесс сборки и разборки конструкций и многое другое.

Таким образом, достигаются основные цели данного проекта:

Овладеть техникой разработки конструкторских документов на различных стадиях проектирования;

получить навыки самостоятельного решения инженерно-технических задач       и умения анализировать полученные результаты;

научиться работать со стандартными, различной инженерной, учебной и     справочной литературой (каталогами, атласами, классификаторами ЕСКД)

В результате приобретенные навыки и опыт проектирования машин и механизмов общего назначения станут базой для выполнения курсовых проектов по специальным дисциплинам и дипломного проекта.

1  Общая часть

1.1 Разработка кинематической схемы агрегата, его назначение, принцип действия.

1 - двигатель

2 - передача поликлиновым ремнем;

3 – цилиндрический редуктор;

4 – упругая втулочно-пальцевая муфта;

5 – галтовочный барабан;

I, II, III, IV – валы, соответственно – двигатель быстроходный и тихоходный редуктора рабочей машины.

Рисунок 1-Кинематическая схема

Принцип действия:

От электродвигателя через вал вращение передается на открытую передачу поликлиновым ремнем, а от нее  через вал на закрытый цилиндрический редуктор  одноступенчатый.

От него через вал на упругую втулочно-пальцевую муфту, от которой движение передается на галтовочный барабан.

1.2   Условия эксплуатации

Срок службы приводного устройства

Определяем ресурс привода L_h, ч:

                                           L_h = 365L_rt_cL_c,                                                               (1)                     где L_r – срок службы привода, лет;

t_c – продолжительность смены, ч;

L_c- число смен

L_h= 365· 5 8 ·2 = 29200 ч

Принимаем время простоя машинного агрегата 15 %  ресурса. Тогда:

L_h = 29200 · 0,85 = 24820 ч

Рабочий ресурс привода принимаем, L_h = 25· 10³ ч

Таблица 1 – Эксплуатационные характеристики машинного агрегата

2 Расчётная часть

2.1 Выбор двигателя. Кинематический расчет привода

Определяем требуемую мощность рабочей машины  Р_рм, кВт:

Р_рм = F ∙v,                                                            (2)

где  F – тяговая сила, кН;

V- линейная скорость, м/с        

Р_рм = 0.9·3 = 2.7 кВт,

Определяем общий коэффициент полезного действия (КПД) привода.

                                     η = η_зп ∙ η_оп ∙ η_м ∙ η²_пк ∙ η_{пс,                                          (3)}        

где η_зп – коэффициент полезного действия закрытой передачи, η_зп = 0,96;

η_оп – коэффициент полезного действия открытой передачи , η_оп = 0,96;

η_м  - коэффициент полезного действия муфты, η_м = 0,98 ;

η_пк – коэффициент полезного действия подшипников качения, η = 0,99;

    η_пс  - коэффициент полезного действия подшипников скольжения, η_пс = 0,98

η = 0,96 ∙ 0,96 ∙ 0,98 ∙ 0,99² ∙ 0,98 = 0,867

Определяем требуемую мощность двигателя  Р_дв ,кВт

Р_дв=Р_рм/η,                                                           (4) где Р_рм – мощность рабочей машины, кВт;

η – коэффициент полезного действия привода

Рдв=2.7 / 0,867=3.11кВт

Определяем номинальную мощность двигателя Р_ном, кВт:

Условие Р_ном ≥Р_дв, то Р_ном =4 кВт

Выбираем двигатель серии 4А с номинальной мощностью Р_ном=4кВт

Таблица 2 – Характеристика двигателя

Определяем  частоту вращения приводного вала рабочей машины, n_ном, об/мин. Для ленточных конверторов, грузоподъемных и прочих машин:

υ =, (5)

отсюда:

n_рм =,                                               (6)

где  v- скорость тягового органа, м/с;

D – диаметр барабана, мм

n_рм = = 63,69 об/мин

Определяем передаточное число привода для всех приемлемых вариантов типа двигателей при заданной номинальной мощности Р_ном, кВт:                                                                                                                          

u_{1=,                                                                                          (7)}       

u₁= = 11,30              

u₂=,               

u₂ = =14,91

u₃=,

u₃ = = 22,45

u₄=,

u₄ = = 45,21

Оставляем передаточное число редуктора u_зп постоянным, изменяя передаточное число открытой передачи:

                                                      u_on1=,                                                           (8)

u_on1= =2,825

u_on2=,

u_{on2 = =} 3,727,

u_{on3 =,}

u_{on3 ==} 5,612,

u_{on4 =,}

u_{on4 =  =} 11,3

      Оставляем передаточное число открытой передачи u_onпостоянным, изменяя передаточное число открытой передачи, u_зn:

                                                      u_зn1=  ,                                                   (9)

u_зn1 = ₌ 4,

u_зn2 =,

u_зn2= = 5,28,

u_зn3=,

u_зn3= =7,96

u_зn4 =,

u_зn4 = = 16,03

Таблица 3 – Передаточные числа

К₂ = ,

К₂ =  = 1,14,

К₃ = ,

К₃ =  = 1,22,

Тогда при u_зn1 =4

u_зn2 = u_зn1∙ К₂

u_зn2 =4 ·1,14 = 4,56

u_зn3  = u_зn2 ∙ К₃

u_зn3  =5,28· 1,22 = 6,44

u_оn2 = u_оn1∙ К₂

u_оn2 =2,82 ·1,14 = 3,21

u_оn3 = u_оn2 ∙К₃

u_оn3 =3,72· 1,22 = 4,53

Из рассмотренных четырёх вариантов предпочтительнее первый вариант