Кинематический расчет силового привода. Методические указания по курсовому проектированию. Определение общего передаточного числа привода и разбивка его между отдельными ступенями

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет»

Кафедра деталей машин и прикладной механики

, ,

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

СИЛОВОГО ПРИВОДА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ  ПО  КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ

ДЛЯ  СТУДЕНТОВ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ

Рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом

государственного образовательного учреждения

 высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет»

Оренбург 2005

ББК  34.447я7

Р47

УДК 621.81(07)

Рецензент

кандидат технических наук, доцент

, ,

Р47 Кинематический расчет силового привода: Методические указания по курсовому проектированию для студентов инженерно-технических специальностей. – Оренбург: ГОУ ОГУ, 2005. – 29 с.

Методические указания предназначены  студентам инженерно-технических специальностей ГОУ ОГУ для выполнения кинематического и энергетического расчетов силового привода в курсовых  проектах, курсовых и расчетно-графических работах.

ББК  34.445 я73

Ó , 2005

Ó , 2005

Ó , 2005

Ó ГОУ ОГУ, 2005

Содержание

с.

Введение............................................................................................................ 4

1 Исходные данные для расчета............................................................................................................ 4

2 Описание структурных схем приводов............................................................................................................ 4

3 Задачи кинематического расчета............................................................................................................ 8

4 Последовательность выполнения кинематического расчета............................................................................................................ 8

4.1 Выбор и проверка электродвигателя......................................................................................................... 8

4.2 Определение общего передаточного числа привода и разбивка его между отдельными ступенями....................................................................................................... 15

4.3 Определение  частот вращения и  угловых скоростей валов....................................................................................................... 19

4.4 Определение мощностей и вращающих моментов на валах привода....................................................................................................... 19

5  Пример кинематического расчета привода общего назначения.......................................................................................................... 21

5.1 Выбор и проверка электродвигателя....................................................................................................... 22

5.2 Определение общего передаточного числа и разбивка его между ступенями....................................................................................................... 23

5.3 Определяем частоты вращения валов привода....................................................................................................... 23

5.4 Определяем угловые скорости валов привода....................................................................................................... 23

5.5 Определяем мощности на валах привода....................................................................................................... 24

5.6 Определяем вращающие моменты на валах привода....................................................................................................... 24

6  Пример кинематического расчета привода цепного транспортера.......................................................................................................... 25

6.1 Выбор и проверка электродвигателя....................................................................................................... 26

6.2 Определение общего передаточного числа и разбивка его между ступенями....................................................................................................... 27

6.3 Определение частот вращения валов привода....................................................................................................... 28

6.4 Определение угловых скоростей валов привода....................................................................................................... 28

6.5 Определение мощностей на валах привода....................................................................................................... 28

6.6 Определение вращающих моментов на валах привода....................................................................................................... 28

Список использованных источников.......................................................................................................... 29

Введение

Кинематический расчет силового привода выполняется студентами в процессе изучения таких дисциплин, как «Прикладная механика», «Детали машин», «Детали машин и основы конструирования», «Основы конструирования машин», а также других родственных дисциплин при выполнении расчетно-графических работ и курсовых проектов.

В настоящих методических указаниях даны рекомендации, справочный материал и примеры кинематического расчета типовых приводов.

Условные обозначения величин приняты в соответствии с рекомендациями ISO R31 и государственных стандартов. При этом использована международная система (SI) единиц величин, а внесистемная единица частоты вращения (мин^-1) применяется лишь дополнительно к единице угловой скорости (рад/с).

Данные указания должны способствовать ускорению разработки и оформления кинематических расчетов, а также их унификации.

1 Исходные данные для расчета

Исходными данными для выполнения кинематического расчета и курсового проекта (курсовой работы) в целом могут служить:

- структурная схема привода;

-  окружная (тяговая) сила F_то, Н    и скорость  движения   V_то, м/с тягового органа или вращающий момент Т_рв, Н∙м на приводном валу рабочего органа (вала) машинного агрегата и угловая скорость ω_рв, рад/с этого вала;

-  диаметр барабана или звездочки D, м;

-  график или режим нагрузки;

-  вид движения передач (реверсивное или нереверсивное);

-  срок службы привода L_h, час;

-  серийность выпуска приводов.

   2 Описание структурных схем приводов

Каждый структурный элемент привода на кинематической схеме имеет свое индивидуальное обозначение.

Для примера на рисунках 1 и  2 приведены кинематические схемы типовых приводов, которые в своей структуре имеют: электродвигатель 1; муфту (упругую компенсирующую) 2; редукторы 3: двухступенчатый цилиндро-червячный 3^* и одноступенчатый конический 3^**; внешние передачи 4: зубчатую 4^*, клиноременную 4^**, цепную 4^***; приводной вал рабочего органа 5 машинного агрегата: приводную звездочку 5^* цепного конвейера и приводной барабан 5^** ленточного транспортера.

Для рассматриваемых приводов рекомендуется выбирать трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии АИР выполненные по ТУ 16−525.564−84, имеющие простую конструкцию, небольшую стоимость и достаточно высокую надежность. Эти двигатели характеризуются номинальной мощностью Р_эд, кВт, синхронной и асинхронной частотами вращения ротора n_с, мин^-1 и n_эд, мин^-1, кратностью максимального и номинального вращающих моментов Т_max/Т_ном.

Синхронная частота вращения ротора (вала) электродвигателя:

, где   – промышленная частота тока, Гц;

 – число пар полюсов электродвигателя.

Значения n_c в зависимости от  p  при  f =50 Гц  приведены в таблице 1.

Таблица 1 −  Синхронная частота вращения вала электродвигателя n_c

р	1	2	3	4	5	6
nс, мин-1	3000	1500	1000	750	600	500                              500    50

Как видно из вышеприведенной таблицы, с увеличением  уменьшается частота вращения электродвигателя.

Поскольку двигатели с большим числом пар полюсов имеют большие  габариты, то тихоходные электродвигатели (n_с=750 мин^-1  и менее) в  рассчитываемых приводах  рекомендуется применять ограниченно.

В расчетах следует использовать асинхронную (фактическую) частоту вращения вала электродвигателя:

n_эд = n_с·(1−s), где s = (2÷10) %  − электромагнитное скольжение электродвигателя.

Тогда   n_эд = (0,90...0,98)· n_с .

Эта величина обычно и  указывается в справочных таблицах.

Технические характеристики трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором приведены в таблице 4.

Двигатели имеют определенное условное обозначение, причем структура