Энерго-кинематический расчёт. Кинематическая схема привода. Разбивка общего передаточного отношения по ступеням

Оглавление

Введение

Объектом, находящимся в рассмотрении в данном курсовом проекте, является силовой привод.

На основании технического задания разработан привод транспортёра. Основным узлом привода является вертикальный, зубчатый, двухступенчатый, цилиндрическо-червячный редуктор.

В процессе проектирования разработаны: пояснительная записка, чертёж общего вида силового привода, эскизный и технический проект редуктора и спецификации на привод силовой и редуктор. Силовой привод состоит из трёхфазного электрического двигателя переменного тока, клиноремённой передачи и редуктора. Электрический двигатель установлен на салазках, а весь привод силовой на сварной раме. Работа привода осуществляется следующим образом: вращение ротора электрического двигателя посредством ремённой передачи передаётся на входной вал редуктора с повышенной частотой вращения и пониженным крутящим моментом. Редуктор состоит из косозубой зубчатой (быстроходной) и червячной (тихоходной) передач. Зубчатые колёса с косым зубом установлены на входном (быстроходном) и червячном (промежуточным) валах, червячное колесо установлено на выходном (тихоходном) валу. Валы установлены на подшипниках качения, которые установлены в литом чугунном корпусе. Смазка зубчатых передач осуществляется разбрызгиванием и является картерной. Смазка подшипников качения осуществляется с помощью пластичной смазки через соответствующие маслёнки.

В данном курсовом проекте встречаются следующие критерии расчётов и виды разрушений:

-  зубчатая передача: критерий работоспособности – контактная выносливость, вид разрушения – выкрашивание рабочих поверхностей зубьев;

-  червячная передача: критерий работоспособности – контактная выносливость и изгибная прочность, вид разрушения – износ и заедание;

-  ремённая передача: критерий работоспособности – тяговая способность и долговечность, вид разрушения – усталостное разрушение, износ;

-  подшипники качения: критерий работоспособности – усталостное разрушение, вид разрушения – выкрашивание тел качения;

-  шпоночные соединения: критерий работоспособности – статическая прочность на смятие;

-  муфта (в данном случае муфта зубчатая): проверяем зубья по контактной прочности, болты во фланцевом соединении на срез;

-  проверочный расчёт промежуточного вала: усталостная прочность с учётом изгиба и кручения.

1.  Энерго-кинематический расчёт.

Кинематическая схема механизма.

Рис. 1

1.1.  Выбор электродвигателя.

Выбор электродвигателя основан на определении его мощности и дальнейшем определении типа двигателя по мощности и синхронной частоте вращения вала двигателя.

Для определения мощности двигателя воспользуемся формулой:

                                                    (1.1)

где Т_т – крутящий момент на тихоходном валу, Н×м;

w_т – угловая скорость вращения тихоходного вала, с^-1;

h_общ – общий КПД привода.

Крутящий момент на тихоходном валу задан в тех. задании (Т_т=830Н×м). Так как нам задана частота вращения тихоходного вала (n_т=95 мин^-1), то не трудно будет сосчитать его угловую скорость:

                                                          (1.2)

Также необходимо рассчитать КПД привода:

                                    (1.3)

где h_кп – КПД клиноремённой передачи (h_кп=0,97);

h_зп – КПД зубчатой муфты (h_зп=0,98);

h_чп – КПД червячной передачи (h_чп=0,85);

h^j_пк –КПД пар подшипников (h_пк=0,99).

Вт

Согласно рассчитанной мощности  и заданной в техническом задании синхронной частоты вращения вала выбираем электродвигатель со следующими техническими характеристиками

Технические характеристики электродвигателя

1.2.  Разбивка общего передаточного отношения по ступеням

Общее передаточное число привода определяется по следующей формуле:

где n_эд – номинальная частота вращения ротора электродвигателя, об/мин.

Для определения передаточного числа каждой передачи привода воспользуемся формулой :

где i_{i max} – полученное, максимальное передаточное число;

i_{i min} – полученное, минимальное передаточное число;

k – коэффициент.

Проверка:

1.3Частоты вращения валов, мощности и вращающие моменты

Расчеты по формулам приведенны в таблице 2.

Частоты вращения валов, мощности и вращающие моменты на звеньях привода

2.2.1.  Исходные данные для расчета на ЭВМ

В таблице 4 приведенны исходные данные для  проектировочного расчета на ЭВМ червячной передачи.

2.2.2.  Результаты расчета

ПРОЕКТНЫЙ  РАСЧЕТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ

ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ вала колеса 95об./мин.

РЕСУРС ПЕРЕДАЧИ 2000 ч

ВРАЩАЮЩИЙ МОМЕНТ на валу колеса 830 Н*м

ПЕРЕДАЧА нереверсивная

РЕЖИМ НАГРУЖЕНИЯ типовая циклограмма нагружения N 4

КОЭФФ.ПЕРЕГР.2.00

ТВЕРДОСТЬ поверхности витков червяка 45…55 HRCэ

СТЕПЕНЬ ТОЧНОСТИ 9

МАТЕРИАЛ венца червячного колеса бронза  Бр А9Ж4, отливка в кокиль

2.1.1.  Исходные данные для расчета на ЭВМ

В таблице 3 приведены исходные данные для проектировочного расчета