Кинематический расчет. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов всех специальностей
 Скачать 2.62 Mb.
|
|
1 Выбор электродвигателя Потребная мощность привода по формуле (1)  ,где  - КПД привода (2);рп=0,95 – КПД ременной передачи – табл. 6; зац=0,97 – КПД передачи зацеплением (цилиндрической зубчатой) – табл. 6; подш=0,99 – КПД одной пары подшипников качения – табл. 6;  .Обычно выбирается электродвигатель с номинальной мощностью несколько большей, чем потребляемая. По потребной мощности привода  и синхронной частоте электродвигателя  из табл. 2 выбираем электродвигатель с характеристиками (табл. ).Таблица – Характеристики электродвигателя
2 Кинематический расчет Назначаем передаточное число клиноременной передачи (с учетом рекомендаций ограничивать его величиной  с целью ограничения габаритов передачи) из таблицы стандартных значений передаточных чисел (см. табл. 9): , при  .Общее передаточное число привода (с учетом ременной передачи) равно по формуле (3)  .Тогда передаточное число редуктора по формуле (6)  .При разбивке общего передаточного числа редуктора по ступеням воспользуемся рекомендациями табл. 12 для двухступенчатого цилиндрического трехосного редуктора, согласно которым передаточное число тихоходной ступени определяется зависимостью  .Передаточное число быстроходной ступени тогда составляет  .Принимаем стандартное ближайшее значение передаточных чисел из табл. 9.  Фактическое передаточное число редуктора равно:  Процент ошибки фактического передаточного числа редуктора относительно номинального согласно формуле (12)  .Поскольку при [u]=4% выполняется условие (13)  , можно сделать заключение о том, что кинематический расчет выполнен удовлетворительно.3 Расчеты частот, мощностей и вращающих моментов на отдельных элементах привода
 .
 .
 .
 .
 ; ; ; ; ; ; .
 ; ; ; ; ; ; Результаты расчетов приведены в таблице . Таблица – Результаты кинематического расчета
Пример 2. Выполнить кинематический расчет привода с коробкой скоростей по приведенной схеме и исходным данным (рис. ). Общие замечания к расчету. а) Вращающий момент от электродвигателя фланцевого исполнения шестерни первой ступени коробки скоростей и частота вращения шестерни равна частоте вращения вала электродвигателя.  Рисунок – Пример задания на курсовой проект б) Коробка скоростей имеет 2 ступени передач: пару конических зубчатых колес 1,2, постоянно находящихся в зацеплении, на I ступени и две пары зубчатых колес 3,4 и 5,6 с подвижными в осевом направлении, собранными в блок ведущими элементами (шестернями), на II ступени. Перемещением по промежуточному валу блока ведущих элементов 3 и 5 в кинематическую цепь включаются пары 3,4 или 5,6. поскольку пары II ступени имеют разные передаточные числа (различны диаметры ведущих элементов 3,5 и ведомых 4,6), их переключением изменяются частоты вращения выходного вала при постоянных частотах вращения входного и промежуточного. В конструкции коробки скоростей предусмотрена муфта предохранительная фрикционная дисковая, которая предохраняет привод от перегрузок (  ).в) Коробка скоростей обеспечивает попеременную работу двух кинематических цепей с различными общими передаточными числами:  ; ,где  – общее передаточное число первой кинематической цепи, обеспечивающей минимальную частоту вращения входного вала  ; – общее передаточное число второй кинематической цепи, обеспечивающей частоту вращения выходного вала в  раз большую, чем минимальная: ,  .г) При проектировании коробок скоростей стремятся обеспечить:
Эти условия обеспечиваются «сворачиванием» валов механизма, как показано на рис. , в отличие от редукторов, где валы обычно располагают в одной плоскости, и назначением небольшого передаточного числа пары колес I ступени, меньшего, чем II. Поскольку переключающиеся колеса пары II ступени должны иметь меньшую относительную ширину, чем колеса, постоянно находящиеся в зацеплении, ее габариты ограничиваются назначением передаточных чисел:  .д) Потери мощности, оцениваемые КПД происходят в следующих узлах кинематической цепи: подшипниках входного вала (он же вал электродвигателя), зацеплении пары колес I ступени, подшипниках промежуточного вала, зацеплении одной из пар колес II ступени, подшипниках выходного вала, т.е.  . Рисунок – Схема «сворачивания» валов коробки скоростей 1 Выбор электродвигателя Потребная мощность привода по формуле (1)  ,где  - КПД привода (2); - КПД передачи зацеплением (цилиндрической зубчатой закрытой) – табл. 6; – КПД передачи зацеплением (конической зубчатой закрытой) – табл. 6;подш=0,99 – КПД одной пары подшипников качения – табл. 6;  .Обычно выбирается электродвигатель с номинальной мощностью несколько большей, чем потребляемая. По потребной мощности привода  и синхронной частоте электродвигателя из табл. 2 выбираем электродвигатель с характеристиками (табл. ).Таблица – Параметры электродвигателя
2 Кинематический расчет
 ; .
 ; .
Назначение передаточных чисел ступеней производят путем подбора с учетом замечаний приведенных ранее. Кинематические цепи обеспечиваются парами колес со следующими стандартными передаточными числами из табл. 9 (указаны в скобках).  :1,12*4,607 (4,5); 1,25*4,128 (4,0); 1,4*3,686 (3,55); 1,6*3,225 (3,15); 1,8*2,87 (2,8); 2*2,58 (2,5).  :1,12*3,24 (3,15); 1,25*2,9 (2,8); 1,4*2,59 (2,6); 1,6*2,27 (2,24); 1,8*2,02 (2); Оптимальное сочетание габаритов пар зубчатых колес, малую погрешность и выполнение условия  3,15 обеспечивается передаточными числами:   .
 ; Процент ошибки фактического передаточного числа коробки скоростей по двум кинематическим цепям относительно номинального согласно формуле (12)  ; .Поскольку при [u]=4% выполняется условие (13) , можно сделать заключение о том, что кинематический расчет выполнен удовлетворительно.3 Расчеты частот, мощностей и вращающих моментов на отдельных элементах привода
 .
 .
 ; .
 ; ; ; ; ; ; ; ; .
 ; ; ; ; ; ; ; ; .Результаты расчетов приведены в таблице . Таблица – Результаты кинематического расчета
Пример 3. Выполнить кинематический расчет привода с цилидрично-червячным редуктором по приведенной схеме и исходным данным (рис. ).  Рисунок – Пример задания на курсовой проект Общие замечания к расчету. а) Вращающий момент передается от электродвигателя входному валу редуктора через соединительную компенсирующую упругую втулочно-пальцевую муфту (МУВП) и частота вращения входного вала равна частоте вращения вала электродвигателя. б) Редуктор двухступенчатый: на первой ступени пара цилиндрических зубчатых колес (1, 2), на второй ступени: червяк - червячное колесо (3, 4). в) Двухступенчатый цилиндро-червячный редуктор имеет оптимальную конструкцию, если пара цилиндрических зубчатых колес с их опорами на подшипниках качения удается разместить в корпусе ниже разъема корпус - крышка, то есть  ,где  – межосевое расстояние пары цилиндрических зубчатых колес, – межосевое расстояние червячной пары.Кроме того, большой диаметр ведомого элемента (колеса) цилиндрической передачи излишне увеличивает ширину корпуса редуктора. Поэтому передаточное число цилиндрической передачи рекомендуется назначать в пределах  при  .г) Кинематическая цепь привода: электродвигатель – передача цилиндрическими зубчатыми колесами – червячная передача, то есть  ,где  - общее передаточное число редуктора; - передаточное число передачи цилиндрическими колесами; - передаточное число червячной передачи.д) Привод содержит 3 вала, частота вращения которых:
е) Потери мощности, оцениваемые КПД, учитываются в следующих узлах привода: подшипниках входного вала, зацеплении пары цилиндрических колес, подшипниках промежуточного вала, зацеплении червячной передачи, подшипниках выходного вала, то есть  .1 Выбор электродвигателя Потребная мощность привода по формуле (1)  ,где  , - КПД пары подшипников качения (табл.6), - КПД зацепления пары цилиндрических зубчатых колес при 8…9 степени точности (табл.6).КПД червячной передачи можно приближенно оценить по формуле:  ,где  - передаточное отношение червячной передачи. Если из рекомендаций принять , а ориентировочное передаточное отношение редуктора  , то передаточное отношение червячной передачи можно оценить как  , что соответствует, согласно табл. 7  . Полученное значение КПД червячной передачи находится в рекомендованных пределах  при числе заходов червяка (табл.6).Обычно выбирается электродвигатель с номинальной мощностью несколько большей, чем потребляемая. По потребной мощности привода  и синхронной частоте электродвигателя  из табл. 2 выбираем электродвигатель с характеристиками (табл. ).Таблица – Характеристики электродвигателя
2 Кинематический расчет Общее передаточное число привода равно  .При разбивке общего передаточного числа редуктора по ступеням воспользуемся рекомендациями табл. 12 для зубчато – червячного редуктора, согласно которым передаточное число тихоходной ступени определяется зависимостью  при .Принимаем  .Тогда  Из стандартного ряда (табл. 10) назначаем  Фактическое передаточное число редуктора равно:  Процент ошибки фактического передаточного числа редуктора относительно номинального согласно формуле (12)  .Поскольку при [u]=4% выполняется условие (13) , можно сделать заключение о том, что кинематический расчет выполнен удовлетворительно.3 Расчеты частот, мощностей и вращающих моментов на отдельных элементах привода
 .
 .
 .
 ; ; ; ; ; .
 ; ; ; ; ; Результаты расчетов приведены в таблице . Таблица – Результаты кинематического расчета
8 Выбор салазок для электродвигателя Для обеспечения возможности регулирования натяжения ремня в ременной передаче электродвигатель устанавливается на салазки (рис. ). Размеры и масса салазок пяти типоразмеров приведены в табл. . Таблица – Салазки для электродвигателя
В таблице также приведены диаметры и длины болтов для крепления электродвигателя к салазкам.  Рисунок – Салазки для электродвигателя СПИСОК РЕКОМЕНДОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1 Расчеты деталей машин: Справ. пособие/ А.В.Кузьмин И.М.Чернин, Б.С.Козинцов. - Минск: Высшая школа 1986 – 400 с. 2 Павлище В.Т. Основи конструювання та розрахунок деталей машин: Підручник. К.: Вища школа, 1993. – 556 с. 3 Дунаев П.Ф. Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование. – М.: Высшая школа, 1990.- 399с. 4 Решетов Д.Н. Детали машин. – М.: Машиностроение, 1989. – 496 с. 5 Расчет и проектирование деталей машин: Учебн. Пособие для вузов/ К.П.Жуков, А.К.Кузнецова, С.И.Масленникова и другие; Под ред. Г.Б.Столбина и К.П.Жукова. –М.: Высшая школа,1978.-247 с. 6 Киркач Н.Ф., Баласанян Р.А. Расчет и проектирование деталей мишин: Учеб. пособие для техн. вузов.- 3-е изд., перераб и доп.-Харьков: Основа, 1991.-276 с. 7 Справочник по электрическим машинам: В 2т./Под ред. И.П.Копылова и Б.К.Клокова. – Т. 1.- М.: Энергоатомиздат, 1988.- 456с. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов всех специальностей Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода Составитель Сергей Григорьевич Карнаух Редактор Нелли Александровна Хахина 228/2000. Подп. в печ. Формат 60*90/16 Офсетная печать. Усл. печ. л. 4 Уч.-изд.л.2,9 Тираж 200 экз. ДГМА. 84313, г Краматорск, ул. Шкадинова, 72 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
- частоты 
- частота вращения промежуточного вала, ведомого элемента цилиндрической передачи и червяка;
- частота вращения выходного вала, червячного колеса и ведущей звездочки цепной передачи.
