Привод электромеханический

 

ФГБОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

 

 

 

 

 

               

 

                                                                     Кафедра: «Прикладная механика»

 

 

 

 

 

 

ПРИВОД ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ

Пояснительная записка к курсовому проекту

по курсу «Детали машин и основы конструирования»

 

КП. ПЭМ. 03.00.00.00 ПЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                        Выполнил: ст. гр. ХМ-01

                                                                       Вергунов Е.О.

                                                                Проверил:

                                                                     Грачёва Л.В.

                                                

 

 

 

 

 

 

Кемерово 2013 
Содержание

 

 

Задание                                                                                                                    3

Введение                                                                                                                 4

1 Выбор электродвигателя, кинематический  и силовой расчёт привода         5                                            

1.1 Требуемая мощность электродвигателя                                                        5

1.2 Требуемая частота вращения  вала электродвигателя                                  5

1.3 Выбор электродвигателя                                                                                 5

2 Определение передаточного числа  и разбивка его по ступеням.                  6

3 Расчёт силовых и кинематических  параметров привода.                               7

3.1 Мощность на валах привода                                                                           7

3.2 Частота вращения на концах  привода                                                            7

3.3 Кинематический расчет                                                                                   7

3.4 Крутящий момент на валах  привода                                                              8

4 Расчёт цилиндрической передачи                                                                     9

5 Расчёт цепной передачи                                                                                    13

6 Проектировочный расчет валов                                                                       16

6.1 Проектировочный расчет быстроходного  вала                                           16

6.2 Проектировочный расчет тихоходного  вала                                               17

7 Выбор подшипников                                                                                         18

8 Определение конструктивных размеров шестерни и колеса.                       19

9 Определение размеров конструктивных  элементов корпуса редуктора     20

10 Расчёт шпоночных соединений                                                                     21

10.1 Расчет шпоночных соединений  быстроходного вала                               21

10.2 Расчет шпоночных соединений  тихоходного вала                                   22

11 Проверка подшипников                                                                                  23

12 Определение опорных реакций                                                                      24         

13 Проверочный расчет тихоходного  вала.                                                       28

13.4 Расчет вала на статическую  прочность                                                      30

13.5 Расчет вала на выносливость                                                                      31

14 Выбор смазочного материала  и способа смазки                                          33

15 Точность изготовления деталей машин                                                        34

16 Сборка редуктора                                                                                            35

17 Выбор муфты между тихоходным  валом редуктора и валом рабочей  машины                                                                                                                 36

18 Компоновка привода. Подбор элементов  сварной рамы                            37

Заключение                                                                                                           38

Список литературы                                                                                              39

                                        

 

 

                            

 

 

 

 

 

 

 

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

на курсовой проект по деталям машин студенту группы ХМ-01

Вергунов Е.О.

Вариант 3

 

Спроектировать привод электромеханический по схеме, приведённой на рисунке 1.

Мощность на валу рабочей машины Pр.м.=3,3 кВт; частота вращения приводного вала wр.м.=5,4П рад/сек, срок службы Т=30000 часов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1. Кинематическая схема электромеханического привода

 

Представить пояснительную записку к расчетам привода и чертежа на листах формата А1: привод (чертеж общего вида): рама (сборочный чертеж): рабочие чертежи деталей.

 

 

   ВВЕДЕНИЕ

 

Целью данной курсового проекта является проектирование электромеханического привода. Электромеханическим приводом называется устройство передающее вращающее движение от вала электродвигателя к вала рабочей машины.

Данный привод состоит из электродвигателя, вал которого через муфту  соединяется с быстроходный валом редуктора, который в свою очередь соединяется с тихоходным валом редуктора при помощи зубчатой цилиндрической передачи, а тихоходный вал соединяется с валом рабочей машины при помощи  цепной передачи . В ходе выполнения этой курсовой работы приобретаешь навыки в работе с учебной, справочной литературой, государственными стандартами. Тагже учимся принимать обоснованные конструктивные и технологические решения.

 

 

 

 

 

 

 

1 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И

СИЛОВОЙ  РАСЧЁТ ПРИВОДА

 

1.1 Требуемая мощность электродвигателя

 

         Определяем  требуемую мощность Ртр, кВт, по формуле 1.1 [1, с.8]

Ртр=Рр.м. / η                                                                   (1.1)

   где Рр. м – мощность на валу рабочей машины, кВт,

          η – КПД привода

η= η1 ∙ η2 ∙…∙ ηªп. ,                                                       (1.2)

          ηп – КПД передачи редуктора, передачи с гибким тяговым органом,

         муфты, пары подшипников качения  и т.д.;                                                                                                                                                                   

          т –  количество пар подшипников в  приводе.

η = η1 · η2.· η4· η³3.                                                   (1.3)

η =0,98·0,97·0,99·(0,935)³=0,862

Ртр=3,3/0,862=3,8 кВт,

где  η1,   η2,  η3., η4 – КПД ременной передачи, червячного зацепления пары подшипников, муфты. 

 

  1.2Требуемая частота вращения вала электродвигателя

 

Определяем  требуемую частоту вращения вала электродвигателя, об/мин, по формуле (1.3) [1, с.9]

n´min= nр.м.u´min ,                                                           (1.4)

n´max=nр.м·u´mах  ,                                                         (1.5)

где nр.м - частота вращения вала рабочей машины, об/мин;

u´тin , u´тах - минимальные и максимальные рекомендуемые

      передаточные отношения привода  определяем по формулам (1.4,1.5) [1, с.8]

u´min =u´1min∙u´2min ,                                                      (1.6)

u´mах =u´1mах ∙u´2mах ,                                                    (1.7)

где u´1 =3,15÷5 – передаточное отношение редуктора 

u´2 =1,5÷4 - передаточное отношение передачи с гибким тяговым  

      органом.

u´min=3,5*1,5=4,72,

u´mах=5*4=20,

n´min=162*4,72=765,45,

n´max=162*20=3240.

 

  1.3 Выбор электродвигателя

 

Выбираем по таблице 1.3 [1,с.11] электродвигатель с мощностью Р,  кВт≥ Ртр ,частотой вращения n, об/мин ротора в пределах от n´min до n´max .

   Электродвигатель с мощностью  Р=4 кВт; n=1000мин-1; nас=950мин-1;

dдв=32мм; lдв=80мм – диаметр и длина выходного конца вала двигателя.

 

 

Выбираем АИР112МВ6/950 по ТУ16-525.564-84. Эскиз электродвигателя на рисунке 2.

Рисунок 2. Эскиз электродвигателя.

 

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ПЕРЕДАТОЧНОГО ЧИСЛА ПРИВОДА  И РАЗБИВКА ЕГО ПО СТУПЕНЯМ

    Общее передаточное число привода определяем по формуле (1.7)[1, с.12]

uоб.=nас/nр.м.                                                                  (2.1)

где n=1455-ассинхронная частота вращения двигателя, мин-1

uоб.=950/162=5,86.

Определим фактическое передаточное число привода.

                                          uоб=u1∙u2,                                                                    (2.2)

 uоб=2,5*2,34=5,86

где u1=2,5- передаточное число редуктора;

u2=uоб/u1=5,86/2,5=2,34-передаточное число цепной передачи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. РАСЧЕТ СИЛОВЫХ И КИНЕМАТИЧЕСКИХ  ПАРАМЕТРОВ ПРИВОДА.

 

3.1. Мощность  на валах привода.

 

     Силовой расчёт заключается в расчёте мощности, Р, кВт, и вращательного момента, Т, н·м., на валах.

Зная  мощность двигателя Рдв.=4 кВт, рассчитываем мощности на валах, Р1, Р2 , Рр.м , кВт. определяем по формулам [(табл. 1.5)(1, с.13)]

 

 Р1 =  Рдв· η1 · η3,                                                           (3.1)

где Р1 – мощность на быстроходном валу. 

 

Р1=4*0,98*0,935=3,88кВт

 

Р2= Р1· η2· η3 ,                                                           (3.2)

 

 

где     Р2 - мощность на тихоходном валу.

Р2=3,88*0,97*0,935=3,725кВт

Рр.м= Р2· η м · ηпс ,                                                      (3.3)

где      Рр.м.- мощность на валу рабочей машины.

Рр.м=3,725*0,95*0,99=3,448кВт.

3.2. Частота  вращения на концах привода.

 

                                        nдв=nac=950мин-1 =n1                                                                             (3.4)

 

 

  Определяем частоту вращения на валах машины.

n2=n1/u1 ,                                                                  (3.5)

n2 =380/2,5=162,39 мин-1

                                       nрм=n2/u2  ,           (3.6)

nрм=162,39/2,34=162,39мин-1

 

      3.3 Кинематический расчёт заключается в расчёте угловой скорости, ω,1/с, и  частоты вращения, n, об/мин, определяем по формулам [(табл. 1.5)(1, с.13)]

     Определяем угловую скорость на  валу электродвигателя, ω, 1/с по формуле

 ωдв=π·nас/30,                                                             (3.7)

где nас=720-ассинхронная частота вращения двигателя, мин-1.