Узел редуктора электромеханического привода

Министерство образования и науки Российской Федерации

_____________

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

_____________________________________________________

ДЕТАЛИ МАШИН

И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ

Учебное пособие по курсовому проектированию

Санкт-Петербург

Издательство Политехнического университета

УЗЕЛ РЕДУКТОРА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРИВОДА

В данной курсовой работе решается задача проектирования узла выходного вала двухступенчатого цилиндрического редуктора, выполненного по развёрнутой схеме (рис. 1). Редуктор является частью электромеханического привода, в состав которого входят электродвигатель (1), клиноременная передача (2), двухступенчатый редуктор (3) и зубчатая муфта.

Рис.1. Схема электромеханического привода

В техническом задании даны следующие параметры привода:

– номинальный момент на валу исполнительного механизма (ИМ) Т _им в Нм;

– частота вращения вала ИМ п _им в об/мин;

– синхронная частота вращения вала электродвигателя (ЭД) п _с в об/мин;

– ресурс привода L_h в часах.

Привод реверсивный. Производство серийное.

Согласно ТЗ и с учётом требований минимизации габаритов зубчатой передачи, рационального выбора материалов зубчатых колёс и конструкции других деталей узла выходного вала редуктора выполняются:

– расчёт силовых и кинематических параметров составляющих электромеханического привода и редуктора;

– разработка конструкции зубчатой передачи, подшипниковых узлов и выходного вала редуктора;

– проверочные расчёты зубчатых передач, подшипников качения и выходного вала редуктора.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ АГРЕГАТОВ И ПЕРЕДАЧ

В СОСТАВЕ ПРИВОДА

Основные параметры агрегатов в составе привода определяют, рассматривая привод как техническую систему:

– назначение каждой части привода обусловлено назначением и требованиями к приводу в целом, представленными в ТЗ на проектирование;

– свойства привода зависят от взаимодействия его частей.

1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Момент Т _им , передаваемый валу ИМ, и угловая скорость вала w_им определёны требованиями производственного процесса.

Мощность, которая должна быть передана исполнительному механизму, равна:

Р _им= Т _им w_им = ………… ……… =..…... Вт, (1)

где w_им = p n _им / 30 = …………………. = …………рад/с

Расчётное значение мощности определим, принимая коэффициент полезного действия (КПД) привода на основе опыта проектирования и эксплуатации аналогичных технических объектов:

Р _{эд- р} = Р _им /h_пр = …………….. = ………… Вт. (2)

где КПД привода h_пр определяется на основе последовательного учёта потерь мощности при работе каждой кинематической пары:

h_пр= (h_мh_пh_Зп) (h_пh_Зп)(h_пh_рп). (3)

В соотношении (1.3) сомножитель (h_м h_пh_Зп) учитывает потери при передаче мощности от промежуточного вала к ИМ;

h_м » 0,98... 0.99 – коэффициент, учитывающий потери мощности в муфте; принят h_м = ….;

h_п » 0,99...0,995– коэффициент, учитывающий потери мощности в подшипниковых узлах одного вала (на подшипниках качения); принят h_п = ……;

h_Зп » 0,98... 0,99 – коэффициент, учитывающий потери мощности в закрытой зубчатой паре редуктора; принят h_Зп = …...

Второй сомножитель (h_пh_Зп) учитывает потери при передаче мощности с входного на промежуточный вал.

Третий сомножитель (h_пh_рп) учитывает потери при передаче мощности с вала ЭД на шестерню входного вала;

h_рп » 0,94... 0,96 – коэффициент, учитывающий потери мощности в ременной передаче; принят h_рп = …..

Принимая h_п и h_Зп одинаковым для всех валов и зубчатых передач, получим КПД привода равным

h_др = h_рп h_п³ h²_Зп h_м = ……………….…….. = ….. (4)

Расчётное значение мощности электродвигателя равно

Р _{эд- р} = Р _им/ h_пр =…. …..……… = …… Вт. (5)

Выбираем асинхронный ЭД согласно условию Р _эд ³0,95 Р _{эд- р}

Выбран электродвигатель марки ………...:

паспортная мощность Р _эд = …… кВт;

синхронная частота n _С = …… об/мин,

частота вращения вала ЭД n _эд = ……. об/мин,

диаметр присоединительного участка вала ЭД d _эд = …… мм,

длина присоединительного участка вала ЭД l _эд = …… мм.

1.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНОГО ОТНОШЕНИЯ ПЕРЕДАЧ

Передаточное отношение привода i _пр = w_эд /w _им = п _эд / п _им = …….

Представим его как произведение передаточных отношений передач в составе привода:

i _пр = i _р i _рд = i _р i _б i _т, (6)

где i _р – передаточное отношениеременной передачи; в данном проекте примем предварительно i _р » 1,5... 2; принято i _р = ……;

i _рд – передаточное редуктора; i _рд = i _пр / i _р = …….

Передаточное отношение двухступенчатого редуктора i _рд = i _б i _т,

где i _б и i _т – соответственно передаточное отношение быстроходной (1) и тихоходной (2) зубчатых передач редуктора (рис. 2).

Рис.2. Схема двухступенчатого цилиндрического редуктора

При назначении передаточных отношений зубчатых передач необходимо соблюдатьнеравенство i _б > i _т .Рациональным для схемы редуктора,представленной на рис.1, считается отношение i _б/ i _т » 1,2 … 1,3.

Предварительное значение i _т = (i _рд / 1,25)^1/2 = ………… = …….;

i _б = i _рд / i _т = ……..

Учитывая соотношение i _б / i _т » 1,2…1,3, принимаем стандартные значения i _т и i _б из ряда передаточных отношений, рекомендуемых для цилиндрических передач:

1-й ряд – 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0;

2-й ряд – 1,12; 1,4; 1,8; 2,24; 2,8; 3,55; 4,5; 5,6; 7,1; 9,0; 11,2.

Окончательно принято

i _т = …….; i _б = ……..; отношение i _б/ i _т = ……..;

i _рд = i _т i _б = ………. = …….;

i _р = i _пр/ i _рд = ………. = ……..

1.3. МОЩНОСТЬ, ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ И КРУТЯЩИЙ МОМЕНТ

ЭЛЕМЕНТОВ В СОСТАВЕ ПРИВОДА

Результаты Вашего расчёта частот вращения валов, передаваемых мощностей и крутящих моментов представьте в виде таблицы 1:

– заполните первую строку (это данные ТЗ);

– заполните первый свободный столбец, здесь h _i – КПД учитывает потери при передаче мощности от данного вала, зубчатого колеса или шестерни к выходному валу(h _i = h_м в первой и h _i = h_пр в последней строке);

Таблица 1

Дата добавления: 2015-09-05