Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчет привода

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО Кемеровский  технологический институт

пищевой промышленности

 

 

Кафедра «Прикладная  механика»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор электродвигателя.

Кинематический и силовой  расчет привода

Пояснительная записка  к расчетно-графической работе

по дисциплине «Детали  машин»

 

РГР. ПЭМ.03.00.00.ПЗ

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель Крылова  В.И.              

Студент гр. ОПн-091

Болотова Е.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кемерово 2011

Содержание

 

Техническое задание……………………………………………………………...3

1 Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчеты привода

1.1 Выбор электродвигателя………………………………………………….…..4

1.1.1 Определение общего КПД привода…………………………………….….4

1.1.2 Определение требуемой мощности  электродвигателя…………………...4

1.1.3 Определение требуемой частоты  вращения вала электродвигателя….…4

1.1.4 Выбираем электродвигатель…………………………………………….….4

1.2 Кинематический и силовой  расчеты привода

1.2.1 Определение общего  передаточного числа …………………………….…5

1.2.2 Определение мощностей на каждом валу привода………………….........5

1.2.3 Определение частот вращения и угловых скоростей на каждом валу привода ……………………………………………………….…………….6

1.2.4 Определение крутящих  моментов на каждом валу привода………….….6

1.2.5 Расчет цилиндрической  передачи  на ЭВМ……………………………….8

1.2.6 Расчет ременной  передачи  на ЭВМ…………………………………...…11

2  Проектировочный  расчет тихоходного вала………………………………...13

3  Проектировочный  расчет быстроходного вала……………………………..15

4 Расчет шпоночных  соединений тихоходного вала

4.1 Шпонка на выходном  конце вала…………………………………………..17

4.2 Шпонка под колесо………………………………………………………… 17

4.3 Шпонка на выходном  конце  быстроходного вала………………………  18

5 Выбор подшипников…………………………………………………………..18

6 Выбор муфты………………………………………………………………......19

Список используемой литературы……………………………………………...20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Техническое задание

на расчетно-графическую  работу по деталям машин студентке гр. ОПн-091. Вариант 3

Спроектировать привод электромеханический по схеме, приведенной  на рисунке 1.

Мощность на валу рабочей машины кВт. Частота вращения вала рабочей машины рад/с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Кинематическая схема электромеханического привода

 

 

 

 

 

 

 

Кинематический и силовой  расчет привода. Проектировочный расчет тихоходного и быстроходного валов. Чертежи вала тихоходного и колеса зубчатого на формате А3,  сборочный чертеж быстроходного вала с опорами на формате А2.

Срок сдачи расчетно-графической работы_____________________2011

 

 

 

1 Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчеты привода

 

1.1 Выбор электродвигателя

 

1.1.1 Определение общего  КПД привода

 

 

где η₁ – КПД передачи червячного редуктора;

 η₂ – КПД открытой цепной передачи;

 η₃ – КПД пары подшипников качения;

 η₄ – КПД муфты.

 

Из [1, с. 8] примем η₁=0,8; η₂=0,94; η₃=0,99; η₄=0,98, тогда

 

.

 

1.1.2 Определение требуемой мощности электродвигателя

 

 кВт.

 

1.1.3 Определение требуемой  частоты вращения вала электродвигателя

 

 

где – минимальные и максимальные передаточные отношения привода.

 

 

где – передаточное число червячной передачи;

 – передаточное число цепной передачи.

 

Из [1, с. 9] примем [8…50] и [1,5…4]

 

 

 

 об/мин.

 

 об/мин

об/мин

 

 

1.1.4 Выбираем электродвигатель

 

По Р_тр и n_тр выбираем электродвигатель ТУ 160 S8/727 с характеристикой: Р_дв=7,5 кВт; n_дв=727 об/мин;

Выбранный электродвигатель с габаритными  и установочными размерами изображен  на рисунке 2.

 

1.2 Кинематический и силовой расчеты привода

 

1.2.1 Определение передаточных  чисел привода

 

.

 

Примем =16, тогда

 

 

1.2.2 Определение мощностей на каждом валу привода                           

 

 кВт

 

          кВт

 

          кВт

 

 кВт

 

 

 

 

 

1.2.3 Определение частот  вращения и угловых скоростей  на каждом валу привода

 

= 727 об/мин	с-1
об/мин	с-1
об/мин	с-1
об/мин	с-1

 

1.2.4 Определение вращающих моментов на каждом валу привода

 

 Н м

 Н м

 

 Н м

 

 Н м

 

Таблица 1 – Результаты расчетов

 

Вал	n, об/мин	с-1	Р, кВт	Т, Н м	u
дв   1   2   рм	727   727   45.437   14.212	76.093   76.093   4.755   1.487	7.5   7.277   5.763   5.363	98.563   95.626   3390   141209	16   3.197

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 – Схема электродвигателя 160S8/727 с габаритными и установочными размерами

 

 

Таблица 2- Параметры электродвигателя.

Число полюсов	d30,мм	l1,мм	l30,мм	d1мм,	b1,мм	h1,мм	l10,мм	l31,мм	d10,мм	b10,мм	h,мм	h10,мм	h31,мм
4,6,8	334	110	630	48	14	9	178	108	15	254	160	18	385

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.5 Расчёт тихоходной ступени представленного редуктора осуществляется на ЭВМ по трём различным вариантам (в зависимости от материала колёс).

 

Данные необходимые  для расчёта передачи сведены в таблицу 3.

 

Таблица 3 – Исходные данные

 

Наименование параметра	Единица величины	Значение величины
Ресурс (срок службы)	час	20000
Частота вращения червяка	об/мин	727
Номер типового режима нагружения	-	0
Вращающий момент на валу колеса	Н∙м	3390
Передаточное число	-	16
Вид нагрузки		нереверсивный
Твердость витков червяка	HRC	45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты   расчета   зубчатой   передачи:

Межосевое  расстояние   (мм)   ==                                                                         139,56

Вращающий   момент   на   колесе   (Нм)   =                                                        185,30

Модуль   зацепления   (мм)  =                                                                                        2,0

Угол   наклона   зубьев   (град)  =                                                                             11,00

Усилия  в   зацеплении   (Н):                окружное =                                            1818,96

  радиальное  =                                          687,06

  осевое  =                                                    353,57

Передаточное   число   =                                                                                              2,70

Коэф.   относительной   ширины  венца   =^:                                                               0,40

                                                   Шестерня                  Колесо

Диаметр   делит,   окружности   (мм)   =^:                                75,39                          203,74

Число   зубьев   =                                                                       37,00                          100,00

Ширина  венца   (mm)  =                                                           62,00                            57,00

Материал:

                                                                               сталь   35   (норм.)           сталь   35  (норм.)

 

Напряжения  изгиба  (МПа)                                                 62,28                                  66,08

допускаемые                                                194,74                            194,74

Напряжения   контактные   (МПа)                                       311,45                             311,45

допускаемые                                                371,36                             371,36

Твердость                                                                                18,00                                  18,00

 

Конец

 

 

Результаты   расчета   зубчатой   передачи:

Межосевое  расстояние   (мм)   ==                                                                               104,67

Вращающий   момент   на   колесе   (Нм)   =                                                             185,30

Модуль   зацепления   (мм)  =                                                                                            1,5

Угол   наклона   зубьев   (град)  =                                                                                  11,00

Усилия в  зацеплении   (Н)   :      окружное   =                                                          2425,27

                                                        радиальное  =                                                        916,08

                                                        осевое  =                                                                 471,43

Передаточное   число   =                                                                                                   2,70

Коэф.   относительной   ширины  венца   =                                                                      ,40

                                                   Шестерня                          Колесо

Диаметр   делит,   окружности   (мм)   =^:                                56,54                               152,81

Число   зубьев   =                                                                       37,00                              100,00

Ширина  венца   (mm)  =                                                           46,00                                 43,00

Материал:

                                                                              сталь   45   (улучш.)           сталь   45  (улучш.)