ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКИ
К У Р С О В О Й П Р О Е К Т
(РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА)
по курсу «Прикладная механика»
на тему: Проектирование привода общего назначения
Выполнил: студент гр. ТА-95-1
Руководитель: Баранцов В. Я.
Липецк-1998
АННОТАЦИЯ
с., табл. 1, рис. 5, библиогр. 2
Рассмотрен расчёт и проектирование привода общего назначения, состоящего из двигателя, ременной передачи и одноступенчатого червячного редуктора.
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Исходные данные к проектированию............................................................ 4
2. Выбор электродвигателя и кинематический расчёт привода....................... 5
3. Расчёт клиноремённой передачи.................................................................... 7
4. Расчёт червячной передачи............................................................................ 9
5. Предварительное конструирование редуктора (первая компоновка)....... 14
6. Проверка долговечности подшипников...................................................... 15
7. Тепловой расчёт редуктора.......................................................................... 20
8. Проверка шпоночных соеденений............................................................... 20
9. Уточнённый расчёт валов............................................................................. 21
10. Выбор посадок деталей привода............................................................... 24
11. Выбор сорта масла..................................................................................... 24
12. Сборка редуктора....................................................................................... 24
Библиографический список.............................................................................. 25
Исходные данные к проектированию
В настоящей работе производится расчёт и проектирования привода общего назначения, кинематическая схема которого представлена на рис. 1. Привод состоит из электродвигателя 1, который через клиноремённую передачу 2, соединяется с одноступенчатым червячным редуктором 3. Данный привод обеспечивает снижение частоты вращения выходного вала и увеличения крутящего момента на нём. Привод может использоваться для самых различных целей, где необходимы высокие крутящие моменты на исполнительном механизме в сочетании с низкими скоростями перемещения: ленточные транспортёры, подъёмно-транспортные устройства и т. п.
Рис. 1. Кинематическая схема привода
Привод должен обеспечивать следующие технические характеристики:
1. Мощность на выходном валу Pвых = 5,0 кВт;
2. Частота вращения выходного вала nвых = 35 мин-1;
3. Угол наклона ремённой передачи к горизонту q = 45°;
4. Параметры циклограммы (рис. 2): a1 = 0,65; a2 = 0,35; b2 = 0,8; b* = 1,39
Рис. 2. Циклограмма работы привода
Выбор электродвигателя и кинематический расчёт привода
Рассчитаем общий КПД привода. Расчёт производится по формуле [1, с. 328]:
, (1)
где h i – КПД отдельного звена привода, где возможны энергетические потери.
В нашем случае h1=0,96 – КПД ремённой передачи [1, c. 5], h2=0,99 – КПД пары подшипников [1, c. 5], h3=0,8 – предварительный КПД червячной пары при двузаходном червяке [1, c. 5].
В результате имеем h = 0,96·0,992·0,8 = 0,75.
Требуемая мощность электродвигателя составит
(2)
Выбираем асинхронный электродвигатель марки 132S4 со следующими характеристиками [1]:
1. Номинальная мощность электродвигателя Pдв = 7,5 кВт;
2. Коэффициент скольжения s= 3,8 %;
3. Синхронная частота вращения электродвигателя nc = 1500 мин–1;
4. Номинальная частота вращения электродвигателя nном = 1470 мин–1.
Расчёт угловых скоростей вращения при известной частоте вращения производим по формуле:
. (3)
Угловая скорость выходного вала III тогда составит
рад/с,
а вала электродвигателя I –
рад/с.
Общее передаточное отношение привода получится равным:
. (4)
Для дальнейшего проектирования необходимо произвести распределение передаточного отношения между ремённой передачей и редуктором. Назначаем передаточное отношение редуктора равным iред = 16 [1]. Тогда передаточное отношение ремённой передачи составит:
, (5)
что укладывается в рекомендуемый для ремённых передач диапазон.
В результате имеем следующие частоты вращения валов привода:
вал I – nдв = 1470 мин–1; w дв = 153,96 рад/с;
вал II – n II = nдв / iрп =1470 / 2,62 = 560 мин–1; wII = 153,96 / 2.62 = 58,72 рад/с;
вал III – nвых = 35 мин–1; w вых = 3,67 рад/с;