МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К КИНЕМАТИЧЕСКОМУ РАСЧЁТУ
ПРИВОДА МАШИНЫ
Составители: профессор С.В. Палочкин
Доцент Ю.Н. Щеглюк
Москва 2010
Методические указания содержат необходимые теоретические зависимости, справочные данные и методические рекомендации по выбору электродвигателя, определению общего передаточного отношения привода машины, разбивке его по ступеням, расчёту вращающих моментов, мощностей и частот вращения валов. Даны примеры кинематических расчётов различных по составу приводов. Приведен список использованной и рекомендуемой литературы.
Подготовлено к печати на кафедре прикладной механики.
___________________________________________________________________
ВВЕДЕНИЕ
Цель настоящей работы - оказание методической помощи студентам при выполнении кинематических расчётов приводов машин на начальном этапе работы над курсовым проектом по деталям машин.
Методические указания разработаны на базе рекомендуемой учебной литературы [1, 2, 3].
Принятые во всех расчётных формулах обозначения физических величин и их размерности даны в табл. 1, а использованные индексы этих величин представлены в табл. 2.
Таблица 1
Принятые обозначения
P – мощность, кВт | η – коэффициент полезного действия |
T – вращающий момент, H м | Ft – окружная сила, H |
V – окружная скорость, м/с | n – круговая частота вращения, мин –1 |
ω – угловая скорость, с –1 | i – передаточное отношение |
d – диаметр вала, мм | D – диаметр (делительный) барабана (звёздочки или зубчатого колеса) исполнительного звена привода, мм |
l - длина вала, мм | |
p – шаг тяговой цепи, мм | z – число зубьев тяговой звёздочки |
|
Таблица 2
Индексы
ЭД – электродвигатель | РЕД – редуктор |
ЗЦ – зубчатая цилиндрическая передача | Б – быстроходный вал (ступень) |
ЗК – зубчатая коническая передача | Т – тихоходный вал (ступень) |
Ч – червячная передача | ПР – промежуточный вал (ступень) |
Ц – цепная передача | ВЫХ – выходной вал привода |
ЗР – зубчаторемённая передача | j – индекс вала привода |
КР – клиноремённая передача | НОМ – номинальное значение |
Р – плоскоремённая передача | МАКС – максимальное значение |
М – муфта | ТР – требуемое значение |
ОП – открытая передача | ОБЩ – общее |
ПО – пара подшипниковых опор | С – синхронная |
УТОЧНЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ НА ПРОЕКТ
Приступая к выполнению проекта, студент должен уточнить техническое задание, содержащее кинематическую схему привода машины, ряд его силовых и кинематических характеристик, а также дополнительные исходные данные, например, геометрические размеры отдельных деталей, звеньев и т.п.
1.1. Уточнение типа машины, кинематической схемы привода
и входящих в его состав узлов
В технических заданиях курсовых проектов студентам предлагается разработать конструкции приводов различных транспортёров, конвейеров и других машин непрерывного действия, широко используемых в текстильной промышленности.
Любую из кинематических схем приводов можно условно отнести к одному из четырех типов:
· тип А: электродвигатель – муфта – редуктор – муфта – приводной вал;
· тип Б: электродвигатель – муфта – редуктор – открытая передача – приводной вал;
· тип В: электродвигатель – открытая передача – редуктор – муфта – приводной вал;
|
· тип Г: электродвигатель – открытая передача – редуктор – открытая передача – приводной вал.
Согласно каждому из них, движение приводному валу передаётся от электродвигателя, преобразующего электрическую энергию в механическую энергию вращения своего вала, через три передаточных механизма: редуктор, муфту (муфты) и (или) открытую передачу (открытые механические передачи). Различие приведённых схем заключается лишь в последовательности расположения в них муфт и открытых передач, которая оказывает существенное влияние на результаты кинематическо расчета привода, т.к. в отличие от редуктора или открытой передачи муфта не изменяет круговую частоту вращения при передаче движения с вала на вал привода.
Определив тип заданной схемы привода, следует уточнить виды входящих в его состав узлов.
В качестве источника механической энергии в приводе рекомендуется применять, как правило, компактные трёхфазные асинхронные электродвигатели [2], дешёвые и простые в изготовлении и экономичные в эксплуатации.
Выбирая тип муфты, следует учитывать, что для компенсации неточностей монтажа привода валы соединяют упругими компенсирующими муфтами различных видов [3].
Тип редуктора и виды открытых механических передач обычно оговариваются в техническом задании. При отсутствии этих данных их необходимо уточнить с консультантом.
Отметим, что из условия компактности привода ремённые передачи рекомендуется использовать только для передачи движения от электродвигателя к редуктору, в то время как муфты, цепные и открытые зубчатые передачи могут быть расположены в любом месте кинематической схемы привода.
|
1.2. Уточнение кинематических и силовых характеристик
исполнительного звена привода
В качестве исполнительного звена любого привода обычно служит выходной (приводной) вал с закреплённым на нём устройством (тяговым барабаном, тяговой звёздочкой и т.п.), приводящим в движение рабочую часть машины, например, ленту или тяговую цепь конвейера.
Поэтому исходными данными технического задания на проект, как правило, являются требуемые параметры движения этого вала:
· - в качестве
энергетической характеристики;
· или
на тяговом барабане (тяговой звёздочке и т.п.) - в качестве силовой характеристики;
· , или
, или
на тяговом барабане (тяговой звёздочке и т.п.) - в качестве кинематической характеристики,
а также параметры ,
,
и другие - в качестве дополнительных характеристик.
Для проведения дальнейших расчетов характеристики исполнительного звена привода удобно иметь в виде и
, для определения которых рекомендуется использовать следующие формулы:
, (1)
. (2)
При этом делительный диаметр D тяговой звёздочки, если он не задан, рассчитывается как
, (3)
а вращающий момент определяется по формуле
. (4)