1. Анализ существующих конструкций и разработка технического предложения

Документом на проектирование изделия является техническое задание, которое устанавливает основное назначение, технические характеристики, показатели качества и технико-экономические требования, предъявляемые к разрабатываемому изделию, выполнение необходимых стадий разработки конструкторской документации и ее состав, а также специальные требования к изделию.

После получения задания анализируют конструкции, подобные заданной, по учебной, справочной и патентной литературе, образцам проектов, находящимся в зале курсового проектирования. Анализ производят по критериям надежности, долговечности, габаритов, веса, условий эксплуатации, экологии и соблюдения техники безопасности. В результате выбирают прототип проектируемого изделия, намечают изменения в конструкции прототипа в соответствии с техническим заданием.

Результаты анализа обсуждают с руководителем проекта, согласуют изменения конструкции прототипа.

Оформляют техническое предложение в виде кинематической схемы по ГОСТ 2.703-68 и пояснительной записки, в которой обосновывают окончательный вариант решения по реализации условий технического задания. Документам присваивают литеру «П».

Техническое предложение, согласованное и утвержденное в установленном порядке, является основанием для разработки эскизного проекта.

2. Разработка эскизного проекта

На этом этапе проектирования выполняют расчеты и эскизные чертежи, которые должны содержать принципиальные конструктивные решения, дающие общее представление об устройстве и принципе работы изделия, о его габаритах и основных параметрах. Документам эскизного проекта присваивают литеру «Э».

1. Кинематический и энергетический расчеты механического привода

В техническом задании на проектирование, как правило, заданы окружное усилие на рабочем органе (барабане, звездочке конвейера с валом) F_t, Кн, и окружная скорость рабочего органа V, м/с. Мощность, потребляемая рабочим органом, P_P, кВт, вычисляют по формуле

P_p = F_t · V.

Мощность, потребляемая электродвигателем,

P_эп = P_p/ η ,

где η – коэффициент полезного действия (КПД) привода

η = η₁ · η₂ · …· η_n ,

здесь η₁ , η₂ , …, η_n – КПД кинематических пар (передач, подшипников, муфт) привода, значения которых выбирают как средние из таблицы 1.

Таблица 1 – Средние значения КПД различных передач

Тип передачи	Масляная ванна	Открытая передача
Зубчатая цилиндрическая Зубчатая коническая	0,96-0,98 0,95-0,97	0,92-0,95 0,92-0,94
Червячная при числе заходов червяка: z1= 1 z1= 2 z1= 4	0.7-0.8 0,75-0,85 0,85-0,93	0,6-0,7
Цепная	0,95-0,97	0,9-0,93
Фрикционная передача		0,9-0,97
Ременная: плоскоременная клиноременная зубчатоременная		0,96-0,98 0,95-0,97 0,93-0,97

КПД одной пары подшипников качения η =0,99-0,995.

Частота вращения рабочего органа

где D - диаметр барабана или делительный диаметр звездочки, мм, который вычисляют по формуле

D = p / [sin (π / z) ],

здесь р – шаг звездочки (цепи), мм;

z – число зубьев звездочки.

Значения параметров р и z заданы в техническом задании.

Желаемая частота вращения вала электродвигателя n_эж, мм, вычисляют по формуле

n_эж = n_p· u₀,

где u₀ – ориентировочное передаточное число привода.

u₀ = u₁₀ · u₂₀ · u_no,

здесь u_10, u_{20, …} u_n0 , - ориентировочные передаточные числа отдельных передач привода, значения которых выбирают как средние из таблицы 2.

Таблица 2 – Передаточные числа различных передач

Тип передачи	Наиболее часто применяемые значения,	Наибольшее значение,
Зубчатая цилиндрическая передача в закрытом корпусе:
прямозубая;	3-4	8
косозубая;	3-5	10
шевронная;	4-6	10
коническая зубчатая	2-3	6
Открытая зубчатая передача:
с цилиндрическими колесами;	4-6	15
с коническими колесами;	3-4	10
червячная передача;	8-40	100
цепная передача;	2-4	7
фрикционная передача с цилиндрическими катками	2-4	5
Ременная передача:
плоским ремнем клиновым ремнем	2-4 2-4	6 7
с натяжным роликом	3-5	8
зубчатым ремнем	3-7	9

Исходя из вычисленных значений Р_эп и n_эж по таблице 3 выбирают электродвигатель мощностью Р_э ,кВт ближайшей большей Р_эп и частотой вращения n_эж. Размеры электродвигателей приведены в таблице 4.

Таблица 3 – Двигатели трехфазные асинхронные короткозамкнутые серии 4А

Тип двигателя	Рэ, кВт	nэ, мин^-1	Тип двигателя	Рэ, кВт	nэ, мин^-1
n =750 мин^-1			n =1500 мин^-1
4А80А8У3	0,37	675	4А71А4У3	0,55	1390
4А80В8У3	0,55	700	4А71В4У3	0,55	1390
4А90LA8У3	0,75	700	4А80А4У3	1,1	1415
4А90LВ8У3	1,1	700	4А80В4У3	1,5	1420
4А100L8У3	1,5	700	4А90L4У3	2,2	1425
4А112М8АУ3	2,2	700	4А100S4У3	3,0	1435
4А112МВ8У3	3,0	700	4А100L4У3	4,0	1430
4А132SВУЗ	4,0	720	4А112М4У3	5,5	1445
4А132М8У3	5,5	720	4А132S4У3	7,5	1455
4А160S8У3	7,5	730	4А132М4У3	11,0	1460
4А160М8У3	11,0	730	4А160S4У3	15,0	1465
4А180М8У3	15,0	730	4А160М4У3	18,0	1465
n = 1000 мин^-1			n = 3000 мин^-1
4А71А6У3	0,37	900	4А71А2У3	0,75	2840
4А71В6УЗ	0,55	910	4А71В2У3	1,1	2840
4А80LА6У3	0,75	915	4А80А2У3	1,5	2850
4А80LВ6У3	1,1	920	4А80В2У3	2,2	2850
4А90L6У3	1,5	935	4А90L2У3	3,0	2850
4А100L6У3	2,2	950	4А100S2У3	4,0	2880
4А112МА6У3	3,0	955	4А100L2У3	5,5	2880
4А112МВ6У3	4,0	960	4А112M2У3	7,5	2900
4А132S6У3	5,5	965	4А132M2У3	11,0	2900
4А132M6У3	7,5	970	4А160M2У3	15,0	2940
4А160S6У3	11,0	975	4А160S2У3	18,5	2940
4А160M6У3	15,0	975	4А180S2У3	22,0	2945
4А160M6У3	18,5	975	4А180V2У3	30,0	2945

Таблица 4 - Электродвигатели асинхронные серии 4А. Геометрические размеры

Тип двигате-ля	Чис-ло полю-сов	Габаритные размеры			Установочные и присоединительные размеры
		l30	h31	d30	l1	l10	l31	d1	d10	B1	B10	h	h1	h5			h10
4А71	2,4,6,8	285	201	170	40	90	45	19	7	6	112	71	6	21.5		9
4А80А		300	218	186	50	100	50	22	10	6	125	80	6		24.5			10
4А80В		320	218
4А90L		350	243	208		125	56	24		8	140	90	7		27			11
4A100S		365	265	235	60	132	63	28	12		160	100			31			12
4F100L		395	280			140
4F112M		452	310	260	80		70	32		10	190	112	8		35
4F132S		480	350	302			89	38			216	132			41			13
4F132M		530	350			178
4F160S	2	624	430	358	110	178	108	42	15	12	254	160			45			18
	4,6,8							48		14			9		51.5
4F160M	2	667	430	358	110	178	108	42	15	12	254	160	8	45		18
	4, 6, 8					210		48		14			9		51.5
4F180S	2	682	470	410	110	203	121	48	15	14	279	180	10	51.5		20
	4, 6, 8							55		16			9		59
4F180M	2	702				241		48		14			9		51.5
								55		16			10		59
	4,6,8