![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Содержание.
- •2. Расчет и проектирование червячного одноступенчатого редуктора.
- •1. Кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма
- •2 Расчет и проектирование червячного редуктора
- •2.1 Энергокинематический расчет привода
- •Расчет червячной передачи
- •2.3 Предварительный расчет валов червячного редуктора
- •2.4 Расчет червячных пар
- •2.5 Конструктивные размеры корпуса и крышки редуктора
- •2.6 Компоновка червячного редуктора
2 Расчет и проектирование червячного редуктора
2.1 Энергокинематический расчет привода
Определение скорости вращения входного вала исполнительного механизма
Скорость вращения
вала исполнительного механизма
в задании на курсовой проект отсутствует,
поэтому его значение находим, используя
другие параметры.
,
об/мин,
30*1000*0,6/(3,14*350)=38,216,
об/мин,
где
- скорость поступательного перемещения
рабочего органа, м/с;
,
мм - характерный диаметр приводного
элемента в конструкции исполнительного
механизма, преобразующего вращательное
движение в поступательное.
Выбор электродвигателя и определение передаточных чисел привода
Для выбора электродвигателя необходимо определить его необходимые параметры: скорость вращения и мощность.
Определение требуемой скорости вращения вала электродвигателя
Для начала определим средние значения передаточных чисел редуктора и открытых передач.
Цепная открытая передача :
;
.
Для червячного
редуктора среднее значение передаточного
числа определяем трижды в соответствие
с числами заходов червяка (
;
;
):
для
:
;
;
для
:
;
;
для
:
;
.
Для червячного редуктора:
для
:
;
;
для
:
;
;
для
:
;
.
где
-среднее значение передаточного числа
редуктора;
;
-средние значения передаточных чисел
открытых передач, если они входят в
конструкцию привода.
В соответствии с
параметром
определим необходимую частоту вращения
вала электродвигателя привода.
Для привода с червячным редуктором:
для
:
;
;
для
:
;
;
для
:
;
.
Выбираем группу двигателей с синхронной частотой, равной 1000 об/мин. Соответственно принимаем решение о числе заходов червяка для дальнейших расчетов.
Определение требуемой мощности электродвигателя
Мощность
электродвигателя зависит от требуемой
мощности, развиваемой на входном валу
исполнительного механизма, и потерь
мощности в приводе, т. е. от его КПД.
Вычислим мощность
на валу исполнительного механизма
:
,кВт,
,кВт,
где
,
м/с - линейная скорость тягового органа;
,
кН - сила, необходимая для приведения в
движение тягового органа.
Проанализируем кинематическую схему привода и определим конструктивные элементы, влияющие на потери мощности. Такими элементами могут являться муфты, передачи и подшипники. Перечислим эти элементы, указав количество пар подшипников, а так же все передачи, как в составе редуктора, так и открытые.
1.передача зубчатая открытая ŋ=0,94
2.клиноременныая передача ŋ=0,94
3.муфта компенсирующая ŋ=0,995
4. 2 пары подшипников ŋ=0,993
Критерием
потерь мощности является коэффициент
полезного действия (КПД) привода
.
В свою очередь он зависит от КПД каждого
из вышеуказанных элементов:
,
,
- КПД муфты;
- КПД i-той
передачи привода;
- КПД одной пары подшипников качения;
- число пар подшипников качения.
Выполним подстановку ранее перечисленных параметров и определим КПД привода:
=0,747.
Требуемая мощность
электродвигателя
зависит от мощности, развиваемой на
валу исполнительного механизма, и
определяется по формуле:
,
кВт.
кВт.
Зная синхронную частоту и требуемую мощность окончательно выбираем марку двигателя 132S4/1440 , мощность P=7,5 кВт.
Корректировка передаточных чисел привода
Расчетное передаточное число привода:
,
,
где
- фактическая частота вращения вала
электродвигателя, указанная в его марке
через дробь 1440 об/мин.
Определим параметр
корректировки
:
/
,
144/121=1,2.
Принимаем
решение о корректировке среднего
значения передаточного числа
редуктора
.Находим
новое передаточное число редуктора
:
,
.
Запишем в таблицу расчетные значения передаточных чисел всех передач привода с учетом корректировки и разбивки по ступеням в последовательности от двигателя к исполнительному механизму
Наименование передачи |
|
|
Обозначение |
|
|
Передаточное число |
26,4 |
5,5 |
Фактическое значение передаточного числа привода:
,
.
Отклонение
нормативной скорости вращения приводного
вала исполнительного механизма от
фактического значения этой скорости:
,
%,
%.
Сравним величину
отклонения
с допускаемым отклонением скоростного
параметра
или
,
указанном в задании.
Определение кинематических и силовых параметров на валах привода
Определим скорости вращения, , об/мин, валов привода в последовательности от двигателя к исполнительному механизму.
- во всех случаях
,
т. к. первый вал является валом двигателя;
- на валу двигателя закреплена муфта:
;
;
и т. д.;
=1440;
;
.
где
- частота вращения вала двигателя;
,
,
,
- частоты вращения валов в последовательности
от двигателя к исполнительному механизму;
-
передаточные числа передач, в том числе
в конструкции редуктора, в последовательности
от двигателя к исполнительному механизму.
Угловые скорости
,
вращения валов:
;
;
;…,
рад/с,
=150,72
; рад/с,
;рад/с,
;рад/с,
Запишем в таблицу элементы привода (муфты, передачи, пары подшипников), влияющие на потери мощности на каждом участке между валами.
Номера валов, обозначающие участок потерь мощности |
Наименования конструктивных элементов, влияющих на потери мощности |
I - II |
Муфта |
II - III |
Редуктор червячный |
III - IV |
Передача зубчатая |
IV - V |
|
Определим значения
КПД, учитывающие потери мощности на
каждом участке между валами путем
перемножения КПД конструктивных
элементов, расположенных на соответствующих
участках согласно таблице.
- произведение КПД элементов, расположенных
от первого до второго вала;
- произведение КПД элементов, расположенных
от второго до третьего вала и т. д. При
этом значения КПД конструктивных
элементов должны соответствовать ранее
принятым при определении мощности
двигателя.
= 0995; = 0,993; = 0,95;
Мощности,
,
кВт, подводимые к валам:
;
;
;
=6,96, кВт,
,
кВт;
,
кВт;
где
,
,
,
- мощность, подводимая к первому, второму,
третьему и т. д. валу соответственно;
- требуемая мощность двигателя (ее
расчетное значение).
Вращающие моменты
на валах привода:
,
,
,
,
,
.
Планируемый срок службы привода в часах:
Lh= 2817LГ , ч.
Lh= 2817*7=24676, ч.
где LГ– срок службы привода в годах.
Число циклов
нагружения валов привода
:
NНEI=Lh·60 · nI,NНEII= Lh· 60 · nII,NНEШ = Lh· 60 · nIII,
NНEI=24676*60*1440=
,
NНEII=24676*60*1440=
NНEШ
=18085*60*54,54=
Результаты расчетов сводим в таблицу:
Основные кинематические и силовые параметры привода
Порядковый номер вала |
ni, об/мин |
|
Ti , Н·м |
Pi , кВт |
|
I |
1440 |
150,7 |
46,17 |
6,96 |
|
II |
1440 |
150,7 |
45,94 |
6,925 |
|
Ш |
54,54 |
6,7 |
971,9 |
5,54 |
|
и.т.д. |
9,91 |
1,03 |
5009,7 |
5,16 |
|
(В таблице
-
номер вала.)