- •Предисловие
- •Введение
- •1. Кинематический и силовой расчеты привода. Выбор электродвигателя
- •1.1. Техническое задание на проектирование привода
- •1.2. Разработка кинематической схемы привода
- •1.3. Определение мощности на валу исполнительного механизма
- •1.4. Определение расчетной мощности на валу двигателя
- •Кпд передач с учетом потерь в опорах валов на подшипниках качения
- •1.5. Определение частоты вращения вала исполнительного механизма
- •1.6. Определение частоты вращения вала электродвигателя
- •Передаточные отношения передач
- •1.7. Выбор электродвигателя
- •Параметры микродвигателей постоянного тока серии дп исполнения р09
- •Параметры микродвигателей постоянного тока серии дп исполнения р11
- •Основные размеры микродвигателей постоянного тока типа дп
- •1.8. Определение передаточного отношения привода и разбивка его по ступеням
- •1.9. Определение мощностей, вращающих моментов и частот вращения валов
- •Силовые и кинематические параметры привода
1. Кинематический и силовой расчеты привода. Выбор электродвигателя
1.1. Техническое задание на проектирование привода
Проектирование привода выполняют на основании технического задания, в котором содержатся назначение, основные технические характеристики, режим нагружения и ресурс механизма. В качестве силовой характеристики привода в задании приведена номинальная (наибольшая длительно действующая) нагрузка на валу исполнительного механизма, которая задана в виде вращающего момента или окружного усилия при вращающемся исполнительном механизме (приводы конвейеров, лебедок, испытательных стендов), или в виде осевого усилия при поступательном движении исполнительного механизма (приводы винтовых толкателей, триммеров летательных аппаратов). В некоторых случаях задана непосредственно мощность на валу исполнительного механизма. В качестве кинематической характеристики привода задана либо линейная скорость движения исполнительного механизма (ленты или цепи конвейера, каната лебедки, винта винтового толкателя и т.п.), либо угловая скорость или частота вращения исполнительного механизма или вала электродвигателя.
В задании могут быть указаны размеры исполнительного механизма и другие справочные данные: диаметр D барабана ленточного конвейера, шаг t цепи и число зубьев ведущей звездочки цепного конвейера, тип резьбы передачи «винт–гайка» и др.
Режим нагружения передач, характеризующий распределение рабочей нагрузки по времени, задан типовой, аппроксимированный одной из непрерывных функций (рис. 1.1).
На рисунке по оси ординат отложено отношение текущего вращающего момента к наибольшему длительно действующему моменту , а по оси абсцисс – отношение суммарного числа циклов нагружения зубчатого колеса вращающим моментом к общему числу циклов его нагружения за весь срок службы передачи.
Постоянный режим нагружения (0) характерен для конвейерного автоматизированного производства, тяжелый режим (1) – для горных машин, средний равновероятный (2) – для интенсивно эксплуатируемых машин, средний нормальный (3) – для большинства универсальных машин, легкий (4) и особо легкий (5) – для широкоуниверсальных станков с большим диапазоном регулирования скоростей.
Рис. 1.1. Типовые режимы нагружения передач:
0 – постоянный, 1 – тяжелый, 2 – средний равновероятный,
3 – средний нормальный, 4 – легкий, 5 – особо легкий
При работе привода помимо рабочей длительно действующей нагрузки в нем могут возникать кратковременные пиковые перегрузки (например, при пуске конвейера). В техническом задании их величина задана в виде отношения наибольшей пиковой нагрузки к номинальной (наибольшей длительно действующей) нагрузке :
.
1.2. Разработка кинематической схемы привода
Прежде чем приступить к расчетам, студент должен ознакомиться с конструкциями, подобными заданной, по рекомендуемой учебной литературе, макетам и стендам, представленным на кафедре, в реальных машинах и механизмах. При этом следует уяснить особенности конструкции и эксплуатационные возможности привода, его достоинства и недостатки, назначение отдельных элементов и взаимодействие их в приводе. По согласованию с консультантом можно уточнить предлагаемую в задании схему привода и исходные данные.
Согласно техническому заданию на курсовое проектирование студент составляет кинематическую схему привода [2]. В качестве примера на рис. 1.2 приведена кинематическая схема привода ленточного конвейера. Мощность от электродвигателя через упругую муфту передается на быстроходный вал двухступенчатого коническо-цилиндрического редуктора, от тихоходного вала редуктора мощность через открытую цепную передачу передается на приводной барабан ленточного конвейера (исполнительный механизм).
Рис. 1.2. Кинематическая схема привода ленточного конвейера
В пояснительной записке к курсовому проекту приводится кинематическая схема привода с нумерацией валов (см. рис. 1.2). Порядковый номер вала возрастает от быстроходного к тихоходному, причем, если валы соединены муфтой и вращаются с одинаковой угловой скоростью, то им следует присвоить один номер (например, на рис. 1.2 вал двигателя и быстроходный вал редуктора вращаются с одинаковой угловой скоростью и им присвоен номер 1).