ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

“ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ”

Кафедра “Автоматизированное проектирование”

РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРИВОДА

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ МАШИНЫ С РЫЧАЖНО-ПОЛЗУННЫМ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ МЕХАНИЗМОМ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ (РАБОТЕ)

ПО ДИСЦИПЛИНЕ “ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН”

ПЖМ – 1 – 00 – 00 ПЗ

Выполнил студент группы

Руководил профессор (Сухих Р.Д.)

Санкт-Петербург

2012. г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………….……………………………….2

Задание на курсовой проект……………………………………………. .2

1. Структурный анализ и синтез исполнительного механизма………..4

2. Метрический и кинематический синтез и анализ исполнительного

механизма…………………………………………………………..………..4

2. Подбор электродвигателя и выбор типа редуктора…………………9

3. Расчёт зубчатой передачи редуктора……………………………….12

5. Кинетостатический и динамический анализ и синтез………………20

Заключение……………………………………………………………….23

Список используемой литературы………………………..…………….23

Введение

Проектируемый привод железнодорожной машины включает в себя электродвигатель переменного тока (асинхронный, единой серии А) с синхронной частотой вращения n_о = 3000 об/мин. Его вал упругой соединительной муфтой типа МУВП соединён с входным валом зубчатого редуктора. Выходной вал последнего компенсирующей муфтой соединён с кривошипом рычажно-ползунного исполнительного механизма. Выходное звено последнего скреплено с исполнительным органом, взаимодействующим с объектом окружающей среды и выполняющим требуемую работу. Весь привод размещён на несущей конструкции, в частности, раме и снабжён системами управления, безопасности и удобства. Подобные приводы широко применяют в различных технологических машинах – поршневых насосах, компрессорах, молотах, толкателях и др., где вращение двигателя нужно преобразовать в возвратно-поступательное перемещение ползуна с исполнительным органом. Ползунно-кривошипный механизм, “обратный” кривошипно-ползунному, используется в двигателях внутреннего сгорания локомотивов, автомобилей и др. машин и составляет объект специальной учебной дисциплины “Двигатели внутреннего сгорания” и т. п.

В ходе курсовой работы (проекта) необходимо:

улучшить строение и найти размеры исполнительного механизма; рассчитать мощности сил полезного сопротивления перемещению

исполнительного органа и необходимую мощность двигателя, подобрать электродвигатель по каталогу;

подобрать зубчатый редуктор и определить основные характеристики

первой его ступени;

предусмотреть меры по повышению плавности, снижению

виброактивности машины.

Задание на курсовой проект

Исходные данные:

перечень сопряжений исполнительного механизма: вввп;

ход выходного звена: S = 0,5 м;

средняя скорость выходного звена: v_С = 2,32 м/с;

средняя сила сопротивления перемещению выходного звена:

на участке рабочего хода: F_РХ = 2500 Н;

на участке холостого хода: F_ХХ = 250 Н;

допустимый коэффициент неравномерности вращения: [δ] = 0,1;

модуль входного зубчатого зацепления: m = 10 мм;

погонная масса рычагов q = 5 кг/м;

масса ползунов m_П = 3 кг.

Блок – схема привода приведена на чертеже, где Р – редуктор, ИМ − исполнительный механизм с исполнительным органом ИО.

1. Структурный анализ и синтез исполнительного механизма

1.1 Исполнительный рычажно-ползунный механизм, заданный

последовательностью вввп трёх вращательных и одной поступательной кинематической пары, представляет собой кривошипно-ползунный

механизм, представленный на чертеже. Он состоит из четырёх звеньев (n = 4): кривошипа 1, шатуна 2, ползуна 3 и стойки 4. Эти звенья входят друг с другом в p₁ = 4 одноподвижные кинематические пары: 4-1 – вращательная; 1-2 – вращательная; 2-3 – вращательная и 3-4 – поступательная. Подвижных звеньев n_П = (n – 1) = 3: звенья 1, 2 и 3, неподвижных 1: звено 4. Неизменяемый, замкнутый на стойку контур звеньев в этом механизме имеется один:

К = p₁ – (n – 1) = 4 – 3 = 1.

Вращательные пары реализуют в механизме смещения В_Z звеньев 1 и 2, поступательная пара – смещение П_X ползуна, срединные точки шатуна имеют составляющую смещения П_Y. Всего смещений три, поэтому механизм относится к третьему семейству (N = 3). Подвижность механизма:

W = N (n – 1) − (N – 1) p₁ = 3∙3 – (3 – 1)∙4 = 9 – 8 = 1.

Избыточных связей в сопряжениях звеньев имеется q = 6 – N = 6 – 3 = 3 – это необходимость для нормальной работы выполнять оси всех вращательных пар параллельными, неперекошенными относительно плоскости движения звеньев, а все звенья располагать так, чтобы они перемещались в параллельных плоскостях.

1.2 Для хорошей работы избыточные связи следует устранять, выполняя кинематические пары так, чтобы сумма подвижностей их была равна 7 и имела все 6 реализованных или возможных движений. Этому условию отвечает механизм с последовательностью пар в₁в₁в₁п₄ (см. рис. на чертеже), или в₁в₂в₂п₂ , или в₁в₂в₃п₁.

Такие механизмы при наличии у них возможности разворачиваться и смещаться звеньям по трём координатным осям будут статически определимыми, самоустанавливающимися, не требующими высокой точности изготовления деталей механизмов и их сборки, не заклинивающимися при деформациях деталей звеньев (в том числе и стойки) и перепадах температур.

Структурная схема исходного выполнения кривошипно-ползунного механизма и одного из вариантов выполнения без избыточных связей