Узел редуктора электромеханического привода

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра машиноведения и деталей машин

Курсовая работа

 

«УЗЕЛ РЕДУКТОРА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРИВОДА»

 

 

Исполнитель:

студентка гр. 2856/1

Касимова Е.К.

 

Преподаватель:

Ружков В.А

 

Санкт-Петербург

2010

Оглавление

 

Техническое задание

Введение

1. ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ОСНОВНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ПРИВОДА

1.1 Определение КПД привода и выбор электродвигателя

1.2 Определение общего передаточного отношения привода и разбивка его по ступеням

1.3 Определение частот вращения, мощности и крутящих моментов на валах

1.4 Проектировочный расчёт валов, выбор подшипников и определение межосевых расстояний с учётом габаритов подшипников

1.4.1 Выбор муфты

1.4.2 Проектировочный расчёт валов

1.4.3 Предварительный выбор подшипников качения

1.4.4 Определение межосевых расстояний с учётом габаритов подшипников

1.5 Геометрический расчёт параметров зубчатых колёс

Литература

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Выполнить анализ параметров электромеханического привода и разработать эскизный проект с целью

минимизации габаритов редуктора в результате

рационального выбора материалов зубчатых колёс и других деталей.

Привод состоит из

-  электродвигателя,

-  клиноременной передачи,

-  двухступенчатого цилиндрического редуктора по развёрнутой схеме (или по соосной схеме) с раздвоением мощности (или без раздвоения мощности) на входном (или на выходном валу),

-  зубчатой муфты на выходном валу редуктора.

Характер производства крупносерийный.

Привод реверсивный.

1.  Номинальный крутящий момент на валу исполнительного механизма (ИМ) Т_им =1500 Н×м;

2.  Частота вращения выходного вала редуктора n_им =80 об/мин;

3.  Синхронная частота вращения вала электродвигателя n_с =3000 об/мин;

4.  Расчётный ресурс L=8000 час.

ВВЕДЕНИЕ

 

Цель анализа работоспособности механизма в данной работе – разработка проекта узла привода редуктора минимально возможных габаритов, находящегося в составе электромеханического привода.

Средство достижения этой цели – рациональное применение объёмного и поверхностного упрочнения зубьев зубчатых передач.

Способ – расчётная оценка работоспособности деталей зубчатых зацеплений и других деталей редуктора с учётом ограничений, обусловленных их взаимодействием с другими деталями и узлами редуктора и привода в целом.

В работе представлены результаты оценки диаметров выходного вала редуктора с учётом установки на нём зубчатой муфты. Конструктивно определены внутренние диаметры подшипников, выполнен предварительный выбор типа и номера подшипников всех валов, определены межосевые расстояния и геометрический расчёт параметров зубчатых передач.

1. ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ОСНОВНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ПРИВОДА

электромеханический привод редуктор габариты

Результат данного этапа работы – выбор электродвигателя; значения передаточных чисел, крутящих моментов, частоты вращения валов; значения допускаемых контактных напряжений зубчатых колёс и межосевых расстояний (рис.1).

 

1.1 Определение КПД привода и выбор электродвигателя

Мощность, которая должна быть передана исполнительному механизму, вычисляется по формуле

 

Р_ИМ = Т_ИМ w_ИМ, (1.1)

где ω_им – угловая скорость, рад/с.

Угловая скорость вычисляется по формуле

ω_им=π·n_им/30 (1.2)

ω_им=3,14·80/30=8,37 рад/с

Подставляя полученную величину в формулу (1.1) получим

P_им=1500·8,37 =12560 Вт

Мощность электродвигателя можно вычислить по формуле

P_эл= P_им/η_пр, (1.3)

где P_эл – мощность электродвигателя, Вт; η_пр – коэффициент полезного действия привода.

η_пр= (η_рп·η_п·η_зп)(η_зп ·η_п)(η_п·η_м), (1.4)

где η_рп – КПД ременной передачи; η_п - КПД подшипников качения вала; η_зп – КПД зубчатой передачи быстроходного и тихоходного валов соответственно; η_м – КПД муфты.

Выбираем η_рп=0,95;

 η_п=0,99;

 η_зп=0,99;

 η_м=0,99.

 Подставив выбранные значения КПД в формулу (1.4), получаем

η_пр=0,95∙0,99∙0,99∙0,99∙0,99∙0,99∙0,99=0,894

 Воспользовавшись формулой (1.3), находим мощность электродвигателя

P_эд=12560/0,894=14049 Вт

 Выбираем асинхронный трехфазный электродвигатель переменного тока так, что бы номинальная мощность была больше, чем мощность электродвигателя с синхронной частотой n_c=3000 об/мин.

Технические характеристики двигателя

 По справочнику:

Выбран электродвигатель марки 4А160S2;

паспортная мощность Р_ЭД = 15,0 кВт ;

синхронная частота n_с = 3000 об/мин;

частота двигателя n_дв= 2940 об/мин;

отношение пускового момента к номинальному моменту Т_П / Т_Н =1,4;

диаметр присоединительного участка вала ЭД d_ЭД =42 мм,

длина присоединительного участка вала ЭД l_ЭД =110 мм.