Кинематические схемы приводов элементы кинематических схем



Кинематические схемы приводов элементы кинематических схем
Кинематические схемы приводов элементы кинематических схем

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет»

Кафедра деталей машин и прикладной механики

С. Ю. РЕШЕТОВ, Р. Н. УЗЯКОВ,

Г. А. КЛЕЩАРЕВА, В. М. КУШНАРЕНКО

КИНЕМАТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

ПРИВОДОВ МАШИН

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КУРСОВЫМ ПРОЕКТАМ И РАБОТАМ ПО ДИСЦИПЛИНАМ «ДЕТАЛИ МАШИН» И «ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ»

Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом

государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет»

Оренбург 2009

  УДК 621.81(07)

ББК 34.447я7

Р47

Рецензент

кандидат технических наук, доцент

Р47 Кинематические расчеты приводов машин: методические указания к курсовым проектам и работам по дисциплинам «Детали машин» и «Детали машин и основы конструирования» / , , , . – Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2009. – 62 с.

Методические указания предназначены для студентов инженерно-технических специальностей ГОУ ОГУ для выполнения ими кинематического и энергетического расчетов приводов машин и механизмов в курсовых проектах и работах.

ББК 34.445 я73

Ó , 2009

Ó , 2009

  Ó , 2009

Ó , 2009

  Ó ГОУ ОГУ, 2009

Содержание

с.

Введение ……………………………………………………………………….... 4

1 Исходные данные для расчета..................................................................... 4

2 Описание кинематических схем приводов.................................................. 5

3 Задачи кинематического расчета................................................................. 8

4 Последовательность выполнения кинематического расчета...................... 8

4.1 Выбор и проверка электродвигателя................................................... 8

4.2 Определение общего передаточного числа привода и разбивка его между отдельными ступенями........................................................................ 14

4.3 Определение частот вращения и угловых скоростей валов............ 15

4.4 Определение мощностей и вращающих моментов на валах привода 15

5 Пример оформления содержания пояснительной записки к курсовому

проекту и выполнения кинематического расчета привода...................... 17

6 Пример кинематического расчета привода цепного транспортера......... 26

Введение…………………………………………………………………...26

6.1 Выбор и проверка электродвигателя................................................. 27

6.2 Определение общего передаточного числа и разбивка его между ступенями.............................................................................................................. 28

6.3 Определение частот вращения валов привода................................... 29

6.4 Определение угловых скоростей валов привода............................... 29

6.5 Определение мощностей на валах привода....................................... 29

6.6 Определение вращающих моментов на валах привода.................... 29

Список использованных источников............................................................ 30

Приложения………………………………………………………………………31

Приложение А - Электродвигатели серии АИР, основные характеристики 31

Приложение Б - Кинематические схемы приводов различного назначения

с двухступенчатыми редукторами и исходные данные к расчетам 35

Приложение В - Кинематические схемы двухступенчатых приводов общего назначения и исходные данные к расчетам.............................................. 47

Приложение Г- Кинематические схемы приводов различного назначения

с одноступенчатыми редукторами и исходные данные к расчетам 53

Введение

В процессе изучения дисциплин «Детали машин» и «Детали машин и основы конструирования» студенты получают теоретические знания по расчету и конструированию деталей и узлов общего назначения, встречающихся в различных механизмах и машинах. Полученные знания закрепляются выполнением курсовых проектов и работ, в которых студенты на практике выполняют расчеты и конструирование механизмов, чаще всего приводы различных машин, которые содержат детали и узлы общего назначения.

Кинематический расчет силового привода является первой неотъемлемой частью расчетов выполняемых студен­тами в процессе выполнения курсовых проектов и работ. Результаты кинематического расчета являются исходными данными для всех остальных расчетов.

В настоящих методических указаниях даны рекомендации, спра­вочный материал и примеры кинематического расчета типовых приводов.

Условные обозначения величин приняты в соответствии с рекомен­дациями ISO R31 и государственных стандартов. При этом использована международная система (SI) единиц величин, а внесистемная единица частоты вращения (об/мин) применяется лишь допол­нительно к единице угловой скорости (рад/с).

В методических указаниях приведены также варианты кинематических схем приводов машин, которые могут быть использованы преподавателями в качестве исходных данных к курсовому проекту (работе). В примере расчета привода общего назначения (раздел 5) указана нумерация разделов (подразделов) и таблиц, соответствующая нумерации, применяемой в расчетно-пояснительной записке к курсовому проекту (работе). Также даны примеры оформления титульного листа, аннотации, бланка технического задания, содержания, введения и списка использованных источников.

Данные указания должны способствовать ускорению разработки и оформле­ния кинематических расчетов, а также их унификации.

Исходными данными для выполнения кинематического расчета и курсового проекта (курсовой работы) в целом могут служить:

- кинематическая (структурная) схема привода (приложения Б, В и Г);

- вращающий момент Трв, Н∙м на приводном валу рабочего ор­гана (вала) машинного агрегата и угловая скорость ωрв, рад/с этого вала;

-  тяговое усилие Fто, Н, скорость движения Vто, м/с тягового ор­гана и диаметр барабана или звездочки DБ(Зв), м;

-  график или режим нагрузки;

-  вид движения передач (реверсивное или нереверсивное);

-  срок службы привода Lh, час;

-  серийность выпуска приводов.

Кинематические схемы приводов как правило состоят из электродвигателя, редуктора, открытой передачи, муфт и приводного вала рабочего органа машины (некоторые элементы могут отсутствовать).

Каждый структурный элемент привода на кинематической схеме имеет свое индивидуальное обозначение.

 

Рисунок 1 - Кинематическая схема привода цепного конвейера

Рисунок 2 - Кинематическая схема привода ленточного транспортера

Для примера на рисунках 1 и 2 приведены кинематические схемы приводов, которые в своей структуре имеют: электродвигатель 1; муфту (упругую компенсирующую) 2; редукторы 3: двухступенчатый цилиндро-червячный 3 и двухступенча­тый коническо-цилиндричнский 3; внешние передачи 4: зубчатую 4, клиноременную 4, цепную 4; приводной вал рабочего органа 5 машинного аг­регата: вал приводной звездочки 5 цепного конвейера и вал приводного барабана 5 ленточного транспортера.

Для рассматриваемых приводов рекомендуется выбирать трехфаз­ные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии АИР выполненные по ТУ 16−525.564−84, имеющие простую конструкцию, небольшую стоимость и достаточно высокую надежность. Эти двигатели характеризуются но­минальной мощностью Рэд. ном, кВт, синхронной и асинхронной частотами вращения ротора nс, об/мин и nэд, об/мин, кратностью максимально­го и номинального вращающих моментов Тmax/Тном.

Синхронная (теоретическая) частота вращения ротора (вала) электродвигателя:

,

где – промышленная частота тока, Гц;

– число пар полюсов электродвигателя.

Значения nс в зависимости от p при f =50 Гц приведены в таблице 1.

Таблица 1 − Синхронная частота вращения вала электродвигателя nс

р

1

2

3

4

5

6

nс, об/мин

3000

1500

1000

750

600

Как видно из вышеприведенной таблицы, с увеличением уменьшается частота вращения электродвигателя.

Поскольку двигатели с большим числом пар полюсов имеют большие габариты, то тихоходные электродвигатели (nс менее 750 об/мин) в приводах не рекомендуется применять.

В расчетах следует использовать асинхронную (фактическую) частоту вращения вала электродвигателя:

nэд = nс·(1−s),

где s = (2÷10) % − электромагнитное скольжение электродвигателя.

Тогда nэд = (0,90...0,98)· nс.

Эта величина обычно и указывается в справочных таблицах.

Технические характеристики трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором приведены в таблице 4.

Структура условного обозначения этих двигателей следующая:

  9 ,

где 1 − условное обозначение серии (АИР);

3 4 − высота оси вращения (три или две цифры);

5 − установочный размер по длине станины (S, M или L);

6 − длина сердечника статора А или В (может и не указываться);

7 − число полюсов статора: 2, 4, 6, 8, 10, 12;

8 9 − климатическое исполнение и категория размещения по

ГОСТ 15150.

Форма исполнения и способ установки электродвигателей серии АИР обозначаются следующим образом:

IМ 1081 − электродвигатели горизонтальные со станиной на лапах;

IM 2081 − электродвигатели горизонтальные на лапах и с фланцем на щите;

IМ 3081 − электродвигатели со станиной без лап и с фланцем на щите.

Пример условного обозначения трехфазного асинхронного короткозамкнутого закрытого обдуваемого двигателя единой серии АИР со станиной на лапах, с высотой оси вращения 100 мм, с установочным размером по длине станины L, с двумя парами полюсов (четыре полюса), климатического исполнения У, категории размещения 3 по ГОСТ 15150.

Двигатель исполнения IM 1081 АИР100L4У3 ТУ 16−525.564−84.

Для соединения валов, в приводах ис­пользуются муфты:

- упругие компенсирующие, например, муфты упругие втулочно-пальцевые по ГОСТ 21424, муфты упругие со звездочкой по ГОСТ 14084, муфты упругие с торообразной оболочкой по ГОСТ 20884 и др.;

- жесткие компенсирующие, например муфты зубчатые по ГОСТ 5006 или цепные по ГОСТ 20742;

- жесткие (глухие), например муфты втулочные ГОСТ 24246 или фланцевые по ГОСТ 20761


.

Одним из основных узлов привода является редуктор − механизм, состоящий из зубчатых или (и) червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины, с понижением угловой скорости и соответственно повышением вращающего момента.

С типами и конструкцией редукторов, назначением и конструкцией всех их деталей, а также с определением основных параметров зацепления следует ознакомиться по работам [1, 2, 3]. Кроме того, с элементами кинематических схем и основными правилами оформления этих схем можно ознакомиться по работе [4, 5].

В связи с тем, что редуктора имеют только стандартные передаточные числа, а также из конструктивных соображений в приводах часто используются открытые передачи, позволяющие получить требуемое не стандартное передаточное отношение, а также рационально и удобно скомпоновать привод. В приводах машин в основном применяются открытые ременные, цепные и зубчатые передачи. С данными передачами, их расчетом и назначением деталей можно ознакомиться по работам [2, 3, 5].

При выполнении кинематического расчета решаются следующие задачи:

1) Выбор электродвигателя по мощности и частоте вращения.

2) Определение значения общего передаточного числа привода и разбивка его между ступенями.

3) Определение угловых скоростей (частот вращения) валов.

4) Определение мощностей и вращающих моментов на каждом валу.

Перед выполнением кинематического расчета необходимо пронумеровать римскими цифрами валы привода (см. пример выполнения кинематичес­кого расчета, техническое задание).

4.1 Выбор и проверка электродвигателя

Электродвигатель выбирается по требуемой мощности , Вт и диапазону возможных частот вращения его вала , об/мин.

Требуемая мощность электродвигателя определяется:

,

где − мощность на валу рабочего органа конвейера, Bт;

− общий коэффициент полезного действия (КПД) привода.

Мощность определяется по следующим формулам:

= Fто·Vто или =Трв·ωрв.

Общий КПД привода равен произведению частных КПД составляющих привода:

.

Ориентировочные значения КПД передач различных типов, муфт и пары подшипников качения и скольжения приведены в таблице 2.

Таблица 2 − Значение КПД механических передач, муфт,

подшипников качения и скольжения

Тип передачи

Закрытая

Открытая

Зубчатая цилиндрическая

0,96÷0,98

0,93÷0,95

Зубчатая коническая

0,95÷0,97

0,92÷0,94

Червячная, при числе заходов

червяка z1 = 1

z1 = 2

z1 = 3

z1 = 4

0,65÷0,70

0,70÷0,75

0,80÷0,85

0,85÷0,90

0,50÷0,60

0,60÷0,70

Цепная передача

0,95÷0,97

0,90÷0,93

Ременная передача

0,94÷0,96

Муфта

0,98÷1,00

Одна пара подшипников качения

0,99÷0,995

Одна пара подшипников скольжения

0,98÷0,99

Примечания

Примечание 1− Значения КПД передач указан с учетом потерь в опорах.

Примечание 2 − Значения КПД червячной передачи на этапе кинематического расчета рекомендуется принимать в пределах 0,70÷0,80.

Примечание 3 − Значения КПД муфт в расчетах принимать равным 1,0.

Требуемая частота вращения вала электродвигателя находится из следующего диапазона частот вращения:

где – частота вращения рабочего вала привода:

об/мин,

здесь – угловая скорость рабочего (приводного) вала привода, которая либо указана в задании на курсовой проект, либо определяется по формуле:

;

DБ(Зв) – диаметр барабана или звездочки.

– диапазон возможных передаточных чисел привода:

,

здесь – диапазоны рекомендуемых передаточных чисел отдельных ступеней (передач) привода, которые определяются по таблице 3 для отдельных передач и по таблице 5 для многоступенчатых редукторов.

Таблица 3 – Значения передаточных чисел передач

Вид передачи

Значения передаточных чисел

минимальное

среднее

максимальное

предельное

Зубчатая цилиндрическая закрытая

2

4

6,3

12,5

Зубчатая коническая закрытая

2

3

4

6,3

Червячная закрытая

8

25

63

80

Зубчатая цилиндрическая открытая

3

5

7

15÷20

Цепная

2

4

6

8

Ременная

1

3

5

6

Пo найденным значениям и выбирается необходимый типоразмер электродвигателя руководствуясь нижеследующим.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9


Кинематические схемы приводов элементы кинематических схем

Кинематические схемы приводов элементы кинематических схем

Кинематические схемы приводов элементы кинематических схем

Кинематические схемы приводов элементы кинематических схем

Кинематические схемы приводов элементы кинематических схем

Кинематические схемы приводов элементы кинематических схем

Кинематические схемы приводов элементы кинематических схем

Кинематические схемы приводов элементы кинематических схем

Кинематические схемы приводов элементы кинематических схем

Кинематические схемы приводов элементы кинематических схем

Кинематические схемы приводов элементы кинематических схем

Кинематические схемы приводов элементы кинематических схем

Кинематические схемы приводов элементы кинематических схем

Кинематические схемы приводов элементы кинематических схем

Кинематические схемы приводов элементы кинематических схем

Похожие новости:


  • Шведская стенка из металла своими руками фото
  • Сильные выделения лечение в домашних условиях
  • Поделки с бумаги и с ножницы
  • Поздравления со званием лейтенанта мужчине
  • Поздравление пусть бегут неуклюже