Курсовая работа: Проектирование привода силовой установки

Для определения мощности двигателя учтем потери энергии в механизме. Известно, что КПД устройства есть отношение полезной работы к затраченной. В данном случае применим работу в единицу времени - мощности.

η = Р_III / P_{I ,} следовательно, Р_I = P_III / η_мех

η_мех = η_3,4 · η_5,6; η_3,4 = 0,97; η_5,6 = 0,95.

Р_I = P_III / (η_3,4 · η_5,6 ) = 2,8/ (0,97 · 0,95) = 3 кВт.

Выбираем двигатель с запасом мощности: 4А112МА6.

Р_ном = 3 кВт, n_дв = 955 об/мин, d_в = 32 мм.

Уточненный кинематический расчет.

При выбранном двигателе передаточное отношение механизма:

i_мех = n_дв / n_III = 15,5

Разобьем это передаточное отношение на две ступени. Для быстроходной ступени принимаем i_3,4 = 5 - это передаточное отношение можно реализовать при следующих числах зубьев: z₃ = 21, z₄ = 105.

Для тихоходной ступени принимаем:

i_5.6 = i_мех / i_3.4 = 15,5/5 = 3,1; z₅ = 30, z₆ = 93.

Фактическое передаточное отношение:

i^ф _мех = i_3.4 · i_5.6 = 5 · 3,1 = 15,5

n_I = n_дв = 955 об/мин;

n_II = n_I / i_3.4 = 955/5 = 191 об/мин;

n_III = n_II / i_5.6 = 61,6 об/мин.

Угловые скорости валов:

ω_I = πn_I / 30 = 3,14 · 955/30 = 99,9 рад/с;

ω_II = πn_II / 30 = 20 рад/с;

ω_III = πn_III / 30 = 6,45 рад/с;

Предварительный силовой расчет.

Р_I = P_дв = 3 кВт;

Р_II = P_I · η_3,4 = 3 · 0,97 = 2,91 кВт;

Р_III = P_II · η_5.6 = 2,91 · 0,95 = 2,76 кВт;

М_I = Р_I / ω_I = 3/99,9 = 0,03 кН · м = 30 Н · м;

М_II = Р_II / ω_II = 2,91/20 = 0,14 кН · м = 140 Н · м;

М_III = Р_III / ω_III = 2,76/6,45 = 0,427 кН · м = 427 Н · м;

Выбор материалов для зубчатых колес и методов их упрочнения

Проектируемый редуктор относится к изделиям индивидуального производства, поэтому выбираем материал со средним значением прочностных характеристик - сталь 45Х.