Курсовая работа: Проектирование силового электромеханического привода

Момент на тихоходном валу: Т3, Н∙м: 800.

Частота вращения тихоходного вала: n3, об/мин: 75.

Синхронная частота вращения: nс, об/мин: 1000.

Передаточные отношения: iБ/iT: 1,30.

Твердость шестерни: НВ1: 290.

Коэффициент: β: 2,5.

Ресурс привода: tΣ, час: 3700.

Конструктивный угол γ, град: 270.

Режим нагружения: постоянный.

Введение

Редуктор является неотъемлемой составной частью современного оборудования. Разнообразие требований, предъявляемых к редукторам, предопределяет широкий ассортимент их типов, типоразмеров, конструктивных исполнений, передаточных отношений и схем сборки.

При выполнении проекта используются математические модели, базирующиеся на теоретических и экспериментальных исследованиях, относящихся к объемной и контактной прочности, материаловедению, теплотехнике, гидравлике, теории упругости, строительной механике. Широко используются сведения из курсов сопротивления материалов, теоретической механики, машиностроительного черчения и т. д. Все это способствует развитию самостоятельности и творческого подхода к поставленным проблемам.

При выборе типа редуктора для привода рабочего органа (устройства) необходимо учитывать множество факторов, важнейшими из которых являются: значение и характер изменения нагрузки, требуемая долговечность, надежность, КПД, масса и габаритные размеры, требования к уровню шума, стоимость изделия, эксплуатационные расходы.

Из всех видов передач зубчатые передачи имеют наименьшие габариты, массу, стоимость и потери на трение. Коэффициент потерь одной зубчатой пары при тщательном выполнении и надлежащей смазке не превышает обычно 0,01. Зубчатые передачи в сравнении с другими механическими передачами обладают большой надежностью в работе, постоянством передаточного отношения из-за отсутствия проскальзывания, возможностью применения в широком диапазоне скоростей и передаточных отношений. Эти свойства обеспечили большое распространение зубчатых передач; они применяются для мощностей, начиная от ничтожно малых (в приборах) до измеряемых десятками тысяч киловатт.

К недостаткам зубчатых передач могут быть отнесены требования высокой точности изготовления и шум при работе со значительными скоростями.

Одной из целей выполненного проекта является развитие инженерного мышления, в том числе умение использовать предшествующий опыт, моделировать используя аналоги. Для курсового проекта предпочтительны объекты, которые не только хорошо распространены и имеют большое практическое значение, но и не подвержены в обозримом будущем моральному старению.

Существуют различные типы механических передач: цилиндрические и конические, с прямыми зубьями и косозубые, гипоидные, червячные, глобоидные, одно- и многопоточные и т. д. Это рождает вопрос о выборе наиболее рационального варианта передачи. При выборе типа передачи руководствуются показателями, среди которых основными являются КПД, габаритные размеры, масса, плавность работы и вибронагруженность, технологические требования, предпочитаемое количество изделий.

При выборе типов передач, вида зацепления, механических характеристик материалов необходимо учитывать, что затраты на материалы составляют значительную часть стоимости изделия: в редукторах общего назначения - 85%, в дорожных машинах - 75%, в автомобилях - 10% и т. д.

Поиск путей снижения массы проектируемых объектов является важнейшей предпосылкой дальнейшего прогресса, необходимым условием сбережения природных ресурсов. Большая часть вырабатываемой в настоящее время энергии приходится на механические передачи, поэтому их КПД в известной степени определяет эксплуатационные расходы.

Наиболее полно требования снижения массы и габаритных размеров удовлетворяет привод с использованием электродвигателя и редуктора с внешним зацеплением.

1 Энерго-кинематический расчет привода

1.1 Определение КПД привода и выбор электродвигателя

Общий КПД двигателя (рис. 1):

η = ηм · ηз.п. · ηо.п. · ηп3

ηм = 0,98 – КПД муфты;

ηз.п. = 0,96…0,98; принимаем ηз.п. = 0,97 – КПД закрытой зубчатой передачи;

ηо.п. = 0,94…0,96; принимаем ηо.п. = 0,95 – КПД открытой зубчатой передачи;

ηп = 0,99 – КПД пары подшипников качения.

η = 0,98 · 0,97 · 0,95 · 0,993 = 0,88

Мощность на тихоходном валу:

n3 = 75 об/мин.

ω3 = πn3 / 30 = 3,14 · 75 / 30 = 7,85 рад/с;

N3 = Т3 · ω 3 = 800 · 7,85 = 6,28 кВт