Кинематический расчет и выбор электродвигателя

Содержание

_Toc231388737

Техническое задание на курсовое проектирование. 3

1. Кинематический расчет и выбор электродвигателя. 4

2. Выбор материалов и определение допускаемых напряжений. 9

3. Расчет тихоходной ступени привода. 11

3.1 Проектный расчет. 11

3.2 Проверочный расчет по контактным напряжениям.. 14

3.3 Проверочный расчет зубьев на изгиб. 15

4. Расчет быстроходной ступени привода. 17

5. Проектный расчет валов редуктора. 20

5.1 Расчет тихоходного вала редуктора. 21

5.2 Расчет быстроходного вала редуктора. 25

5.3 Расчет промежуточного вала. 30

6. Подбор и проверочный расчет шпонок. 36

6.1 Шпонки быстроходного вала. 36

6.2 Шпонки промежуточного вала. 37

6.3 Шпонки тихоходного вала. 37

7. Проверочный расчет валов на статическую прочность. 39

8. Выбор и проверочный расчет подшипников. 43

9. Выбор масла, смазочных устройств. 46

Список использованной литературы.. 48

 

Техническое задание на курсовое проектирование

 

Механизм привода:

 

 

электродвигатель;

муфта;

редуктор зубчатый цилиндрический двухступенчатый соосный двухпоточный с внутренним зацеплением тихоходной ступени;

муфта;

исполнительный механизм.

Потребный момент на валу исполнительного механизма (ИМ) Тим=30Нм;

Угловая скорость вала ИМ ωим=5,8с-1.

Разработать:

сборочный чертеж редуктора;

рабочие чертежи деталей тихоходного вала: зубчатого колеса, вала, крышки подшипника.

 

Кинематический расчет и выбор электродвигателя

 

Исходные данные:

потребный момент на валу исполнительного механизма (ИМ) Тим=30Нм;

угловая скорость вала ИМ ωим=5,8с-1;

Определяем мощность на валу

 

ИМ Nим= Тимх ωим=30х5,8=174Вт.

 

Определяем общий КПД привода по схеме привода

 

ηобщ=ηкп ηшп ηм ηп(1.1)

 

где [1, с.9,10]: ηзп=0,972 - КПД зубчатой цилиндрической передачи;

ηм=0,982 - потери в муфтах;

ηп=0,994 - коэффициент, учитывающий потери на трение в подшипниках 4-х валов.

Сделав подстановку в формулу (1.1) получим:

 

ηобщ. =0,972*0,982*0,994=0,868

 

Определяем потребную мощность электродвигателя [1, с.9]

 

Nэд≥Nим/ηобщ. (1.2)

 

где Nэд - требуемая мощность двигателя:

 

Nэд=174/0,877=198,4Вт

 

Выбираем электродвигатель [1, с.18, табл. П2]

Пробуем двигатель АИР71В8:

 

Nдв. =0,25кВт;

nдв=750об/мин;

S=8%.

 

Определяем номинальную частоту вращения электродвигателя по формуле (5) [1,c.11]:

 

nном=nдв·(1-S/100); nном=750·(1-0,08);

nном=690 об/мин

 

Определяем угловую скорость вала двигателя

 

ωдв=πnдв/30=π*690/30=72,2рад/с;

 

Определяем общее передаточное число привода

 

U=ωдв. /ωим=72,2/5,8=12,5

 

Производим разбивку передаточного числа по ступеням. По схеме привода

 

Uобщ. =U1· U2; (1.3)

 

Назначаем по рекомендации [1, табл.2.3]: U2=5;

тогда

 

U1= Uобщ. /U2;

U1=2,5.

 

Принимаем окончательно электродвигатель марки АИР71В8.

Угловые скорости определяем по формуле

 

ω=πn/30(1.4)

 

Рис.1 Схема валов привода: 1 - быстроходный вал; 2 - промежуточный вал; 3 - тихоходный вал.

 

По схеме валов (рис.1) и формуле (1.4) определяем частоты вращения и угловые скорости каждого вала

 

n1= nном.

ω1= ωдв=72,2рад/с;

n2= nном/U1=650/3,5=185,7об/мин;

ω2=πn2/30=π*216,7/30=19,45 рад/с;

n3= n2/U2=216,7/3,55=52,3 об/мин;

ω3=πn3/30=π*61,1/30=5,48 рад/с.

 

Определяем мощность на каждом валу по схеме привода

 

N1=Nдв ηм=0,25*0,98=245Вт;

N2=N1 ηзп ηп3=245*0,97*0,993=230Вт;

N3=N2 ηзп ηп =233*0,97*0,99=221Вт;

Nим=N3 ηм =224*0,98=217Вт.

 

Определяем вращающие моменты на каждом валу привода по формулам [1, с.12,14]:

; Т2=Т1•U1; Т3=Т2•U2; (1.5)

Т1=245/72,2=3,4 Н•м;

Т2=3,4•2,5=8,5 Н•м;

Т3=8,5•5=42,5 Н•м.

 

Все рассчитанные параметры сводим в табл.1.

 

Таблица 1

Параметры кинематического расчета

№ вала	n, об/мин	ω, рад/с	N, Вт	Т, Нм	U
Дв	690	72,2	250	3,5
1	690	72,2	245	3,4	2,5
2	185,7	19,45	230	8,5
					5
3	52,3	5,48	221	42,5
ИМ	52,3	5,48	217	42,5