Оформление расчетно-пояснительной записки. 1 страница

Все расчеты, описания и приложения оформляются в виде расчетно-пояснительной записки к курсовому проекту, которая выполняется в соответствии с ГОСТ 2.105-95.

В записку включаются окончательные данные по конструктивному решению механизма без приведения промежуточных результатов расчетов и вариантов конструкции узлов и механизма в целом.

Каждый расчет должен содержать:

­ вид расчета и название детали;

­ исходные данные для расчета, расчетные схемы, эскизы и т.д.;

­ выбранный материал с представлением его механических характеристик;

­ расчетные формулы со ссылкой на источник, с расшифровкой символов, входящих в формулу, и их размерностями. Каждый символ, встречающийся неоднократно, расшифровывается один раз;

­ непосредственно расчет;

­ полученные в результате расчета значения размеров деталей следует округлять, при необходимости, до стандартных значений;

­ заключение по результатам расчета.

1.4 Общие рекомендации

Конструирование устройства проводится в соответствии с заданной или

принятой схемой механизма на основе результатов прочностного и кинематического расчетов.

Выполнение эскизного варианта общего вида механизма начинают с нанесения осевых линий с учетом межосевых расстояний и диаметров начальных окружностей зубчатых колес, вычерчивают валы без обозначения их размеров по длине, наносят габариты предварительно выбранных подшипников. Детали механизма следует располагать в корпусе компактно, более полно используя его пространство.

В дальнейшем прорабатывают конструкции отдельных деталей, выбирают способы соединения их с другими элементами механизма. При этом необходимо определить:

­ способы установки валов в подшипниках;

­ крепление зубчатых колес на валах, подшипников - на валах и в корпусе;

­ способы регулировки зазоров в подшипниках;

­ способы и устройства для смазки подшипников и передач;

­ виды и конструктивное оформление несущих деталей.

Конструкция проектируемого механизма должна обеспечивать возможность его сборки и разборки, свободный доступ для регулировки, настройки отдельных узлов и замены деталей. Предпочтителен узловой метод сборки, при котором отдельные детали собираются в узлы, а из них собирается механизм. Например, на валу монтируются зубчатые колеса, подшипники качения, дистанционные втулки, а затем собранный узел устанавливается в корпусе.

Тип и способ изготовления корпусных деталей выбирается в зависимости от объемов производства. При серийном производстве целесообразно корпуса выполнять литыми, штампованными или прессованными (из пластмасс), а при индивидуальном или мелкосерийном производстве - сварными или сборными. При проектировании разъемного корпуса необходимо предусмотреть элементы, обеспечивающие фиксацию взаимного положения корпусных деталей и соосность отверстий под подшипники.

При выборе варианта конструкции необходимо изучить известные технические решения и выполнить их анализ, максимально использовать унифицированные детали и узлы. Для повышения технологичности и уменьшения трудоемкости изготовления конструкции следует сокращать номенклатуру используемых стандартных и нормализованных деталей и узлов, а также используемых материалов. Везде, где возможно, следует применять в деталях форму тел вращения, технологически более простую в изготовлении.

Для наиболее удачного размещения деталей и узлов рекомендуется рассмотреть несколько вариантов конструкции проектируемого устройства. При этом возможны существенные изменения первоначально разработанной конструкции и выполненных расчетов. В качестве окончательного варианта конструктивного решения выбирается наиболее удачная эскизная проработка проектируемого устройства, обеспечивающая минимальные массово-геометрические параметры и максимальную экономичность в эксплуатации.

При конструировании детали следует стремиться к упрощению ее конструкции, что приводит к снижению ее себестоимости.

2 Энерго-кинематический расчет привода и выбор двигателя

Расчет привода начинается с выбора электродвигателя, определения общего передаточного отношения и разбивки его по отдельным ступеням передач, определения частоты вращения и момента для каждого вала.

2.1 Исходные данные

Исходными данными для расчета привода являются:

­ условия эксплуатации;

­ скорость вращения выходного вала привода и окружное усилие на этом валу.

Определяем мощность на выходном валу

, кВт (2.1)

где - окружное усилие на выходном валу, Н;

- окружная скорость выходного вала, м/с.

Окружная скорость выходного вала (колеса, шкива, барабана)

, м/с; , м/с;

где - диаметр колеса, шкива или барабана, мм;

- шаг тяговой цепи, мм;

- угловая скорость выходного вала, рад/с;

- частота оборотов выходного вала, об/мин.

Частота вращения выходного вала, мин^-1

; .

2.2 Расчет КПД и выбор электродвигателя

Мощность приводного двигателя связана с потребляемой мощностью исполнительного органа следующим соотношением

, (2.2)

где - мощность выходного вала, кВт;

- общий КПД привода.

Расчет общего КПД привода

При последовательности расположения отдельных передач

, (2.3)

где , , - КПД, учитывающие потери в отдельных элементах привода.

При определении рекомендуется КПД отдельных передач и элементов привода размещать в порядке передачи момента от электродвигателя к выходному валу привода, группируя их по отдельным валам.

Частные значения отдельных элементов привода для приближенной оценки КПД приведены в таблице 2.1.

Выбор электродвигателя.

В качестве электропривода в механических передачах общего назначения применяют асинхронные двигатели.

Технические данные наиболее часто применяемых асинхронных электродвигателей серии 4А регламентируются ГОСТ 19528-81.

После расчета мощности электродвигателя по формуле (2.2) он выбирается по таблице 2.2 из условий

Таблица 2.1 - Ориентировочные значения коэффициентов полезного действия передач и других элементов привода

Наименование элементов привода
Цилиндрическая зубчатая передача:
одноступенчатый цилиндрический редуктор	0,97 -,98
двухступенчатый цилиндрический редуктор	0,95 - 0,96
планетарный редуктор	0,95 - 0,98
Коническая зубчатая передача:
одноступенчатый конический редуктор	0,95 – 0,96
двухступенчатый коническо-цилиндрический редуктор	0,94 – 0,95
Червячная передача с архимедовым червяком:
самотормозящая	0,4 – 0,45
однозаходный червяк	0,7 – 0,75
двухзаходный червяк	0,75 – 0,82
трехзаходный и четырехзаходный червяки	0,80 – 0,92
Червячная передача с глобоидным червяком	0,85 – 0,95
Ременная передача (плоскоременная и клиноременная)	0,95 – 0,96
Фрикционная передача (большие значения к.п.д. относятся к передаче в масляной ванне)	0,85 – 0,95
Цепная передача:
открытая	0,92 – 0,94
в масляной ванне	0,95 – 0,97
Подшипники (одна пара):
качении	0,99 – 0,995
скольжения	0,98 – 0,995
Муфты:
с промежуточным подвижным элементом	0,97 – 0,99
шарнирная (шарнир Гука)	0,97 – 0,99
зубчатая	0,99
МУВП	0,99 – 0,995
Барабан лебедки	0,94 – 0,97
Вариатор	0,92 – 0,95

Таблица 2.2 - Технические данные асинхронных 3-х фазных коротко-замкнутых обдуваемых электродвигателей с нормальным пусковым

моментом (ГОСТ 19523-74)

Тип	Номинальная мощность , кВт	Асинхрон-ная частота вращения , об/мин	Тип	Номи-нальная мощ-ность , кВт	Асинхрон-ная частота вращения , об/мин
4А63В2У3	0,55		4А71А4У3	0,55
4А71А2У3	0,75		4А71В4У3	0,75
4А71В2У3	1,10		4А80А4У3	1,10
4А80А2У3	1,50		4А80В4У3	1,50
4А90 2У3	3,00		4А90 4У3	2,20
4А100 2У3	4,00		4А100 4У3	3,00
4А100 2У3	5,50		4А100 4У3	4,00
4А112М2У3	7,50		4А112М4У3	5,50
4А132М2У3	11,00		4А132М4У3	7,50
4А1600 2У3	15,00		4А132М4У3	11,0
4А160М2У3	18,50		4А160 4У3	15,00
4А180 2У3	22,00		4А160М4У3	18,50
4А71В6У3	0,55		4А80В8У3	0,55
4А80А6У3	0,75		4А90 А8У3	0,75
4А80В6У3	1,10		4А90 В8У3	1,10
4А90 6У3			4А100 8У3	1,50
4А100 6УЗ	2,20		4А112МА8У3	2,20
4А112МА6У3	3,00		4А112МА8У3	3,30
4А112МВ6У3	4,00		4А132 8У3	4,00
4А132 6У3	5,50		4А132М8У3	5,50
4А132М6У3	7,50		4А160 8У3	7,50
4А160 6У3	11,00		4А160М8У3	11,0
4А160М6У3	15,00		4А180М8У3	15,00
4А180М6У3	18,50		4А200М8У3	18,00
4А200М6У3	22,00		4А200 8УЗ	22,00

2.3 Общее передаточное число привода и разбивка по отдельным ступеням передач

Под передаточным отношением понимается отношение угловых скоростей на входе и выходе кинематической цепи. Для схемы, изображенной на рис. 2.1, передаточное число равно

. (2.4)

Рисунок 2.1	Рисунок 2.2

Для схемы рис. 2.2 имеем

. (2.5)

Сделав в (2.5) ряд несложных тождественных преобразований, находим

. (2.6)

Очевидно, что передаточное отношение кинематической цепи, состоящий из последовательно установленных пар, равно произведению передаточных отношений этих пар, а именно

. (2.7)

Общее передаточное число привода

, (2.8)

где - частота вращения вала выбранного электродвигателя;

- частота вращения выходного вала (барабана конвейера).

Предварительная разбивка передаточного числа привода по ступеням выполняется по условию

, (2.9)

где - передаточные числа отдельных передач привода.

Для редукторов, приведенных в заданиях настоящих методических указаний, ориентировочные рекомендации по разбивке передаточных чисел приводятся ниже:

- в двухступенчатых цилиндрических редукторах развернутой схемы передаточное число быстроходной ступени

, (2.10)

где - общее передаточное число редуктора;

- в двухступенчатых коническо-цилиндрических редукторах передаточное число тихоходной (цилиндрической) ступени

. (2.11)

В случае передач, состоящих из редуктора и передачи гибкой связью

, (2.12)

где - передача гибкой связью.

Далее, в процессе проектирования передаточные числа отдельных звеньев уточняются: от расчетного передаточного отношения привода не должно превышать ±3%.

Значения передаточных чисел приведены в табл. 2.3-2.5.

Таблица 2.3 - Значения передаточных чисел ГОСТ2185-66,

ГОСТ 12289-76

	Ряд		1,00	1,25	1,6	2,00	2,5	3,15	4,0	5,0	6,3	8,0
	1,12	1,40	1,8	2,24	2,8	3,55	4,5	5,6	7,1	9,0

	Ряд		10,0	12,5		20,0		31,5						…
	11,2	14,0		22,4		35,5					…

Таблица 2.4 - Рекомендуемые значения передаточных чисел одноступенчатых передач

Вид передачи	Передаточное число
рекомендуемое	max
Закрытые
- цилиндрические*
- быстроходные ступени	3,1…5,0
- тихоходные ступени	2,5…4,0	6,3
- шевронные	3,0…5,0
- конические*
- прямозубые	2,0…3,0
- косозубые	4,0…6,0
- планетарные	см. 13.10.1	-
Червячные с числом	28…50
заходов червяка*	14…40
	8,0…30
Открытые
- цилиндрические	4,0…7,0
- конические	3,0…5,0
Клиноременные, поликлиноременные, зубчатые	2,0…5,0
Плоскоременные	2,0…4,0
Цепные	2,0…5,0

2.4 Частоты вращения и крутящие моменты на валах

После разбивки общего передаточного отношения по ступеням привода определяется частота вращения и крутящий момент для каждого вала.

Частота вращения -того вала может быть определена по формуле

, (2.13)

где - передаточное отношение с вала двигателя на -тый вал.

Расчет механизма общего назначения целесообразно выполнять по номинальной мощности двигателя.

Таблица 2.5 - Рекомендуемые значения передаточных чисел для приводов и многоступенчатых редукторов

Одноступенчатые редукторы и передачи	Таблица 2.4
Цилиндрические редукторы: 2-ступенчатые:	() (; )
развернутая схема
соосная схема
3-ступенчатые	() (; )
многоступенчатые	(; )
Коническо-цилиндрические редукторы:
2-ступенчатые	(; )
3-ступенчатые	(; )
Червячные редукторы: одноступенчатые
2-ступенчатые
Привод с использованием ременной передачи и конического цилиндрического редуктора

По известной мощности, принятой для расчета, и частоте вращения подсчитывается момент на валу двигателя

(2.14)

а момент на -том валу определяется из соотношения

(2.15)

или

,

где - КПД элементов привода от вала двигателя до -того вала;

- угловая скорость вращения -того вала.

Полученные значения , вносятся в табл. 2.4.

Таблица 2.4 - Частоты вращения и моменты на валах привода

Вал двигателя

1-й вал

2-й вал

3-й вал

()

Параметры привода, занесенные в таблицу 2.4, являются исходными данными для проведения проектного расчета всех передач привода.

2.5 Пример определения силовых и кинематических параметров привода

Определим параметры привода, изображенного на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1. Схема привода (обозначения и индексы):1, 2, 3, 4 - валы привода (1 – входной; 2, 3 – промежуточные; 4 - выходной);

А – электродвигатель (индекс - эд);

Б – передача клиноременная (индекс – пр.);

В – передача коническая закрытая (индекс - пк);

Г – передача цилиндрическая закрытая (индекс - пц);

Д – подшипниковый узел (индекс - п);

Е – звездочка цепной передач, относящаяся к рабочей машине, которая не водит в состав привода;

Ж – рама привода; , , - заданные параметры выходного вала (вала 4), следующие из технического задания на проектирование.

Все методики расчета зубчатых передач представлены относительно момента на выходном валу передачи (). Как принято в отечественной литературе, индекс 1 в методиках расчета приписан входному валу передачи, индекс 2 – выходному валу передачи.

Привод (рис. 2.1):

- для клиноременной передачи: вал 1 – входной; вал 2 – выходной;

– для конической передачи: вал 2 – входной; вал 3 – выходной;

– для цилиндрической передачи: вал 3 – входной; вал 4 – выходной.

Формулы для расчета внесены в таблицу 2.5.

Таблица 2.5 – Формулы для определения параметров передач

	Вал	Параметры передачи	, кВт	, мин-1	, Н·м	, мм
Ременная     Коническая     Цилиндрич.		}   }	}	,   ,   ,	*
				}

Поиск по сайту: