obschii_racchet_privoda (Метода по курсовику)

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МАМИ» Кафедра «Детали машин и ПТУ» ОБЩИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ВСЕХ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ МОСКВА 1998 О.А. ЧИХАЧЕВА В.А.РЯБОВ Одобрено методической комиссией по общстехническим дисциплинам УДК: 621.867-83 О.А. Чихачева, В.А. Рябов ОБЩИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА. Методические указания к курсовому проектированию для студентов всех машиностроительных специальностей. Стр.

1-23, рис. 20, МГТУ «МАМИ», 1998 г. Рассматривается методика выбора электродвигателя, назначения передаточного отношения для различных типов редукторов и передач, составляющих привод механизмов и роботов. © Московский государственный технический университет «МАМИ», 1998 г. 3 СОДЕРЖАНИЕ 1.ВВЕДЕНИЕ.. 2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ....................................... 3.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ПРИВОДНОГО ВАЛА ТРАНСПОРТЕРА.. 4. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО ПЕРЕДАТОЧНОГО ОТНОШЕНИЯ И ЕГО РАЗБИВКА ПО СТУПЕНЯМ. .б ° Двухступенчатый цилиндрический редуктор по развернутой схеме с прямозубыми, косозубыми или шевронными колесами....................11 ° Цилиндрический соосный редуктор.. 12 ° .Коническо-цилиндрический редуктор.............................. 13 ° Червячный редуктор.. .14 ° Цилиндро-червячный редуктор. 14 ° Червячно-цилиндрический редуктор.. 15 ° Планетарные редукторы.....................................................................15 ° Волновые передачи..

16 ° Особенности расчета привода механизма со ступенчатым регулированием скорости. .1б ° Особенности расчета привода с вариатором...................................17 ° Особенности общего расчета привода для промышленных роботов.. .18 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ, ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И ВРАЩАЮЩЕГО МОМЕНТА НА ВСЕХ ВАЛАХ ПРИВОДА.......................21 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА. 23 4 1.ВВЕДЕНИЕ Привод транспортера, промышленного робота или специального технологического механизма состоит из электродвигателя и передач, уменыпающих частоту вращения вала электродвигателя до требуемого рабочего органа машины, например, приводного вала транспортера. На практике исходныс данные для проектирования привода получают в результате тягового расчета транспортера. По заданной производительности и виду груза выбирают тип транспортера, устанавливают ширину и скорость движения несущего органа.

Определив потребную мощность и частоту вращения приводного вала, с учетом механических потерь выбирают электродвигатель и определяют общее передаточное отношение привода. Далее из соображений компоновки, передаточного отношения и характера движения намечаются кинематичсская схема, тип редуктора и при необходимости дополнительные передачи (цепная, ременная, открытая зубчатая или вариатор) Из курса теории машин и механизмов Вы помните, что: 1 - ПЕРЕДАТОЧНОЕ ОТНОШЕНИЕ равно отношению частоты вращения 1 - ведущего и 2 - ведомого вала передачи: Стандартные передаточные числа п для отдельных зубчатых пар и редукторов по ГОСТ 2185-66 2,24 4,5 1,6 1,8 2,5 2,8 3,15 3,55 4 5,6 6,3 7,1 14 16 18 40 10 11,6 12,5 20 22,5 25 31,5 50 56 63 ц - ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО для передачи равно отношению большего диаметра к меныпему вне зависимости, от того, какой вал ведущий д 2 1 Ц = —, для редуктора 1 = П, для мультипликатора 1 = —.

Й, Ы 2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Рис.1. Кинематическая схема привода Г, и Г~ - натяжение набегающей и сбегающей ветвей тягового органа; У, м/с - скорость перемещения тягового органа; 1.~, тысяч часов - требуемый ресурс работы привода; ля епного анспо т а: ленточного анспо е а: Рис.2. Блок нагруж ения в координатах: вращающий момент - время работы. к - число зубьев тяговых звездочек; 1„, м - шаг тяговой цепи; Р, м - диаметр приводного барабана; В, м - ширина ленты транспортера. 6 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ПРИВОДНОГО ВАЛА ТРАНСПОРТЕРА 60У Требуемая частота вращения приводного вала п пр.в. Б где У, И - скорость движения тягового органа транспортера; РБ - диаметр барабана; для цепного транспортера вместо РБ в расчетах используется диаметр делительной окружности звездочек: 180' г 4.

ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО ПЕРЕДАТОЧНОГО ОТНОШЕНИЯ И ЕГО РАЗБИВКА ПО СТУПЕНЯМ Требуемая мощность электродвигателя Р,У определяется с учетом потсрь в приводе, где р 1 эл.дв. Г, = г1 — г2 в кН - окружная сила на приводном Чобщ барабане или звездочке; У, м/с - скорость движения транспортера Общий коэффициент полезного действия привода определяется как произведение КПД всех элементов, последовательно передающих вращение от электродвигателя на приводной вал транспортера с учетом потерь на трение в поцшипниках Чобщ. Ч1 Ч2 Ч1 Чм Чпр.в.

Таблица 1 Потери мощности при передаче через муфту: Я„=(0,95...0,98) - для муфт непосредственно соединяющих валы (упругих, компенсирующих и комбинированных) Я =1 - для предохранительных муфт, встроенных в редуктор, шкивы ременной или звездочки цепной передачи. Коэффициснт, учитывающий потери на трение в подшипниках приводного вала транспортера Х1„~, =(0,99...0,995). Назначаем передаточное число ременной и цепной передачи (с учетом заданной кинематической схемы). Таблица 4. АЛЬНЕЙШЕЕ РАССМОТРЕНИЕ МЕТО ИКИ РАСЧЕТА ЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ ПРИВО А БУ ЕМ ПРОИЗВО ИТЬ НА СЛЕ ЕМ ПРИМЕРЕ: Требуется обеспечить вращение приводного вала транспортера с частотой п„р =45,9 мин ' при требуемой мощности электродвигателя Р, =2,8 КВт. По табл.2 выбираем электродвигатель, с ближайшей большей мощностью ~3 КВт) 4А 112МАб 4А 112МВ8 4А 901.2 4А 10084 тип электро- двигателя Пэл дв, мин -> 2840 1435 955 700 1435 45,9 2840 45,9 955 = 20,8 45,9 = 15,25 45,9 елдв.

и, пр.в. ° Если в приводе транспортера используется только редуктор, то полученные результаты являются вариантами его передаточного числа. ° В случае использования в приводе дополнительных передач, необходимо назначить их передаточное число, например при цепной передаче по табл.4 выбираем: цц „=(1,5....3)=2 и определяем возможные передаточные числа ед оа = 30,9 2 31,4 15,7 2 20,8 10,4 2 =762 2 цобщ ред цц.п. Электродвигатель выбирается в зависимости от рекомендуемого передаточного числа для данного типа редуктора.

Следует иметь в виду, что чем больше частота вращения вала двигателя, тем меныпс его габариты, масса и стоимость, но больше требуемое передаточное число привода. Для каждого из указанных двигателей определяем требуемое общее передаточное число привода 11 ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РЕДУКТОР ПО РАЗВЕРНУТОЙ СХЕМЕ С ПРЯМОЗУБЫМИ, КОСОЗУБЫМИ ИЛИ ШЕВРОННЫМИ КОЛЕСАМИ. Быстроходнаяперсдача Быстроходный вал, на который передается вращение от электродвигателя Тихоходная псрсдача Тихоходный вал Рис.4. Цилиндрический двухступенчатый редуктор по развернутой схеме с косозубыми колесами Рис.5. Цилиндрический двухступенчатый шевронный редуктор с раздвоенным потоком мощности В целях получения минимальных размсров корпуса редуктора и отношения мсжосевых расстояний быстроходной и тихоходной передачи а,=0,8а В зависимости от преследуемой цели при конструировании (получения зубчатых колес одинакового диаметра, их минимальной массы и т.п.), возможны и другие варианты разбивки передаточного отношения.

Для получения минимальных габаритов редуктора передаточное число быстроходной передачи принимают больше, чем для тихоходной; например, двухступенчатый редуктор с такими передаточными отношениями быстроходной и тихоходной ступени компактнее аналогичного редуктора с равными передаточными отношениями ступеней Для закрытой цилиндрической зубчатой передачи рекомендуется передаточное число Ы = 2,5...б,З, 1З пред.

15,7 иб — — Р'"' = ' = 4,4 Принимаем стандартные передаточные и, 3,75 числа: иб =4,5 и, =4 ц,„=иб.и,, =4,5.4=18 При болыпом отличии полученного передаточного числа для того, чтобы обеспечить заданную скорость движения транспортера, корректируем передаточное число цепной передачи п.б„, 31,4 пцп п,„18 КОНИЧЕСКО - ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РЕДУКТОР Рис.8. Рекомендуемое передаточное число редуктора и „= 12....20; персдаточнос число тихоходной цилиндрической зубчатой передачи и, =2й „вЂ” 1 и =11 Гир,„ Передаточное число быстроходной конической передачи назначается в пределах пб — — 3....4 для того, чтобы диаметр конической шестерни был достаточным для создания упорного буртика при установке подшипников: ред пб Т При исходных данных примера для этого типа редуктора также подходит электродвигатель 4А10034. 14 ЧЕРВЯЧНЫЙ РЕДУКТОР В связи с особенностями червячного зацепления, число зубьев червячного колеса находится в пределах к~ = 28....80, число витков червяка обычно принимают: при и = 31....63(80) х, = 1 при и =16....31 к, = 2 при ц=8....16 х, =4 Для рассматриваемого примера возможен выбор любого электродвигателя.

Рис.9. ЦИЛИНДРО - ЧЕРВЯЧНЫЙ РЕДУКТОР Рекомендуемое передаточное число и= 25...50, возможно ц = 16....200. В целях ограничения ширины корпуса рекомендуется для цилиндрической передачи иб — — 2....3,15 передаточное число червячной передачи ~т рел Рис.10. 15 ЧЕРВЯЧНО - ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РЕДУКТОР ред. П5— ~т Рис.11. ПЛАНЕТАРНЫЕ РЕДУКТОРЫ Рис.12. Одноступснчатая ь передача Аь,, й„= 2,7....8 Рис.14. Двухступенчатая е псрсдачаСы„ цьь = 30""80 Рекомендуемое передаточное число 'Ц=31,5....125 (возможно использование при передаточных число числах Ц=25....400).

Из условия одновременной смазки червячной и цилиндрической передач, рекомендуется для цилиндрической зубчатой передачи Ц,„=4....б,3; передаточное число червячной передачи Рис.13. Двухступенчатая передача ь В„, со смешанным зацеплением, и,~ —— 6....1 7 Рис.15. Двухступенчатая передача (ЗК) и~ = б0....200 16 По сравнению с другими типами, планетарные редукторы в большинстве случаев компактнее„однако сложнее в изготовлении. ВОЛНОВЫЕ ПЕРЕДАЧИ жесткое гибкое колссо с внешним зубчатым венцом колесо с внутренним зубчатым венцом ведомый вал ведущий вал- генератор волн Рис.1б. электродвигатели.