Севастопольский Национальный Технический Университет

Курсовой проект по дисциплине:

Детали приборов

Выполнил: ст. гр П-31д

Майстренко К. В

Проверил:

Васютенко А. П

Севастополь 2010

Расчёт и выбор электродвигателя

При выборе типа электродвигателя следует руководствоваться следующими критериями:

─ тип привода, для которого подбирается электродвигатель, и режим его работы;

─ тип источника питания;

─ характеристика нагрузки (максимальная величина нагрузки, уровень колебания нагрузки, максимальная угловая скорость);

─ эксплуатационные условия (температура, давление, влажность окружающего воздуха, воздействие вибрационных нагрузок, необходимый ресурс работы, максимально допускаемые габариты и масса).

В приводах измерительных приборов, роботизированных измерительных модулей, измерительных устройств, встроенных в ГПС в зависимости от характера решаемых задач применяются как синхронные, так и асинхронные электродвигатели длительного действия. В измерительных автоматах привод с помощью кулачковых, кулачково-рычажных, винтовых и других передаточных механизмов осуществляет установку деталей на измерительные позиции, арретирование измерительных наконечников, транспортирование деталей, их сортировку и ряд других операций. В приводах измерительных автоматов наиболее часто используются асинхронные электродвигатели общего назначения питаемые электрическим током напряжением 220 В,380 В, частотой 50 Гц. Отечественная промышленность выпускает электрические двигатели мощностью 0,06…400 кВт, с частотой вращения 750, 1500, 3000 мин^-1. Чем ниже частота вращения вала электродвигателя, тем больше его габариты и масса, но с увеличением частоты вращения растет общее передаточное отношение привода, а, следовательно, и его стоимость. Чаще всего в приводах с непрерывным вращением применяют двигатели с угловой скоростью n _эд = 1500 об/мин.

Примечание. Для волновой передачи целесообразно применять высокоскоростные электродвигатели n _эд = 3000 … 9000 об/мин.

Определение общего передаточного отношения привода, i_общ.

,

Где, _эд ─ угловая скорость вала электродвигателя, с^-1;

_рв ─ угловая скорость кулачкового распределительного вала, с^-1.

При известной скорости вращения вала электродвигателя, которая предварительно была принята равной, nэд = 1500 об/мин, _эд определяется по формуле:

_эд =(П nэд)/30,

_{эд=(3,14*1500)/30}

_эд=157,

Где, n – угловая скорость вала электродвигателя, мин^-1. Угловая скорость распределительного вала или выходного вала редуктора (если она не задана) может быть рассчитана по формуле:

_рв = (2П )/t_ц

_{рв = (6,28)/0,35;}

_рв=17,94;

Где, t_ц ─ период цикла работы автомата, прибора, модуля, с.

Определение КПД привода

Общий КПД привода определяется как произведение КПД отдельных передач привода.

Например, для привода с двухступенчатым червячно-цилиндрическим редуктором общий КПД определяется по формуле

_общ = _{рп зп чп} ⁴_{п м}

_{общ=0,96*0,96*(0,96)*0,96;}

_{общ=0,8497;}

где _рп = 0,96 ─ КПД ременной передачи;

_зп = 0,98 ─ КПД цилиндрической зубчатой передачи;

_чп = 0,8 ─ КПД червячной передачи;

_вп = 0,85 – КПД волновой передачи;

_к = 0,96 ─ КПД конической передачи;

_м = 0,96 ─ КПД муфты;

_п = 0,99 ─ КПД пары подшипников.

Определение требуемой мощности двигателя, P_эд.

Требуемая мощность двигателя, P_эд определяется по формуле

,

;

где, Т_н ─ момент нагрузки на распределительном кулачковом валу или на выходном валу привода, Нм, задано в ТЗ;

Р_эд ─ мощность электродвигателя, Вт.

- коэффициент запаса, учитывающий динамические нагрузки в момент разгона.

=1,05…1,1.

По расчетному значению Р_эд производится выбор электродвигателя, по табл.2.1. Техническую характеристику выбранного электродвигателя занести в таблицу 2.2.

Таблица 2.1 – Типоразмеры и техническая характеристика электродвигателей типа АОЛ.

Таблица 2.2. – Техническая характеристика выбранного электродвигателя

Кинематический и силовой расчет привода

Привод прибора или измерительного автомата, как правило, содержит два передаточных механизма: редуктор и передачу гибкой связью ─ ременную или цепную.

Общее передаточное отношение привода определяется произведением

i_общ = i_рп i_р ,

где i_рп ─ передаточное отношение ременной передачи или передаточное отношение цепной передачи;

i_р ─ передаточное отношение редуктора.

Согласно рекомендаций принимаем передаточное отношение клиноременной передачи i_рп =2,тогда передаточное отношение редуктора равно:

= i_об/2

Внимание! Для одноступенчатого редуктора полученное значение округляют до ближайшего стандартного, и это значение будет соответствовать передаточному отношению передачи редуктора.

Определение погрешности передаточного отношения редуктора

,

где i – погрешность передаточного отношения

i_р – расчетное передаточное отношение редуктора.

i'_р – передаточное отношение редуктора, при округлении расчетных значений каждой ступени по стандартному ряду.

Определение угловых скоростей вращения валов привода

Введем последовательное обозначение валов двухступенчатого редуктора, присвоив входному валу номер 1, промежуточному – 2, выходному – 3.

Угловые скорости валов будут определяться по формулам:

,[c^-1]

₂ = ₃ i_т ,[c^-1]

₁ = ₂ i_б ,[c^-1]

Примечание. Для одноступенчатого редуктора вводим обозначения: для входного вала- 1, выходного- 2.Угловые скорости определяются по формулам:

=17,94,[c^-1]

₁ = ₂ i_{р=17,94*4,375=78,48},[c^-1]

Силовой расчет привода

Величина крутящих моментов на валах привода находится, исходя из величин крутящего момента на кулачковом валу Т_н (выходном валу привода) и КПД соответствующих передач.

, [Н·м];

, [Н·м];

, [Н·м].

Найденные значения и Т заносятся в таблицу 3.1.

Примечание. Для одноступенчатого редуктора крутящий момент определяется по формуле

, [Н·м];

, [Н·м];

[Н·м];

, [Н·м].

[Н·м].

Расчет клиноременной передачи

Расчет клиноременной передачи проводим исходя из ранее рассчитанной мощности электродвигателя, Р_эд и принятого передаточного отношения клиноременной передачи i_р.п.=2.

Определение сечения ремня

Сечение ремня выбирается в зависимости от передаваемой мощности и предполагаемой окружной скорости ремня по таблице 4.1.

Таблица 4.1. – Выбор сечения ремня

Рисунок 4.1. Сечение ремня 0, А

Выбор диаметра меньшего шкива