Чихачева,Рябов ОРП (Чихачева, Рябов ОРП)

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГООБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИМОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ«МАМИ»Кафедра «Детали машин и ПТУ»О.А. ЧИХАЧЕВАВ.А. РЯБОВОдобренометодической комиссиейпо общетехническим дисциплинамОБЩИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДАМЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К КУРСОВОМУПРОЕКТИРОВАНИЮ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ВСЕХМАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙМОСКВА 19982УДК: 621.867-83О.А.

Чихачева,В.А. РябовОБЩИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА. Методические указания к курсовомупроектированию для студентов всех машиностроительныхспециальностей. Стр. 1-23, рис. 20,МГТУ «МАМИ», 1998 г.Рассматривается методика выбора электродвигателя, назначенияпередаточного отношения для различных типов редукторов и передач,составляющих привод механизмов и роботов. Московский государственный технический университет «МАМИ», 1998 г.3СОДЕРЖАНИЕ1. ВВЕДЕНИЕ....................................................................................……........42. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ................................................................…...........53. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ПРИВОДНОГО ВАЛАТРАНСПОРТЕРА................................................................................……..64.

ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГОПЕРЕДАТОЧНОГО ОТНОШЕНИЯ И ЕГО РАЗБИВКА ПОСТУПЕНЯМ........................................................................................……...6• Двухступенчатый цилиндрический редуктор по развернутой схеме спрямозубыми, 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 ступенчатымрегулированием скорости.

..........................................................……..16• Особенности расчета привода с вариатором........................…........17• Особенности общего расчета привода для промышленныхроботов......................................................................................……........185. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ, ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И ВРАЩАЮЩЕГО МОМЕНТА НА ВСЕХ ВАЛАХ ПРИВОДА.......................21РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА..................................................….....2341. ВВЕДЕНИЕПривод транспортера, промышленного робота или специальноготехнологического механизма состоит из электродвигателя и передач,уменьшающих частоту вращения вала электродвигателя до требуемогорабочего органа машины, например, приводного вала транспортера.На практике исходные данные для проектирования приводаполучают в результате тягового расчета транспортера.

По заданнойпроизводительности и виду груза выбирают тип транспортера,устанавливают ширину и скорость движения несущего органа.Определив потребную мощность и частоту вращения приводноговала, с учетом механических потерь выбирают электродвигатель иопределяют общее передаточное отношение привода.Далее из соображений компоновки, передаточного отношения ихарактера движения намечаются кинематическая схема, тип редуктора и принеобходимости дополнительные передачи (цепная, ременная, открытаязубчатая или вариатор)Из курса теории машин и механизмов Вы помните, что:i- ПЕРЕДАТОЧНОЕОТНОШЕНИЕ равно отношению частотывращения 1 - ведущего и 2 - ведомого вала передачи:i=n1,n2u- ПЕРЕДАТОЧНОЕ ЧИСЛО для передачи равно отношению большегодиаметра к меньшему вне зависимости, от того, какой вал ведущийu=d2,d1для редуктораi = u,для мультипликатораi=1.uСтандартные передаточные числа u для отдельных зубчатых пар иредукторов по ГОСТ 2185-661,6 1,82 2,24 2,5 2,8 3,15 3,55 4 4,55 5,6 6,3 7,1 8 910 11,6 12,5 14 16 1820 22,5 25 28 31,5 40 50 56 6352.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕРис.1. Кинематическая схема приводаF1 и F2 - натяжение набегающей и сбегающей ветвей тягового органа;V , м/с - скорость перемещения тягового органа;L h , тысяч часов - требуемый ресурс работы привода ;Для цепного транспортера:z - число зубьев тяговых звездочек;t ц , м - шаг тяговой цепи;Для ленточного транспортера:D , м - диаметр приводного барабана;В , м - ширина ленты транспортера.Рис.2.

Блок нагружения в координатах:вращающий момент - время работы.63. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ПРИВОДНОГОВАЛА ТРАНСПОРТЕРАТребуемая частота вращения приводного валагдеV , ì/ñDБn п р.в. =60V,πD Б- скорость движения тягового органа транспортера;- диаметр барабана;для цепного транспортера вместо D Б в расчетахиспользуется диаметр делительной окружности звездочек:D зв =tц180оsinz4. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ,ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО ПЕРЕДАТОЧНОГО ОТНОШЕНИЯИ ЕГО РАЗБИВКА ПО СТУПЕНЯМТребуемая мощность электродвигателяFVопределяется с учетом потерь в приводе, гдеР эл .дв. = tηобщFt = F1 − F2 в кН - окружная сила на приводномбарабане или звездочке; V , м/с - скоростьдвижения транспортераОбщий коэффициент полезного действия привода определяется какпроизведение КПД всех элементов, последовательно передающих вращение отэлектродвигателя на приводной вал транспортера с учетом потерь на трение вподшипниках.ηобщ.

= η1 ⋅ η2 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ηi ⋅ ηм ⋅ ηп р.в.η закрытых передачТаблица 1η открытых передачЗубчатая цилиндрическая0,96 ...0,980,92...0,95Зубчатая коническая0,95 ...0,970,91...0,93Червячная передача0,7. ..0,9Волновая передача0,65...0,92Цепная передача0,95...0,97Тип передачиРеменная передача.0,9...0,930,93....0,98Потери мощности при передаче через муфту: ηм =(0,95...0,98) - для муфтнепосредственно соединяющих валы (упругих, компенсирующих икомбинированных) ηм =1 - для предохранительных муфт, встроенных вредуктор, шкивы ременной или звездочки цепной передачи.Коэффициент, учитывающий потери на трение в подшипникахприводного вала транспортера ηп р.в. =(0,99...0,995).7Таблица 2.ТипМощностьэлектро-Р,двигателяКВтасинхроннаячастота вращения, мин-1ТпускТном2TmaxТномGD ,2,22,22,22,62,62,52,52,52,82,82,236*10-439*10-442*10-473*10-485*10-41,41*10-22,4*10-23*10-24*10-29*10-21,9*10-12,22,22,22,42,42,42,22,2332,351*10-456*10-40,01270,0130,0220,0340,0440,070,1080,1570,4022,280*10-42,22,22,22,22,52,52,52,5220,0180,0180,0290,0520,070,080,160,230,550,73кГ*м2Синхронная частота вращения 3000 мин-14A 63 B20,5527404A 71 A20,7528404A 71 B21,128104A 80 A21,528504A 80 B22,228504A 90 L2328404A 100 S2428804A 100 L25,528804A 112 M27,529004A 132 M21129004A 160 S2152840Синхронная частота вращения4A 71 A40,5513904A 71 B40,7513904A 80 A41,114204A 80 B41,514154A 90 L42,214254A 100 S4314354A 100 L4414304A 112 M45,514454A 132 S47,514554A 132 M41114604A 160 S4151465Синхронная частота вращения4A 71 B60,559004A 80 A64A 80B64A 90 L64A 100 L64A 112 MA64A 112 MB64A 132 S64A 132 M64A 160 S64A 160 M60,751,11,52,2345,57,511159159209359509559509659709759752222,12,12,12221,71,41500 мин-122222,12222,22,21,41000 мин-12222222221,21,2.8ТипМощностьэлектро-Р,двигателяКВтасинхроннаячастота вращения, мин-1Синхронная частота вращения4A 90 LA84A 90 LB84A 100 L84A 112 MA84A112 MB84A 132S84A 132 M84A 160 S84A 160 M84A 180 M80,751,11,52,2345,57,51115700700700700700720720730730730ТпускТномTmaxТномGD2,1,91,91,92,22,22,62,62,22,220,0260,0340,0510,0690,0980,1660,540,7050,981,58кГ*м2750 мин-11,61,61,61,91,91,91,91,41,41,2Рис.3.

Основные размеры электродвигателей серии 4АТаблица 3.Основные размеры электродвигателей серии 4АТипЧисло d30двигателя полюсовl1l30d1 b1h1l10l31 d10 b10h4A 71A,B170402851966904571127192014A 80A186300221005010125801021812556140901124311263160 100122631431016265183004A 80B2082, 4, 6, 8235604A 100L2604A 132S3024A 132M24362288023248038110 624358266724, 6, 84A 180M3,51016512200 130741221515250 18024, 6, 8662410702121404524, 6, 84A 180S81085304, 6, 84A 160M3503924A 112M4A 160Sl21 d20 d22 d24 d253204A 90L4A 100Sh10 h31 l2070190 11289216 13213350254 1601843015279 18020470185300 23019350 2501784212108481494212848149481495516104814955161015210203 121241350400 300Назначаем передаточное число ременной и цепной передачи (с учетомзаданной кинематической схемы).Таблица 4..Тип передачиРекомендуемое u Наибольшее uКлиноременнаяЦепнаяЦилиндрическая зубчатаяоткрытая2....41,5....34....87816ДАЛЬНЕЙШЕЕ РАССМОТРЕНИЕМЕТОДИКИ РАСЧЕТАДЛЯРАЗЛИЧНЫХТИПОВПРИВОДАБУДЕМПРОИЗВОДИТЬНАСЛЕДУЮЩЕМ ПРИМЕРЕ:Требуется обеспечить вращение приводного вала транспортера счастотой n п р.в.

=45,9 мин-1 при требуемой мощности электродвигателяР эл .дв. =2,8 КВт.По табл.2выбираем электродвигатель, с ближайшей большеймощностью (3 КВт)тип электро4А 90L24A 100S44A 112MA64A 112MB8двигателя28401435955700n эл .дв. , мин-1Для каждого из указанных двигателей определяем требуемое общеепередаточное число приводаu общ =n эл .дв.n п р.в.14352840955700= 31,4= 61,8= 20,8= 15,2545,945,945,945,9• Если в приводе транспортера используется только редуктор, то полученныерезультаты являются вариантами его передаточного числа.• В случае использования в приводе дополнительных передач, необходимоназначить их передаточное число, например при цепной передаче по табл.4выбираем: uц.п. =(1,5....3)=2 и определяем возможные передаточные числаредуктораu р ед =u общu ц.п.61,8= 30,9231,4= 15,7220,815,25= 10,4= 7,6222Электродвигатель выбирается в зависимости от рекомендуемогопередаточного числа для данного типа редуктора.Следует иметь в виду, что чем больше частота вращения вала двигателя,тем меньше его габариты, масса и стоимость, но больше требуемоепередаточное число привода.11ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РЕДУКТОР ПОРАЗВЕРНУТОЙ СХЕМЕ С ПРЯМОЗУБЫМИ, КОСОЗУБЫМИ ИЛИШЕВРОННЫМИ КОЛЕСАМИ.Быстроходная передачаБыстроходный вал, на которыйпередаетсявращениеотэлектродвигателяТихоходная передачаТихоходный валРис.4.

Цилиндрический двухступенчатый редуктор по развернутой схемес косозубыми колесамиРис.5. Цилиндрический двухступенчатый шевронный редукторсраздвоеннымпотокоммощностиВ целях получения минимальных размеров корпуса редуктора иотношения межосевых расстояний быстроходной и тихоходной передачиа wб =0,8 а wт .В зависимости от преследуемой цели при конструировании (получениязубчатых колес одинакового диаметра, их минимальной массы и т.п.),возможны и другие варианты разбивки передаточного отношения.Для получения минимальных габаритов редуктора передаточное числобыстроходной передачи принимают больше, чем для тихоходной; например,двухступенчатыйредукторстакимипередаточнымиотношениямибыстроходной и тихоходной ступени компактнее аналогичного редуктора сравными передаточными отношениями ступенейДля закрытой цилиндрической зубчатой передачи рекомендуетсяпередаточное числоu = 2,5...6,3,12а для двухступенчатого редуктораВнашемпримереэлектродвигателеu =12,5..