Введение.

В процессе курсовой работы студент должен решить целый ряд сложных задач, связанных с разработкой конструкции привода, способного выполнять заданные функции в течение определенного срока службы; учесть требования экономики, технологии, эксплуатации, техники безопасности и др. Чтобы удовлетворить этим требованиям, необходимо уметь выполнять кинематические, силовые, прочностные и другие расчеты.

Курсовая работа по прикладной механике является первой конструкторской работой студента, которая способствует закреплению, углублению и обобщению знаний, полученных студентом при изучении теоретических дисциплин, учит применять эти знания при решении инженерных задач. Знания и опыт, приобретенные студентом при проектировании элементов машин, являются базой для его дальнейшей конструкторской работы, для выполнения курсовых проектов по специальным дисциплинам и для дипломного проектирования.

Назначение и область применения проектируемого привода.

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного закрытого агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочему механизму. Кинематическая схема может включать помимо редуктора открытые зубчатые передачи, ременную или цепную. Особенностью редуктора является стабильное передаточное число и высокая вибрация во время работы.

Двигатель — это агрегат преобразующий электрическую энергию в энергию механического движения.

Муфта служит для соединения двух валов разного диаметра и облегчения обслуживания агрегата (при монтаже и демонтаже). Упругие муфты почти полностью гасят вибрации при работе.

Назначение привода - понижение угловой скорости и соответственно повышения вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Значения машин для человеческого общества велико, машины освобождают людей от тяжелой физической работы, способствуют улучшению качества изготовленной продукции и снижению ее себестоимости. Уровень производства машин и их техническое совершенствование показатели развития промышленности и народного хозяйства.

Основные тенденции современного машиностроения: повышение мощности и быстроходности машин, равномерность хода, автоматизация, надежность и долговечность, удобство и безопасность обслуживания, экономичность при эксплуатации, экологическая безопасность и малая масса.

1. К инематический расчет привода

1.1. Схема привода

Uз.п Р_вых; n_вых

l Р₁; n₁

Uр.п

1.2 Задача расчета

Подобрать электродвигатель по номинальной мощности и частоте вращения, ведущего вала, определить общее передаточное число привода и его ступеней. Определить мощность Р₁, частоту вращения n₁, угловую скорость ω, и вращательный момент Т, на каждом валу привода.

1.3 Условия расчета

Устойчивая работа привода, обеспечивается соблюдением условия: номинальная (расчетная) мощность электродвигателя, должна быть меньше или равна мощности стандартного электродвигателя.

Допускаются отклонения:

Р_НОМ > Р_ДВ на 5 %

Р_НОМ < Р_ДВ на 10 %

1.4. Данные для расчета

Р_ВЫХ = 8.7 кВ

n_вых = 140 мин

1.5. Расчет привода

1.5.1 Определяем общий КПД привода по формуле

η _общ = η _рп * η _зп* η _П² (1.1)

где:

η _рп = 0.96 – кпд ременной передачи

η _зп = 0.98 – кпд зубчатой передачи

η _П = 0.99 – кпд пары подшипников

Подставив данные в формулу(1.1) получим:

η _общ = 0.96 *0.98*(0.99)²=0.92

1.5.2 Определяем требуемую мощность двигателя.

Р _ном= Р_вых / η _общ (1.2)

Р _ном =8.7/ 0.92 =9.5 кВт

По значению номинальной мощности по таблице выбираем двигатель большей мощности.

Для расчета выбираем 4 варианта типов двигателей серии 4АМ, с номинальной мощностью 4,0 кВт

Таблица 1.1 Двигатели асинхронные короткозамкнутые трехфазные серии 4А общепромышленного применения, закрытые, обдуваемые

вариант	тип двигателя	частота вращения, n мин-1
		синхронная	номинальная
1	4АМ132S8У3	750	720
2	4АМ112МВ6У3	1000	950
3	4АМ100L4У3	1500	1430
4	4АМ100S2У3	3000	2880

1.5.3. Определяем общее передаточное число привода,

для каждого типа двигателя

U_общ=n _дв /n _вых= U _ЗП*U_РП (1.3)

Таблица 1.2 Общее передаточное число для каждого из типов двигателей

тип двигателя по таблице.1.1	1	2	3	4
nдв	720	950	1430	2880
nвых	140	140	140	140
uобщ	5.14	2.5	10.21	20.57

Принимаем U_ЗП= 4,0 U _РП = U_ОБЩ / Uзп (1.4)

Таблица 1.3. Разбивка передаточных чисел по ступеням

значение передаточных чисел	1	2	3	4
Uобщ	5.14	2.5	10.21	20.57
Uзп	4,0	4,0	4,0	4,0
Uрп	1.28	0.62	2.55	5.14

Принимаем третий вариант, как более предпочтительный.

U_общ = 10.21 Двигатель: 4АМ100L4У3

U_зп = 4.0 n = 1430 мин

U_рп = 2.55

1.5.4 Определение силовых и кинематических параметров привода

Определяем мощность на каждом валу привода

Р₁ = Р_ДВ= 9.5 кВт

Р₂ = Р₁* η _рп * η _П = 9.5*0.96*0.99 =9.02 кВт

Р₃ = Р₂* η _зп* η _П =9.02*0.98* 0.99 = 8.7кВт

Определяем частоту вращения каждого вала

n₁ =1430 мин

n₂ = n₁/U_РП = 1430 / 2.55 =560.78 мин

n₃ = n₂/ U_ЗП =560.78 / 4.0=140 мин

Определяем угловые скорости валов

ω₁ = πn₁ / 30 = 3.14*1430 / 30 =150 с

ω₂ = πn₂ / 30 = 3.14* 560.78 / 30 = 58.7 с

ω₃ = πn₃ / 30 = 3.14* 140 / 30 =14.7 с

Определяем вращающие моменты на каждом валу привода

Т₁=Р_1*10³ / ω₁ = 9.5 _*10³ / 150 = 63.4 Нм

Т₂=Р_2*10³ / ω₂ = 9.02 _*10³ / 58.69 = 154 Нм

Т₃=Р_3*10³ / ω₃ = 8.7 _*10³ / 14.65 =594 Нм

Полученные результаты сводим в таблицу.

Таблица 1.4 Силовые и кинематические параметры привода

вал	мощность Р, кВт	частота вращения n, мин-1	угловая скорость ω, с-1	вращающий момент Т нМ
1	9.5	1430	150	63.4
2	9.02	560.78	58.7	154
3	8.7	140	14.7	594

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Анализ силовых и кинематических параметров приведенных в таблице 1.4 показывает, что проектированный привод обеспечивает значение заданных выходных параметров. Р_вых =8.7, n _вых =140 мин , соответствующих техническому значению.