1. Порядок выполнения курсового проекта

Курсовой проект состоит из графической части и расчетно-пояснительной записки. Графическая часть проекта (в объеме 2-3 листов формата А1) включает в себя чертежи общего вида привода машины и рамы. Расчетно-пояснительная записка выполняется на листах формата А4. Графическая часть и расчетно-пояснительная записка выполняются в соответствии с требованиями ЕСКД и СТП. К расчетно-пояснительной записке прикладывается спецификация.

Рекомендуется следующий порядок выполнения курсового проекта:

- в соответствии с табл. П. 40 и П. 41 выбираются задание и исходные данные на курсовой проект;

- подбирается учебно-методическая и справочная литература;

- производится расчет потребной мощности двигателя. В соответствии с расчетной мощностью по табл. П. 1 выбирается типоразмер электродвигателя с ближайшей большей стандартной мощностью;

- для выбранного электродвигателя определяется передаточное отношение привода. В соответствии с заданной схемой привода по табл. П. 3, П. 5 и П. 7 подбираются типоразмеры редукторов, обеспечивающие кинематические и силовые параметры передачи. Определяются габаритные и присоединительные размеры электродвигателя (табл. П. 2) и редуктора (табл. П. 4, П. 6 и П. 8);

- в соответствии с заданием определяются параметры зубчатой открытой, клиноременной или цепной передачи;

- производится выбор соединительных муфт (табл. П.13, П.14, П.15);

- производится выбор и расчет подшипников качения (табл. П.16, П.17), установленных на ведущем валу механизма и в корпусах подшипников (табл. П.18, П.19);

- вычерчивается в масштабе эскизная компоновка привода;

- производятся проверочные расчеты подшипников качения на долговечность и уточненные расчеты ведущего вала механизма на прочность;

- вычерчиваются все необходимые проекции привода;

- под опорные поверхности двигателя и редуктора разрабатывается сварная рама из стандартных прокатных профилей. Корпусы подшипников ведомого вала приводимого механизма обычно устанавливаются на раме исполнительного механизма;

- чертеж общего вида должен содержать необходимые размеры, номера позиций сборочных единиц и деталей, входящих в изделие, технические характеристики изделия, технические требования по сборке и регулировке отдельных узлов и изделия в целом. На чертеже общего вида проставляются следующие размеры: габаритные, округленные до нормального ряда чисел; межосевые расстояния, присоединительные и установочные. Присоединительные и установочные размеры включают размеры опорных поверхностей, координаты расположения отверстий под крепежные болты, диаметр этих отверстий, зазоры между торцами деталей, размеры диаметров и длин участков валов в их соединении с муфтами, их допуски и посадки. Основные размеры округляются до стандартных значений по ряду;

- оформляются расчетно-пояснительная записка и спецификация. В расчетно-пояснительной записке приводятся все проектные расчеты, необходимые для выполнения сборочного чертежа. Спецификация составляется на все сборочные узлы и детали.

2. Предварительные расчеты сборочных единиц

2.1. Выбор электродвигателя в общем случае требуемая мощность двигателя Pдв.Тр равна

где P_вм – мощность на ведомом валу привода, кВт; F – усилие на рабочем органе, кН; T – крутящий момент на рабочем органе, кН∙м; V – линейная скорость рабочего органа, м/c; ω_вм – угловая скорость рабочего органа, с^-1. Если задана частота вращения n, мин^-1, то ω_вм = πn/30; η_пр – механический коэффициент полезного действия (КПД) привода.

При последовательном соединении агрегатов общий КПД привода η_пр равен произведению КПД частных агрегатов:

η_пр = η₁η₂η₃… .

Для приближенной оценки КПД можно использовать данные табл. 1.

Например, КПД привода, включающего двухступенчатый цилиндрический редуктор и две компенсационные муфты, равен

η_пр = η _редη²_муфт =0,96∙0,99² = 0,94.

Таблица 1

Приближенные значения КПД передач и других элементов приводов

Элементы приводов		КПД
Одноступенчатый цилиндрический редуктор		0,98
Одноступенчатый конический редуктор		0,97
Двухступенчатый цилиндрический редуктор		0,96…0,97
Коническо-цилиндрический редуктор		0,95
Одноступенчатый червячный редуктор	с однозаходным червяком	0,65…0,75
	с двухзаходным червяком	0,75…0,82
	с четырехзаходным червяком	0,85…0,92
Зубчатая цилиндрическая открытая передача		0,95…0,96
Ременная передача		0,96
Цепная передача открытая		0,92…0,94
Цепная передача закрытая		0,95…0,97
Подшипники качения (одна пара)		0,99
Муфта компенсирующая		0,99
Передача винт-гайка		0,25…0,35
Полиспаст двукратный		0,99
Барабан лебедки или ленточного транспортера		0,99

Двигатель является одним из основных сборочных узлов любой машины. В стационарных установках применяются электродвигатели. Электродвигатели изучаются в курсе электротехники и специальных курсах. В промышленности используются в основном трехфазные асинхронные двигатели переменного тока с короткозамкнутым ротором. Их достоинствами является простота конструкции и обслуживания, высокая надежность и низкая стоимость. Недостаток – меньший электрический КПД по сравнению с синхронными двигателями.

Для транспортеров, конвейеров и других машин, распространенных в заданиях по курсу «Детали машин», рекомендуется применять асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии А4. Выбор двигателя производится по табл. П.1. В зависимости от вида исполнения эти двигатели имеют следующие синхронные скорости n_c, мин^-1:

n_c = 3000, 1500, 1000, 750.

Чем больше частота вращения вала, тем меньше габариты и масса двигателя. Однако при n_c = 3000 мин^-1 уменьшается долговечность его подшипников и не все редукторы могут выдержать такую частоту вращения быстроходного вала.

Рекомендуется выбирать двигатели с n_c = 1000…1500 мин^-1. При выборе синхронной скорости двигателя для приводов, состоящих из зубчатого редуктора с ременной или цепной передачей, желательно выполнить следующее условие:

где n_вм – частота вращения ведомого вала привода.

Для непрерывно работающих машин допускается выбор двигателя с установочной мощностью на 5% ниже требуемой.

Для кратковременно работающих механизмов типа механизмов подъема, толкателей металлургической печи и т. п., у которых время цикла не более 10 мин, двигатели могут работать с некоторой перегрузкой. В этом случае установочная мощность двигателя принимается наибольшей, определенной из следующих условий:

где Т_п и Т_н – соответственно пусковой и номинальный моменты на валу двигателя (см. табл. П. 1).

Расчет элементов привода производят по требуемой мощности Р_.дв.тр двигателя.