Введение

Расчетно–графические работы (РГР) по деталям машин (или курсовая работа – КР) оформляются в виде пояснительной записки (документов текстовых, т.е. содержащих в основном текст) и чертежей (документов графических), а также спецификации. По тематике данные работы относятся к конструкторским документам машиностроительного профиля. Правила оформления таких документов установлены комплексом государственных стандартов Единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

Выполнение РГР позволит обучающимся освоить установленные стандартами основные правила оформления текстовых документов, содержащих в основном сплошной текст (есть еще документы, содержащие текст, разбитый на графы – спецификации, ведомости, таблицы и т.п.). Сведения по этим вопросам разбросаны по разным литературным источникам, поэтому выполнение РГР обучающимися, обладающими недостаточным опытом, затруднено. Содержание пособия основано на материалах ГОСТ 2.105–95 и ГОСТ 2.106–96. Для сокращения объема пособия в него не вошли многие положения этих стандартов, которые редко или совсем не используются в документах типа пояснительной записки.

При выполнении РГР №3 необходимо руководствоваться ГОСТ по выполнению чертежей в машиностроении. Масштаб чертежей по возможности должен быть 1:1; при невозможности использования этого масштаба допускается меньший масштаб, выбираемый по ГОСТ.

Вариант исходных данных для индивидуального задания выбирается по трем последним цифрам номера зачетной книжки: по первой цифре (справа налево) шифра выбирается номер схемы (рис. 1.1); по второй – мощность на выходном валу привода (таблица 1.1, строка 2); по сумме третьей цифры и первой – частота вращения выходного вала привода (если сумма цифр более девяти, то берется последняя цифра, таблица 1.1, строка 3).

Например, для шифра 923: вариант схемы – №3, мощность – Р₃ = 3,8 кВт, частота вращения (сумма первой и третьей цифры дает число 12, следовательно – вариант №2) – n₃ = 95 об/мин.

Таблица 1.1

Исходные данные для расчетов

1	№ варианта	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
2	Мощность Р3, кВт	3,0	3,3	3,8	4,2	4,7	5,0	5,2	5,5	5,8	6,1
3	Частота вращения n3, об/мин	105	100	95	90	85	80	75	70	65	60

Рис. 1.1 Варианты схем привода

1. Расчетно–графическая работа №1. Кинематический расчет привода

Для заданной схемы привода требуется:

1. В соответствии с заданием подобрать электродвигатель.

2. Выполнить кинематический расчет привода.

3. По результатам расчетов определить диаметры ведущего и ведомого валов редуктора, подобрать для них подшипники.

1.1. Выбор электродвигателя

Требуемую мощность электродвигателя определяют с учетом потерь, возникающих в приводе, которые учитываются коэффициентом полезного действия (к.п.д.) привода. Если дана мощность на ведомом валу привода P₃, то необходимая мощность электродвигателя будет

,

где – к.п.д. привода.

К.п.д. привода определяется по формуле

,

где – к.п.д. отдельных кинематических пар привода (зубчатой, червячной, цепной и ременной передач; подшипников; муфт; т.е. звеньев, где имеются потери мощности); k – число кинематических пар. Для подшипников качения величину потерь в опорах валов можно вычислить η_п = 0,99ⁿ, где n – число валов (число пар подшипников); 0,99 – к.п.д. одной пары подшипников, т.е. двух подшипников одного вала. Потери энергии при работе упругой втулочно–пальцевой муфты, применяемой для соединения редуктора с двигателем, невелики, для нее = 0,985…0,995. Средние значения к.п.д. различных передач приведены в таблице 1.2.

Если в задании на проектирование привода конвейера или транспортера заданы тяговое (окружное) усилие F (кН), на барабане, звездочке или зубчатом колесе и окружная скорость (м/с), тогда мощность электродвигателя P_Т (кВт), равна:

.

Определение требуемой мощности еще не дает однозначного решения задачи о выборе электродвигателя. Необходимо также предварительно определить ориентировочную частоту вращения вала электродвигателя n_ор, мин^–1:

,

где n₃ – частота вращения ведомого вала привода, об/мин; u_ор – ориентировочное значение передаточного числа привода.

Таблица 1.2

Значения кпд механических передач (без учета потерь в подшипниках)

Тип передачи	В масляной ванне	Открытая
Зубчатая	0,96 – 0,98	0,94
Червячная, при числе заходов червяка: z = 1 z = 2 z = 3–4	0,7 0,75 0,8–0,9	0,5 0,6 –
Цепная Ременная	0,95 – 0,97 –	0,9 – 0,95 0,95 – 0,98

Величина u_ор рассчитывается через частные передаточные числа отдельных передач привода, которые выбираются согласно рекомендациям, приведенным в таблице 1.3:

,

где k – число передач привода.

Таблица 1.3

Рекомендуемые значения передаточных чисел механических передач

Тип передачи	Передаточное число
	среднее значение	наибольшее значение
Зубчатая передача с: а) цилиндрическими колесами: прямозубыми косозубыми шевронными б) коническими колесами Открытая зубчатая передача Червячная передача Цепная Ременная	3 – 4 3 – 5 4 – 6 2 – 3 4 – 6 8 – 40 3 – 4 2 – 4	12,5 12,5 12,5 6 20 90 8 10

Если в задании на проектирование заданы окружная v (м/с) или угловая  (рад/с) скорость и диаметр D (м) барабана (например, ленточного конвейера), находящегося на ведомом валу привода, то частота вращения ведомого вала n₃ (об/мин) определяется по формулам:

,

.

По найденным значениям P_Т и n_ор выбирают электродвигатель с ближайшей большей номинальной мощностью и с ближайшей меньшей частотой вращения вала (двигатель можно выбрать из справочной литературы или по ГОСТ 28330–89). При этом следует отдать предпочтение 3–х фазным асинхронным электродвигателям, имеющим по сравнению с другими типами двигателей меньшую стоимость и более высокую эксплуатационную надежность.

В каталогах электродвигателей иногда приводится синхронная частота вращения вала n_синх. Номинальная (действительная) частота вращения вала n_н определяется по соотношению:

,

где s = (0,03…0,05) – коэффициент скольжения.