Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

“ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ”

Кафедра “Автоматизированное проектирование”

РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРИВОДА

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ МАШИНЫ С РЫЧАЖНО-ПОЛЗУННЫМ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ МЕХАНИЗМОМ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ (РАБОТЕ)

ПО ДИСЦИПЛИНЕ “ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН”

ПЖМ – 1 – 00 – 00 ПЗ

Выполнил студент группы ПТМ -010 Пономарев А. А.

Руководил профессор (Сухих Р.Д.)

Санкт-Петербург

2012. г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………….……………………………….3

Задание на курсовой проект……………………………………………. 4

1. Структурный анализ и синтез исполнительного механизма………..8

2. Метрический и кинематический синтез и анализ исполнительного

механизма…………………………………………………………..………..10

2. Подбор электродвигателя и выбор типа редуктора…………………14

3. Расчёт зубчатой передачи редуктора…………………………………25

5. Кинетостатический и динамический анализ и синтез………………..26

Заключение………………………………………………………………..30

Список используемой литературы………………………..……………..30

Введение

В железнодорожной технике широко используют кривошипно-ползунные механизмы, в них исполнительный орган выполняет работу при возвратно-поступательном перемещении ползуна. Проектируемый привод машины включает в себя асинхронный электродвигатель переменного тока с синхронной частотой вращения n₀=3000 об/мин. Его вал упругой соединительной муфтой МУВП соединён со входным валом зубчатого цилиндрического одноступенчатого редуктора. Выходной вал последнего компенсирующей муфтой соединён с кривошипом кривошипно-ползунного исполнительного механизма. Выходной вал последнего компенсирующей муфтой соединён с кривошипом кривошипно-ползунного исполнительного механизма. Выходной ползун скреплён с исполнительным органом и взаимодействует с объектами окружающей среды, выполняя нужную работу. Весь привод размещён на несущей конструкции в частности раме. Привод снабжен так же устройствами управления системами безопасности и удобства работы. Блок-схема привода приведена ниже на следующем листе, где: М - электродвигатель Р - редуктор ИМ - исполнительный механизм ИО – исполнительный орган УУ – устройство управления СБУ – система безопасности и удобства РА – рама

При выполнении курсового проекта необходимо найти: размеры исполнительного механизма подобрать электродвигатель из каталога определить основные характеристики редуктора разработать меры по повышению плавности машины и снижения виброактивности машины

Задание на курсовую работу по дисциплине «теория механизмов и машин»

студенту группы ПТМ -010Пономареву Александру, вариант исходных данных № 15 по табл., погонная масса рычага 5 кг/м , масса ползуна 3 кг , модуль зубчатых зацеплений м = 2 мм , допустимый коэффициент неравномерности [ σ ] = 0,1 Выполнить синтез механизмов (Мех) привода машины, состоящего из электродвигателя (М), зубчатого редуктора (Р) и исполнительного рычажно-ползунного Мех ИМ с исполнительным органом ИО. Исходные данные для проектирования приведены в табл. П1. При выполнении работы необходимо: 1. написать введение и начертить блок – схему привода; 2. установить вид исполнительного Мех, заданного буквенной последовательностью одноподвижных кинематических пар, начертить его структурную схему; 3. произвести структурный анализ Мех, установить количество избыточных связей и предложить вариант структурной схемы без избыточных связей, начертить этот вариант; 4. выполнить метрический синтез этого Мех, определив размеры всех его звеньев; 5. Начертить планы его (до 8) положений, в том числе характерных, в крайних положениях выходного звена, при наибольшей его скорости, при вертикальных положениях кривошипа и пр; 6. рассчитать продолжительность одного оборота кривошипа (период) и скорость его вращения; 7. вывести функции положения и скорости ползуна Мех; рассчитать значения и построить график изменения скорости ползуна в функции от угла поворота ȹ кривошипа; 8. определить среднее значение скорости ползуна на участках его рабочего и холостого хода, обозначить их на соответствующих участках графика изменения скорости; 9. построить график изменения нагрузки полезного сопротивления в функции от угла поворота ȹ; 10. рассчитать среднее значение мощности нагрузки полезного сопротивления на участках рабочего и холостого хода, построить графики их изменения, усреднить эту мощность для всего цикла движения, обозначить её на графике; 11. назначить КПД исполнительного механизма и рассчитать среднее значение мощности сил полезного сопротивления вращению кривошипа; 12. рассчитать среднее значение момента сил сопротивления вращению кривошипа; 13. найти ориентировочные значения передаточного числа редуктора, ориентируясь на быстроходный электродвигатель с ῳ _дн ≈ 300 1/с; 14. установить возможные выполнения и компоновки зубчатых передач, реализующих найденное передаточное число; изобразить их структурные схемы; 15. выбрать рациональную компоновку зубчатой передачи, реализующей найденное передаточное число; изобразить её структурную схему в 3 проекциях; 16. назначить максимально возможный КПД рациональной компоновки зубчатой передачи и рассчитать необходимую мощность двигателя; 17. подобрать электродвигатель по каталогу и выписать его основные характеристики; 18. уточнить значение передаточного числа; 19. рассчитать необходимый движущий момент и установить его связь с моментом сил сопротивления вращению кривошипа; 20. назначить количество зубьев колёс зубчатого редуктора; 21. найти геометрические характеристики быстроходного зацепления зубчатых колёс редуктора; 22. выполнить картину быстроходного зацепления, определить его качественные характеристики; 23. определить экстремальные и среднее значения реакции в сопряжении ползуна с направляющей, найти среднее значение силы трения, её мощности, коэффициентов потерь энергии и полезного действия сопряжения; 24. найти ориентировочную величину усреднённого момента инерции масс звеньев привода машины приведённого к кривошипу; 25. рассчитать ориентировочную величину продолжительности t_p разгона машины под нагрузкой и сравнить её с допустимой (0,5 с ≤ [t_p] ≥ 5 c); 26. найти ориентировочные величины наибольшей за цикл избыточной работы и коэффициента неравномерности вращения кривошипа, сравнив её с допустимым значением; 27. установить наибольшую силу упругой деформации пружинного разгружателя ползуна; рассчитать необходимую жёсткость пружины; 28. пересчитать ориентировочные величины наибольшей за цикл избыточной работы и коэффициента неравномерности; сравнить последний со значением в п. 27 и с допустимой величиной; 29. рассчитать параметры противовесов, установив массу и места их расположения на звеньях; 30. выполнить структурную схему синтезированного привода машины; 31. сделать выводы по работе; 32. составить список использованной литературы. Чертежи работы выполнить на листах формата А1 ( в любой технологии) в соответствии с требованиями ЕСКД к графическим документам. Расчёты, пояснения и пр. выполнить на листах формата А4 ( в любой технологии) в соответствии с требованиями ЕСКД к текстовой документации и свести в пояснительную записку с титульным листом, содержанием, приложенным текстом задания, разделами (соответственно приведённому выше перечню работ).

Исходные данные:

перечень сопряжений исполнительного механизма: вввп;

ход выходного звена: S = 0,16 м;

средняя скорость выходного звена: v_С = 6,3 м/с;

средняя сила сопротивления перемещению выходного звена:

на участке рабочего хода: F_РХ = 1000 Н;

на участке холостого хода: F_ХХ = 100 Н;

допустимый коэффициент неравномерности вращения: [δ] = 0,1;

модуль входного зубчатого зацепления: m = 2 мм;

погонная масса рычагов q = 5 кг/м;

масса ползунов m_П = 3 кг.

Блок – схема привода приведена на чертеже, где Р – редуктор, ИМ − исполнительный механизм с исполнительным органом ИО.