Міністерство транспорту та зв’язку України

Українська державна академія залізничного транспорту

Кафедра «Механіка і проектування машин»

Дослідження і проектування передавального механізму стрілочного приводу

Пояснювальна записка і розрахунки

до курсової роботи з дисципліни

«Прикладна механіка»

Перевірив доц.

_____ Н.А. Аксьонова

Розробив студент

групи 1-ІІ-АТЗ

спеціальність 7.092507

_____К.І.Демченко

2011

З м і с т

Вступ…………………………………………………………………….
1 Вихідні дані……………………………………….…………………...
2 Основне призначення та загальна будова стрілочного приводу……………………………..........................................................
3 Вибір електродвигуна………………………………………………...
4 Кінематичний і силовий розрахунок передавального механізму….
5 Визначення основних розмірів зубчастих коліс……………………
6. Конструювання другого проміжного вала………………………….
7 Перевірний розрахунок другого проміжного валу ………………….
8 Розрахунок підшипників і шпонкового з'єднання …………………
Список літератури………………………………………………………

Вступ

Навчальними планами для студентів спеціальності «Автоматика та автоматизація на транспорті» передбачено вивчення дисципліни «Прикладна механіка та основи конструювання».

В рамках цього предмету передбачено виконання курсового проекту, що базується на типовому об'єкті залізничного транспорту - стрілочному переводі. Стрілочні електроприводи призначені для переведення, замикання в маршруті та контролю стану залізничних стрілок. Вони управляються пристроями електричної централізації, які широко використовуються на залізницях.

По заданим значеннях швидкості переміщення та сили шиберу, а також кількості зубців шестерень спочатку розраховується потрібна потужність та кількість обертів двигуна. По таблицям вибирається стандартний двигун з найближчими до розрахованих параметрами. Потім розраховуються геометричні характеристики зубчастих коліс.

У сьомому розділі проводиться розрахунок на міцність другого проміжного валу по напруженням згину та кручення.

У восьмого розділі підбирається підшипник кочення та розраховується тривалість його роботи. Також по стандартним значенням вибирається призматична шпонка та по напруженням розраховується її довжина, яка потім приводиться до значення відповідного стандарту довжини

На кресленнях приведені: схема стрілочного приводу, другий проміжний вал-шестерня, а також друге зубчасте колесо.

1 Вихідні дані

F_ш = 1550 H, сила дії шиберу;

V_ш = 0,088 м/c, швидкість пересування шиберу;

z₁=15, кількість зубців на першому зубчатому колесі;

z₂=68, кількість зубців на другому зубчатому колесі;

z₃=15, кількість зубців на третьому зубчатому колесі;

z₄=62, кількість зубців на четвертому зубчатому колесі;

z₅=15, кількість зубців на п’ятому зубчатому колесі;

z₆=53, кількість зубців на шостому зубчатому колесі;

z₇=10, кількість зубців на сьомому зубчатому колесі;

, модуль зачеплення першого та другого зубчастих колес;

, модуль зачеплення третього та четвертого зубчастих коліс;

, модуль зачеплення п’ятого та шостого зубчастих колес;

, модуль зачеплення сьомого зубчатого колеса;

, хід шиберу.

1 Загальний будова та призначення стрілочного електропривода

Стрілочні електроприводи призначені для переведення, замикання та контролю стану залізничних стрілок. Вони застосовуються у пристроях електричної централізації, які широко використовуються на залізницях. Керування приводом у системі електричної централізації здійснюється зі стаціонарного диспетчерського поста.

За часом переведення стрілок приводи розподіляються на приводи з нормальним переведенням (2 … 7 с) та швидкодіючі ( до 1с). Швидкодіючі приводи використовуються на сортувальних гірках і коліях маневрових станцій.

Незалежно від типу та серії кожний привід має такі вузли:

• електродвигун (як джерело механічної енергії);

• передаточний механізм;

• запобіжний пристрій у вигляді фрикційної муфти, яка забезпечує захист двигуна від перевантажень і поломок;

• блок управління і контролю роботи привода;

• шибер і контрольні лінійки, з'єднані з вістряками рейок.

Передаточний механізм працює таким чином (рисунок 1). Обертання вала електродвигуна 9 передається через муфту вхідному валу редуктора 10 і потім через дві зубчасті пари , та , корпусу фрикціону 11. З корпусом фрикціону жорстко зв'язані рухомі диски, до яких пружинами притискуються нерухомі диски, жорстко зв'язані з валом – шестернею 5. Обертання колеса 4 передається вал-шестерні 6 через фрикційне зчеплення. Вал-шестерня 5 повертає колесо 6, яке через фігурну шайбу 12 і упор 13 передає рух головному валу шестерні 7 і шиберу 8.

Основним призначенням фрикціону є недопустимість перевантаження електродвигуна при попаданні сторонніх предметів між вістряком і рамною рейкою.

Для нормальної роботи привода необхідно, щоб крутний момент на валу фрикціону, що залежить від навантаження шибера, був менший моменту тертя у фрикційному зчепленні.

Другим призначенням фрикціону є поглинання кінетичної енергії, що запасена у період розгону, при стопорінні для уникання появи недопустимих динамічних навантажень у елементах привода.

Особливу увагу при проектуванні стрілочних електроприводів слід приділити вибору електродвигуна.

Роботу електродвигуна стрілочного переводу характеризує ряд особливостей: повторно-короткочасний режим роботи, зміна навантаження у широких межах, реверсивний характер навантаження.

Враховуючи ці особливості, найкращим двигуном для стрілочного електропривода є двигун постійного струму з послідовним збудженням, що має великий пусковий момент і значну перевантажу вальну спроможність.

При малих моментах на валу завдяки «м'якій» характеристиці він розвиває високу швидкість, а при великих – автоматично зменшує її. Ця властивість дозволяє, використовуючи один і той же двигун, забезпечувати прискорене переведення легких стрілок у маневрових районах і повільне переведення важких стрілок на головних коліях станцій.

У електродвигунів змінного струму характеристики близькі до потрібних – мають трифазний асинхронний двигун з коротко замкнутим ротором. Для збільшення пускового моменту використовують електродвигун з підвищеним ковзанням, що досягається за рахунок збільшення активного опору ротора.