Практическая работа Расчетно-графическая работа « Расчет редуктора».

Расчетно­графическая работа « Расчет редуктора». Цель работы: Освоить методику расчета механических редукторов для  применения в мехатронных узлах.                                    Краткие теоретические сведения   Червячной передачей называется механизм, служащий для преобразования  вращательного движения между валами со скрещивающимися осями. Обычно  червячная передача состоит из червяка  и сопряженного с ним червячного  колеса . Угол скрещивания осей обычно равен 90°; неортогональные передачи  встречаются редко. Червячные передачи относятся к передачам с  зацеплением, в которых движение осуществляется по принципу винтовой  пары. Поэтому червячные передачи относят к категории зубчато­винтовых. Обычно ведущее звено червячной передачи – червяк, но существуют  механизмы, в которых ведущим звеном является червячное колесо. Достоинства червячных передач: компактность конструкции и  возможность получения больших передаточных чисел в одноступенчатой  передаче (до U = 300 и более); высокая кинематическая точность и  повышенная плавность работы; малая интенсивность шума и  виброактивности; возможность обеспечения самоторможения. Недостатки червячных передач: значительное геометрическое скольжение в зацеплении и связанные с этим трение, повышенный износ, склонность к  заеданию, нагрев передачи и сравнительно низкий КПД (от з = 0,5 до 0,95);  необходимость применения для ответственных передач дорогостоящих и  дефицитных антифрикционных цветных металлов. Указанные недостатки  ограничивают мощность червячных передач (обычно до 60 кВт). Червячные передачи находят широкое применение, например, в  металлорежущих станках, мехатронных системах, транспортных машинах, а  также в приборостроении.                                        Описание работы привода Электродвигатель передает крутящий момент Т1 на муфту, затем крутящий  момент Т2   передается на ведущий вал редуктора.  Посредством  червячной  передачи крутящий момент Т3 передается на выходной вал редуктора,  соединенный с ведущей звездочкой цепной передачи.  С помощью цепной  передачи на выходной вал привода передается крутящий момент Т4. 1 – электродвигатель, 2 – упругая муфта, 3– червячный редуктор, 4 – цепная  передача, 5 – ведущий барабан конвейера.(рабочий орган)                 Рис.1 – Кинематическая схема приводной станции к элеватору Рис.2. Кинематическая схема привода с цепной передачей                                Общая методика расчета редуктора           Наиболее просто рассмотреть методику расчета на примере расчета силовых и кинематических параметров червячного редуктора. 1. Выбор электродвигателя и расчёт привода 1.1 Выбор двигателя Определим общий коэффициент полезного действия (КПД) привода: η η  обш=  η  ч.  2 п.  η η  м.   ц, где η η η η η  ч = 0,83 – КПД червячной передачи (среднее значение),   п = 0,99 – КПД подшипников качения (2 пары),  м = 0,99 – КПД муфты, [№2, с. 346]  ц = 0,92 – КПД цепной передачи.   обш= 0,83. 0,992. 0,99. 0,92= 0,740920316 Определим требуемую мощность двигателя: Рдв = Ррм /  η  обш [№2 с. 113] Рдв = 7,5 / 0,740920316= 10,1225кВт=10,12 кВт. Выбираем тип двигателя с учетом Р ном = Рдв, Рном = 10,12 кВт. Двигатель асинхронный короткозамкнутый трехфазный общепромышленного  применения, закрытый, обдуваемый, степень защиты IP54, типа 4A132M2УЗ, с синхронной частотой вращения 3000 об/мин, с мощностью Pдвиг=11кВт,  номинальная частота вращения с учётом скольжения nдвиг= 2910 об/мин 1.2 Определение общего передаточного числа привода и разбивка его по  отдельным передачам Определение действительных передаточных отношений.            Разбиваем  по ступеням. Принимаем стандартное значение (по таблице 4.2.7 [1]) Передаточное число цепной передачи    Принимаем  1.3 Определение силовых и кинематических параметров привода      Определяем частоты вращения и угловые скорости валов. Определяем мощность на валах Определяем вращающие моменты на валах. ,  ,     Результаты кинематического расчёта Расчетные параметры.                                             Номера валов                                                                             I                     II                  III Передаточное число ступени Червячная передача                                                             U=13 Цепная передача                                                                  U=2,02 Мощность Р, кВт                                             10,2        8,23                 7,5 Обороты n, об/мин                                   2910        232,8          116,4 Момент Т, кН×м                                             36,92        342,67          627,53                                          Варианты заданий для расчета             Выполнить расчет редуктора для привода рабочего органа по             представленным вариантам. 1 2 2 3 3 1,5 4 2 5 4 6 5 7 3 8 2 100 80 115 90 110 100 80 90 Заданные  параметры  вариантов Мощность  рабочего  органа, кВт Число оборотов выходного вала, об/мин Приложение 1                        Электродвигатели АИР ­ основные технические характеристики.       Тип            . кВт     Об/мин.Ток,А    %ƞ  Kоэф.мщ. Iп/ Iн Масса, кг Аналоги 4АА56А АИР 56 А2 0,18 3000 0,55 65 0,78 5 3,5 АИР 56 В2 0,25 3000 0,73 66 4АА56В  0,79 5 3,8 4АА56А 57 АИР 56 А4 0,12 1500 0,5 0,66 5 3,6 4АА56В 60 АИР 56 В4 0,18 1500 0,7 0,68 5 4,2 АИР 63 А2 0,37 3000 0,9 72 4А63А2  0,84 5 5,2 4А63В2  75 АИР 63 В2 0,55 3000 1,3 0,81 5 6,1 4АА63А  65 АИР 63 А4 0,25 1500 0,9 0,67 5 5,1 АИР 63 В4 0,37 1500 1,2 68 4АА63В  0,7 5 6 4АА63А 56 АИР 63 А6 0,18 1000 0,8 0,62 4 4,8 4АА63В  0,62 4 59 АИР 63 В6 0,25 1000 1,0 5,6 АИР 71 А2 0,75 3000 1,3 79 4А71А2  0,8 6 8,7 4А71В2  79,5 0,8 АИР 71 В2 1,1 6 3000 2,6 9,5 4А71А4  0,71 5 71 АИР 71 А4 0,55 1500 1,7 8,1 АИР 71 В4 0,75 1500 1,9 72 0,75 5 4А71В4 9,4 4А71А6  0,63 4,5 65 АИР 71 А6 0,37 1000 1,4 8,6 9,9 0,68 4,5 69 АИР 71 В6 0,55 1000 1,8 4А71В6  АИР 80 А2 1,5 3000 3,6 82 0,85 6,5 12,4 4А80А2 15,0 4А80В2 83 3000 5,0 АИР 80 В2 2,2 0,87 6,4 АИР 80 А4 1,1 1500 3,1 76,5 0,77 5,0 11,9 4А80А4 13,8 4А80В4 78,5 0,80 5,3 АИР 80 В4 1,5 1500 3,9 11,6 4А80А6 0,71 4,0 71 АИР 80 А6 0,75 1000 2,3 АИР 80 В6 1,1 1000 3,2 75 0,71 4,5 15,3 4А80В6 12,8 4А80А8 0,59 3,5 58 1,5 АИР 80 А8 0,27 750 14,8 4А80В8 58 АИР 80 В8 0,55 750 2,2 0,60 3,5 3000 6,5 АИР 90 L2 3 84,5 0,85 7,0 19,0 4А90L2 18,1 4А90L4 0,79 6,0 80 1500 5,3 АИР 90 L4 2,2 АИР 90 L6 1,5 1000 4,2 76 0,70 5,0 19,0 4А90L6 Задание по графической части работы. 1. Вычертить кинематические схемы редукторов из рис.1 и рис.2. 2. Вычертить чертеж общего вида редуктора в сборе. Рис.6(б).                                                                             Рис. 3. Червячный редуктор с нижним расположением червяка:                            1 — вентилятор; 2 — ведущий вал редуктора                                                             Рис.4 Внешний вид электродвигателя АИР Рис.5 Габаритно­присоединительные размеры электродвигателей АИР.                                    Вопросы контроля знаний   1 Какой механизм можно назвать редуктором?   2 Чем отличается мультипликатор от редуктора?   3 Как определяется момент на валу?   4 Какую передачу называют червячной?   5 Назовите основные исходные данные для расчета редукторов.   6 Как определить к.п.д. механических передач?