Материал: Задание 1 ДМ

Федеральное агентство морского и речного транспорта Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова»

Институт водного транспорта

Кафедра основ инженерного проектирования

ЗАДАНИЕ 1

по «Технической механике»

08.03.01_3з «Строительство»

«Энерго-кинематический расчет привода»

Студент Потапов А. (Фамилия, И.О.) Группа ____________

Руководитель проекта _______________________ (Фамилия И.О.

г. Санкт-Петербург

2020

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ЗАДАЧЕ 1

Техническое задание

Определить энерго-кинематические характеристики привода.

В состав привода входят:

– электродвигатель асинхронный,

– клиноременная передача,

– двухступенчатый цилиндрический редуктор по развёрнутой схеме,

– зубчатая муфта на выходном валу редуктора.

Привод реверсивный (нереверсивный).

Характер производства Серийный

Эксплуатационные параметры

Срок выполнения задания ________________________

Задание выдано _____________________

Студент _____________(Фамилия, И.О.) Группа ____________

Руководитель проекта ______________________ (Фамилия И.О.)

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ АГРЕГАТОВ И ПЕРЕДАЧ

В СОСТАВЕ ПРИВОДА

Основные параметры агрегатов в составе привода определяют, рассматривая привод как техническую систему:

– назначение каждой части привода обусловлено назначением и требованиями к приводу в целом, представленными в ТЗ;

– свойства привода зависят от взаимодействия его частей.

1.1. Определение мощности и выбор электродвигателя

(энергетическое согласование привода и исполнительного механизма)

Момент Т_им , передаваемый валу ИМ, и угловая скорость вала _им определёны требованиями ТЗ.

Мощность, которая должна быть передана исполнительному механизму, равна:

Р_им= Т_им _им = 293⋅5,23 = 1533,37 Вт, (1)

где _им =  n_им / 30 = (3,14⋅50)/30 = 5,23 рад/с

Расчётное значение мощности определим, принимая коэффициент полезного действия (КПД) привода на основе опыта проектирования и эксплуатации аналогичных технических объектов:

Р_{эд- р} = Р_им /_пр = 1533,37⋅0,86758 = 1767,42 Вт. (2)

где КПД привода _пр определяется на основе последовательного учёта потерь мощности при работе каждой кинематической пары:

_пр= (_рп _п) (_Зп _п) (_Зп _п_м). (3)

_рп  0,94 ... 0,96 – коэффициент, учитывающий потери мощности в ременной передаче; принят _рп = …. ;

_п  0,99 ...0,995– коэффициент, учитывающий потери мощности в подшипниковых узлах одного вала; принят _п = …….

_Зп  0,98 ... 0,99 – коэффициент, учитывающий потери мощности в закрытой зубчатой паре редуктора; принят _Зп = ….. .

_м  0,98 ... 0.99 – коэффициент, учитывающий потери мощности в муфте; принят _м = …..

Принимая _п и _Зп одинаковым для всех валов и зубчатых передач, получим КПД привода равным

_др = _рп _п³ ²_Зп _м = 0,95⋅0,98³⋅0,98⋅0,99³ = 0,86758 . (4)

Расчётное значение мощности электродвигателя равно

Р_{эд- р} = Р_им/ _пр = 1533,37⋅0,86758 = 1767,42 Вт. (5)

Выбираем асинхронный ЭД по каталогу согласно условию

Р_эд  0,95 Р_{эд- р}

Выбран электродвигатель марки АИР90L4:

– паспортная мощность Р_эд = 2,2 кВт;

– синхронная частота n _С = 1500 об/мин,

– частота вращения вала ЭД n _эд = 1425 об/мин,

– диаметр присоединительного участка вала ЭД d₁ = 24 мм,

– длина присоединительного участка вала ЭД l₁ = 50 мм.

1. 1.2. Определение передаточного отношения передач

(кинематическое согласование привода и исполнительного механизма)

2. Передаточное отношение привода i_пр = _эд / _им = п_эд /п _им = 1425/50 = 28,5

3. Представим его как произведение передаточных отношений отдельных передач в составе привода:

4. i_пр = i_рп i_рд = i_р i_б i_т, (6)

где i_р – передаточное отношение ременной передачи; в данном проекте примем предварительно i_рп  1,5 ... 2 ; принято i_рп = 1,5;

i_рд – передаточное редуктора; i_рд = i_пр / i_р = 28,5/1,5 = 19

Передаточное отношение двухступенчатого редуктора i_рд = i_б i_т,

где i_б и i_т – соответственно передаточное отношение быстроходной (1) и тихоходной (2) зубчатых передач редуктора (рис. 1).

При назначении передаточных отношений зубчатых передач необходимо соблюдать неравенство i_б  i_т . Рациональным для схемы редуктора, представленной на рис.1, считается отношение i_б/ i_т  1,2 … 1,3.

Передаточные отношения быстроходной и тихоходной ступени i_т = (i_рд / 1,25)^1/2 = (19 / 1,25)^1/2 = 3,89872; i_б = i_рд / i_т = 19/3,89872 = 4,8734.

1.3. Мощность, частота вращения и крутящий момент

ЭЛЕМЕНТОВ В СОСТАВЕ ПРИВОДА

Результаты расчёта представлены в таблицы 1:

Таблица 1

Энерго-кинематические параметры элементов привода

Приложение 1

Электродвигатели асинхронные закрытые обдуваемые по гост 51689-2000. Технические данные

Синхронная частота вращения, n_с = 3000 мин^-1