Курсовая работа: Проектирование мотор-редуктора
Курсовая работа: Проектирование мотор-редуктора
Федеральное
агентство по образованию Российской Федерации
Филиал «СЕВМАШВТУЗ» государственного
образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный
морской технический университет» в г. Северодвинске
Факультет кораблестроения и
океанотехники
Кафедра технологии металлов и
машиностроения
КурсовОЙ
ПРОЕКТ
по дисциплине «Детали машин»
Тема: проектирование МОТОР-РЕДУКТОРА
Работу выполнил: студент 3 курса,
1390 группы Рожок И.Е.
Научный руководитель: Слуцков В.А.
г. Северодвинск 2011 год
Введение
Мотор-редуктор представляет собой
электродвигатель и редуктор, соединенные в единый агрегат (в некоторых странах
его называют редукторным электродвигателем). Мотор-редуктор более компактен по
сравнению с приводом на базе редуктора, его монтаж значительно проще, кроме
того, уменьшается материалоемкость фундаментной рамы, а для механизма с
насадным исполнением (с полым валом) не требуется никаких рамных конструкций.
Большое количество конструкционных решений и типоразмеров дает возможность
оснащения предприятий прецизионными редукторами приводов различных назначений,
размеров и мощностей. Мотор редуктор, как универсальный элементы
электропривода, находят свое применение практически во всех областях
промышленности.
Наибольшее распространение в
промышленности получили планетарные и цилиндрические мотор-редукторы,
выполненные по соосной схеме взаимного расположения электродвигателя и
выходного вала, а также червячные мотор-редукторы с расположением
электродвигателя под 90 град. к выходному валу. К мотор-редукторам
общемашиностроительного применения относят: цилиндрические мотор-редукторы,
планетарные мотор-редукторы, спироидные мотор-редукторы, червячные и цилиндрическо-червячные
мотор-редукторы, волновые мотор-редукторы, мотор-редукторы специального
назначения. Область применения: средства автоматизации и системы управления,
устройства регулирования, автоматические и автоматизированные системы
управления, следящие мини-приводы, средства обработки и представления
информации, специальные инструменты, медицинская техника.
Такие механизмы пригодны для
использования в умеренных климатических условиях, при установке в помещении или
на открытом воздухе под навесом. В стандартном исполнении они грунтуются
краской методом окунания, а затем покрываются сине-серой алкидной эмалью
воздушной сушки. Имеются также и специальные покрытия.
Для экстремальных условий и установки
на открытом воздухе имеется окраска для всемирного использования.
Верхняя предельная температура 105 K
(при температуре охлаждающей среды +40°C), Максимальная допустимая непрерывная
температура 155°C.
Целью данного курсового
проекта является проектирование мотор-редуктора на основании комплексного
технического задания. Привод включает в себя электродвигатель, соединенный при
помощи жесткой муфты с цилиндрическим зубчатым редуктором.
Цилиндрический одноступенчатый
редуктор предназначен для передачи мощности между валами электродвигателя и
исполнительного механизма.
1. Задание на проектирование
Разработать конструкцию и выпустить
конструкторскую документацию на мотор-редуктор. Исходные данные для
проектирования – в табл. 1.1 и 1.2.
Мотор-редуктор состоит из
электродвигателя и редуктора, выполненные в одном блоке. Частота вращения
выходного вала – постоянная. Соединение валов электродвигателя и входного вала
редуктора – жесткая муфта. Редуктор закрытого типа, корпус должен иметь лапы
для крепления к раме. Компоновочная схема мотор-редуктора и описание требований
к нему – в табл. 1.2.
Таблица 1.1 Исходные данные для
проектирования
№ варианта |
Мощность P,
кВт не менее
|
Частота вращения выходного вала n, об/мин |
Требуемый ресурс L, лет |
№ схемы
(см. табл. 1.2)
|
9 |
5 |
350 |
11 |
1 |
Таблица 1.2 Компоновочная схема
мотор-редуктора
№
схемы
|
Компоновочная схема |
Описание |
1 |
1 – электродвигатель;
2 – зубчатый редуктор;
3 – муфта.
|
Передача – цилиндрическая зубчатая наружного зацепления,
вертикальная компоновка;
Режим работы – 2 смены, со средними динамическими
нагрузками, реверсивная передача;
Требования к компактности – средние;
Ограничения по шумности – средние;
Крупносерийное производство.
|
2. Предварительные расчеты и анализ
работы мотор-редуктора
2.1 Срок службы привода
Срок службы (ресурс) :
часов,
где L – срок службы привода, 11 лет;
–
количество рабочих дней в году, = 250
рабочих дней (при пятидневной рабочей неделе);
–
количество смен, = 2 смены;
–
продолжительность смены, = 8
часов.
2.2 Выбор
электродвигателя
2.2.1 КПД редуктора
,
где –
КПД червячной передачи (предварительный);
–
КПД одной пары подшипников.
2.2.2 Требуемая мощность электродвигателя
Требуемая мощность электродвигателя:
кВт;
2.2.3 Подбор электродвигателей
По табл. приложений 1,3 [1] выбираем
электродвигатели серии 4А с кВт.
Данные заносим в таблицу 2.1:
Таблица 2.1 Параметры выбранных электродвигателей
|
Обозначение электродвигателя |
Мощность P , кВт |
nэд. ном., об/мин
|
uред
|
1 |
4АМ100L2 |
5,5 |
2880 |
8,23 |
2 |
4АМ112M4 |
1445 |
4,16 |
3 |
4АМ132S6 |
965 |
2,76 |
4 |
4АМ132M8 |
720 |
2,06 |
2.2.4 Передаточное число привода
Передаточное число привода для
каждого варианта электродвигателя:
,
где –
частота вращения выходного вала мотор-редуктора.
;;
;.
Оптимальное передаточное число
червячной передачи лежит в диапазоне 2,5…5,6. Из четырех вариантов первый и
четвертый не попадают в указанный диапазон. Больше подходит 2 вариант, так как электродвигатель
4 АМ112M4 обладает меньшими габаритами и массой.
2.3 Расчет кинематических и силовых
параметров привода
2.3.1 Частота вращения и угловая
скорость вала электродвигателя
об/мин;
сек-1.
Частота вращения быстроходного вала
редуктора совпадает с частотой вращения вала электродвигателя:
об/мин;
сек-1.
Частота вращения тихоходного вала
редуктора (выходного вала мотор-редуктора):
об/мин; сек-1.
2.3.2 Мощность на валу
электродвигателя
кВт.
Мощность на быстроходном валу редуктора (с учетом потерь на трение в
подшипниках вала):
кВт.
Мощность на выходном валу (с учетом
потерь на трение в в зубчатой передаче и подшипниках вала):
кВт.
2.3.3 Вращающий момент на валу
электродвигателя:
Н∙м.
Вращающий момент на быстроходном валу
редуктора:
Н∙м.
Вращающий момент на тихоходном
(выходном) валу:
Н∙м.
Результаты расчетов заносим в таблицу
2.2:
Таблица 2.2 Кинематические и силовые
параметры привода
Вал |
Частота вращения n, об/мин |
Угловая скорость w, сек-1
|
Мощность P, кВт |
Вращающий момент M, Н×м |
Вал двигателя |
1445 |
151,24 |
5,5 |
36,37 |
Быстроходный вал |
1445 |
151,24 |
5,45 |
36,04 |
Тихоходный вал |
347 |
36,32 |
5,23 |
143,98 |
3. Проектирование зубчатой передачи
3.1 Исходные данные для
проектирования
·
Вращающий момент
на шестерне 36,04 Н∙м;
·
Частота вращения
шестерни =1445 об/мин;
·
Передаточное
число u =4,16;
·
Время работы
передачи (ресурс) =44000 ч;
·
Условия работы:
реверсивность, средние динамические нагрузки.
Особые технологические и
эксплуатационные требования:
·
Условия
смазывания – закрытая
передача;
·
Тип передачи – с
наружным зацеплением;
·
Схема механизма –
одноступенчатый редуктор с симметричным расположением колес относительно опор;
·
Требования к
компактности – средние;
·
Масштаб
производства – крупносерийное;
·
Ограничения по
шумности – средние.
3.2 Предварительные расчеты
Из соображений
обеспечения средней компактности и средней стоимости изготовления
предварительно примем:
·
Твердость зубьев
шестерни: H1 ³ 45 HRC, колеса: H2 £ 350 HB;
·
Передача –
косозубая (рис. 3.1). Объем применения данных передач – свыше 40 % объема
применения всех цилиндрических колес в машинах.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
|