КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРИВОДА

Кинематическая схема является разновидностью чертежа
и оформляется как отдельный графический документ. Кинематическую схему выполняют по ГОСТ 2.703 с изображением элементов кинематики по ГОСТ 2.770. В заданиях на курсовой проект представлены двухступенчатые приводы с редуктором и открытой передачей. При этом ремённая передача в комбинации с зубчатым редуктором поставлена первой ступенью как менее нагруженная. Тяжело нагруженная цепная передача поставлена последней, тихоходной ступенью, так как при высоких скоростях возникают большие центробежные силы в цепи.

Большинство построений элементов кинематики выполняют линиями видимого контура по ГОСТ 2.303 толщиной
S = 0, 5…1, 4 мм. Валы, оси, стержни вычерчивают сплошными линиями толщиной 1, 5 S. Окружности в червячных передачах, а также вспомогательные линии – сплошными тонкими толщиной S/2…S/3. Окружности в цилиндрических и конических зубчатых передачах, элементы цепных передач, осевые линии – штрихпунктирными толщиной S/2…S/3.

Элементы кинематики вычерчивают с помощью чертёжных принадлежностей карандашом либо чёрной пастой без соблюдения масштаба, но с сохранением примерных отношений между частями элементов: шкивами, колёсами, звёздочками и т.п. Кинематические схемы в соответствии с ГОСТ 2.703 оформляют по следующим правилам:

1. Валы нумеруют римскими цифрами, которые изображают с полочками сверху и снизу либо без полочек. Линия-выноска оканчивается на валу стрелкой. Номер вала можно проставлять как снаружи, так и внутри изображения редуктора, обрамлённого тонкой линией.

2. Каждый элемент нумеруют обычными цифрами, начиная с электродвигателя. Линия-выноска указывает на элемент и заканчивается полочкой, вынесенной за пределы изображения. Под полочкой указывают характерные параметры (модули, числа зубьев, углы наклона линии зуба β в зубчатых колесах, диаметры шкивов, обозначение подшипников и др.). Элементы кинематики, изображённые по ГОСТ 2.770, не требуют дополнительных пояснений (колесо зубчатое, подшипник качения, муфта и др.)

3. Комбинацию элементов, объединенных общностью выполняемых функций (например редуктор), обрамляют тонкой сплошной линией без присвоения номера позиции с пояснением ко всему агрегату типа «Редуктор цилиндрический», «Редуктор конический» и т.п. с указанием основных параметров устройства (передаточное число, максимальные мощность, частота вращения, крутящий момент). Постоянные муфты (глухие, компенсирующие и упругие) обрамляют прямоугольником.

Окончательный вид кинематическая схема приобретает после расчёта всех элементов привода. Образец кинематической схемы приведен на рис. 5.1. В обозначении данного графического документа последние два знака – К3 –расшифровываются так: схема кинематическая (К)принципиальная (3).

Рис. 5.1. Образец кинематической схемы привода

6. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ

 

Привод общего назначения состоит из электродвигателя
и трансмиссии (передач). В курсовом проекте рекомендуется использовать трёхфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели единой серии АИР с синхронными частотами вращения
n_с = 750, 1000, 1500 и 3000 об/мин. Для выбора двигателя необходимо знать мощность Р_вых и частоту вращения n_вых на приводном валу.

В некоторых заданиях мощность на выходном валу привода задана, в других она не задана в явном виде, но на приводном валу заданы другие параметры, позволяющие её определить.
В большинстве вариантов задания на курсовой проект мощность на приводном валу, кВт:

, (6.1)

где F – окружное усилие, кН; u – скорость, м/с.

Частота вращения приводного вала (об/мин), не заданная в явном виде, может быть определена по формуле:

, (6.2)

где D – диаметр барабана, мм.

При заданной угловой скорости частоту вращения определяют по формуле:

. (6.3)

Потребную мощность двигателя определяют с учетом по­терь во всех звеньях кинематической цепи:

, (6.4)

где h– общий КПД привода.

, (6.5)

где h₁, h₂, h_м – КПД соответственно ступеней привода
и муфты; КПД муфты принимать h_м = 0, 98.

 

Значения КПД отдельных ступеней с учетом потерь на трение в подшипниках приведены в прил. А.

Выбранный электродвигатель должен иметь номинальную по каталогу мощность Р_эд, ближайшую большую потребной Р. Допускается перегрузка не более 10%.

Величину перегрузки двигателя проверяют по формуле

(6.6)

Следует помнить, что элементы привода рассчитывают не по номинальной мощности двигателя Р_эд , а по потребной мощности Р из формулы (6.4), которую он фактически будет развивать при установившемся режиме.

Для выбора частоты вращения электродвигателя следует вначале ориентировочно определить потребную частоту вращения по формуле:

, (6.7)

где и – ориентировочное общее передаточное число привода, определяемое как произведение передаточных чисел отдельных ступеней.

, (6.8)

где u₁ и u₂– передаточные числа ступеней привода, назначаемые по прил. А.

При выборе ориентировочных передаточных чисел необходимо учитывать следующие соображения:

– передаточные числа открытых передач (ремённой, цепной, зубчатой) принимать больше, чем передач редуктора для уменьшения стоимости редуктора и привода;

– передаточные числа редукторных зубчатых передач рекомендуется принимать стандартными; стандартные передаточные числа зубчатых передач u по ГОСТ 2185 приведены в табл. 6.1.

 

Допустимое отклонение общего принятого (уточненного) передаточного числа привода после разбивки его по ступеням не должно превышать 4% от ранее принятого (расчетного), т.е.

 

(6.9)

Таблица 6.1

Единый ряд передаточных чисел u цилиндрических

и червячных редукторов

Ряд 1	1, 25 1, 6 2 2, 5 3, 15 4 5 6, 3 8 10 12, 5 16 20
Ряд 2	1, 8 2, 24 2, 8 3, 55 4, 5 5, 6 7, 1 9 11, 2 14 18 22, 4
Примечание. Ряд 1 предпочитать ряду 2.

По потребной частоте вращения назначают номинальную частоту вращения n_эд. Обычно принимают п_эд, ближайшую к потребной частоте вращения п.При нахождении п посередине интервала п_эдпредпочтение отдают быстроходным двигателям, приводы с использованием которых оказываются, как правило, более дешёвыми. Общее передаточное отношение привода уточняют после выбора двигателя:

. (6.10)

Точное передаточное число привода и разбивают по ступеням, оставив ранее принятое значение редукторной передачи и откорректировав передаточное число открытой передачи u_оп по формуле:

(6.11)

По формулам (6.10) и (6.11) получают окончательные передаточные числа для проектирования ступеней привода. Кинематический расчёт привода завершают определением мощностей, частот вращения и вращающих моментов на каждом валу привода.

При постановке перед редуктором ремённой передачи мощности на валах (кВт) определяют по следующей схеме ( схема А ):

– мощность на валу электродвигателя принимают равной потребной мощности:

; (6.12)

– мощности на валах редуктора определяют по формулам:

. (6.13)

При соединении вала электродвигателя с быстроходным валом редуктора мощности на валах определяют по схеме Б:

– мощность на быстроходном валу редуктора принимают равной потребной мощности с учётом КПД муфты:

; (6.14)

– мощности на валах привода определяют по формулам:

. (6.15)

Частоты вращения валов, об/мин:

. (6.16)

Крутящие моменты на валах, Н× м:

, (6.17)

где Р – мощность на соответствующем валу, кВт; п – частота вращения вала, об/мин; определены по формулам (6.12…6.16).

Проверку правильности расчётов следует вести сравнением мощности P₃и частоты вращения n₃, рассчитанных по формулам (6.12…6.16), с заданными параметрами P₃и n₃ либо рассчитанных по формулам (6.1…6.3).

Пример 2. Выбрать электродвигатель и выполнить кинематический расчёт приводной станции подвесного конвейера (рис. 5.1), состоящей из конического редуктора и открытой цилиндрической передачи по следующим исходным данным: крутящий момент на зубчатом колесе 7 Т₃ = 1, 6 кН·м; частота вращения зубчатого колеса n₃ = 36 об/мин.

Решение

1. Мощность на приводном валу – из формулы (6.17):

Р₃ = Т₃n₃/9550 = 1, 6·10³·36/9550 = 6, 03 кВт.

2. Последовательность соединения элементов привода по кинематической схеме: дв → ззкп → озцп→ рм,

где: дв – двигатель, ззкп – закрытая зубчатая коническая передача, озцп – открытая зубчатая цилиндрическая передача, рм – рабочая машина (подвесной конвейер).

3. Общий КПД привода – формула (6.5):

,

где коэффициенты полезного действия: η _м – муфты; принято
η _м = 0, 98; η ₁ – конической зубчатой передачи; принято η ₁ = 0, 95 (прил. А); η ₂ – открытой цилиндрической зубчатой передачи; принято η ₂ = 0, 93 (прил. А).

.

4. Потребная мощность электродвигателя – формула (6.4):

кВт.

5. Назначены передаточные числа: конической закрытой зубчатой передачи – u₁ = 3, 15 (табл. 6.1); цилиндрической открытой зубчатой передачи – u₂ = 4, 5 (прил. А); ориентировочное общее передаточное число привода – формула (6.8):

.

6. Потребная частота вращения вала электродвигателя – формула (6.7):

об/мин.

7. Выбор электродвигателя. В соответствии с потребными мощностью и частотой вращения принят электродвигатель АИР160S8/727 (прил. Б). Его паспортные данные: номинальная мощность: P_эд = 7, 5 кВт; номинальная частота вращения
n_эд = 727 об/мин; диаметр хвостовика d_хв = d_эд= 48 мм.

8. Уточнённое передаточное число – (6.10):

u = 727/36 = 20, 2.

Увеличено передаточное число редуктора u₁ = 4; уточнено предварительно принятое передаточное число цепной передачи – формула (6.11):

Принято передаточное число открытой цилиндрической зубчатой передачи u₂ = 5 (табл.6.1).

∆ u = {(20, 2 – 20) /20}∙ 100% = 1% < 4%.

9. Мощности на валах – формулы (6.14 и 6.15):

кВт;

кВт;

кВт.

10. Частоты вращения валов – формула (6.16):

об/мин;

об/мин;

об/мин.

11. Крутящие моменты на валах – формула (6.17):

Н·м;

Н·м;

Н·м.

 

Анализ расчётов.

1. Окончательно принятые передаточные числа находятся в рекомендуемых пределах.

2. Рассчитанные значения P₃ и n₃ в пп. 9 и 10 соответствуют заданным.

Все кинематические и силовые параметры проектируемого привода сведены в таблицу 6.2.

 

Таблица 6.2

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. А-общий вид; б-принципиальная схема; 1-неоновая лампа; 2- шунтирующее сопротивление; 3-добавочное сопротивление; 4-корпус.
2. Автоматическая схема переключения шин.
3. Алгоритм линейной структуры и его блок-схема.
4. Включение турбинного привода в тепловую схему турбины
5. Вопрос 2. Структура и организация платежной системы. Базовая схема операции с банковской кредитной карточкой.
6. Выбор ЭМ привода по мощности из серии машин S1 для режима S2.
7. Глава 4. Схема нейропсихологического обследования дошкольников и процедура анализа результатов
8. Дайте определение электропривода.
9. Как воспитывать гендерно не схематизированных детей?
10. Кинематические и силовые параметры привода
11. Кинематический и энергетический расчет привода