Перечень и последовательность работ по расчёту, проектированию и конструированию привода машины

1. По заданию зафиксировать или (если исполнительный орган машины перемещается поступательно) рассчитать угловую скорость (1/с) последнего вращающегося звена привода и момент сил (Н∙м) сопротивления его вращению.

2. Приняв решение о строении передач привода, определиться с частотой вращения (об/мин) и угловой скоростью (1/с) электродвигателя, общим передаточным числом, типом редуктора, его ориентировочным КПД, найти мощность двигателя (Н∙м/с = Вт) и необходимый движущий момент (опорно-смысловая карта 1 - ОСК 1), выбрать тип двигателя по каталогу (ОСК 2), уточнить общее передаточное число, зафиксировать и вычислить мощность сил на каждом звене, угловую скорость каждого звена и момент сил на них.

3. Вычертить (на листе формата А4…А2) структурную схему привода (ОСК 3) с соблюдением всех правил ГОСТа и, в частности, в отношении основной надписи (ОСК 4).

4. Рассчитать межосевые расстояния зубчатых цилиндрических и червячных (ОСК 5, ОСК 6) и др. передач и механизмов (см. учебную литературу), диаметр колеса конических передач (ОСК 7).

5. Найти размеры передач и их звеньев (ОСК 8, …,ОСК 10).

6. Вычислить контактные напряжения на рабочих поверхностях зубьев колёс передач (ОСК 11, …, ОСК 13).

7. По контактным напряжениям подобрать материал зубчатых колёс (венцов) и назначить его упрочняющую обработку (ОСК 14, ОСК 15).

8. Рассчитать допускаемые изгибные напряжения для принятых материалов зубьев колёс (ОСК 16, ОСК 17).

9. Проверить зубья колёс на изгибную прочность (ОСК 18, …, ОСК 20).

10. Выполнить предварительный расчёт и конструирование валов (ОСК 21, ОСК 22).

11. Рассчитать силы, действующие в зацеплении зубчатых колес (ОСК 23). Составить расчетные схемы валов и выполнить их проверочные расчеты (ОСК 24,…, ОСК 27).

12. Подобрать и проверить подшипники качения (ОСК 28,…, ОСК 31), сконструировать подшипниковые узлы (ОСК 32,…, ОСК 38). То же, шпонки (ОСК 39) и шпоночные соединения (ОСК 40).

13. Выполнить компоновочный эскиз редуктора (ОСК41,…,ОСК 45).

14. Проработать конструкции (ОСК 46) и выполнить рабочие чертежи зубчатых колес (ОСК 47,…, ОСК 55) и валов (ОСК 56, ОСК 57).

15. Проработать конструкцию корпуса редуктора (ОСК 58,…, ОСК 63).

16. Разработать технические требования для чертежа редуктора и деталей (ОСК 64, ОСК 65). Выполнить сборочный чертеж редуктора (ОСК 66,…, ОСК 70). Составить его спецификацию (ОСК 71).

17. Выполнить рабочие чертежи корпусных деталей (ОСК 72, ОСК 73).

18. Подобрать соединительные муфты (ОСК 74,…, ОСК 77).

19. Разработать конструкцию рамы привода (ОСК 78).

20. Разработать технические требования для чертежа привода (см. ОСК 65). Выполнить его сборочный чертеж (ОСК 79). Составить его спецификацию (ОСК 80).

21. Оформить расчетно-пояснительную записку (ОСК 81, ОСК 82). Подготовиться к защите (ОСК 83).

Оск 1. Определение основных параметров привода машины при незаданных типах редуктора “р” и открытых передач

1. Мощность сил на исполнительном органе (ИО):

P = F v, Вт (Нм/c) или P = T, Вт

(если в задании на работу F, T, v,  не заданы, то их надо предварительно рассчитать по исходным данным).

2. Ориентировочная величина общего передаточного числа u_oo привода при:

быстроходном электродвигателе (М): u^б_оо ≈ n^б_до / n = 3000 / (30/π);

среднеходном М: u^с_оо ≈ n^c_до = 1500 / (30/π);

тихоходном М: u^т_оо ≈ n^т_до = 1000 / (30/π).

3. Выбор подходящих типов P по u^j_оо (рассмотрим случай привода без открытых передач):

при u^j_оо ≤ 8…10 – P одноступенчатый цилиндрический или конический;

при u^j_оо ≈ (8…10)…(25…30) − P двухступенчатый цилиндрический или коническо- цилиндрический;

при u^j_оо ≈ (25…30)…(60…70) − P одноступенчатый червячный;

при u^j_оо ≥ 70 - редуктор волновой; второй вариант при u^j_оо ≥ 4 − редуктор планетарный.

4. Назначение общего коэффициента (КПД) полезного действия привода η_о:

P – одноступенчатый цилиндрический η_о ≈ 0,95 +0,02;

P – одноступенчатый конический η_о ≈ 0,92 +0,02;

P – одноступенчатый червячный не самотормозящий η_о ≈ 0,75 +0,05;

P – одноступенчатый червячный самотормозящий η_о ≈ 0,5;

P – двухступенчатый цилиндрический или коническо- цилиндрический η_о ≈ 0,75…0,08;

P – волновой η_о ≈ 0,75…0,90;

P – планетарный η_о ≈ f (1/u_oo) – см. учебную литературу.

5. Анализ совместной массы, размеров, стоимости, быстродействия, специфических свойств М и Р (по учебной литературе) и выбор лучшего (по быстроходности) М и Р, фиксация η_о и u_oo .

6. Мощность двигателя:

Р_д = Р / η_о , Вт.

7. Выбор электродвигателя по каталогу (или см. ОСК 2): переменного тока, трехфазный, асинхронный, с номинальной мощностью Р_дн, равной, несколько большей или до 25% меньшейР_д, с выбранной в п. 5 номинальной частотой вращения (n_дн на 5…6% меньшеn_до ; в частности, быстроходный).

8. Уточнение общего передаточного числа привода (редуктора):

u_о=n_дн /n=n_дн(30ω/ π).

9. Движущий момент на роторе М:

Т_д=Р_д/ω_дн=Р_Д/ (πn_дн / 30), Н∙м.

10. Разбивка η_о по ступеням редуктора (в случае двухступенчатого Р):

η₁≈ η₂ = (η_о)^0,5.

11. Разбивка u_опо ступеням редуктора (в случае двухступенчатого Р):

u₁ > u_о ; u_о = u₁ u₂ .

12. Величины Р_д,Т_д, ω_дн– исходные для расчета входного вала и шес-

терни (червяка) Р.

13. Величины Р,Т, ω – то же, для выходного вала и колеса.

14. Величины Р₂ = Р₁ η₁, ω₂= ω_дн /u₁,Т₂=Т₁ u₁η₁– то же, для промежуточного вала и колес (для двухступенчатого Р).

При наличии в приводе открытых передач η_о= П η_j,u_о = Пu_j.