Введение

Инженер-конструктор является творцом новой техники, и уровнем его творческой работы в значительной степени определяются темпы научно-технического прогресса. С развитием науки и техники проблемные вопросы решаются с учетом все большего числа факторов, базирующихся на данных различных наук. При выполнении проекта используются математические модели, основанные на знаниях из теоретической механики, материаловедения, сопротивления материалов, теории упругости, теплотехники и т.д.

При выборе типа редуктора для привода исполнительного механизма учитывается множество факторов, важнейшие из которых: назначение, величина и характер нагрузок, требуемая надежность, долговечность, КПД, масса и габаритные размеры, требования к уровню шума, стоимость изделия.

Среди всех видов механических передач червячные передачи обладают наибольшим передаточным отношением в одной паре (значительно большим, чем у зубчатых передач), что позволяет значительно уменьшать габариты привода механизма. Также червячные передачи отличаются высокой кинематической точностью, плавностью и бесшумностью работы, возможностью самоторможения.

Недостатками червячных передач можно назвать сравнительно низкий КПД, повышенный износ и склонность к заеданию, необходимость применения для колес дорогих антифрикционных материалов (бронза), повышенные требования к точности сборки.

Целью данного проекта является развитие инженерного мышления путем решения комплексных задач по расчету, проектированию и конструкторскому оформлению механического привода.

1 Кинематический и силовой расчет привода

1.1 Выбор двигателя

1.1.1 Расчет мощности двигателя

Мощность, необходимая для работы исполнительного механизма:

Где – крутящий момент на валу исполнительного механизма, Н∙м;

– угловая скорость вала исполнительного механизма, рад/с.

Общий КПД привода:

где – КПД червячной передачи; – КПД цепной передачи; – КПД муфты (приложение П.1) [1].

Необходимая расчетная мощность двигателя:

По справочным данным (приложение П.2) [1] выбираем стандартный асинхронный двигатель мощностью кВт. Определим перегрузку мощности электродвигателя:

где и – действительная и расчетная мощность двигателя соответственно, кВт.

1.1.2 Определение расчетной частоты вращения электродвигателя

Частота вращения исполнительного механизма:

Передаточное отношение привода:

где , – частота вращения двигателя и исполнительного механизма соответственно, об/мин. Существует четыре двигателя мощностью 2,2 кВт с количеством оборотов в минуту равным 709, 945, 1395, 2850 (приложение П.2) [1]. Для двигателя с числом оборотов об/мин передаточное отношение привода равно

Расчетное передаточное отношение редуктора:

где и – передаточное отношение привода и цепной передачи соответственно.

По приложению П5 [1] принимаем .

Определим погрешность между требуемой и фактической величинами передаточного отношения редуктора:

где и – расчетное и действительное передаточные отношения редуктора.

Уточним передаточное число цепной передачи:

Результаты расчетов для других двигателей представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Распределение передаточных отношений привода

, об/мин.	709	945	1395	2850
, об/мин.	23,89
	29,68	39,56	58,39	119,30
	2
	14,84	19,78	29,20	59,56
	15	20	30	-
, %	1,08	1,11	2,74	-

По результатам расчета, приведенным в таблице 3, выбираем асинхронный двигатель АИР112МА8 мощностью кВт, имеющий частоту вращения об/мин (приложение П.2) [1].