Некоторые советы, разъяснения, замечания

 

5.1 Настоятельно рекомендуем в самом начале работы над проектом оформить хотя бы вчерне титульный лист и задание на курсовой проект по образцам в приложениях Б и В. Приходить на консультации следует только с ними, чтобы не выяснять каждый раз, что же вы проектируете.

 

5.2 Черновик расчёта следует исполнять с максимально возможным соблюдением основных требований к оформлению текстового документа, изложенных в пособии /47/. Это позволит вам с минимальными затратами времени переработать черновик в качественно выполненную пояснительную записку.

 

5.3 После выполнения расчётов всех передач привода следует выполнить предварительный расчет валов и подобрать стандартную компенсирующую муфту /7, с. 161, 162, 268 –281/, /47, с. 57 – 59/.

 

Работе над эскизной компоновкой редуктора предшествует подбор прототипа из рекомендованных вам в разделе 4 литературных источников. Совсем не обязательно искать в качестве прототипа иллюстрацию точно такого редуктора, какой нужно спроектировать по заданию.

Если вы, например, проектируете одноступенчатый цилиндрический или конический редуктор, то можно взять за прототип двухступенчатый коническо-цилиндрический редуктор и «отрезать» от него лишнее. Полезно бывает иметь два или даже три прототипа. Это позволит вам реализовать свои творческие замыслы, соединяя в своей конструкции их отдельные элементы.

О порядке выполнения эскизной компоновки читайте, например, в литературе /6/, /47/ и др.

 

5.5 В каждом задании указана кратковременно действующая (не боле 10⁵ циклов) повышенная нагрузка (перегрузка) привода. Ее величина используется в следующих случаях:

- для проверки контактной и изгибной прочности зубьев зубчатых колес при перегрузках. См., например, /7, с.41 – 68/ или /47, с. 38 – 51/, или /9, с. 34 – 58/;

- при расчёте ременной передачи для выбора коэффициента, учитывающего условия эксплуатации (режим работы). См., например, /7, с.122/, или /12, с.11/, или /47, с. 65 – 70/;

- при расчёте цепных передач для выбора коэффициента динамичности. См., например, /12, с. 35, 37/или /47, с. 71 – 78/;

- при расчёте подшипников качения для выбора коэффициента безопасности. См., например, /12, с.108/.

 

5.6 В некоторых учебниках даются примеры спецификаций. Но они, как правило, не соответствуют требованиям ГОСТ 2.108-68. Поэтому руководствуйтесь пособием /43/ или упомянутым ГОСТом.

 

5.7 В справочной литературе номинальная мощность асинхронных электродвигателей указана для длительного режима работы.

В этом режиме время непрерывной работы с постоянной нагрузкой достаточно продолжительно для того, чтобы температура двигателя стала постоянной, а количество выделяемого тепла сравнялось с количеством тепла, отдаваемого в окружающую среду. Можно считать, что в длительном режиме работают, например, двигатели приводов конвейеров, галтовочных барабанов, мешалок. Для таких приводов двигатели подбираются по мощности с минимальной недогрузкой или с перегрузкой не более 5%.

В приводе лебедки или колёс тележки мостового крана двигатель работает в режиме повторно-кратковременном, когда кратковременное включение чередуется с паузой в работе (выключенным состоянием). Во время паузы двигатель остывает.

Для повторно-кратковременного режима можно допустить перегрузку до 15%. Большая перегрузка требует специальных обоснований.

 

5.8 В литературе иногда даётся синхронная частота вращения асинхронных электродвигателей (600, 750, 1000, 1500 и 3000 1/мин). Это частота идеального холостого хода, которая равна частному от деления частоты промышленного переменного тока в минуту (50Гц ´ 60с = 3000 1/мин) на число пар полюсов. Для двигателя с четырьмя полюсами, например, число пар полюсов равно двум, а синхронная частота составляет 3000/2 = 1500 1/мин. Для ваших расчётов синхронная частота практического значения не имеет. Нужна частота асинхронная или номинальная, которая меньше синхронной на величину скольжения. См., например, /7, с.390/.

5.9 При подборе электродвигателей по частоте вращения рассмотрите сначала возможности использовать двигатели с синхронными частотами 1000 и 1500 1/мин. К двигателю с частотой 3000 1/мин обращайтесь, если он обеспечит существенные преимущества вашей конструкции, например, уменьшение размеров передач. То же самое относится и к двигателям с синхронной частотой вращения 750 1/мин и менее. Они отличаются повышенными габаритами и массой, стоимость их на единицу мощности выше, а КПД несколько ниже.

 

5.10 Выполняя компоновку привода, имейте в виду, что у большинства асинхронных двигателей расстояние h от оси вала до опорной поверхности лап (высота вращения) меньше половины диаметра корпуса двигателя. При таком соотношении размеров двигатель ложится на плоскую поверхность корпусом, а лапы до этой поверхности не достают. Затруднение преодолевается установкой под лапы подкладок нужной толщины. Напоминаем, что высота вращения h мм входит в условное обозначение двигателя /7, с. 390/.

 

5.11 В справочниках даётся отношение пускового момента электродвигателя к номинальному Т_П/Т_Н. Если вычислить Т_Н через номинальную мощность и угловую скорость, то последующее вычисление Т_П уже не составит трудности.

 

5.12 Для ориентировочного выбора КПД и передаточных отношений отдельных передач можно воспользоваться приложением А в конце этой книжечки.

5.13 Итак, ещё раз напоминаем, что на консультации следует приходить с титульным листом, заданием, расчётами, эскизами и чертежами, подготовленными на день консультации. Всё это скорее всего пригодится и облегчит ваше сотрудничество с руководителем проекта.

ЖЕЛАЕМ ВАМ УСПЕХОВ В РАБОТЕ

НАД ПРОЕКТОМ!

 

Задание 1. Спроектировать привод ленточного конвейера, содер­жащий асинхронный электродвигатель, клиноременную передачу, одноступен­чатый цилиндрический редуктор с косозубыми колёсами и стандартную ком­пенси­рующую муфту. Схема привода – на рисунке 1.

Срок службы редуктора 36000 часов, привод реверсивный. Кратковре­менные перегрузки соответствуют максимальному пусковому моменту вы­бранного электродвигателя. Мощность Р₄ кВт, передаваемая муфтой 11 при час­тоте вращения n₄ 1/мин, приводится в таблице.

 

 

1 – вал электродвигателя; 2 – вал редуктора быстроходный; 3 – вал редуктора тихоходный; 4 – вал конвейера; 5 – электродвигатель; 6,7 – шкивы клиноременной пере­дачи ведущий и ведомый соответственно; 8 – ремень клиновой; 9,10 – косозубые колёса редуктора; 11 – муфта компенсирующая; 12 – подшипники; 13 – корпус редуктора; 14,15 – барабаны конвейера ведущий и ведомый соответственно; 16 – лента конвейера.

 

Рисунок 1 – Схема привода

 

Параметры для расчёта	Варианты численных значений параметров
Р4, кВт	1,8	1,8	2,5	2,5	3,5	3,5	1,8	2,5	3,3	5,0
n4, 1/мин

Задание 2. Спроектировать привод подвесного конвейера, содер­жащий асинхронный электродвигатель, компенсирующую муфту, одноступен­чатый редуктор с прямозубыми коническими колёсами и цепную передачу с вер­тикально расположенными валами. Схема привода – на нижеследующем ри­сунке 1.

Срок службы редуктора 10 лет при непрерывной двухсменной работе. Привод реверсивный. Кратковре­менные перегрузки не превышают двукрат­ную номинальную нагрузку. Мощность Р₄ кВт, передаваемая на вал конвейера, и час­тота вращения этого вала n₄ 1/мин приведены в таблице.

1 – вал электродвигателя; 2 – вал редуктора ведущий; 3 – вал редуктора ведомый; 4 – вал конвейера; 5 – электродвигатель; 6 – муфта компенсирующая; 7, 8 – конические колёса редуктора; 9, 10 – со­ответственно ведущая и ведомая звёздочки цепной передачи; 11 – цепь; 12 – подшипники; 13 – корпус редуктора; 14, 15 – соответственно звёз­дочка и цепь подвесного конвейера; 16 рама привода.

 

Рисунок 1 – Схема привода

 

Параметры для расчёта	Варианты численных значений параметров
Р4, кВт	1,9	2,5	3,5	4,8	4,8	4,8	2,5	3,4	4,5	4,8
n4, 1/мин

 

Примечание – Прототип редуктора к этому заданию можно найти, например, в литературе /6/.

Задание 3. Спроектировать привод галтовочного барабана, содержащий асинхронный электродвигатель, ком­пенсирующую муфту, червячный редуктор и цепную передачу. Схема привода – на нижеследующем рисунке 1.

Срок службы редуктора 36000 часов. Привод реверсивный. Кратковре­менные перегрузки соответствуют максимальному пусковому моменту выбранного электродвигателя. Крутящий момент Т₄ Н×м, передаваемый на вал галтовочного барабана, и частота вращения этого вала n₄ 1/мин даны в нижеследующей таблице.

1 – вал электродвигателя; 2 – вал редуктора ведущий; 3 – вал редуктора ведомый; 4 – вал галтовочного барабана; 5 – электродвигатель; 6 – муфта компенсирующая; 7 – червяк; 8 – колесо червячное; 9, 10 – соответственно ведущая и ведомая звёздочки цепной передачи; 11 – цепь; 12 – подшипники; 13 – корпус редуктора; 14 – рама привода; 15 - барабан галтовочный; 16 – люк для загрузки и выгрузки деталей.

 

Рисунок 1 – Схема привода

 

Параметры для расчёта	Варианты численных значений параметров
Т4, Н·м
n4, 1/мин

 

Примечание – Металлические детали, изготовленные штамповкой, нуждаются в удалении заусенцев и окалины, в скруглении острых кромок. Поэтому мелкие детали, например, шайбы, обрабатывают после штамповки в галтовочных барабанах, где они при медленном вращении пересыпаются, взаимно трутся и в результате приобретают нужное качество.

Задание 4. Спроектировать привод цепного конвейера, содержа­щий асинхронный электродвигатель, клиноременную передачу, одноступенча­тый редуктор с прямозубыми цилиндрическими колёсами и стандартную ком­пенсирующую муфту. Схема привода – на нижеследующем рисунке 1.

Срок службы редуктора 10 лет при непрерывной двухсменной работе. Привод нереверсивный. Кратковре­менные перегрузки превышают номиналь­ную нагрузку не более, чем в 2 раза. Мощность Р₄ кВт, передаваемая муфтой на вал конвейера, и час­тота вращения этого вала n₄ 1/мин даны в нижеследующей таблице.

 

 

1 – вал электродвигателя; 2 – вал редуктора быстроходный; 3 – вал редуктора тихоходный; 4 – вал конвейера; 5 – электродвигатель; 6, 7 – шкивы клиноременной передачи; 8 – ремень клиновой; 9, 10 – колёса прямозубые; 11 – муфта ком­пенсирующая; 12 – корпус редуктора; 13 – подшипники; 14, 15 – звёздочки цепного конвейера; 16 – цепь конвейера.

 

Рисунок 1 – Схема привода

 

Параметры для расчёта	Варианты численных значений параметров
Р4, кВт	6,5	4,8	3,5	2,6	1,9	6,5	4,8	3,5	2,6	1,9
n4, 1/мин

Задание 5. Спроектировать привод барабана лебёдки по схеме рисунка 1. Привод содержит асинхронный электродвигатель, компенсирующую муфту, конический одноступенчатый редуктор с прямозубыми колёсами и цепную передачу.

Срок службы редуктора 10 лет при двухсменной работе. Привод реверсивный. Кратковре­менные перегрузки не превышают двукратную номиналь­ную нагрузку. Крутящий момент Т₄ Нּм, передаваемый на вал барабана, и угловая скорость вращения этого вала ω₄ рад/с приведены ниже в таблице.

 

 

 

 

1 – вал электродвигателя; 2 – вал ведущий редуктора; 3 – вал ведомый редуктора; 4 – вал барабана лебёдки; 5 – электродвигатель асинхронный; 6 – муфта ком­пенсирующая; 7, 8 – ведущее и ведомое соответственно колёса редуктора; 9, 10 – ведущая и ведомая соответственно звёздочки цепной передачи; 11 – цепь; 12 – подшипники; 13 – корпус редуктора; 14 – барабан лебёдки.

 

Рисунок 1 – Схема привода

 

Параметры для расчёта	Варианты численных значений параметров
Т4, Нּм
ω4, рад/с	4,18	5,23	4,18	5,76	6,80	5,23	6,80	7,33	6,80	5,23

За­да­ние 6. Спро­ек­ти­ро­вать при­вод барабана ле­бёдки по схеме ри­сунка 1. При­вод со­дер­жит асин­хрон­ный элек­тро­дви­га­тель, ком­пен­си­рую­щую муфту, чер­вяч­ный ре­дук­тор и цеп­ную пе­ре­дачу.

Срок службы ре­дук­тора 20000 ча­сов. При­вод ре­вер­сив­ный. Крат­ко­вре­мен­ные пе­ре­грузки не пре­вы­шают дву­крат­ную но­ми­наль­ную на­грузку. Кру­тя­щий мо­мент Т₄ Н×м, передаваемый на вал барабана, и час­тота вра­ще­ния этого вала n₄ 1/мин при­ве­дены ниже в таб­лице.

 

 

 

1 – вал элек­тро­дви­га­теля; 2 – вал ведущий редуктора; 3 – вал ведомый редуктора; 4 – вал барабана лебёдки; 5 – электродвигатель; 6 – муфта ком­пен­си­рую­щая; 7 – чер­вяк; 8 – ко­лесо чер­вяч­ное; 9, 10 – звёз­дочки ве­ду­щая и ве­до­мая со­от­вет­ст­венно; 11 – цепь; 12 – кор­пус ре­дук­тора; 13 – под­шип­ники; 14 – рама при­вода; 15 – ба­ра­бан ле­бёдки.

 

Рисунок 1 – Схема привода

 

Параметры для расчёта	Варианты численных значений параметров
Т4·, Н×м
n4, 1/мин

Задание 7. Спроектировать привод ковшевого элеватора, содержащий асинхронный электродвигатель, стандартную компенсирующую муфту, одноступенчатый косозубый цилиндрический редуктор с ведущим колесом, расположенным над колесом ведомым, и цепную передачу. Схема привода представлена на рисунке 1.

Срок службы редуктора 24000 часов. Привод нереверсивный. Кратковре­менные перегрузки соответствуют максимальному пусковому моменту выбранного электродвигателя. Мощность Р₄ кВт, передаваемая на вал элеватора, и частота вращения этого вала n₄ 1/мин приведены ниже в таблице.

1 – вал электродвигателя; 2 – вал ведущий редуктора; 3 – вал ведомый редуктора; 4 – вал ведущий элеватора; 5 – электродвигатель; 6 – муфта компенсирующая; 7, 8 – соответственно ведущее и ведомое косозубые колёса редуктора; 9, 10 – соответственно ведущая и ведомая звёздочки цепной передачи; 11 – цепь; 12 – подшипник; 13 – корпус редуктора; 14 – рама привода; 15 – барабан элеватора приводной; 16 – лента с ковшами; 17 – барабан элеватора натяжной.

 

Рисунок 1 – Схема привода

 

Параметры для расчёта	Варианты численных значений параметров
Р4, кВт	1,20	1,70	2,40	3,20	4,40	1,20	1,70	2,40	3,20	4,40
n4, 1/мин

Примечание – Иллюстрацию конструкции редуктора к этому заданию следует поискать, например, в книге /6/.

Задание 8. Спроектировать привод мешалки для смешивания различных жидкостей. Привод содержит асинхронный электродвигатель, клиноременную передачу, конический одноступенчатый редуктор с вертикально расположенным ведомым валом и компенсирующую муфту. Схема привода иллюстрирована рисунком 1.

Срок службы редуктора 10 лет при непрерывной двухсменной работе. Привод нереверсивный. Кратковре­менные перегрузки соответствуют максимальному пусковому моменту выбранного электродвигателя.

Мощность Р₄ кВт, передаваемая муфтой на вал мешалки, и частота вращения n₄ 1/мин этого вала приведены в таблице.

 

1 – вал электродвигателя; 2 – вал ведущий редуктора; 3 – вал ведомый редуктора; 4 – вал мешалки; 5 – электродвигатель; 6, 7 – шкивы клиноременной передачи; 8 – ремень клиновой; 9, 10 – ведущее и ведомое соответственно конические прямозубые колёса редуктора; 11 – подшипники; 12 – корпус редуктора; 13 – рама привода; 14 – муфта ком­пенсирующая; 15 – мешалка; 16 – ёмкость для смешивания жидкостей.

 

Рисунок 1 – Схема привода

Параметры для расчёта	Варианты численных значений параметров
Р4, кВт	1,2	1,8	2,4	3,2	3,2	3,2	3,2	2,4	1,8	1,2
n4, 1/мин

Примечание – Прототип редуктора к этому заданию можно найти в книге /6/.

Задание 9. Спроектировать привод междуэтажного ленточного конвейера. Привод со­держит асинхронный электродвигатель, компенсирующую муфту, червячный редуктор с червяком, расположенным над червячным колесом, и цепную передачу. Схема привода иллюстрирована рисунком 1.

Срок службы редуктора 10 лет при непрерывной двухсменной работе. Привод неревер­сивный. Кратковременные перегрузки не более 50% от номинальной нагрузки. Мощность Р₄ кВт, передаваемая валу конвейера, и частота вращения этого вала n₄ 1/мин указаны в таблице.

 

 

 

1 – вал электродвигателя; 2 – вал ведущий редуктора; 3 – вал ведомый редуктора; 4 – вал конвейера; 5 – электродвигатель; 6 – муфта компенсирующая; 7 – червяк; 8 – колесо червячное; 9, 10 – звёздочки цепной пере­дачи ведущая и ведомая соответственно; 11 – цепь; 12 – подшипник; 13 – корпус редуктора; 14 – рама привода; 15 – барабан кон­вейера; 16 – лента конвейера.

 

Рисунок 1 – Схема привода

 

 

Параметры для расчёта	Варианты численных значений параметров
Р4, кВт	0,8	1,0	1,6	2,1	2,8	2,8	2,1	1,6	1,0	0,8
n4, 1/мин

Примечание – Прототип редуктора к этому заданию можно найти в книге /6/.

Задание 10. Спроектировать привод бетономешалки, содержащий асинхронный электро­двигатель, компенсирующую муфту, одноступенчатый редуктор с косозубыми цилиндрическими колёсами, у которого ведущий вал расположен под ведомым валом, и цепную передачу. Схема привода иллюстрирована рисунком 1.

Срок службы редуктора 10 лет при односменной работе. Привод реверсив­ный. Кратковременные перегрузки соответствуют максимальному пусковому моменту выбранного электродвигателя. Мощность Р₄ кВт, передаваемая на вал бетономешалки, и частота вращения этого вала n₄ 1/мин указаны в таблице.

 

 

1 – вал электродвигателя; 2 – вал ведущий редуктора; 3 – вал ведомый редуктора; 4 – вал бетономешалки; 5 – электродвигатель асинхронный; 6 – муфта компенсирую­щая; 7, 8 – колёса зубчатые ведущее и ведомое соответственно; 9, 10 – звёздочки цепной передачи ведущая и ведомая соответственно; 11 – цепь; 12 – подшипник; 13 – корпус ре­дуктора; 14 – рама привода; 15 – шнек бетономешалки; 16 – воронка для загрузки материала и выгрузки жидкого бетона; 17 – корпус бетономе­шалки.

 

Рисунок 1 – Схема привода

 

Параметры для расчёта	Варианты численных значений параметров
Р4, кВт	1,3	1,9	2,5	3,4	4,5	4,7	3,5	2,6	1,9	1,3
n4, 1/мин

 

Примечание – Иллюстрацию конструкции редуктора к этому заданию вы найдете, например, в книге /6/.

Задание 11. Спроектировать реверсивный привод галтовочного барабана, содержащий асинхронный электродвигатель, клиноременную передачу, червячный редуктор с червяком, расположенным над червячным колесом, и компенсирующую муфту. Схема привода иллюстрирована рисунком 1.