Федеральное Агентство по Образованию Российской Федерации

Орловский Государственный Технический Университет 
 
 

Кафедра: Прикладная механика 
 
 

Пояснительная записка

к курсовому  проекту

по дисциплине “Детали машин” 
 
 

Привод электрической лебедки 
 
 
 
 
 
 

Студент:                                   Новикова М.

Группа:

Руководитель  проекта: 
 
 
 
 
 
 

Орел, 2007 
Орловский Государственный технический университет

Кафедра Прикладная механика 

Техническое задание 10

Привод  электрической лебедки

      1 – червячный редуктор; 2 – упругая муфта с торообразной оболочкой; 3 – клиноременная передача; 4 – двигатель; 5 – барабан

      Необходимо  представить к защите:

• Пояснительную записку объемом 40 –80 листов
• Кинематическая схема привода (1 лист А4)
• Схема нагружения валов (1 лист А2)
• Эскизная компоновка редуктора (1 лист А1)
• Эпюры сил и моментов (2 листа А2)
• Общий вид привода (1 лист А1).

 

      

 

Содержание:

 

Введение

 

Цель курсового  проекта заключается в  проектировании привода лебедки, который состоит из: электродвигателя, ременной передачи, червячного редуктора, муфты и приводного вала исполнительного органа. Электродвигатель, редуктор и опоры приводного вала барабана крепятся на общей раме. Учитывая назначение привода и невысокую скорость движения троса лебедки, точность элементов червячной передачи следует принять не выше 9-ой степени. Подобные приводы используются на различных стационарных или передвижных транспортерах.

   В проекте выполнен кинематический расчет привода 

   Произведена эскизная компоновка редуктора по заранее выбранным диаметрам валов, межосевым расстояниям и типам подшипников.

      Далее выполнен проверочный расчет передач, валов и подшипников. Уточнены размеры  конструктивных элементов привода, рассчитана ременная передача, выбрана и рассчитана муфта.

 

1. Кинематический  расчет привода

1. Подбор  электродвигателя

 

      Потребляемая  мощность привода (на выходе):

       ,       (1.1)

где F=1,5 кН – грузоподъемность лебедки; 
v=0,2 м/с – скорость подъема.

      P_В=1,5×0,2=0,3 кВт.

      Тогда требуемая мощность электродвигателя:

       ,       (1.2)

где h_общ – КПД звеньев кинематической цепи.

      КПД привода вычисляется по формуле:

      h_общ=h_м×h_п×h_чр×h_рп ,      (1.3)

где h_м=0,98 – КПД муфты; 
h_п=0,99 – КПД пары подшипников; 
h_чр=0,8 – КПД червячного редуктора 
h_рп=0,95 – КПД ременной передачи.

      Значения  КПД взяты из [4], с.6. Согласно рекомендации принято h_чр=0,8, т.к. на данном этапе трудно определить передаточное число червячной передачи.

      Получаем:

      h_общ=0,98×0,99×0,8×0,95=0,74.

      Тогда мощность двигателя:

       кВт.

      Требуемую частоту находим по формуле:

      n_э.тр=n_в×u_чр×u_рп ,     (1.4)

где n_в – частота вращения выходного вала; 
u_чр – передаточное число червячной передачи; 
u_рп – передаточное число клиноременной передачи.

      Передаточные  числа согласно рекомендуемым [4], с.7 выбираем следующие:

      u_чр=20; u_рп=2,5. 

      Частоту выходного вала редуктора рассчитаем по формуле:

       ,     (1.5)

где D_б=200 мм – диаметр барабана.

      Отсюда  получаем:

       об/мин.

      Получаем  частоту двигателя:

      n_э.тр=19,1×20×2,5=955 об/мин.

      По  значениям P_Э.ТР и n_э.тр из [2], т.3, с.805 выбираем электродвигатель АИР71В6 мощностью P=0,55 кВт и синхронной частотой вращения n=1000 об/мин.

2. Определение частот вращения, крутящих моментов, угловых скоростей и мощностей на валах

 

      Определяем  передаточное отношение привода:

       ,      (1.6)

       .

      Не  меняя предварительно назначенное  передаточное отношение, ременной передачи u_рп, уточним передаточное отношение червячного редуктора по формуле:

       ,      (1.7)

      

      Вычислим  частоту вращения вала-червяка по уточненному u_чр:

      n_ч=n_в× u_чр ,      (1.8)

      n_ч=19,1× 20,94=400 об/мин.

      Вращающий момент на приводном валу находим  по формуле:

       ,      (1.9)

       Н×м. 
 

      Определяем  момент на валу червячного колеса:

       ,      (1.10)

       Н×м.

      Найдем  крутящий момент на валу червяка:

       ,      (1.11)

       Н×м.

      Крутящий  момент, который должен развивать  двигатель, определяется по формуле:

       ,      (1.12)

       Н×м.

      Вычислим  момент T, который двигатель развивает по конструктивным параметрам:

       ,      (1.13)

       Н×м.

      Двигатель выбран верно.

      Находим угловую скорость вращения каждого  вала по общей формуле:

       ,      (1.14)

где w_x – угловая скорость соответствующего вала; 
n_x – частота вращения вала.

      Для вала двигателя:

       с^-1.

      Для вала-червяка:

       с^-1.

      Для вала червячного колеса и приводного вала:

       с^-1.

      Мощность  на промежуточных валах привода  рассчитаем из угловой скорости и  вращающего момента вала:

      P_x=T_x×w_x×10^-3,      (1.15)

где P_x – мощность на соответствующем валу; 
T_x – вращающий момент соответствующего вала.

      Для вала-червяка:

      P_ч=9,23×41,87×10^-3=0,386 кВт.

      Для вала червячного колеса:

      P_чк=154,61×2×10^-3=0,309 кВт.

3. Анализ  результатов кинематического расчета

 

      Полученные  значения частот вращения, моментов, угловых  скоростей и мощностей заносим  в таблицу:

      Таблица 1.1 Кинематические параметры привода