Проектирование мотор-редуктора (стр. 1 из 9)
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Филиал «СЕВМАШВТУЗ» государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный морской технический университет» в г. Северодвинске
Факультет кораблестроения и океанотехники
Кафедра технологии металлов и машиностроения
КурсовОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Детали машин»
Тема: проектирование МОТОР-РЕДУКТОРА
Работу выполнил: студент 3 курса, 1390 группы Рожок И.Е.
Научный руководитель: Слуцков В.А.
г. Северодвинск 2011 год
Введение
Мотор-редуктор представляет собой электродвигатель и редуктор, соединенные в единый агрегат (в некоторых странах его называют редукторным электродвигателем). Мотор-редуктор более компактен по сравнению с приводом на базе редуктора, его монтаж значительно проще, кроме того, уменьшается материалоемкость фундаментной рамы, а для механизма с насадным исполнением (с полым валом) не требуется никаких рамных конструкций. Большое количество конструкционных решений и типоразмеров дает возможность оснащения предприятий прецизионными редукторами приводов различных назначений, размеров и мощностей. Мотор редуктор, как универсальный элементы электропривода, находят свое применение практически во всех областях промышленности.
Наибольшее распространение в промышленности получили планетарные и цилиндрические мотор-редукторы, выполненные по соосной схеме взаимного расположения электродвигателя и выходного вала, а также червячные мотор-редукторы с расположением электродвигателя под 90 град. к выходному валу. К мотор-редукторам общемашиностроительного применения относят: цилиндрические мотор-редукторы, планетарные мотор-редукторы, спироидные мотор-редукторы, червячные и цилиндрическо-червячные мотор-редукторы, волновые мотор-редукторы, мотор-редукторы специального назначения. Область применения: средства автоматизации и системы управления, устройства регулирования, автоматические и автоматизированные системы управления, следящие мини-приводы, средства обработки и представления информации, специальные инструменты, медицинская техника.
Такие механизмы пригодны для использования в умеренных климатических условиях, при установке в помещении или на открытом воздухе под навесом. В стандартном исполнении они грунтуются краской методом окунания, а затем покрываются сине-серой алкидной эмалью воздушной сушки. Имеются также и специальные покрытия.
Для экстремальных условий и установки на открытом воздухе имеется окраска для всемирного использования.
Верхняя предельная температура 105 K (при температуре охлаждающей среды +40°C), Максимальная допустимая непрерывная температура 155°C.
Целью данного курсового проекта является проектирование мотор-редуктора на основании комплексного технического задания. Привод включает в себя электродвигатель, соединенный при помощи жесткой муфты с цилиндрическим зубчатым редуктором.
Цилиндрический одноступенчатый редуктор предназначен для передачи мощности между валами электродвигателя и исполнительного механизма.
1. Задание на проектирование
Разработать конструкцию и выпустить конструкторскую документацию на мотор-редуктор. Исходные данные для проектирования – в табл. 1.1 и 1.2.
Мотор-редуктор состоит из электродвигателя и редуктора, выполненные в одном блоке. Частота вращения выходного вала – постоянная. Соединение валов электродвигателя и входного вала редуктора – жесткая муфта. Редуктор закрытого типа, корпус должен иметь лапы для крепления к раме. Компоновочная схема мотор-редуктора и описание требований к нему – в табл. 1.2.
Таблица 1.1 Исходные данные для проектирования
| № варианта | Мощность P,кВт не менее | Частота вращения выходного вала n, об/мин | Требуемый ресурс L, лет | № схемы(см. табл. 1.2) |
| 9 | 5 | 350 | 11 | 1 |
Таблица 1.2 Компоновочная схема мотор-редуктора
| №схемы | Компоновочная схема | Описание |
| 1 |  1 – электродвигатель;2 – зубчатый редуктор;3 – муфта. | Передача – цилиндрическая зубчатая наружного зацепления, вертикальная компоновка;Режим работы – 2 смены, со средними динамическими нагрузками, реверсивная передача;Требования к компактности – средние;Ограничения по шумности – средние;Крупносерийное производство. |
2. Предварительные расчеты и анализ работы мотор-редуктора
2.1 Срок службы привода
Срок службы (ресурс)
: 
часов,где L – срок службы привода,
11 лет; 
– количество рабочих дней в году, 
= 250 рабочих дней (при пятидневной рабочей неделе); 
– количество смен, = 2 смены; 
– продолжительность смены, = 8 часов.2.2 Выбор электродвигателя
2.2.1 КПД редуктора
,где
– КПД червячной передачи (предварительный); 
– КПД одной пары подшипников.2.2.2 Требуемая мощность электродвигателя
Требуемая мощность электродвигателя:
кВт;2.2.3 Подбор электродвигателей
По табл. приложений 1,3 [1] выбираем электродвигатели серии 4А с
кВт. Данные заносим в таблицу 2.1:Таблица 2.1 Параметры выбранных электродвигателей
| Обозначение электродвигателя | Мощность P , кВт | nэд. ном., об/мин | uред | |
| 1 | 4АМ100L2 | 5,5 | 2880 | 8,23 |
| 2 | 4АМ112M4 | 1445 | 4,16 | |
| 3 | 4АМ132S6 | 965 | 2,76 | |
| 4 | 4АМ132M8 | 720 | 2,06 |
2.2.4 Передаточное число привода
Передаточное число привода для каждого варианта электродвигателя:
,где
– частота вращения выходного вала мотор-редуктора. 
; 
; 
; 
.Оптимальное передаточное число червячной передачи лежит в диапазоне 2,5…5,6. Из четырех вариантов первый и четвертый не попадают в указанный диапазон. Больше подходит 2 вариант, так как электродвигатель 4 АМ112M4 обладает меньшими габаритами и массой.
2.3 Расчет кинематических и силовых параметров привода
2.3.1 Частота вращения и угловая скорость вала электродвигателя
об/мин; 
сек-1.Частота вращения быстроходного вала редуктора совпадает с частотой вращения вала электродвигателя:
об/мин; 
сек-1.Частота вращения тихоходного вала редуктора (выходного вала мотор-редуктора):
об/мин; 
сек-1.2.3.2 Мощность на валу электродвигателя
кВт. Мощность на быстроходном валу редуктора (с учетом потерь на трение в подшипниках вала): 
кВт.Мощность на выходном валу (с учетом потерь на трение в в зубчатой передаче и подшипниках вала):
кВт.2.3.3 Вращающий момент на валу электродвигателя:
Н∙м.Вращающий момент на быстроходном валу редуктора:
Н∙м.Вращающий момент на тихоходном (выходном) валу:
Н∙м.Результаты расчетов заносим в таблицу 2.2:
Таблица 2.2 Кинематические и силовые параметры привода
| Вал | Частота вращения n, об/мин | Угловая скорость w, сек-1 | Мощность P, кВт | Вращающий момент M, Н×м |
| Вал двигателя | 1445 | 151,24 | 5,5 | 36,37 |
| Быстроходный вал | 1445 | 151,24 | 5,45 | 36,04 |
| Тихоходный вал | 347 | 36,32 | 5,23 | 143,98 |
3. Проектирование зубчатой передачи