Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Энергетический и кинематический расчеты привода



Курсовой проект

по дисциплине " Детали машин"

На тему: " Проектирование приводной станции к кормораздатчику "

 

Минск 2008

 


Реферат

 

Курсовой проект по дисциплине " Прикладная механика" состоит из пояснительной записки и графической части.

Графическая часть состоит из трех чертежей формата А1, чертежа формата А3 и трех чертежей формата А4.

Пояснительная записка содержит 37 листов машинописного текста, 5 листов приложений (спецификации редуктора и приводной станции). В пояснительной записке содержится 6 рисунков и 6 таблиц.

Ключевые слова: редуктор, зубчатая передача, вал, подшипник, корпус редуктора, прочность, выносливость, шпонка, муфта.

 


СОДЕРЖАНИЕ

 

Реферат

Введение

1. Энергетический и кинематический расчеты привода

2. Расчет клиноременной передачи

3. Расчет зубчатых цилиндрических передач редуктора

4. Предварительный расчет валов. Выбор муфты

5. проверка долговечности подшипников по динамической грузоподъемности

6. Проверка шпоночных соединений

7. Уточненный расчет валов

8. Назначение посадок основных деталей редуктора

9. смазка редуктора

Заключение

Литература

 


Введение

 

Проектирование узлов и деталей имеет важное значение в машиностроении. От качества проекта и его грамотного оформления зависит то, как машина будет выполнять возложенные на нее функции, вероятность безопасной для человека и окружающей среды работы машины также напрямую зависит от конструкции машины.

Курсовой проект по конструированию деталей машин является неотъемлемой частью подготовки инженеров в большинстве технических вузов. Кроме получения навыков проектирования, студенты углубляют и расширяют свои знания в области стандартизации, получают навыки работы с государственными стандартами и другой строгой технической документацией.

Полученные навыки грамотного оформления технических проектов могут быть использованы в последующей практической деятельности, а также при выполнении дипломного проекта.

 


Энергетический и кинематический расчеты привода

 

Определение расчетной мощности привода

Определим КПД привода. По [1], стр. 13 находим:

КПД одной пары подшипников качения hподш = 0, 993;

КПД закрытой цилиндрической прямозубой передачи hз.п1 = 0, 965;

КПД клиноременной передачи hкл.рем=0, 940;

КПД муфты hм = 0, 985.

Общий КПД привода с учетом того, что в приводе имеется три пары подшипников определяем по формуле

hпр= hз.п1. × hз.п2. × hподш × hподш × hподш· hкл.рем · hм(5.1)

 

Получаем

hпр=0, 965*0, 965*0, 992*0, 992*0, 992*0, 940*0, 985=0, 842.

 

Мощность электродвигателя определяем по формуле

 

, (5.2)

 

где Рп = 2, 5 кВт – мощность, необходимая для привода кормораздатчика

 

кВт.


Выбор электродвигателя

Выбираем асинхронный двигатель серии А4 основного исполнения с синхронной частотой вращения n1 = 1500 мин-1. Обозначение – 4А100S4У3 ([1], с. 280).

Параметры выбранного электродвигателя: мощность Рдв = 3, 0 кВт; асинхронная частота вращения nдв = 1500 мин-1.

Определение общего передаточного числа привода и разбивка его по отдельным передачам

Определяем передаточное число привода

uобщ = nдв / nп = 1415/80 = 17, 69, (5.3)

 

где nп=80 мин-1 – частота вращения приводного вала конвейера.

Рекомендуемые передаточные числа для закрытой зубчатой передачи uз.п.=2, 5…4, 0, для клиноременной передачи uкл=2…5 [1, стр. 13]. Предварительно принимаем uкл=2, 5, тогда передаточное число редуктора uобщ/ uкл=17, 69/2, 5=7, 08. Предварительно делим передаточное число редуктора поровну между быстроходной и тихоходной ступенями: uз.п.1=2, 66, uз.п.2=2, 66.

Определение силовых и кинематических параметров привода

Определяем частоты вращения валов:

быстроходный вал редуктора nб= nд/ uкл.рем. =1415/2, 5 = 566 мин-1;

промежуточный вал редуктора nп= nб/ uз.п.1=566/2, 66=212, 79 мин-1;

тихоходный вал редуктора nт= nп/ uз.п.2= 212, 79/2, 66= 80 мин-1;

технологический вал nпх= nт = 80 мин-1.

Определяем мощности на валах:

вал двигателя Nд=2, 97 кВт;

быстроходный вал редуктора Nб= Nд·hподш × hкл.рем=2, 97*0, 94= 2, 79 кВт;

промежуточный вал Nп= Nб· hподш × hз.п1=2, 79*0, 993*0, 965=2, 67 кВт;

тихоходный вал редуктора Nт= Nп· hподш × hз.п2=2, 67*0, 993*0, 965=2, 56 кВт;

технологический вал Nтх= Nт· hподш × hм=2, 56*0, 993*0, 985= 2, 50кВт.

Определяем крутящие моменты на валах

вал электродвигателя Тд = 9550· Nд/ nд = 9550*2, 97/1415= 20, 04 Н× м;

быстроходный вал редуктора Тб=9550× Nб/ nб=9550*2, 79/566= 47, 08Н× м;

промежуточный вал Тп=9550× Nп/ nп=9550*2, 67/212, 79=119, 83Н× м;

тихоходный вал редуктора Тт=9550× Nт/ nт=9550*2, 56/80=305, 6 Н× м;

технологический вал Ттх=9550× Nп/ nп=9550*2, 5/80=298, 44 Н× м.

 

Расчет зубчатых цилиндрических передач редуктора

Тихоходная передача

Быстроходная передача

Предварительный расчет валов. Выбор муфты

 

Предварительный расчет валов проводится по напряжениям кручения для определения наименьшего диаметра вала. Исходя из найденного диаметра производится конструирование вала.

Принимаем допускаемые напряжения кручения t = 25 МПа.

Диаметр определяем по формуле:

 

, (4.1)

 

где Т – крутящий момент на данном валу, Н·м.

Получаем соответственно для быстроходного, промежуточного и тихоходного валов:


 мм;

 мм;

 мм;

 

Принимаем из ряда нормальных линейных размеров диаметр концевого участка (под шкивом клиноременной передачи) быстроходного вала dб=21 мм, диаметр промежуточного вала под зубчатым колесом или шестерней dп=30 мм диаметр концевого участка (под муфтой) тихоходного вала dт=40 мм.

Исходя из диаметра вала под муфтой выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту. Упругая муфта позволяет демпфировать резкие перепады нагрузки, предохраняя тем самым редуктор и привод от поломок. Муфту выбираем по крутящему моменту и диаметру вала по [1, стр. 239]. Принимаем упругую втулочно-пальцевую муфту с номинальным крутящим моментом Т=400 Н·м, диаметром посадочного отверстия d=40 мм, исполнения 1:

Муфта 400-40-1 ГОСТ 21424-93.

Диаметр элементов, передающих крутящий момент dэ=125 мм.

 


Уточненный расчет валов

 

В качестве материала для валов выбираем сталь 40Х, характеристики которой приведены в табл. 7.1 [1, стр. 268].

 

Таблица 7.1 – Механические характеристики материала валов

Характеристика Значение
Твердость поверхности, НВ 217
Предел прочности, МПа 980
Предел текучести, МПа 780
Предел выносливости по изгибу, МПа 600
Предел выносливости по кручению, МПа 320

 

Быстроходный вал

Пользуясь расчетной схемой (рис. 5.1) строим эпюры изгибающих и крутящего моментов (рис. 7.1). Затем находим опасные сечения вала для которых производим уточненный расчет.

 


Рис. 7.1. Эпюры изгибающих и крутящих моментов для быстроходного вала

 

Наиболее опасным будет сечение в месте канавки под стопорное кольцо для фиксации подшипника в левой опоре, так как в нем действует изгибающий момент и крутящий момент, а также имеется концентратор напряжений в виде канавки.

Опасное сечение расположено в 55 мм от левого конца вала. В нем действует изгибающий момент Мизг= Fкл.рем*55=836, 84*55= 46026, 28 Н·мм.

Произведем уточненный расчет для опасного сечения.

Момент сопротивления изгибу по формуле

 

(7.1)

 

где dm = 30 мм – диаметр вала;

r = 0, 75 мм – глубина канавки.

Получаем

 


мм3.

 

Амплитудные напряжения изгиба:

sаизг/ WиН=46026, 28/2271, 51=20, 26 МПа.(7.2)

 

Коэффициент снижения выносливости детали в рассматриваемом сечении

 

(7.3)

 

гдеk s =2, 0 – коэффициент концентрации напряжений по изгибу [1, стр. 76];

kd = 0, 81 – коэффициент влияния абсолютных размеров сечения;

kF = 0, 84 – коэффициент влияния параметров шероховатости поверхности;

kv = 1 – коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

Получаем

 

.

 

Коэффициент запаса прочности вала по нормальным напряжениям

s s=s-1/(s a k ) (7.4)

 

гдеs-1=600 МПа – предел выносливости гладких цилиндрических образцов при симметричном цикле изгиба [1, стр. 268].

Получаем

s s=600/(20, 26*2, 67)= 11, 09.

 

Момент сопротивления кручению:

 

 (7.5)

 

Амплитудные напряжения кручения:

 

(7.6)

tа=0, 5*47, 58*1000/4543, 02= 5, 24 МПа.

 

Коэффициент снижения выносливости детали в рассматриваемом сечении при кручении

 

(7.7)

 

гдеk t=1, 65 – коэффициент концентрации напряжений по кручению [1, стр. 76];

kd = 0, 81 – коэффициент влияния абсолютных размеров сечения;

kF = 0, 84 – коэффициент влияния параметров шероховатости поверхности; kv = 1 – коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

Получаем


.

 

Коэффициент запаса прочности вала по касательным напряжениям

s t=t-1/(t a k ) (7.8)

 

гдеt-1=320 МПа – предел выносливости гладких цилиндрических образцов при симметричном цикле кручения [1, стр. 268].

Получаем

s t=320/(5, 24*2, 24)= 27, 31.

 

Общий запас сопротивления усталости

 

, (7.9)

 

Получаем

 

> 1, 3.

 

В данном опасном сечении обеспечивается достаточный запас прочности.

Промежуточный вал

Пользуясь расчетной схемой (рис. 5.2) строим эпюры изгибающих и крутящего моментов (рис. 7.2).

 


Рис. 7.2. Эпюры изгибающих и крутящих моментов для быстроходного вала

 

Наиболее опасным будет сечение под шестерней тихоходной передачи, где действует максимальный изгибающий момент

 

Мизг= = =81343, 65 Н*мм

 

и крутящий момент Т=120210 Н*мм, а также имеется концентратор напряжений в виде шпоночного паза.

Произведем уточненный расчет для опасного сечения.

Момент сопротивления изгибу

 

(7.10)

 

гдеdm = 30 мм –диаметр вала под шпонкой, t1 = 4 мм – глубина шпоночного паза, b = 8 мм – ширина шпонки.

 


 мм3.

 

Амплитудные напряжения изгиба:

sаизг/ WиН=81343, 65/2288, 84= 35, 54 МПа.(7.11)

 

Коэффициент снижения выносливости детали в рассматриваемом сечении по формуле (7.3), где принимаем k s =1, 85; kd = 0, 81; kF = 0, 84; kv = 1.

Получаем

 

.

 

Коэффициент запаса прочности вала по нормальным напряжениям по (7.4)

 

s s=600/(35, 54*2, 49)= 6, 79.

 

Момент сопротивления кручению:

 

 (7.12)

 мм3.

 

Амплитудные напряжения кручения по (7.6)


tа=0, 5*120210/4938, 22=12, 17 МПа.

 

Коэффициент снижения выносливости детали в рассматриваемом сечении при кручении по (7.7), где k t=1, 7; kd = 0, 81; kF = 0, 84; kv = 1

Получаем

 

.

 

Коэффициент запаса прочности вала по касательным напряжениям по (7.8)

s t=320/(12, 17*2, 3)= 11, 43.

 

Общий запас сопротивления усталости по (7.9):

 

> 1, 3.

 

В данном опасном сечении обеспечивается достаточный запас прочности.

Тихоходный вал

Пользуясь расчетной схемой (рис. 5.3) строим эпюры изгибающих и крутящего моментов (рис. 7.3). Наиболее опасным будет сечение в месте канавки под стопорное кольцо для фиксации подшипника в правой опоре, так как в нем действует значительный изгибающий и крутящий момент, а также имеется концентратор напряжений в виде канавки.

 


Рис. 7.3. Эпюры изгибающих и крутящих моментов для быстроходного вала

 

Опасное сечение расположено в 83 мм от правого конца вала. В нем действует изгибающий момент Мизг= Fм*83=1217, 08*83=101017 Н·мм.

Произведем уточненный расчет для опасного сечения.

Момент сопротивления изгибу по формуле (7.1), где dm=50 мм, r=1, 5мм

 

мм3.

 

Амплитудные напряжения изгиба по (7.2):

sа= 101017/10187, 63=9, 92 МПа.

 

Коэффициент снижения выносливости детали в рассматриваемом сечении по формуле (7.3), где принимаем k s =2, 0; kd = 0, 72; kF = 0, 84; kv = 1.

 


Коэффициент запаса прочности вала по нормальным напряжениям по (7.4)

s s=600/(9, 92*2, 98)= 20, 34.

 

Момент сопротивления кручению по (7.5):

 

 .

 

Амплитудные напряжения кручения по (7.6):

tа=0, 5*488110/20375, 26=11, 98 МПа.

 

Коэффициент снижения выносливости детали в рассматриваемом сечении при кручении по (7.7), где принимаем k t=1, 65; kd = 0, 72; kF = 0, 84; kv = 1.

 

 

Коэффициент запаса прочности вала по касательным напряжениям по (7.8)

s t=320/(11, 98*2, 49)=10, 74.

 

Общий запас сопротивления усталости по (7.9):

 


> 1, 3.

 

В данном опасном сечении обеспечивается достаточный запас прочности.

 

Смазка редуктора

 

Для тихоходных и среднескоростных редукторов смазки зубчатого зацепления осуществляется погружением зубчатого колеса в масляную ванну кратера, объем которой V»0, 6*Р=0, 6*4, 5=2, 7дм3.

Масло И-100А, которое заливается в кратер редуктора с таким расчетом, чтобы зубчатое колесо и быстроходной передачи погрузилось в масло не более чем на высоту зуба.

Подшипники смазываются пластичной смазкой типа " Литол" или применяются подшипники закрытого типа.

 


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В курсовом проекте была спроектирована приводная станция к кормораздатчику, предназначенному для раздачи кормов.

Были рассчитаны элементы и детали редуктора, а также клиноременная передача. На листах формата А1 и А3 выполнены чертежи приводной станции, редуктора, тихоходного вала редуктора, зубчатого колеса тихоходной ступени, ведомого шкива.

Мною были получены навыки проектирования, углублены и расширены знания в области стандартизации, получены навыки работы с государственными стандартами и другой технической документацией.

Полученные навыки грамотного оформления технических проектов могут быть использованы мною в последующей практической деятельности, а также при выполнении дипломного проекта.

 


ЛИТЕРАТУРА

1. Курмаз Л.В. Детали машин. Проектирование – Мн.: УП " Технопринт", 2001.

2. Иванов М.Н., Детали машин. –М.: Высшая школа, 1991.

3. Дунаев П.Ф., Леликов О.П., Конструирование узлов и деталей машин. – М.: Высшая школа, 1985.

Курсовой проект

по дисциплине " Детали машин"

На тему: " Проектирование приводной станции к кормораздатчику "

 

Минск 2008

 


Реферат

 

Курсовой проект по дисциплине " Прикладная механика" состоит из пояснительной записки и графической части.

Графическая часть состоит из трех чертежей формата А1, чертежа формата А3 и трех чертежей формата А4.

Пояснительная записка содержит 37 листов машинописного текста, 5 листов приложений (спецификации редуктора и приводной станции). В пояснительной записке содержится 6 рисунков и 6 таблиц.

Ключевые слова: редуктор, зубчатая передача, вал, подшипник, корпус редуктора, прочность, выносливость, шпонка, муфта.

 


СОДЕРЖАНИЕ

 

Реферат

Введение

1. Энергетический и кинематический расчеты привода

2. Расчет клиноременной передачи

3. Расчет зубчатых цилиндрических передач редуктора

4. Предварительный расчет валов. Выбор муфты

5. проверка долговечности подшипников по динамической грузоподъемности

6. Проверка шпоночных соединений

7. Уточненный расчет валов

8. Назначение посадок основных деталей редуктора

9. смазка редуктора

Заключение

Литература

 


Введение

 

Проектирование узлов и деталей имеет важное значение в машиностроении. От качества проекта и его грамотного оформления зависит то, как машина будет выполнять возложенные на нее функции, вероятность безопасной для человека и окружающей среды работы машины также напрямую зависит от конструкции машины.

Курсовой проект по конструированию деталей машин является неотъемлемой частью подготовки инженеров в большинстве технических вузов. Кроме получения навыков проектирования, студенты углубляют и расширяют свои знания в области стандартизации, получают навыки работы с государственными стандартами и другой строгой технической документацией.

Полученные навыки грамотного оформления технических проектов могут быть использованы в последующей практической деятельности, а также при выполнении дипломного проекта.

 


Энергетический и кинематический расчеты привода

 


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2019-10-24; Просмотров: 253; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.101 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь