Машиностроение – ключевая отрасль экономики, в значительной степени определяющая производительность труда, качество продукции, темпы и уровень технического прогресса, и обороноспособность страны.

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

По дисциплине: Детали машин и основы конструирования

 

 

Тема: Проектирование привода общего назначения

 

Выполнил:
Научный руководитель
	Дата защиты: _______________________
	Оценка: ____________________________ Подпись руководителя: _______________

 

 

Иваново 2006

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Основную часть производственных процессов современной хозяйственной деятельности человека выполняют машины – механические устройства, служащие для преобразования энергии, материалов или информации.

Машиностроение – ключевая отрасль экономики, в значительной степени определяющая производительность труда, качество продукции, темпы и уровень технического прогресса, и обороноспособность страны.

Основные задачи дальнейшего развития машиностроения в нашей стране – увеличение мощности и быстроходности, а следовательно, и производительности машин, снижение их материалоемкости и себестоимости, повышение точности и надежности, а также улучшение условий обслуживания, внешнего вида машин и повышение их конкурентоспособности на мировом рынке.

Выполнение курсового проекта по «Деталям машин» завершает общетехнический цикл подготовки курсантов. Объектами курсового проектирования являются обычно приводы различных машин и механизмов, использующие большинство деталей и узлов общемашиностроительного применения. Задание: рассчитать и спроектировать редуктор с ременной (цепной) передачей, валами на подшипниках качения, для привода механизма.

 

Исходные данные:

- число оборотов вала механизма n₃=200 об/мин

- мощность на валу механизма Р=2, 5 кВт

- редуктор нереверсивный. Нагрузка постоянная, работа в две смены;

- срок службы 5 лет.

При решении задачи привести расчеты:

1. Синтез и кинематический анализ механизма.

2. Расчет закрытой зубчатой передачи.

3. Предварительный расчет валов редуктора и их конструктивная проработка.

4. Конструирование шестерни и колеса.

5. Конструирование корпуса редуктора.

6. Расчет открытой передачи.

7. Выбор и проверка долговечности подшипников.

8. Проверка прочности шпоночных соединений.

9. Выбор способа смазки и вида смазочных материалов

 

Кинематическая схема привода центробежного насоса

Синтез и кинематический анализ механизма

Анализируя схему, определяем, что привод состоит из открытой и закрытой цилиндрической зубчатой передачи – редуктора.

1.1 По таблице, приведенной в приложении 2, принимаем КПД всех передач входящих в привод.

h = (1.1)

где - КПД цилиндрической зубчатой передачи = 0, 95,

- КПД цилиндрической зубчатой передачи = 0, 97;

- КПД подшипниковых опор всех валов = (0, 99)²;

n - число пар подшипниковых опор валов

(для данной схемы n = 2)

 

=0, 95*0, 97*(0, 99)²=0, 903;

 

1.2 Требуемая мощность электродвигателя, кВт:

Р_дв = , (1.2)

 

где Р– мощность рабочей машины, Р ₃= 2, 5 (кВт);

= 0, 903 (п. 1.1);

Р_дв = =2, 5/0, 903=2, 76(кВт)

 

1.3. Из таблицы приложения 3 выбираем по величине P_дв асинхронный электродвигатель 112МAG с n₁=955 об/мин, P₁=2.5 кВт

1.4. Определяем общее передаточное число привода:

, (1.3)

Здесь n₁ – асинхронная частота двигателя (приложение 3);

n₃ – число оборотов вала машины (заданное). Для рекомендуемых схем вал имеет порядковый номер 3, считая от вала двигателя.

 

U_1-3=955/200=4, 775

 

1.5. Передаточное число всего привода состоит из частных передаточных чисел передач, входящих в привод согласно разработанной кинематической схемы.

U_1-3 = U_1-2U_2-3;

где U_1-2 – передаточное число первой передачи;

U_2-3 – передаточное число второй передачи.

 

U_1-3=4, 775

 

1.6. По принятому передаточному числу U_р определяется передаточное число открытой передачи:

(1.4)

=4, 775/2, 5=1, 9

 

1.7.Определяем кинематические характеристики валов.

Вал двигателя (вал номер 1).

P₁ = 2, 76 кВт,

n₁ = 955 об/мин,

ω ₁= π n₁/30 = 3, 14× 955/30 = 99, 9(с^-1),

Т₁ = Р₁× 10³/ω ₁ = 2, 76× 10³ /99, 9 = 27, 6 (Нм).

Вал номер 2:

n₂ = (об/мин)

ω ₂= (с^-1)

(кВт)

(Нм)

 

Вал номер 3:

n₃ = (об/мин)

ω ₃= (с^-1)

P₃ = (кВт)

T₃ = (Нм)

 

Полученные в результате кинематического расчета данные сводятся в таблицу 1.1

Таблица 1.1

Валы	n, об/мин	, с-1	Р, кВт	Т, Нм	U
		99, 9	2, 76	27, 6	1, 9
	502, 63	52, 6	2, 59	49, 31
2, 5
	201, 05	21, 04	2, 708	118, 38

 

Предварительный расчет валов редуктора и их конструктивная проработка.

 

Проводим расчет вала на кручение по пониженным допускаемым напряжениям без учета влияния изгиба.

Материалом вала будет являться материал шестерни (червяка), принятый в п.п. 2.2 и 3.1.

3.1Ориентировочное значение диаметра выходного конца вала - шестерни (вала – червяка), мм:

(3.1)

здесь Т_б, Нмм – крутящий момент на валу;

[t] – допускаемое напряжение на кручение; [t] = 10…20 Н/мм²; меньшие значения принимаем для быстроходного вала, бльшие – для тихоходного.

3.2 M=250 H, м D=140 L=165 L=80

Длина данного участка:

l₁ = (1…1, 5)d₁. (3.2)

l₁ = (1, 3)d₁=1.3*38=49.4≈ 50

Согласно типовой конструкции вала редуктора второй ступенью является диаметр вала под подшипник:

d_п= d₁ + 2t, (3.3)

d_п= 38+2*2.5=43≈ 45

где t – высота заплечиков, принимаемая по таблице.

Необходимо учесть, что для того, чтобы обеспечить нормальную посадку подшипника на вал, данный диаметр нужно округлить до значения, кратного 5.

Длина участка:

l₂ = 1, 5d_п (3.4)

l₂=B=25

Третья ступень - диаметр буртика подшипника:

d_б= d_п+ 3, 2r, (3.5)

d_б=43+3.2*25=51

где r – координата фаски подшипника.

Длина третьего участка назначается конструктивно.

 

Рис. 3.1. Конструктивно проработанный быстроходный вал

3.3. Определяем диаметр под подшипник тихоходного вала:

. (3.6)

 

(мм)

Данный диаметр округляем до ближайшего большего кратного 5.

Длина участка:

l₂ = 1, 5d_п (3.7)

l₂=18 (мм)

 

Диаметр выходного конца вала:

d_м= d_п - 2t, (3.8)

d_м=43-2*2, 5=38

где t – высота заплечиков.

Длина данного участка:

l₁ = (1…1, 5)d_м (3.9)

l₁=35*1, 5=52, 5≈ 50

Диаметр буртика подшипника:

d_б= d_п+ 3, 2r. (3.10)

d_б =40+3, 2*2, 5=48

Длина участка определяется конструктивно.

Диаметр под колесо зубчатое:

d_к= d_п + 2t. (3.11)

d_к=40+2*2, 5=45

Длина данного участка:

l₃ = (1, 3…1, 5)d_к (3.12)

l₃=45*1, 5=67, 5≈ 65

 

Диаметр буртика колеса:

d_бк= d_к + 3f, (3.13)

d_бк=45+3*1, 2=50

где f – фаска ступицы (определяется по таблице приложения 17).

Длина участка определяется конструктивно.

Рис.3.2. Конструктивно проработанный тихоходный вал

 

Расчет ременной передачи

 

Для рекомендуемых кинематических схем значения Т, Р, n, u соответствуют значениям

Т₁=5, 4*10³ Н*м; Р₁=5, 5 кВт; n₁=965; u_п=2, 14 таблицы 1.1.

6.1. Определяем сечение «Б».

6.2. b=17; В_р=14; T=10.5; Y₀=4; F=138мм²; L=5м; D_min=125 мм; M₁=100 H*м

6.3. Диаметр ведомого шкива, мм с учетом относительного скольжения

ε = 0, 015:

d₂ = d₁U_п (1-0, 015). (6.1)

d₂ =125*2, 14(1-0, 015)=267, 5*(0, 985)=263, 5

6.4. Уточненное передаточное отношение:

U_п = d₂(1-0, 015)/ d₁. (6.2)

U_п=263, 5*0, 985/125=2, 08

6.5. Определим минимально возможное межосевое расстояние

, (6.3)

a_min=0.55(125+263.5)+10.5=224.1

где Т_о– высота сечения ремня;

 

максимальное значение межосевого расстояния:

. (6.4)

a_max=125+263.5=388.5

Примем a из промежутка a_min < a< a_max.

224< 225< 388.5

6.6. Длина ремня, мм:

; (6.5)

L=2*250+0.5π (263+125)+ мм

L=2*225+0.5+3.14+388.5+ =1060≈ 1000мм

6.7. Пересчитаем межосевое расстояние:

, (6.6)

где ; (6.7)

w=0.5*3.14*388.5=610

(6.8)

y=(263-125)²=19044

 

6.8. Определим угол обхвата меньшего шкива

. (6.9)

=180-57

6.9. Определим необходимое для передачи заданной мощности число ремней:

, (6.10)

Р_о=0 C_Z=0.95

C_L=1 C_р=0.9

C_α =0.9

где Р_о – мощность, допускаемая для передачи одним ремнем;

C_L – коэффициент, учитывающий влияние длины ремня;

C_α – коэффициент, учитывающий угол обхвата;

C_Z – коэффициент, учитывающий число ремней в передаче;

C_р – коэффициент режима работы.

6.10. Сила, действующая на валы

, (6.11)

где F_o – предварительное натяжение ветвей ремня;

; (6.12)

(м/с); (6.13)

(м/с)

θ – коэффициент центробежной силы.

6.11. Шкив для клиноременной передачи изготавливаем из чугуна Сч15 и Сч18. Шкивы диаметры до 300 - 400 мм выполняются дисковыми.

 

 

Таблица 8.1.

параметр	обозначение	величина
Тип ремня	-
Диаметр ведущего шкива	d1
Диаметр ведомого шкива	d2	263, 5
Передаточное число	u	2, 14
Межосевое расстояние	a
Длина ремня	L
Число ремней	z
Сила, действующая на валы	Fp

 

Рис. 8.2. Шкив

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Задание на проектирование …………………………………………….….2

1.Выбор электродвигателя……………………………………………….… 4

2.Кинематический расчет привода………………………………………....5

3.Расчет редуктора……………………………….6

5.Расчет ременной передачи………………………………………………... 14

6.Расчет валов…………………………………………………………….… 18

7.Выбор подшипников и расчет по динамической грузоподъемности 31

8.Выбор и проверочный расчет шпонок………………………………….. 33

9.Выбор и расчет муфты………………………………………………….... 34

10.Выбор смазки зубчатого зацепления и подшипников…………….… 35

11.Список использованных источников…………………………..….…… 36

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

По дисциплине: Детали машин и основы конструирования

 

 

Тема: Проектирование привода общего назначения

 

Выполнил:
Научный руководитель
	Дата защиты: _______________________
	Оценка: ____________________________ Подпись руководителя: _______________

 

 

Иваново 2006

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Основную часть производственных процессов современной хозяйственной деятельности человека выполняют машины – механические устройства, служащие для преобразования энергии, материалов или информации.

Машиностроение – ключевая отрасль экономики, в значительной степени определяющая производительность труда, качество продукции, темпы и уровень технического прогресса, и обороноспособность страны.

Основные задачи дальнейшего развития машиностроения в нашей стране – увеличение мощности и быстроходности, а следовательно, и производительности машин, снижение их материалоемкости и себестоимости, повышение точности и надежности, а также улучшение условий обслуживания, внешнего вида машин и повышение их конкурентоспособности на мировом рынке.

Выполнение курсового проекта по «Деталям машин» завершает общетехнический цикл подготовки курсантов. Объектами курсового проектирования являются обычно приводы различных машин и механизмов, использующие большинство деталей и узлов общемашиностроительного применения. Задание: рассчитать и спроектировать редуктор с ременной (цепной) передачей, валами на подшипниках качения, для привода механизма.

 

Исходные данные:

- число оборотов вала механизма n₃=200 об/мин

- мощность на валу механизма Р=2, 5 кВт

- редуктор нереверсивный. Нагрузка постоянная, работа в две смены;

- срок службы 5 лет.

При решении задачи привести расчеты:

1. Синтез и кинематический анализ механизма.

2. Расчет закрытой зубчатой передачи.

3. Предварительный расчет валов редуктора и их конструктивная проработка.

4. Конструирование шестерни и колеса.

5. Конструирование корпуса редуктора.

6. Расчет открытой передачи.

7. Выбор и проверка долговечности подшипников.

8. Проверка прочности шпоночных соединений.

9. Выбор способа смазки и вида смазочных материалов

 

12Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. G) определение путей эффективного вложения капитала, оценка степени рационального его использования
2. II. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ПРАВО КАК КОМПЛЕКСНАЯ ОТРАСЛЬ
3. III. Труд (уроки труда, общественно полезный труд в учебном заведении и дома - месте проживания)
4. АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО СЕРВИСА В СХ
5. Анализ обеспеченности предприятия трудовыми ресурсами и степени их использования
6. Анализ решения задачи нахождения коэффициента фильтрационного сопротивления, обусловленного несовершенством скважины по степени вскрытия, по приближенным формулам
7. Анализ состояния и развития технического уровня
8. Анализ структуры процессов в соответствии с ISO 9000 - стандартом на качество проектирования, разработки, изготовления и послепродажного обслуживания
9. Анализ технического состояния и эффективности использования основных средств
10. Анализируя опыт мирового развития, можно выделить пять наиболее типичных моделей капиталистической экономики, базирующейся на многообразии форм собственности.
11. Биологическая ценность и химический состав зерна злаковых культур. Состав и качество клейковины пшеницы.
12. Биохимический статус, определяющий качество мяса, органолептическая оценка мяса и мясных продуктов.