Привод специального назначения - Производство и технологии курсовая работа
Главная
Производство и технологии
Привод специального назначения
Кинематический расчет электромеханического привода. Определение требуемой мощности и выбор электродвигателя. Расчет тихоходной зубчатой цилиндрической передачи редуктора. Выбор материала и твердости колес. Расчет на прочность валов редуктора, подшипников.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
Образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»
Пояснительная записка курсовой работы
по дисциплине «Прикладная механика»
1.Кинематический расч ет электромеханического привода
Электродвигатель выбирают из каталогов по требуемой мощности и частоте вращения. Электродвигатель не проверяют на нагрев, потому что для проектируемых приводов вал машины во время эксплуатации нагружен мало изменяющейся нагрузкой.
1.1.1 Определение требуемой мощности
Требуемая мощность электродвигателя
где Р В - потребляемая мощность привода, т.е. на выходе для приводного вала;
общ - общий коэффициент полезного действия (КПД) привода.
1) Величину Р В (кВт) определяют в соответствии с исходными данными задания по одной из формул:
2) Величину общ определяют в зависимости от КПД () звеньев кинематической цепи привода от вала электродвигателя до приводного вала машины.
где ц.б. , ц.т - КПД быстроходной цилиндрической передачи редуктора; м..т - КПД муфты тихоходного вала; о.п - КПД опор приводного вала машины.
мб =0,99 , ц.б .=0,97, ц.т .=0,97, цсп .=0,93, о.п. =0,99
общ = 0,99*0,97*0,97*0,93*0,99=0,857
Требуемая мощность электродвигателя:
1.1.2. Определение требуемой частоты вращения
где n в - частота вращения приводного (выходного) вала;
u общ =( )ожидаемое общее передаточное число привода.
1) Величину n в (мин -1 ) определяют в соответствии с исходными данными задания по формуле:
2) Величину u общ определяют в зависимости от передаточных чисел передач, которые входят в кинематическую схему привода.
где u ц.б - передаточное число быстроходной цилиндрической передачи редуктора; u ц.т - передаточное число тихоходной цилиндрической передачи редуктора.
Требуемая частота вращения вала электродвигателя:
Для проектируемых машинных агрегатов рекомендуют применять трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели. Эти двигатели наиболее универсальны и надежны в эксплуатации.
По диапазону требуемой частоты вращения подходят несколько двигателей. Предварительно выбираем три наиболее быстроходных двигателя, технические данные которых заносим в таблицу 1.1:
электромеханический привод электродвигатель передача
1.2 Оп ределяем пер едаточные числа передач привода
1.2.1 Общее передаточное число привода для выбранных электродвигателей:
1.2.2 Определяем передаточное число редуктора
u ред = u общ ; Диапазон u ред =[7,1…40] ; рекомендуемое u ред =( 12,5…22,4)
АИР 160S4; Р э =15кВт; n э =1455 мин -1 ; u ред =22,16; u общ =55,42.
1.2.3 Определяем передаточные числа и Б быстроходной и u Т тихоходно й ступеней редуктора
Расчетные значения u Б , и u Т округляем до ближайшего стандартного (по значению передаточных чисел одноступенчатых редукторов) - u Т =5; u Б =4,5. Уточняем передаточное число редуктора: u ред. =u Б u Т =22,5
1.3 Определяем частоту вращения, мощность, вр ащающий момент на валах привода
1. вал электродвигателя: n э =1455 мин -1 ;
2. быстроходный вал редуктора: n Б = n э =1455 мин -1 ;
3. промежуточный вал редуктора: n П = n Б / u Б =323,3мин -1 ;
4. тихоходный вал редуктора n Т = n П / u Т = 64,66 мин -1 ;
5. вал машины (приводной вал): п В = п Т =25,86 мин -1 .
1. вал электродвигателя: Р э.т =14,29 кВт;
2. быстроходный вал редуктора: Р Б = Р э.т = 14,4кВт;
3. промежуточный вал редуктора: Р П = 13,71 кВт;
4. тихоходный вал редуктора: Р Т = 13,29 кВт;
5. вал машины (приводной): Р в = 12,23 кВт.
1. вал электродвигателя: Т э =93,83 Нм;
2. быстроходный вал редуктора: Т б = 92,89 Нм;
3. промежуточный вал редуктора: Т П =405,46 Нм;
4. тихоходный вал редуктора: Т Т = 1966,48 Нм;
Результаты расчета п, Р, Т заносим в таблицу 1.3:
2. Расчет тихоходной зубчатой ци линдрической передачи редуктора
1. Кинематические и силовые параметры: а) передаточное число u б) частота вращения шестерни п 1 , мин -1 ; в) вращающий момент шестерни Т 1, Нм; г) вращающий момент тихоходного вала Т Т , Нм
2. Сведения о схеме передачи: а) вид передачи б) расположение колес относительно опор
5. Режим нагружения: а) коэффициенты циклограммы нагружения
б) Кп - коэффициент перегрузки по пусковому моменту двигателя
2.2 Проектировочный расчет передачи
2.2.1 Вы бор материала и твердости колес
Расчет выполняем для косозубой цилиндрической передачи редуктора, тихоходный вал которого нагружен вращающим моментом Т Т =1966,48 Нм. В соответствии с рекомендациями косозубой передачи при объеме производства Q =1000 шт/г и вращающем моменте Т Т >1000 Нм выбираем материал колес передачи:
2.2.2 Ориентировочное значение межосевого расстояния. Степень точности передачи
1. Ориентировочное значение межосевого расстояния:
Выбираем степень точности передачи: n C Т =8
А) Допускаемые контактные напряжения
Для расчета допускаемых контактных напряжений определяем:
1. Пределы контактной выносливости колес передачи:
Hlim ,2 =17H HRC =17*50+200=1050 МПа;
2. Коэффициенты запаса прочности: S H = 1,2;
3. Для расчета коэффициентов долговечности определяем:
а) Базовое число циклов напряжений: N HG 1, = 12010 6 циклов;
Базовое число циклов напряжений: N HG 2 = 81,710 6 циклов;
б) Число циклов нагружения при действии максимальных пиковых нагрузок:
=60n 1 с1L h = 60323,3115768=30510 6 циклoв;
в) коэффициент режима и номер режима нагружения:
При м н =0,25 тогда: N HE 1 = * м н =305*10 6 *0,25=76,25*10 6
N HE 2 = * м н =61*10 6 *0,25=15,25*10 6
4. Коэффициенты шероховатости: z R 1 = z R 2 = 0,95.
5. Коэффициенты окружной скорости: z V 1 = z V 2 , = 1.
Допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса:
Для расчета косозубой цилиндрической передачи принимаем допускаемое контактное напряжение: МПа.
При этом условие [] H ?соблюдается, то [] H =
Для расчета допускаемых напряжений изгиба определяем:
1. Пределы выносливости зубьев колес при изгибе: [] Flim 1, =750 МПа;
2. Коэффициенты запаса прочности: S F 1 =l,55; S F 1 =l,7;
3. Для расчета коэффициентов долговечности определяем:
а) показатели степени усталости: q = 9
б) эквивалентное число циклов нагружения зубьев колес:
N FE 1 = * м F =305*10 6 *0,1=30,5*10 6 ; N FE 2 = * м F =61*10 6 *0,1=6,1*10 6
Коэффициенты долговечности принимаем:Y N 1 =1,Y N 2 =1 т.к.N F E1 >410 6 , N F E2 >410 6
4. Коэффициенты шероховатости переходной поверхности между зубьями принимаем Y R 1,2 =1,1.
5. Коэффициент влияния реверсивности нагружения принимаем Y a = 1 (при одностороннем приложении нагрузки).
Допускаемые напряжения изгиба для зубьев шестерни и колеса:
2.2.4 Межосевое расстояние передачи
Для расчета межосевого расстояния определяем:
1. Коэффициент ширины зубчатого венца: ba = 0,25
2. Коэффициент внешней динамической нагрузки принимаем К А = 1 (внешние динамические нагрузки включены в циклограмму нагружения, режим работы приводного вала конвейера является равномерным).
3. Коэффициент внутренней динамики нагружения: К HV = 1,03.
4. Коэффициент неравномерности- распределения нагрузки по ширине зубчатого венца в начальный период работы: = 1,13
Коэффициент, учитывающий приработку зубьев: К Н =0,71.
Коэффициент неравномерности распределения нагрузки после приработки:
5. Коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями в начальный период работы
Коэффициент распределения нагрузки между зубьями после приработки:
Коэффициент нагрузки при расчете контактной прочности:
Принимаем стандартное межосевое расстояние: а w =200мм.
Для расчета минимального значения модуля определяем:
1. Ширину зубчатого венца колеса: b 2 = ba a w =50 мм.
2. Коэффициент внешней динамической нагрузки К А = 1.
3. Коэффициент внутренней динамики нагружения: К FV =1,03.
1. Число зубьев, коэффициент смещения:
3. Основные геометрические параметры:
1) делительный диаметр шестерни и колеса
3) диаметр вершин зубьев шестерни и колеса
4) диаметр впадин зубьев шестерни и колеса
5) ширина зубчатого венца колеса и шестерни
2.3.1 Расчет на контактную прочность
Контактная прочность обеспечена, недогрузка составляет 8%, что допускается.
2.3.2 Расчет на прочность при изгибе
Для расчета напряжений изгиба определяем:
Напряжения изгиба для зубьев колеса и шестерни:
3. Расч ет на прочность валов редуктора
Выполняем эскиз промежуточного вала, ориентируясь на типовые конструкции промежуточных валов и прототип проектируемого цилиндрического редуктора.
г) Для цилиндрической шестерни проверяем условие:=(88…96)
Условие не выполняется, шестерня выполнена заодно с валом.
3.2 П редварительный выбор подшипника
Выбираем роликовый радиальный подшипник для промежуточного вала.
d=50 мм; D=110 мм; В=29 мм; r =3 мм;
С r =100 кН; С оr =75,5 кН; e=0,31; Y=1,94
б) переходный участок вала между ступенями ивыполняем с канавкой шириной b=5мм со округлением для выхода шлифовального круга.
в) переходные участки вала между ступенями ивыполняем с гантелью радиусом r=2,5 мм и размером f=3 мм фаски колеса а между ступенями d бп и d f 1 ; d f 1 и d бк с галтелью радиусом закругления R=1,6 мм.Тогда:
г) на участке вала d k для крепления колеса быстроходной передачи при мелкосерийном производстве выполняем шпоночный паз, размеры которого b=16мм и t 1 =6 мм :
Длину шпонки принимаем l CT =79,5мм
3.3 Определение изгибающих м оментов в сечениях вала
Составляем расчетную схему вала в соответствии с рекомендациями:
1) Строим кинематическую схему редуктора.
Выбираем систему координат: XOZ - горизонтальная плоскость, YOZ - вертикальная.
2) Выбираем направление вращения быстроходного вала редуктора по часовой стрелке.
3) Выбираем направление винтовой линии зубьев шестерни левое, чтобы уменьшить суммарную внешнюю осевую силу вала.
а) Окружная сила шерстерни и колеса:
Радиальные шестерни и осевая сила колеса:
в) Осевая сила шестерни и радиальная сила колеса:
Для тихоходной было рассчитано выше.
6) Строим расчетную схему промежуточного вала.
7) Определяем линейные расстояния между точками приложения радиальных сил в зацеплениях и реакций в опорах:
а) рассчитываем расстояние до точки приложения радиальной реакции для выбранных шариковых радиальных подшипников:
8)Для двух плоскостей XOZ и YOZ строим расчетные схемы вала, где показываем силы, действующие в зацеплениях и реакции в опорах (направление реакций принимаем предварительно).
3.5 Определение изгибающих и крутящих моментов в сечениях вала
Значение моментов определяем для характерных сечений вала.
В горизонтальной плоскости XOZ, относительно оси Y:
В вертикальной плоскости YOZ, относительно оси X:
Крутящий момент М К передается вдоль оси вала, а т.к. редуктор с одним потоком мощности, то величина М К в разных сечениях постоянна и совпадает со значением вращающегося момента промежуточного вала:
На основании полученных значений изгибающих М X , М Y и крутящего М К моментов строим эпюры. Суммарные изгибающие моменты:
3.6 Определение напряжений в опасных сечениях вала
=0.1d 3 =25004; =0.2d 3 =0.2*40 3 =50009мм
Напряжение кручения: амплитуды и среднее напряжение цикла:
3.7 Расчет на сопротивление ус талости и статическую прочность
Материал вала-шестерни сталь 40ХН, для которой по табл. 10: у в =920МПа; у т =750МПа;
ф т = 450Мпа; у -1 =420МПа; ш ф =0,1.
3.7.1 Ра счет на сопротивление усталости
Коэффициенты снижения предела выносливости по изгибу:
Пределы выносливости в сечении вала:
Коэффициент влияния асимметрии цикла:
Коэффициенты запаса прочности вала по напряжениям изгиба и кручения :
Расчетный коэффициент запаса прочности в сечении С-С:
Сопротивление усталости в сечении С-С обеспечено.
= 2,45; = 2,25 (при r/d = 2/45=0,04);
=0,83 =0,9;=1 (поверхность вала без упрочнения)
Коэффициенты снижения предела выносливости:
Пределы выносливости в сечении вала:
Коэффициент влияния асимметрии цикла:
Коэффициенты запаса прочности вала по напряжениям изгиба и кручения :
Расчетный коэффициент запаса прочности в сечении P-P:
Сопротивление усталости в сечении Р-Р обеспечено.
3.7.2 Расчет на статическую прочность
Возможную перегрузку в приводе условно принимаем равной перегрузке при пуске приводного электродвигателя: К П =2,2 - коэффициент перегрузки.
Запас статической прочности в сечении Р-Р обеспечен.
4.Расчет на долговечность подшипников промежуточ ного вала
а) частота вращения промежуточного вала ;
4.2 Определяем осевые составляющие от радиальных нагрузок
Для шариковых радиальных подшипников с малым углом контакта б=12 0 .
Находим осевые силы, нагружающие подшипники:
Т. к. S 1 Р 1 , то подшипник опоры 2 более нагружен.
Приведенная эквивалентная нагрузка:
, поэтому предварительно назначенный подшипник 306 пригоден
1. Ковалев И.М. Кинематический расчет электромеханического привода/ Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2005. - 28с.
2. Ковалев И.М. Конструирование и расчет на прочность валов редуктора/ Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2004. - 52с.
3. Ковалев И.М. Расчет зубчатых цилиндрических передач на прочность/ Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2004. - 36с.
4. Ковалев И.М., Серов Я.А. Методические указания по конструированию и расчету валов на прочность, подбору подшипников качения/ Алт. политехн. ин-т им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Б. И., 1992. - 41с.
5. Ковалев И.М., Цыбочкин С.Г. Расчет и проектирование передач с гибкой связью. Часть 2. Цепные передачи: Методические указания к курсовому проектированию по прикладной механике, деталям машин и основам конструирования для студентов всех специальностей и форм обучения/ Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1999. - 30с.
6. Ковалев И.М., Янковская Г.С. Детали машин: Справочный материал для расчета и конструирования деталей и узлов машин/ Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. - Барнаул: Б.И., 1993. - 70с.
7. Подшипники качения: Справочник-каталог/ Под ред. В.Н. Нарышкина и Р.В. Коросташевского. - М.: Машиностроение, 1984. - 280с
Подбор электродвигателя, определение требуемой мощности. Расчет редуктора, выбор материалов для колес и шестерен. Расчет клиноременной передачи. Эскизная компоновка редуктора. Выбор и проверка шпонок. Проверочные расчеты валов, подшипников качения. курсовая работа [4,2 M], добавлен 16.03.2015
Кинематический расчет привода и зубчатой тихоходной передачи. Предварительный расчет валов редуктора. Определение геометрических параметров зубчатых колес и параметров корпусных деталей. Расчет подшипников качения и шпоночных соединений привода. курсовая работа [3,3 M], добавлен 06.10.2014
Кинематический расчет привода: выбор электродвигателя, определение частот вращения. Расчет закрытых передач, выбор материала зубчатых колес и определение допускаемых напряжений. Расчет валов и подшипников, корпуса редуктора. Смазка и сборка редуктора. курсовая работа [460,3 K], добавлен 10.10.2012
Выбор электродвигателя и определение его требуемой мощности; кинематический и силовой расчет привода по валам. Расчет тихоходной ступени, выбор материала и допускаемых напряжений. Эскизная компоновка редуктора. Смазка зубчатых зацеплений и подшипников. курсовая работа [859,3 K], добавлен 06.05.2012
Кинематический расчет привода. Выбор материала зубчатой передачи. Определение допускаемых напряжений. Расчет зубчатой передачи редуктора, нагрузки валов редуктора. Разработка чертежа общего вида редуктора. Проверочный расчет подшипников и шпонок. курсовая работа [385,8 K], добавлен 26.09.2014
Кинематический расчет привода и подбор электродвигателя. Расчет зубчатой передачи. Проектный расчет валов редуктора. Выбор и расчет подшипников на долговечность. Выбор и расчет муфт, шпонок и валов. Выбор смазки редуктора. Описание сборки редуктора. курсовая работа [887,5 K], добавлен 16.02.2016
Кинематический расчет передачи и выбор электродвигателя. Расчет цилиндрической передачи. Ориентировочный расчет валов. Расчет основных размеров корпуса редуктора. Подбор подшипников и муфт. Выбор смазочного материала для зубчатой передачи и подшипников. курсовая работа [4,5 M], добавлен 08.02.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Привод специального назначения курсовая работа. Производство и технологии.
Курсовая работа: Вычисление определенного интеграла методами трапеций и средних прямоугольников. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат На Тему Анатомия Спинного Мозга Человека
Контрольная работа по теме Введение в технологические процессы на автомобильном транспорте
Бухгалтерский Учет Внутрихозяйственных Расчетов Курсовая
Дипломная работа по теме Проведение энергетического обследования электрического хозяйства учебно-лабораторного комплекса №6 ОмГТУ
Курсовая работа по теме Создание системы автоматической разметки типов ошибок для Русского Учебного Корпуса
Реферат: Брак по расчету
Дневник Практики Фармацевта Заполненный По Дням
Реферат По Физкультуре На Тему Гимнастика Атлетическая
Отчет по практике по теме Характеристика финансово-экономической деятельности ОАО 'Владхлеб'
Доклад по теме Значение в отечественной историографии и истории трудов Василия Осиповича Ключевского
Современные Чувства Бедной Лизы Сочинение
Реферат: Кормление уток, основные характеристики
Реферат: Smoking And Its Effects Essay Research Paper
Курсовая работа: Комплекс цветной металлургии Украины
Курсовая работа: Обоснование организации связи в районе чрезвычайной ситуации
Дипломная работа по теме Организация рекламной деятельности ЗАО "Зеленая долина"
Контрольная работа по теме Особенности действия уголовного закона
Реферат по теме Обеспечение возврата кредита в современных условиях
корпоративное издание как инструмент внутреннего PRРазвитие вендинговой сети копировальных аппаратов на примере создания новой организации - Маркетинг, реклама и торговля курсовая работаОрганизация технологического процесса производства хлебобулочного цеха производительностью 33-35 тонн в сутки - Производство и технологии дипломная работаПроцессинг РНК. Теломеры и теломераза - Биология и естествознание лекция