• RU
  • icon На проверке: 14
Меню

Кинематический и силовой расчёты механического привода

  • Добавлен: 25.10.2022
  • Размер: 994 KB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Кинематический и силовой расчёты механического привода

Состав проекта

icon
icon Спецификация.spw
icon Спецификация.dwg
icon Чертеж.dwg
icon Чертеж.cdw
icon эскиз.dwg
icon эскиз.cdw
icon РПЗ.docx

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon Спецификация.dwg

Спецификация.dwg

icon Чертеж.dwg

Чертеж.dwg
Работа с периодическими остановками до 24 часов в сутки
Нагрузка постоянная и переменная одного направления

icon эскиз.dwg

эскиз.dwg

icon РПЗ.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
ПОЛОЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКИ И ГРАФИКИ
ПО ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКЕ
НА ТЕМУ: «КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАССЧЁТЫ МЕХАНИЧЕСТКОГО ПРИВОДА»
РАЗРАБОТАЛ: СТУДЕНТ ГР. 14ХТ-2
ПРОФЕССОР ЗАВИСТОВСКИЙ В.Э.
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ
К КУРСОВОЙ РАБОТЕ ПО ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКЕ
Червячные редукторы применяются в приводах машин работающих с кратковременным или средним режимом по времени.
К достоинствам червячных передач и редукторов относятся возможность получения больших передаточных чисел с одной ступени передач бесшумность работы и высокая сопротивляемость ударным нагрузкам и минимальное число движущихся частей.
К недостаткам червячной передачи следует отнести невысокий КПД повышенный нагрев при длительной работе и необходимость использования бронзы при изготовлении червячных колёс.
В данном курсовом проекте разработан привод состоящий из электродвигателя муфты упругой плоскоременной передачи и червячного редуктора с нижним расположением червяка.
- мощность на приводном валу рабочей машины - ;
- частота вращения вала рабочей машины - ;
- долговечность привода - ;
- характер работы машины – нереверсивный;
- опоры валов – подшипники качения;
- редуктор – одноступенчатый червячный с нижним расположением червяка;
- открытая передача – плоскоременная.
1. Кинематический расчет привода 5
2. Расчет червячной передачи .10
3. Конструирование вала редуктора 13
4. Расчет и выбор подшипников 14
5. Расчет и выбор шпонок 15
1.КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПРИВОДА
Кинематическая схема:
Кинематическая схема: 1- электродвигатель; 2 – плоскоременная передача; 3 – червячный редуктор; 4 – муфта.
nчп=085..09 – КПД червячной передачи;
nпр=093..098 – КПД плоскоременной передачи;
nпк=099..0995 – КПД подшипников качения;
nм=098..099 – КПД муфты.
nmin= nчп* nпр* nпк2* nм=085*093*0992*098=076
nmax= nчп* nпр* nпк2* nм=09*098*09952*099=086
Вычисление потребной мощности электродвигателя.
Ртр= - максимальная потребная мощность;
Выбор типового электродвигателя.
Электродвигатель подбираем по каталогу по определенной потребной мощности с учетом условия . В данном расчёте используется асинхронный двигатель переменного тока (ГОСТ19523-74). Двигатели серии 4А по сравнению с двигателями А2 и А02 имеют определённые преимущества: меньшую массу компактность большие пусковые моменты а также большую надёжность меньшие уровни шума и вибраций. По таблице 1.3 [5] подходят следующие электродвигатели серии 4А:
Номинальная мощность кВт
Синхронная частота вращения мин-1
Выберем из этих трёх электродвигатель один.
Рассчитаем общее передаточное число привода. Действительное передаточное число привода вычисляется по формуле:
где nдв – асинхронная частота вращения которая равна: . – коэффициент скольжения при номинальной нагрузке принимают . Примем S=002. Тогда для выбранных электродвигателей:
На основании рекомендуемых диапазонов значений передаточных чисел механических понижающих передач в таблице 1.4. [5] рассчитаем предельные для данной схемы привода значения передаточного числа:
Рассчитанные и находятся вне диапазона поэтому они из расчёта выключаются. Следовательно выбираем электродвигатель марки 4A71А2У3 (Pдв=075 кВт; ) при установке которого в приводе получаем . Выпишем из таблицы 2.5 [1] основные параметры электродвигателя:
Габаритные размеры мм
Установочно-присоединительные размеры мм
Электродвигатель серии 4А основного исполнения
Разбивка общего передаточного числа привода по ступеням
Разбиваем общее передаточное число привода по ступеням:
где – передаточное число ременной передачи;
– передаточное число червячного редуктора.
Выписываем из таблицы 1.5 [5] ряды значений передаточных чисел ременной передачи и червяного редуктора:
Ряд передаточных чисел ременной передачи ()
Ряд передаточных чисел червячного редуктора ()
Подбираем такие значения и чтобы выполнялось условие:
Выбираем и тогда общее передаточное число привода:
Определение параметров степеней передач (мощность на валу частота вращения вала крутящий момент на валу )
Согласно условию погрешность частоты вращения вала рабочей машины должна быть . Выполним проверку:
Выбор типового редуктора
По найденному вращающему моменту на тихоходном валу двигателя выбираем червячный одноступенчатый редуктор Ч-50 с межосевым расстоянием a=50мм[3].
Габаритные и присоединительные размеры редуктора:
2.РАСЧЕТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ
Червячная передача .
Выбираю справочные данные из табл. 250[3]:
Число зубьев на червяке z1=4;
Число зубьев на червячном колесе z2=40;
Коэффициент диаметра червяка q=10;
Модуль зацепления m=2;
Передаточное отношение u=10;
Коэффициент смещения полюса х=0;
Осевой шаг: р= *m =3.14*2=628 .
Делительный диаметр червяка: d1=q*m=10*2=20(мм);
Угол подъема витка червяка: 218
Ход витка червяка: pz1=p*z=628*4=2512;
Высота головки ha1 и ножки hf1 витков червяка:
ha1= ha1* * m=1*2=2
hf1= hf1* * m=1.2*2=24;
Диаметры вершин и впадин червяка:
da1= ha1*2+d1=2*2+20=24 (мм);
df1=d1-2*hf1=20-2*24=152 (мм).
Передаточное число: u= 10;
Делительный диаметр колеса: d2=m*z2=2*40=80 (мм);
Диаметр вершин da2 и диаметр впадин df2:
da2= d2+2*ha1=80+2*2=84 (мм);
df2= d2 – 2*hf1=80 – 2*24 =752 (мм);
Наибольший диаметр червячного колеса:
damda2+=84 + =86 где k- коэффициент зависящий от формы боковой поверхности витка для вогнутого профиля витка ZT k =4 для остальных k=2;
Ширина колеса: b2da1=0.67*24=1608;
Межосевое расстояние: a= = = 50 (мм);
Предварительное значение модуля m:
M=(1.4..1.7)* = (1.4..1.7)* = (175..2125);
Межосевое расстояние: aw=a+m*
Коэффициент смещения:
Скорость червяка v1 и скорость червячного колеса v2:
Скорость скольжения: vcк= = = 165797()=16579()()
При скорости vск ≤ 5 мс венцы колес закрытых передач изготавливают из безоловянных бронз (БрА9Ж3Л БрА10Ж4Н4Л)[5].
Допускаемые контактные напряжения для безоловяных бронз:
1Проверочный расчет:
где K=Кv*K =коэффициент нагрузки; K коэффициент концентрации нагрузки по длине зубьев колеса; Kv коэффициент динамической нагрузки (K=1; Кv=1 при vск≤3 мс) .
Расчет по напряжению изгиба зуба колеса:
1 Окружная сила на колесе:
Ft2 = Fa1 = = = 099 (H);
2 Напряжение изгиба у основания зуба:
3 Эквивалентное число зубьев zv: zv = = = 4340
Коэффициент формы зуба УF = 1.55;
4 Окружная сила на червяке: Ft1 = Fa2 = = = 046 (H);
5 Вращающий момент на колесе:
T3 = T2 * u * n = 46 * 10 * 0.87 = 4002 (Н*м);
6 Радиальная сила: Fr1 = Fr2 = = = 0388 (H).
1 Уравнение теплового баланса: Wвыд = Wотв =103 * (1- n) *P2
Wвыд = Wотв = 103 * (1-0.87)*0713 = 9269 (Bт);
2 Температура нагрева масла в редукторе:
где [t]=95°C- предельно допустимая температура масла при нижнем расположении червяка; KT – коэффициент теплоотдачи с поверхности корпуса
т.к. tм > [t] то необходимо применить искусственное охлаждение (устанавливаем крыльчатку на вал червяка):
3 Мощность на валу червячного колеса:P= (кВт).
4 Ориентировочное значение поверхности охлаждение корпуса:
А = 20*аw2 = 20*0052 = 005 (м2).
3. КОНСТРУИРОВАНИЕ ВАЛА РЕДУКТОРА
Сконструируем тихоходный (ведомый) вал редуктора.
Выбираем материал вала:
Материал вала – сталь 45.
Принимаем диаметр выходного конца вала . Проверим вал на минимальный требуемый диаметр сечения:
где - допускаемое напряжение на кручение.
Прочность валов обеспечена.
Катет фаски с углом вычисляется по формуле:
Принимаем (из рекомендованного ряда значений на стр. 146 [4]).
Принимаем диаметр вала под подшипники качения и диаметр вала в месте посадки червячного колеса равным 25 мм.
4. РАСЧЁТ И ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ
Выбераем подшипники для тихоходного (ведомого) вала с учётом того что диаметр вала под подшипники качения . Из таблицы 7.8 [5] согласно ГОСТ-333-79 выбираем подшипники роликовые конические однорядные лёгкой серии.
5. РАСЧЁТ И ВЫБОР ШПОНОК
Т.к. высота и ширина призматических шпонок выбираются по стандартам то расчет шпоночных соединений сведем к нахождению длины шпонки на основании принятого допускаемого напряжения.
Выберем и рассчитаем призматичную шпонку по ГОСТ 23360-78 для тихоходного вала следующих размеров с учётом того что диаметр вала под колесо
диаметр хвостовика d2=22:
Принимаем длину первой шпонки под вал с диаметром . .
Принимаем длину второй шпонки под вал с диаметром . Тогда .
Выбираем материал шпонки – сталь 45 следовательно допускаемое напряжение на смятие []см = 70 МПа.
Проверим две шпонки по условию прочности на смятие:
В обоих случаях расчетное напряжение меньше допускаемого следовательно прочность соединений обеспечивается.
В ходе выполнения курсовой работы на тему: «Кинематический и силовой расчёты механического привода» были получены следующие данные: выбран асинхронный электродвигатель марки 4А71А2У3 с мощностью 075 кВт имеющий на валу частоту вращения и вращающий момент .
Также при выполнении курсовой работы выбран червячный редуктор Ч-50 имеющий передаточное отношение 10 () подшипники: один конический однорядный роликовый с обозначением 7205 шпонки призматичные 8x7x16 и 8x7x18. Согласно заданию погрешность частоты вращения ведомого вала рабочей машины должна быть . Выполним проверку:
Требуемая частота вращения на выходном валу обеспечена.
. Так как ближайший электродвигатель имеет мощность равную 075 кВт гораздо большую чем требуемая (05 кВт) то имеем такую погрешность.
Курсовое проектирование деталей машин: Справочное пособие. Часть 1 А.В. Кузьмин Н.Н. Макейчик В.Д. Калацев и др. – Мн.: Выш.шк. 1982.
Детали машин. Проектирование: учебное пособие Л. В. Курмаз А.Т. Скойбеда. 2-е издание исправленное и дополненное – Мн.: УП «Технопринт» 2002.
Анфимов Н. И. Редукторы. Конструкция и расчет. – М.:Машиностроение–1993.
Завистовский В.Э.: учебно-методический комплекс для студентов специальгости 1-48 01 03 “Химическая технология природных энергоносителей и углеродных метериалов “ Ч.2: Детали машин и аппаратов .В 3 кн. Кн. 1 Новополоцк : ПГУ 2010.
Завистовский В.Э.: учебно-методический комплекс для студентов специальгости 1-48 01 03 “Химическая технология природных энергоносителей и углеродных метериалов “ Ч.2: Детали машин и аппаратов .В 3 кн. Кн. 2 Новополоцк : ПГУ 2010.

Свободное скачивание на сегодня

Обновление через: 8 часов 41 минуту
up Наверх