39376

Проектирование двухступенчатого механического привода

Курсовая

Производство и промышленные технологии

механизм лебедки по рекомендациям [Чернилевский с. Определим угловую скорость 3го вала: Определим мощность 3го вала: Для двухступенчатого привода подберем двигатель и произведем кинематический и силовой расчет если мощность и угловая скорость выходного вала известны и соответственно равны: Мощность требуемая от электродвигателя: где общий КПД привода: По ГОСТ 1952381 выбираем ближайший по мощности электродвигатель 4А200М6У3 [Чернилевский с. 227] выполняя условие для которого При данной частоте вращения общее передаточное...

Русский

2013-10-03

1.61 MB

13 чел.

Содержание

  1.  Задание ………………………………………………………………………..3
  2.  Выбор электродвигателя. Расчет силовых и кинематических параметров привода ……………………………………………………………………..…4
  3.  Расчет редукторной передачи …………………………………………...…..7
  4.  Расчет конической прямозубой  передачи ………………………………10
  5.  Эскизная компоновка. Предварительный расчет валов. Подбор подшип-ников ……………………………………………….………………………...13
  6.  Уточненный расчет ведомого вала ………………………………………...16


Задание.

Дано:

 

Задание: Спроектировать двухступенчатый механический привод.

  1.  
    Выбор электродвигателя. Расчет силовых и кинематических параметров привода.

Поскольку привод реверсивный (т.к. механизм лебедки), по рекомендациям [Чернилевский, с. 15-17], ориентируемся на электродвигатель с синхронной частотой .

Определим угловую скорость 3-го вала:

Определим мощность 3-го вала:

Для двухступенчатого привода, подберем двигатель и произведем кинематический и силовой расчет, если мощность и угловая  скорость выходного вала известны и соответственно равны:

Мощность, требуемая от электродвигателя:

где  - общий КПД привода:

По ГОСТ 19523-81 выбираем ближайший по мощности () электродвигатель 4А200М6У3 [Чернилевский, с. 227], выполняя условие , для которого

 

При данной частоте вращения общее передаточное отношение

Применим следующие значения передаточных отношений редуктора и открытой зубчатой передачи в соответствии с рекомендациями [Чернилевский, с. 18]: , тогда

Определяем частоту вращения и угловые скорости валов привода:

Ведущего вала редуктора :

Ведомого вала редуктора (он же ведущий вал открытой зубчатой передачи):

Ведомого вала зубчатой передачи :

Определяем вращающие моменты на валах привода:

На ведущем валу редуктора:

На ведомом валу редуктора (он же ведущий вал зубчатой передачи):

На ведомом валу зубчатой передачи:

  1.  
    Расчет редукторной передачи.

Межосевое расстояние  зубчатой косозубой передачи из условия сопротивления контактной усталости рабочих поверхностей зубьев определим:

где  - передаточное число;   (т.к. симметричное расположение зубчатых колес относительно опор):

где ; - коэффициент долговечности для срока службы редуктора 36000 ч;  - коэффициент безопасности при поверхностном упрочнении зубьев.

Полученное значение  округляем до большего стандартного [Чернилевский, табл. 4.7] принимаем

Определяем ширину венца зубчатого колеса (для принятой твердости ширина венцов назначается одинаковой ):

По табл. П3 [Чернилевский, с.229] принимаем

Значение модуля из условия сопротивления изгибной усталости определяем по формуле:

Где окружная сила

Допустимое напряжение изгиба определим по формуле:

Где по табл. 4.3 [Чернилевский, с. 46]   - коэффициент при одностороннем направлении нагрузки при ресурсе работы 36000 ч;  - коэффициент безопасности для колес, изготовленных из штамповок. По рекомендациям [Чернилевский, с. 51] принимаем .

Определяем числа зубьев колес и угол наклона зубьев, для чего предварительно задаемся углом наклона зубьев  

Находим суммарное число зубьев

Принимаем  и определяем действительное значение угла :

;

Число зубьев шестерни равно:

Число зубьев колеса равно:

Фактическое передаточное число редуктора равно:

Определим диаметры колес:

Проверяем межосевое расстояние  по делительным диаметрам колес:

Определим диаметры вершин зубьев:

Определим диаметры впадин зубьев:

Определяем окружную скорость в зацеплении:

По рекомендациям [Чернилевский, с.49] принимаем 8-ю степень точности изготовления зубчатых колес.

Силы, действующие на зацеплении, определим:

Окружная сила

Радиальная сила

Осевая сила

Сопоставляя габариты колес спроектированной передачи с рекомендациями [Чернилевский, табл. 4.1], удостоверяемся, что назначенная в начале расчета марка стали 40Л для шестерни и 45 для колеса не требует изменения.

  1.  
    Расчет конической прямозубой  передачи.

Межосевое расстояние  зубчатой прямозубой передачи из условия сопротивления контактной усталости рабочих поверхностей зубьев определим:

где  - передаточное число;   (т.к. симметричное расположение зубчатых колес относительно опор):

где ; - коэффициент долговечности для срока службы редуктора 36000 ч;  - коэффициент безопасности при поверхностном упрочнении зубьев.

Полученное значение  округляем до большего стандартного [Чернилевский, табл. 4.7] принимаем

Определяем ширину венца зубчатого колеса (для принятой твердости ширина венцов назначается одинаковой ):

По табл. П3 [Чернилевский, с.229] принимаем

Значение модуля из условия сопротивления изгибной усталости определяем по формуле:

Где окружная сила

Допустимое напряжение изгиба определим по формуле:

Где по табл. 4.3 [Чернилевский, с. 46]   - коэффициент при одностороннем направлении нагрузки при ресурсе работы 36000 ч;  - коэффициент безопасности для колес, изготовленных из штамповок. По рекомендациям [Чернилевский, с. 51] принимаем .

Определяем числа зубьев колес, угол наклона зубьев  

Находим суммарное число зубьев

Принимаем

Число зубьев шестерни равно:

Число зубьев колеса равно:

Фактическое передаточное число редуктора равно:

Отличается от ранее принятого  на 0,2%, что допустимо. Уточняем частоту вращения ведомого вала ; отклонение от заданного составляет 0,1%, что вполне допустимо.

Определим диаметры колес:

Проверяем межосевое расстояние  по делительным диаметрам колес:

Определим диаметры вершин зубьев:

Определим диаметры впадин зубьев:

Определяем окружную скорость в зацеплении:

По рекомендациям [Чернилевский, с.49] принимаем 8-ю степень точности изготовления зубчатых колес.

Силы, действующие на зацеплении, определим:

Окружная сила

Радиальная сила

Осевая сила

Сопоставляя габариты колес спроектированной передачи с рекомендациями [Чернилевский, табл. 4.1], удостоверяемся, что назначенная в начале расчета марка стали 20ХН2М не требует изменения.

  1.  
    Эскизная компоновка. Предварительный расчет валов. Подбор подшипников.

Эскизную компоновку редуктора выполняем в соответствии с рекомендациями [Чернилевский, с.105].

Входной (быстроходный) вал редуктора выполним за одно целое с зубчатыми венцами.

Назначаем предварительные размеры отдельных участков валов.

Диаметр  выступающего конца быстроходного вала определяем:

По табл. П3 [Чернилевский, с.229] принимаем стандартное значение .

Диаметр вала под подшипник определяем по зависимости:

Полученный результат округляем до стандартного значения ряда .

Диаметр выступающего конца тихоходного вала определим:

Полученный результат округляем до стандартного ряда [Чернилевский, с.229] .

Определим диаметр вала под подшипник:

Где  - размер фаски в отверстиях ступицы, значение принимаем из таблицы [Чернилевский, табл. 8.13]. Так как диаметр  находится в пределах от 30 до 60мм то выбираем  и . Полученный результат округляем до стандартного ряда .

По табл. 8.12 [Чернилевский, с.148] подберем длину цилиндрического  консольного участка  предназначенный для сопряжения с полумуфтой (быстроходный вал). Так как диаметр вала , то .

Теперь подберем длину цилиндрического  консольного участка  предназначенный для сопряжения зубчатым колесом (тихоходный вал). Так как диаметр вала , то . Предусмотрим буртики для колеса ориентируясь на таблицу 8.13 вариант 2.

Для осевого фиксирования вала осуществляемого на двух опорах выбираем схему типа «враспор» [Чернилевский, рис. 7.4,а]. В этом случае торцы внутренних колес обоих подшипников упираются в буртики вала. Внешние торцы наружных подшипников упираются в торцы крышек.

Определяем расстояние  для очерчивания внутреннего контура корпуса, для цилиндрической передачи определим:

Так как для всех редукторов  должно быть не менее 8мм, следовательно .

Примем расстояние  от контурной линии для установки мазеудерживающего кольца по рекомендациям [Чернилевский, с.112], .

Подберем подшипник качения по динамической грузоподъемности по таблице 7.3 [Чернилевский, с.118]:

На быстроходном валу

Где

На тихоходном валу

Выбираем подшипники легкой серии для быстроходного вала, шариковые радиальные однорядные 310 (ГОСТ 8328-83) , и для тихоходного вала из особо легкой серии шариковые радиальные однорядные 213 (ГОСТ 8328-83)  [Черменский, с.106].

  1.  
    Уточненный расчет ведомого вала.

Примем, что нормальное напряжение от изгиба изменяется по симметричному циклу, а касательное от кручения – по отнулевому (пульсирующему).

Уточненный расчет состоит в определении коэффициентор запаса прочности для опасных сечений и сравнений их с требуемыми (допустимыми) значениями.

Условие прочности .

Материал вала сталь 40ХН, термическая обработка – улучшение. Пределы выносливости при симметричном цикле изгиба и при симметричном цикле касательных напряжений:

Определим коэффициенты концентраторов напряжения в месте посадки подшипника с гарантийным натягом.

; ;

Осевой момент сопротивления сечения равен:

Полярный момент сопротивления сечения равен:

Амплитуда и среднее напряжение отнуленого цикла:

Амплитуда нормальных напряжений:

Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

Определим коэффициенты концентраторов напряжения в месте посадки зубчатого колеса, т.е. наличника шпоночной канавки.

; ;

Осевой момент сопротивления сечения равен:

Полярный момент сопротивления сечения равен:

Амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

Амплитуда нормальных напряжений:

Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

Условие прочности выполняется.


Лист

15

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

67503. Исторические предпосылки конфликтности российского общества 158.5 KB
  Все институты власти и саморегуляции общества складывались постепенно и пронизывали все слои общества делая его носителем единой культуры. Страна вошла в круг общеевропейской христианской культуры. Христианство впитало достижения иудейской древнегреческой и древнеримской культуры.
67504. Семь лекций по истории социологии 97.5 KB
  В книге рассматриваются основные принципы истории социологии; анализируются ключевые идеи из которых сформировалась социология и благодаря которым предыстория этой дисциплины превратилась в ее историю; представлены интеллектуальные портреты некоторых классиков социологической мысли...
67505. Структура конфликта 3.02 MB
  Структура конфликта Рассматриваемые в лекции вопросы Конфликт: сущность и специфика конфликтного взаимодействия. Структура конфликта: характеристика основных элементов конфликтного взаимодействия. Объективные и личностные элементы конфликта. Конструктивные и деструктивные функции конфликта.
67506. Классификация и параметры сетей 780.5 KB
  Информационно вычислительные сети являются сегодня мощным средством обработки информации. Компонентами Вычислительной сети могут быть ЭВМ и периферийные устройства являющиеся источниками и приемниками данных. ООД и АКД вместе представляют собой Станцию данных или узел сети...
67507. Теоретические основы финансово-коммерческих вычислений 64.5 KB
  Фактор времени в финансово-коммерческих расчетах Российская экономика все более интегрируется в мировую экономику что требует использования финансового инструментария применяемого развитыми странами и международными организациями в финансовой практике. Важность учета фактора времени...
67508. Операции наращения. Простые проценты. Формула простых процентов 223.5 KB
  При использовании простых ставок процентов проценты процентные деньги определяются исходя из первоначальной суммы долга. Схема простых процентов предполагает неизменность базы с которой происходит начисление процентов.
67509. Операции дисконтирования. Сущность дисконтирования 57.5 KB
  Такие ситуации возникают при разработке условий финансовой сделки, или когда проценты с наращенной суммы удерживаются непосредственно при выдаче ссуды. Процесс начисления и удержания процентов вперед, до наступления срока погашения долга, называют учетом, а сами проценты в виде разности наращенной и первоначальной сумм долга дисконтом.
67510. Потоки платежей и финансовые ренты. Сущность потока платежей и основные категории 203 KB
  Потоки платежей являются неотъемлемой частью всевозможных финансовых операций: с ценными бумагами, в управлении финансами предприятий, при осуществлении инвестиционных проектов, в кредитных операциях, при оценке бизнеса, при оценке недвижимости, выборе альтернативных вариантов финансовых операций...
67511. Инфляция в финансово-коммерческих расчетах. Сущность инфляции и необходимость ее учета в количественном анализе 62 KB
  Инфляция это экономическое явление которое возникает вследствие целого комплекса как политических так и социально-экономических событий. Уровень инфляции выступает обобщающим показателем финансово-экономического положения страны. Внешним проявлением инфляции является повышение общего уровня цен...