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

15 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

21723. Модели надёжности установок с восстановлением 310 KB
  Модели надёжности установок с восстановлением При экспоненциальном законе распределения времени восстановления и времени между отказами для расчёта показателей надёжности установки с восстановлением пригоден математический аппарат марковских случайных процессов. Дискретный случайный процесс называется марковском если все вероятностные характеристики будущего протекания этого процесса при зависят лишь от того в каком состоянии этот процесс находился в настоящий момент времени и не зависят от того каким образом этот процесс протекал до...
21724. Общие принципы определения ущерба от нарушений электроснабжения 80 KB
  Общие принципы определения ущерба от нарушений электроснабжения Проблема оценки ущерба от нарушений электроснабжения вызываемых отказами электрооборудования возникает как при проектировании так и при эксплуатации энергетических объектов. При проектировании потребность в характеристике ущерба ощущается как правило когда определяется экономическая эффективность капитальных вложений при выборе вариантов технических и организационнохозяйственных решений влияющих на степень надежности электроснабжения потребителей. При эксплуатации...
21725. Технико-экономическая оценка последствий от нарушений электроснабжения объектов производственных систем 240 KB
  Техникоэкономическая оценка последствий от нарушений электроснабжения объектов производственных систем 8.1 Модель поведения участка производства при нарушениях его электроснабжения По характеру последствий все отказы участков производственной системы можно разделить на три группы: 1 не обесценивающие производственную продукцию; 2 частично обесценивающие; 3 полностью обесценивающие. В этом случае длительность простоя производственного участка соответствует длительности нарушения электроснабжения . Большинство нарушений электроснабжения...
21726. Накопители на жестких магнитных дисках 116 KB
  1 БУСД блок управления 3х фазным синхронным двигателем шпинделя; И инвертор; СД синхронный двигатель; БП блок питания; ВК внутренний контроллер БУП блок управления позиционированием головки; ОЗУ оперативное запоминающее устройство ВК; см сервометка; ДПГ датчик позиционирования головки. Кроме того он дает разрешение на выпуск головки при достижении минимальной скорости вращения. Для записи и считывания используются магнитные головки представляющие собой катушки индуктивности которые выполняются по тонкопленочной технологии....
21727. Устройства массовой памяти на сменных носителях 180 KB
  Устройства массовой памяти на сменных носителях Вопросы: Магнитооптические диски. Оптические диски CD DVD PD. Эти устройства подключаются к компьютеру с помощью следующих интерфейсов: АТА SCSI USB Наибольшей популярностью пользуются в настоящее время CD DVD и магнитооптические диски. Магнитооптические диски.
21728. Аудио система персонального компьютера 245.5 KB
  Собственно цифровые каналы звуковой карты проходят через интерфейсные схемы например MIDI от шины расширения до ЦАП и от АЦП обратно к шине. На этих картах располагается и порт традиционного MIDI. Интерфейс MIDI Цифровой интерфейс музыкальных инструментов MIDI Musical Instrument Digital Interface является последовательным асинхронным интерфейсом с частотой передачи 3125 Кбит с. В настоящее время интерфейс MIDI имеют и дорогие синтезаторы и дешевые музыкальные клавиатуры пригодные в качестве устройств ввода компьютера.
21729. Коммуникационные устройства 306.5 KB
  Обмен данными требуется для различных целей: передачи файлов совместного использования периферийных устройств например принтеров доступа к разнообразным информационным услугам Интернета и частных сетей приема и передачи факсимильных сообщений посылки сообщений на пейджеры и мобильные телефоны установление голосовой связи IPтелефония видеосвязи и даже совместных игр по сети. СОМпорт Последовательный интерфейс для передачи данных в одном направлении использует одну сигнальную линию по которой информационные биты передаются друг за...
21730. Беспроводные интерфейсы связи 575 KB
  Инфракрасный интерфейс IrDA 2. В беспроводных интерфейсах используются электромагнитные волны инфракрасного IrDA Infrared Data Association и радиочастотного Blue Tooth диапазонов. Инфракрасный интерфейс IrDA 1. Общая характеристика IrDA Применение излучателей и приемников инфракрасного ИК диапазона позволяет осуществлять беспроводную связь между парой устройств удаленных на расстояние нескольких метров.
21731. Общая характеристика периферийных устройств ЭВМ 68.5 KB
  Общая характеристика периферийных устройств ЭВМ Вопросы: Введение в дисциплину периферийные устройства ПУ ЭВМ. Введение в дисциплину периферийные устройства ПУ ЭВМ. Как известно совместимый IBM PC компьютер организован по фоннеймановской архитектуре которая была сформулирована Джорджем фон Нейманом еще в 1945году и имеет следующие принципы: ЭВМ состоит из блока управления БУ и арифметикологического устройства АЛУ. Согласно этой архитектуры ЭВМ можно условно разделить на устройства непосредственной обработки информации и...