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

2680. Сегментация рынка товаров потребительского и промышленного назначения на примере ООО Торговый дом Кама 120.8 KB
  Организации, действующие на рынке, осознают, что их товары или услуги не могут полностью удовлетворить запросы и желания  всех потребителей. В идеале, организация должна стараться занять все рыночные ниши (сегменты), для максимизации п...
2681. Электронные узлы измерительных устройств 2.25 MB
  Проектирование как этап создания нового прибора есть процесс преобразования информации, заложенной в техническом задании, в информацию, необходимую для изготовления создаваемого прибора. Ему предшествуют такие начальные этапы как технико-эконо...
2682. Расчет газопровода от поселка Крутинка до поселка Атрачи 204.68 KB
  Рассчитать газопровод от п. Саргатское до п. Андреевка Определить диаметр газопровода из условия обеспечения нормального и экономичного газоснабжения всех потребителей. Гидравлический расчет выполняется по максимальным часовым расходам с учетом коэф...
2683. Разработка автоматизированной системы управления технологическими процессами фирмы Allen Bradley 401.23 KB
  Внедрение АСУ ТП позволяет значительно повысить эффективность производства за счет: получения достоверной информации с технологических объектов, оперативного контроля, управления процессами и учета готовой продукции, повышения...
2684. Расчет среднегодовых технико-экономических производственно-отопительной котельной 142.28 KB
  В связи с ростом промышленного производства и развитием социальной структуры населенных пунктов, ежегодно возрастает потребность тепловой энергии на технологические нужды, отопление и вентиляцию. Темой курсовой работы является проект котель...
2685. Проектирование металлорежущих инструментов 423.52 KB
  Проектирование круглого фасонного резца. Назначение фасонных резцов. Анализ исходных данных. Выбор инструментального материала. Выбор формы передней и задней поверхности резца и его геометрических параметров в базовой точке...
2686. Волны в упругих средах 957.5 KB
  Волны в упругих средах  Волновые процессы Предположим, что точка, совершающая колебание находится в среде, все частицы которой связаны между собой. Тогда энергия ее колебания может передаваться окружаю - щим точкам, вызывая их колебание. Явлени...
2687. Электроизмерительные приборы 217 KB
  Цель работы: Изучить физические принципы действия и основные характеристики электроизмерительных приборов. На основе электромеханического стрелочного прибора М-93 собрать и исследовать миллиамперметр постоянного тока и вольтметры для измерения...
2688. Коллекторские свойства горных пород 2.73 MB
  коллекторские Свойства горных пород Типы пород–коллекторов Коллектором называется горная порода (пласт, массив), обладающая способностью к аккумуляции и фильтрации воды, нефти и газа. Под горной породой понимается естественный твердый минера...