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

17 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

57655. Політична система Великої Британії 60.5 KB
  Good morning boys and girls, collogues and guests! Today we got together to discuss the problem: “British political system and the role of Queen Elizabeth II and the Parliament.”
57656. MY FUTURE PROFESSION 56.5 KB
  Teacher: Good morning, children! I am glad to see you! Pupils: Good morning, teacher! We are glad to see you too! Teacher: today we shall talk about professions and your future professions.
57657. Урок-пояснення нового матеріалу в початку вивчення розділу «США» 40 KB
  The USA – The official name of America is the USA or the US (cлайд 1). It was discovered by Christopher Columbus (cлайд 2). The country consists of 50 states (слайд 3). The capital of the USA is Washington (слайд 4). People speak English in America, so people from America and the UK can understand each other.
57658. Му School. At School 34.5 KB
  There are fifty two pupils form. The pupils play in the playground before classes. Some of them wear their school uniform: a white blouse or a shirt and a blue skirt or trousers. Before lessons they sing one or two songs.
57659. MY LAST VISIT TO THE SHOP 144.5 KB
  Practical: to practice pupils’ speech on the topic “Doing Shopping”; to revise vocabulary on the topic and urge pupils to use these words in their speech; to develop pupils’ speaking, reading, listening and writing skills on the topic...
57660. Sport. Kinds of Sports 43.5 KB
  Objectives: to develop students listening, reading, speaking and grammar skills; to revise and enrich students vocabulary on the topic; to practise group work; to motivate students to communicate with each other.
57661. Спорт у світі 85 KB
  Babe Didrikson Zaharias was one of the most extraordinary athletes of all time. She was a champion in basketball and golf. She also swam, boxed, played baseball and many other sports. In 1950, she was named the greatest woman athlete of the first hail of the 20th century.
57662. Відповідальність людей перед природою 32.5 KB
  Teacher: Look at the blackboard, please (слайд 1). Let`s read these quotations of famous people about nature. How do you understand them? Do you agree? What`s your opinion?
57663. Спорт і спортивні ігри 93.5 KB
  Today we will speak about sports and sport games. We are going to refresh your knowledge of the names of sports. You will be able to guess a crossword.