39380

Расчет привода

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Выбор двигателя. От типа двигателя его мощности частоты вращения и прочего зависят конструктивные и эксплуатационные характеристики рабочей машины и ее привода. Мощность двигателя зависит от требуемой мощности рабочей машины а его частота вращения от частоты вращения приводного вала рабочей машины.3 Определяем требуемую мощность двигателя по формуле 3 2.

Русский

2013-10-03

518 KB

6 чел.

  1.  Исходные данные

Рис 1. Кинематическая схема привода

  По кинематической схеме машина работает следующим образом

  1.   Срок службы приводного устройства

Определяем срок службы (ресурс) в часах по формуле

(1)

где: - срок службы привода, 5 лет;

       - продолжительность смены, 8ч.;

      - число смен;

      - коэффициент учитывающий ремонт и обслуживание

2. Выбор двигателя. Энергетический расчет привода.

Двигатель является одним из основных элементов машинного агрегата. От типа двигателя, его мощности, частоты вращения и прочего зависят конструктивные и эксплуатационные характеристики рабочей машины и ее привода.

Мощность двигателя зависит от требуемой мощности рабочей машины, а его частота вращения- от частоты вращения приводного вала рабочей машины.

2.1 Мощность на выходном вале редуктора

2.2 Определяем общий коэффициент полезного действия (КПД) привода по формуле

(2)

где: - коэффициент полезного действия закрытой передачи;

      - коэффициент полезного действия открытой передачи;

       - коэффициент полезного действия муфты;

      - коэффициент полезного действия подшипников качения

Определяем общий КПД , используя данные табл. 2.2 [1]

2.3 Определяем требуемую мощность двигателя по формуле

(3)

2.4 Определяем тип двигателя по табл. К9 [1] исходя из

Результаты выбора сводим в таблицу

Табл.1 Типы двигателей

Тип двигателя

Номинальная мощность, кВт

Частота вращения, об/мин

синхронная

номинальная

4АМ112М2УЗ

8,0

3000

2800

4АМ132S4УЗ

8,0

1500

1455

4АМ132M6УЗ

8,0

1000

870

4АМ160S8УЗ

8,0

750

730

Окончательный выбор двигателя произведем после определения передаточного числа привода и его ступеней.

3.  Кинематический расчет привода

Передаточное число привода определяется отношением номинальной частоты вращения двигателя  к частоте вращения приводного вала рабочей машины при номинальной нагрузке и равно произведению передаточных чисел закрытой и открытой передач.

(4)

3.1 Частота вращения выходного вала редуктора

3.2 Определяем передаточное число привода для всех приемлемых

вариантов типа двигателя из табл. 1 при заданной номинальной мощности по формуле

(5)

3.3 Определяем передаточные числа ступеней привода.

Определение и выбор передаточных чисел ступеней производится разбивкой передаточного числа привода для всех вариантов типа двигателя. Производим разбивку ступеней, оставив передаточное число редуктора постоянным по формуле

(6)

где: - передаточное число редуктора, 6,3

Полученные данные сведем в таблицу

Табл. 2 Передаточные числа

передаточное число

тип двигателя

4АМ112M2УЗ

4АМ132S4УЗ

4АМ132M6УЗ

4АМ160S8УЗ

привода

70

36,37

21,75

18,25

открытой

передачи

11,11

5,77

3,45

2,89

цилиндрического редуктора

6,3

6,3

6,3

6,3

Проведем дальнейший расчет для двигателя 4АМ132M6УЗ, так как в первом и втором варианте получилось большое передаточное число, что говорит о больших габаритах открытой передачи, а в последнем использован малооборотистый привод, не рекомендованный для приводов общего назначения.

4. Определение силовых параметров привода

Исходя из последовательности соединения элементов привода

4.1 Определяем мощности

а) двигателя

б) быстроходного вала редуктора

(7)

в) тихоходного вала редуктора

(8)

4.2 Определяем частоту вращения

а) двигателя

б) быстроходного вала редуктора

(9)

в) тихоходного вала редуктора

(10)

4.3 Угловую скорость

а) двигателя

(11)

б) быстроходного вала редуктора

в) тихоходного вала редуктора

(12)

4.4 Вращающий момент

а) двигателя

(13)

б) быстроходного вала редуктора

(14)

в) тихоходного вала редуктора

(15)

Полученные данные сводим в таблицы

Табл. 3 Кинематические параметры привода

параметр

передача

закрытая

открытая

передаточное число

6,3

3,45

КПД

0,96

0,96

Табл. 4 Силовые параметры привода

параметр

двигателя

вал

быстроходный

тихоходный

расчетная мощность, кВт

8,0

7,6

7,22

угловая скорость, 1/с

91,06

26,39

4,19

частота вращения, об/мин

870

252,17

40

вращающий момент, Нм

87,85

288

1725

5 Расчет валов. Выбор подшипников.

Основными критериями работоспособности проектируемых редукторных валов являются прочность и выносливость. Они испытывают сложную деформацию - совместное действие кручения, изгиба и растяжения (сжатия). Так как напряжения в валах от растяжения небольшие, в сравнении с напряжениями от кручения и изгиба, то их обычно не учитывают.

Расчет редукторных валов произведем в два этапа: проектный (приближенный) расчет валов на чистое кручение; проверочный (уточненный) расчет валов на прочность по напряжениям изгиба и кручения.

5.1 Выбор материалов валов

В редукторах рекомендуется применять термически обработанные среднеуглеродистые и легированные стали, одинаковые для быстроходного и тихоходного вала.

Материал вала - сталь 45,

термообработка,- нормализация,

твердость-  179...207 НВ,

5.2 Допускаемые напряжения на кручение

Проектный расчет валов выполняется по напряжениям кручения (как при чистом кручении), т. е. при этом не учитывают напряжения изгиба, концентрации напряжений и переменность напряжений во времени (циклы напряжений). Поэтому для компенсации приближенности этого метода расчета, допускаемые напряжения на кручение применяют заниженными

5.3 Определение геометрических параметров ступеней валов

5.3.1 Выходной конец быстроходного вала

На этом конце будет крепиться полумуфта

Диаметр шейки

(16)

Принимаем ближайшее стандартное

Длина шейки

(17)

Принимаем ближайшее стандартное

5.3.2 Шейка под подшипник быстроходного вала

Диаметр шейки

(18)

Принимаем стандартный размер под внутреннюю обойму подшипника

Принимаем длину шейки равной ширине подшипника плюс ширина уплотнительного кольца.

Предварительно назначаем для быстроходного вала радиальные шарикоподшипники:

5.3.3 Шейка под шестерню быстроходного вала

(19)

5.3.4 Выходной конец тихоходного вала

Диаметр шейки

Принимаем ближайшее стандартное

Длина шейки

(20)

Принимаем ближайшее стандартное

5.3.5 Шейка под подшипник тихоходного вала

Диаметр шейки

(21)

Принимаем ближайший стандартный размер под внутреннюю обойму подшипника

Длина подшипниковой шейки.

Принимаем длину шейки равной ширине подшипника плюс ширина уплотнительного кольца. Предварительно назначаем для быстроходного вала радиальные шарикоподшипники:

5.3.6 Шейка под зубчатое колесо

(22)

6 Выбор муфты

В проектируемом приводе применены компенсирующие разъемные муфты нерасцепляемого класса в стандартном исполнении.

Для соединения выходного конца двигателя и быстроходного вала редуктора, установленных, как правило, на общей раме, применены упругие втулочно-пальцевые муфты. Эти муфты обладают достаточными упругими свойствами и малым моментом инерции для уменьшения пусковых нагрузок на соединяемые валы

 Основной характеристикой для выбора муфты является номинальный вращающий момент, установленный стандартом. Муфты выбирают по большему диаметру концов соединяемых валов и расчетному моменту, который должен быть в пределах номинального.

Полумуфты изготовляют из чугуна марки СЧ 20 (ГОСТ 1412—85) или стали ЗОЛ (ГОСТ 977—88); материал пальцев — сталь 45 (ГОСТ 1050—88); материал упругих втулок — резина с пределом прочности или разрыве не менее 8 Н/мм

Исходя из момента и диаметра применяем муфту

7 Расчет закрытой зубчатой передачи

7.1 Определяем межосевое расстояние по формуле

(23)

где:   - вспомогательный коэффициент, для прямозубых передач 49,5;

           - передаточное число редуктора;

         - вращающий момент на тихоходном валу, ;

     - допускаемое контактное напряжение колеса с менее прочным

                зубом или среднее допускаемое контактное напряжение, ;

     - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. Для

                прирабатывающихся зубьев ;

      - коэффициент ширины венца колеса, равный 0,28…0,36 для шестерни,

               расположенной симметрично относительно опор

      

Принимаем значение из стандартного ряда чисел

7.2 Определяем модуль зацепления по формуле

(24)

где:   - вспомогательный коэффициент, для прямозубых передач =6,8;

          - делительный диаметр колеса, мм;

           - ширина венца колеса, мм;

      - допускаемое напряжение изгиба материала колеса с менее прочным

                  зубом,

(25)

(26)

Округляем до ближайшего стандартного значения и выбираем из ряда предпочтительных чисел

7.3 Определяем суммарное количество зубьев по формуле

(27)

7.4 Определяем количество зубьев шестерни

(28)

7.5 Определяем количество зубьев колеса

(29)

7.6 Фактическое передаточное число

(30)

7.7 Фактическое межосевое расстояние

(31)

7.8 Основные геометрические параметры передачи

7.8.1 Делительный диаметр

(32)

а) шестерни

б) колеса

7.8.2 Диаметр вершин зубьев

(33)

а) шестерни

б) колеса

7.8.3 Диаметр впадин зубьев

(34)

а) шестерни

б) колеса

7.8.4 Ширина венца

а) колеса

а) шестерни

Полученные данные сводим в таблицу

Табл. 5 Основные геометрические параметры передачи

Параметр

шестерня

колесо

делительный диаметр, , мм

74,00

466,00

диаметр вершин, , мм

78,00

470,00

диаметр впадин, , мм

69,20

461,20

ширина венца, , мм

90,00

86,00

8 Расчет открытой передачи

Ременные передачи относятся к категории быстроходных передач. Исходными данными для расчета ременных передач являются номинальная мощность и номинальная частота вращения двигателя или условия долговечности ремня.

В разрабатываемом проекте конструируются ременные передача открытого типа с ремнем клинового сечения.

Расчет ременных передач проводится в два этапа: первый— проектный

расчет с целью определения геометрических параметров передачи;

второй— проверочный расчет ремней на прочность.

8.1  Проектный расчет ременной передачи

8.1.1 Выбираем сечение ремня

Выбор сечения ремня производится в зависимости от мощности, передаваемой ведущим шкивом, равной номинальной мощности двигателя и его частоты вращения, равной номинальной частоте вращения двигателя.

В нашем случае будет сечение

Б

8.1.2 Определяем минимально допустимый диаметр ведущего шкива

Диаметр ведущего шкива зависит от вращающего момента на валу двигателя и выбранного сечения ремня.

8.1.3 Определяем диаметр ведомого шкива

(35)

где: - коэффициент скольжения,

Выбираем ближайший диаметр из стандартного ряда

8.1.4 Определяем фактическое передаточное число

(36)

Проверяем отклонение по условию

(37)

что удовлетворяет условию

8.1.5 Ориентировочное межосевое расстояние

(38)

где: - высота сечения клинового ремня,

8.1.6 Расчетная длина ремня

(39)

Из табл. К31 [1] выбираем ближайший стандартный ремень

5.1.7 Уточняем значение межосевого расстояния по стандартной длине

(40)

8.1.8 Определяем угол обхвата ремнем ведущего шкива

(41)

Для клиновых ремней

8.1.9 Определяем скорость ремня

(42)

что обеспечивает использование ременной передачи при заданных диаметров шкивов

8.1.10 Частота пробегов ремня

(43)

Соотношение пробегов условно выражает долговечность ремня и его соблюдение гарантирует срок службы - 1000...5000 ч.

что обеспечивает гарантированное использование ременной передачи при заданных диаметров шкивов

8.1.10 Допускаемая мощность, передаваемая одним клиновым ремнем

Допускаемая мощность , передаваемая одним клиновым ремнем, зависит от типа ремня, его сечения, скорости и диаметра ведущего шкива.

По табл. 5.5 [1] определяем, что один клиновой ремень сечением Б при окружной скорости 5,6 м/с способен передать мощность в 2,26 кВт, следовательно необходимое количество ремней для передачи общей мощности составит

(44)

8.1.11 Сила предварительного натяжения

(45)

где: - коэффициент влияния отношения расчетной длины ремня к базовой,

            

      - коэффициент угла обхвата,

      - коэффициент динамичности нагрузки и длительности работы,

            

8.1.12 Окружная сила, передаваемая комплектом ремней

(46)

8.1.13 Сила натяжения ветвей

а) ведущей ветви

(47)

б) ведомой ветви

(48)

8.1.14 Сила давления ремней на вал

(49)

Литература.

1. Шейблит А.Е. «Курсовое проектирование деталей машин» 2002 г.

2. Дунаев П. Ф., Пелинов О. П. «Курсовое проектирование» 1984 г.

3. Чернавский С.А. «Курсовое проектирование деталей машин» 1987 г.

4. Чернилевский Д.В. «Курсовое проектирование деталей машин и механизмов» 1980 г.

5. Посилевич  Г. Б. «Детали машин» 1988 г.

6. Федосьев  В. И. «Сопротивление материалов» 1985 г.


Изм

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Разраб.

Привод

В

Литер

Лист

Листов

Провер.

У

1

Н.конр.

Утв.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22711. Протиріччя у зовнішньополітичному курсі президента Дж. Кеннеді 38.5 KB
  Кеннеді. Піднесення національновизвольного руху у країнах третього світу примусило адміністрацію Кеннеді розглядати цей регіон як пріоритетний. Попри наполягання американських військовиків Кеннеді заборонив повторний повітряний наліт як і перебування американських кораблів та підводних човнів в межах 20мильної зони ЗО км від місця висадки десанту. Для Кеннеді це був важкий удар.
22712. Основні напрямки зовнішньої політики адміністрації Л. Джонсона 27.5 KB
  Він продовжив політику нормалізації відносин з СРСР: всупереч позиції конгресу надав московському урядові кредити на закупівлю хліба в американських фермерів; 1964 року оголосив доктрину наведення мостів розвиток торговельних і гуманітарних зв'язків із деякими соціалістичними країнами 1968 року підписав Договір про нерозповсюдження ядерної зброї а під завісу свого урядування готувався до переговорів щодо обмеження стратегічних озброєнь ОСО1.Джонсон все ж 1965 року проголосив нову доктрину названу його ім'ям Доктрина Джонсона яка...
22713. Доктрина ядерного стримування у зовнішній політиці США 32 KB
  Доктрина ''ядерного стримування'' у зовнішній політиці США. Ядерное оружие играет важнейшую роль в системе обороны США их союзников и друзей. Этот ядерный потенциал обладает уникальными свойствами которые позволяют США решать важные стратегические и политические задачи. Интересы США и их союзников необязательно потребуют нанесения ядерных ударов.
22714. Доктрина Джонсона 19 KB
  Доктрина Джонсона.Джонсон все ж 1965 року проголосив нову доктрину названу його ім'ям Доктрина Джонсона яка передбачала право США на військові дії на латиноамериканському континенті з метою захисту своїх громадян . Более подробно о внешней политике Джонсона см.
22715. Доктрина Ніксона 24.5 KB
  Согласно этой доктрине США обязывались и в дальнейшем участвовать в обеспечении обороны своих союзников и заявляли о своем праве определять масштабы формы и сферы своего вмешательства в региональные события руководствуясь своими национальными интересами. В послании президента Никсона Конгрессу 18 февраля 1970 эта доктрина прежде всего относившаяся к угрозе коммунистической экспансии в странах Азии получила дальнейшее развитие как руководящий принцип политики США и в других регионах. Но насущной проблемой нового президента была война во...
22716. Політика адміністрації Дж. Картера на Близькому та Середньому Сході 28.5 KB
  Картера на Близькому та Середньому Сході. Картер достаточно рано дал понять что готов искать новые возможности для решения ближневосточного конфликта. Эти сначала неловко начатые усилия развились в диалог между Израилем и Египтом который Картер решительно ускорил пригласив израильского премьерминистра Бегина и египетского президента Садата в свою загородную резиденцию КемпДевид. После тринадцатидневных переговоров в которых Картер как посредник играл решающую роль в сентябре 1978 года было заключено мирное соглашение.
22717. Політика США щодо СРСР у 1972 - 1974 рр 24.5 KB
  І лише 1973 року Сполучені Штати відмовилися від загальної військової повинності і перейшли до створення професійної армії на добровільній основі. В грудні 1969 року США зняли деяке обмеження у торговельній сфері з СРСР через місяць конгрес ратифікував підписаний 1968 року Сполученими Штатами Великобританією та Радянським Союзом Договір про непоширення ядерної зброї згодом розпочалися американорадянські попередні переговори в Гельсінкі а потім у Відні про обмеження систем протиракетної оборони та страіегічних озброєнь. 30 вересня 1971...
22718. Латиноамериканський курс адміністрації Дж. Буша (мол.) 26.5 KB
  Целью его второй поездки за пределы США будет запланированный на конец апреля в Квебеке Саммит Америк где главным вопросом значится экономическая интеграция в рамках Западного полушария. То что в случае прихода к власти Буша одним из основных направлений внешней политики США станет именно латиноамериканское не вызывало у серьезных аналитиков никаких сомнений. Уж слишком тесно переплелись в этом регионе стратегические интересы США и интересы семейства Бушей в том числе лично Джорджа Бушамладшего. С другой стороны фундаментальным...