49865

Расчет электродвигателя и его составляющих

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Кинематическая схема механизма Выбор электродвигателя Мощность на выходе: кВт Мощность электродвигателя: кВт Принимаем: кВт Определение частоты вращения вала: мин1 Определение частоты вращения электродвигателя: Принимаем двигатель: АИР90L4 мин1 ; р=2. Допускаемые напряжения для расчета на контактную выносливость: За расчетное допускаемое напряжение принимаем меньшее из полученных 7. Коэффициент нагрузки Принимаем Схема передачи 5 с учетом варианта а соотношений термических обработок. Коэффициент...

Русский

2014-01-16

779.29 KB

4 чел.

Содержание

Техническое задание…………………………………….......................................3

Кинематическая схема механизма…………………………….............................4

Выбор электродвигателя…………………….........................................................4

Определение общего передаточного числа и разбивка его по ступеням…….5

Определение мощности, частоты вращения и крутящего момента для каждого вала……………………………………………….....................................5

Расчет тихоходной ступени……………………………………………………..5

Расчет промежуточной ступени ………………………………………………..9

Расчет быстороходной ступени............................................................................12

Расчет диаметров валов……………………………………………..…..……....15

Выбор подшипников качения……………….……………………………….....16

Расчет цепной передачи…………………………….………………..…………17

Проверочный расчет тихоходного вала (наиболее нагруженного) на усталостную прочность и выносливость…………………………….………...18

Расчет предохранительного устройства……………………………..…………21

Расчет шпоночных соединений………………………………………..………..22

Выбор муфт……………………………….…………………………..…………..22

Смазка зубчатых зацеплений и подшипников…………………………..……..23

Список литературы…………………………………………………………..…..24

Кинематическая схема механизма

      

Выбор электродвигателя

Мощность на выходе: кВт

Мощность электродвигателя:   кВт

()

Принимаем: кВт

Определение частоты вращения вала:

мин-1

()

Определение частоты вращения электродвигателя:

Принимаем двигатель: АИР90L4

  мин-1 ;  р=2.2 кВт      

           

Определение общего передаточного числа и разбивка его по ступеням

   

Определение мощности, частоты вращения и крутящего момента для каждого вала.

P, кВт

n, мин-1

T, Нм

1

2

3

4

5

Расчет тихоходной ступени

1.Определение допускаемых напряжений

Колесо:

Шестерня:

Сталь 40Х, улучшение,

,

Сталь 40ХН, закалка ТВЧ,

,

Частота вращения вала колеса: .

Ресурс передачи: .

Передаточное число: .

1. Коэффициент приведения для расчетов на:

а) контактную выносливость     

б) изгибную выносливость        

2. Числа циклов перемены напряжений, соответствующие длительному пределу выносливости для расчетов на :

а) контактную выносливость     

б) изгибную выносливость        

3. Суммарное число циклов перемены напряжений:

4. Эквивалентные числа циклов перемены напряжений при расчете на:

а) контактную выносливость     

б) изгибную выносливость        

5. Предельные допускаемые напряжения для расчетов на прочность при действии пиковых нагрузок.

Контактная прочность:

Изгибная прочность:

6. Допускаемые напряжения для расчета на контактную выносливость:

За расчетное допускаемое напряжение принимаем меньшее из полученных

 

7. Допускаемые напряжения для расчета на изгибную выносливость:

Определение основных параметров тихоходной передачи

1. Коэффициент нагрузки

Принимаем  

Схема передачи 5, с учетом варианта «а» соотношений термических обработок.

Окружная скорость:

При этой скорости передача может быть выполнена по 8-й степени точности.

Коэффициент нагрузки:

Предварительное значение межосевого расстояния:

Принимаем  =140мм

2. Рабочая ширина венца колеса:

3. Рабочая ширина шестерни:

4. Модуль передачи:

Принимаем .

5. Суммарное число зубьев:

Принимаем

6. Число зубьев шестерни:

7. Число зубьев колеса:

8. Фактическое передаточное число:

9. Проверка зубьев на изгибную выносливость:

Напряжение в опасном сечении зуба колеса:

Напряжение в опасном сечении зуба шестерни:

10. Диаметры делительных окружностей:

Проверка:

11. Диаметры окружностей вершин и впадин зубьев:

12. Силы, действующие на валы от зубчатых колёс:

Расчет промежуточной ступени

1.Определение допускаемых напряжений

Колесо:

Шестерня:

Сталь 40Х, улучшение,

,

Сталь 40ХН, закалка ТВЧ,

,

Частота вращения вала колеса: .

Ресурс передачи: .

Передаточное число: .

1. Коэффициент приведения для расчетов на:

а) контактную выносливость     

б) изгибную выносливость        

2. Числа циклов перемены напряжений, соответствующие длительному пределу выносливости для расчетов на :

а) контактную выносливость     

б) изгибную выносливость        

3. Суммарное число циклов перемены напряжений:

4. Эквивалентные числа циклов перемены напряжений при расчете на:

а) контактную выносливость     

б) изгибную выносливость        

5. Предельные допускаемые напряжения для расчетов на прочность при действии пиковых нагрузок.

Контактная прочность:

Изгибная прочность:

6. Допускаемые напряжения для расчета на контактную выносливость:

За расчетное допускаемое напряжение принимаем меньшее из полученных

 

7. Допускаемые напряжения для расчета на изгибную выносливость:

Определение основных параметров тихоходной передачи

1. Коэффициент нагрузки

Принимаем  

Схема передачи 5, с учетом варианта «а» соотношений термических обработок.

Окружная скорость:

При этой скорости передача может быть выполнена по 8-й степени точности.

Коэффициент нагрузки:

Предварительное значение межосевого расстояния:

Принимаем  =125мм

2. Рабочая ширина венца колеса:

3. Рабочая ширина шестерни:

4. Модуль передачи:

Принимаем .

5. Суммарное число зубьев:

Принимаем

6. Число зубьев шестерни:

7. Число зубьев колеса:

8. Фактическое передаточное число:

9. Проверка зубьев на изгибную выносливость:

Напряжение в опасном сечении зуба колеса:

Напряжение в опасном сечении зуба шестерни:

10. Диаметры делительных окружностей:

Проверка:

11. Диаметры окружностей вершин и впадин зубьев:

12. Силы, действующие на валы от зубчатых колёс:

Расчет быстроходной ступени

1.Определение допускаемых напряжений

Колесо:

Шестерня:

Сталь 40Х, улучшение,

,

Сталь 40ХН, закалка ТВЧ,

,

Частота вращения вала колеса: .

Ресурс передачи: .

Передаточное число: .

1. Коэффициент приведения для расчетов на:

а) контактную выносливость     

б) изгибную выносливость        

2. Числа циклов перемены напряжений, соответствующие длительному пределу выносливости для расчетов на :

а) контактную выносливость     

б) изгибную выносливость        

3. Суммарное число циклов перемены напряжений:

4. Эквивалентные числа циклов перемены напряжений при расчете на:

а) контактную выносливость     

б) изгибную выносливость        

5. Предельные допускаемые напряжения для расчетов на прочность при действии пиковых нагрузок.

Контактная прочность:

Изгибная прочность:

6. Допускаемые напряжения для расчета на контактную выносливость:

За расчетное допускаемое напряжение принимаем меньшее из полученных

 

7. Допускаемые напряжения для расчета на изгибную выносливость:

Определение основных параметров тихоходной передачи

1. Коэффициент нагрузки

Принимаем  

Схема передачи 5, с учетом варианта «а» соотношений термических обработок.

Окружная скорость:

При этой скорости передача может быть выполнена по 8-й степени точности.

Коэффициент нагрузки:

Предварительное значение межосевого расстояния:

Принимаем  =90мм

2. Рабочая ширина венца колеса:

3. Рабочая ширина шестерни:

4. Модуль передачи:

Принимаем .

5. Суммарное число зубьев:

Принимаем

6. Число зубьев шестерни:

7. Число зубьев колеса:

8. Фактическое передаточное число:

9. Проверка зубьев на изгибную выносливость:

Напряжение в опасном сечении зуба колеса:

Напряжение в опасном сечении зуба шестерни:

10. Диаметры делительных окружностей:

Проверка:

11. Диаметры окружностей вершин и впадин зубьев:

12. Силы, действующие на валы от зубчатых колёс:

Определение диаметров всех валов

1) Определим диаметр быстроходного вала:

  

Из конструктивных соображений, принимаем:

Определим диаметр посадочной поверхности подшипника:

Так как стандартные подшипники имеют посадочный диаметр, кратный пяти, то принимаем.

Рассчитаем диаметр буртика для упора подшипника:

.

2) Определим диаметр 1 промежуточного вала:

 

Принимаем: .

Определим диаметр посадочной поверхности подшипника:

Так как стандартные подшипники имеют посадочный диаметр, кратный пяти, то принимаем .

Рассчитаем диаметр буртика для упора подшипника:

 

Принимаем: .

3) Определим диаметр 2 промежуточного вала:

 

Принимаем: .

Определим диаметр посадочной поверхности подшипника:

Так как стандартные подшипники имеют посадочный диаметр, кратный пяти, то принимаем .

Рассчитаем диаметр буртика для упора подшипника:

 

4) Определим диаметр тихоходного вала:

 

Принимаем: .  

Определим диаметр посадочной поверхности подшипника:  

Так как стандартные подшипники имеют посадочный диаметр, кратный пяти, то принимаем .

Рассчитаем диаметр буртика для упора подшипника:  

Принимаем: .

Выбор подшипников качения

1. Для быстроходного вала вала редуктора выберем роликовые конические однорядные подшипники средней узкой серии №7306.

Для него имеем:

– диаметр внутреннего кольца,

– диаметр наружного кольца,

– ширина подшипника,

– динамическая грузоподъёмность,

– статическая грузоподъёмность

  2. Для 1 промежуточного вала редуктора выберем роликовые конические однорядные подшипники средней узкой серии №7311.

Для него имеем:

– диаметр внутреннего кольца,

– диаметр наружного кольца,

– ширина подшипника,

– динамическая грузоподъёмность,

– статическая грузоподъёмность

   3. Для 2 промежуточного вала редуктора выберем роликовые конические однорядные подшипники средней узкой серии №7308.

Для него имеем:

– диаметр внутреннего кольца,

– диаметр наружного кольца,

– ширина подшипника,

– динамическая грузоподъёмность,

– статическая грузоподъёмность

   4. Для тихоходного вала редуктора выберем роликовые конические однорядные подшипники средней узкой серии №7311.

Для него имеем:

– диаметр внутреннего кольца,

– диаметр наружного кольца,

– ширина подшипника,

– динамическая грузоподъёмность,

– статическая грузоподъёмность

Все подшипники удовлетворяют условиям работы и сроку су службы.

Расчет цепной передачи

Исходные  данные

Т3=886.85 Н∙м – крутящий  момент  на  валу  ведущей  звездочки;

 n3=21.3 мин-1 – частота вращения ведущей звездочки;

U=3 – передаточное  число  цепной  передачи;

1.   Выбор  цепи

Назначим  однорядную  роликовую  цепь  типа  ПР.

Предварительный  шаг  цепи:

По  стандарту  выбираем : ПР-44,45-172.4

2.    Назначение  основных  параметров:

а)  число  зубьев  звездочки

Найдем  рекомендуемое  число  зубьев  Z1  в  зависимости  от  передаточного  

числа:

Принимаем   Z1  =23

б)  межосевое  расстояние  

ПР-44,45           а=40Р=40∙44.45=1178мм

в)  наклон ψ=18

г)   Примем, что  смазывание  цепи  нерегулярное. Цепь  будут  смазывать

периодически  при  помощи  кисти.

3)    Определение  давления  в  шарнире:

Найдем  значение  коэффициента,  учитывающий  условия  эксплуатации  

цепи   КЭ

КЭ = Кд∙ КА ∙ КН∙ Крег ∙Ксм ∙ Креж   =1 ∙1 ∙1 ∙1,25 ∙1,5 ∙1=1,875

 Где

Кд =1- коэффициент  динамической  нагрузки;

КА=1- коэффициент  межосевого  расстояния;

КН=1 – коэффициент  наклона  линии  центров;

Крег=1,25 – коэффициент  регулировки  натяжения  цепи,  нерегулируемое                

натяжение ;   

Ксм=1,5 – коэффициент  смазывания,  нерегулярная  смазка;

Креж =1 – коэффициент  режима, работа  в  одну  смену;

4) Окружная  сила, передаваемая  цепью:

5)     Число  зубьев  ведомой  звездочки

Z2 =Uц.п. Z1 =3 ∙23=69

6)      Частота  вращения  ведомой  звездочки:

   

7)      Делительный  диаметр  ведущей   звездочки:

8)       Делительный  диаметр  ведомой  звездочки:

    

9)      Уточненное  межосевое  расстояние:

Т.к.  цепь  не  регулируется,  и  выдержать  такую  точность  межосевого         

расстояния   в  устройствах  такого  типа,  как  проектируемое невозможно,  

то  принимаем   =1175мм                                                                                                              

13)       Характерные  размеры  цепи  и  звездочек:

Размеры  цепи:  

D=25.4 мм

d= 12.7 мм

b=40 мм

S=4 мм                 

Размеры  звездочек:

мм

мм

мм

мм

Проверочный расчет тихоходного вала (наиболее нагруженного) на усталостную прочность и выносливость.

Проведём расчёт тихоходного вала.

Действующие силы:

– окружная сила;

- радиальная сила;

- крутящий момент.

.

,

,

,

.

Определим реакции опор в вертикальной плоскости.

1. ;

   ;

   .

Отсюда находим, что .

2. ;

   ;

   .

Отсюда находим, что .

Выполним проверку: ;

                                    ;

                                    .

Равенство выполняется, следовательно, вертикальные реакции найдены верно.

Определим реакции опор в горизонтальной плоскости.

3.  ;

    ;

    .

Отсюда находим, что .

4.  ;

   ;

   .

Отсюда находим, что .

Выполним проверку: ;

                                    .

Равенство выполняется, следовательно, горизонтальные реакции найдены верно.

    По эпюре видно, что самое опасное сечение вала находится в точке B, причём моменты здесь будут иметь значения:

    ;

    .

   Расчёт производим в форме проверки коэффициента запаса прочности [s], значение которого можно принять [s] = 1,5. При этом должно выполняться условие, что

, где

S - расчетный коэффициент запаса прочности,

и - коэффициенты запаса по нормальным и касательным

    напряжениям, которые определим ниже.

Найдём результирующий изгибающий момент:

.

Определим механические характеристики материала вала (Сталь 45):

- временное сопротивление (предел прочности при растяжении);

и - пределы выносливости гладких образцов при      симметричном цикле изгиба и кручении;

и - коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений.

Определим отношение следующих величин:

;

, где

     и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

    - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения.

Найдём значение коэффициента влияния шероховатости .

Вычислим коэффициент запаса

, где

;

.

, где

     

Найдём   расчётное   значение   коэффициента   запаса   прочности   и   сравним   

его  с допускаемым:

  - условие выполняется

Предохранительное устройство

Материал штифта – Сталь 5.   

Расчет выполняется по следующему соотношению:

отсюда , где

Примем d=10 м

Расчет шпоночных соединений

Быстроходный вал.

lш= lp+b, где b – ширина шпонки,

=25мм  где

h=8 мм - высота шпонки,

b=12мм – ширина шпонки

d=25 мм

T=3.16 Н∙м

Принимаем  

lш= 22+12=34 (мм),  

Принимаем стандартный размер lш=34мм;                       

Тихоходный вал.

lш= lp+b, где b – ширина шпонки,

, где

h=6 мм - высота шпонки,

b=18 мм

d=45 мм

T=886.85 Нм

Принимаем

lш= 55+18=73 (мм),  

Принимаем стандартный размер lш=73мм;

Выбор муфты

Для соединения концов тихоходного и приводного вала и передачи крутящего момента следует использовать упругую компенсирующую муфту с торообразной оболочкой, которая обеспечивает строгую соосность валов и защищает механизм от перегрузок. Размеры данной муфты выбираются по стандарту, они зависят от диаметра вала и величины передаваемого крутящего момента.

Муфта состоит из одинаковых полумуфт, к которым с помощью нажимных колец и винтов притягиваются упругие элементы, выполненные в форме хомутов.

Муфта обладает большой крутильной, радиальной и угловой податливостью. Полумуфты устанавливают как на цилиндрические, так и на конические концы валов.

Смазка зубчатых зацеплений и подшипников

Смазочные материалы в машинах применяют с целью уменьшения интенсивности изнашивания, снижения сил трения, отвода от трущихся поверхностей теплоты, а также для предохранения деталей от коррозии. Снижение сил трения благодаря смазке обеспечивает повышение КПД машины, кроме того, снижаются динамические нагрузки, увеличивается плавность и точность работы машины. Глубина погружения зубчатых колес в масло должна быть не менее модуля зацепления и не более четверти делительной окружности колеса.

Список литературы

1. Иванов М.Н., Иванов В.Н. Детали машин, Курсовое проектирование

М.Высшая школа, 1975.

2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин.

М.Высшая школа, 1985.

3. Стрелов В.И. Методические рекомендации по составлению расчетно-пояснительной записки к курсовому проекту по «Деталям машин».

КФ МГТУ им Н.Э. Баумана, 1988.

4. А.В. Буланже, Н.В. Палочкина, Л.Д. Часовников, под редакцией Д.Н.Решетова. Методические указания по расчету зубчатых передач и коробок скоростей по курсу «Детали машин». МГТУ им Н.Э. Баумана, 1980.

5. В.Н. Иванов, В.С. Баринова. Выбор и расчеты подшипников качения. Методические указания по курсовому проектированию.

МГТУ им Н.Э. Баумана, 1981.

6. Е.А. Витушкина, В.И. Стрелов. Расчет валов редукторов.

МГТУ им Н.Э. Баумана, 2005.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

30263. Понятие об уровнях текста 23.5 KB
  Первый верхний уровень идейнообразный. Второй уровень средний стилистический. Третий уровень нижний фонический звуковой. Нижний звуковой уровень мы воспринимаем слухом: чтобы уловить в стихотворении хореический ритм или аллитерацию на р нет даже надобности знать язык на котором оно написано это и так слышно.
30264. Языковой уровень текста. Лингвистический анализ художественного текста 26 KB
  Языковой уровень текста. Лингвистический анализ художественного текста Лингвистический анализ текста как искусство постижения многогранности слова и проникновения в духовный мир произведения Изучение литературы нельзя считать процессом направленным только на получение специфических знаний воспитание души и расширение читательского кругозора – это прежде всего проникновение в глубины и восхождение к высотам Языка – “одного из самых великих творений человечестваâ€. Лингвистический анализ художественного текста – это фундамент его...
30265. Образный уровень текста. Поэтическая лексика, её художественные функции 23 KB
  Поэтическая лексика её художественные функции Слова образность образный используются в стилистике в разных значениях. Образность в широком смысле этого слова как живость наглядность красочность изображения неотъемлемый признак всякого вида искусства форма осознания действительности с позиций какогото эстетического идеала образность речи частное ее проявление. Стилистика рассматривает образность речи как особую стилевую черту которая получает наиболее полное выражение в языке художественной литературы.
30266. Характерологический уровень текста. Способы психологической характеристики персонажа: портретная, речевая характеристика 23.5 KB
  Способы психологической характеристики персонажа: портретная речевая характеристика ПОРТРЕТ в литературе описание внешнего облика персонажа лица фигуры мимики одежды один из способов его характеристики. Место портрета в произведении равно как и способы его создания менялось. В фольклоре в античной и средневековой литературе где индивидуальное начало было выражено довольно слабо портретные характеристики либо вовсе отсутствовали либо сводились к предельно обобщённым описаниям и устойчивым эпитетам которые прямо соответствовали...
30267. Характерологический уровень текста. Способы психологической характеристики персонажа: характеристика через биографию, через художественную деталь, через точку зрения других персонажей и др 23 KB
  Образ героя художественного произведения складывается из множества факторов – это и характер и внешность и профессия и увлечения и круг знакомств и отношение к себе и окружающим. Один из главных – речь персонажа в полной мере раскрывающая и внутренний мир и образ жизни.Характеризующая чтобы лучше раскрыть образ героя его индивидуальность подчеркнуть какието черты характера или принадлежность к определенной группе профессиональной этнической социальной особенности воспитания.Выделительная чтобы сделать образ запоминающимся...
30268. Сюжетно-композиционный уровень текста. Сюжет. Мотив. Фабула 35.5 KB
  Сюжет. Фабула Сюжет то что происходит в произведении; система основных событий и конфликтов система событий художественного произведения раскрывающая характеры героев и способствующая наиболее полному выражению идейного содержания. Система событий единство развивающееся во времени а движущей силой сюжета является конфликт. Сюжет может излагаться: в прямой хронологической последовательности событий; с отступлениями в прошлое ретроспективами и экскурсами в будущее; в преднамеренно измененной последовательности.
30269. Пространственно-временной уровень текста. Способы организации художественного пространства 24.5 KB
  Понятие о хронотопе М. Виды хронотопов: Пространственновременная организация литературного произведения хронотоп. Под хронотопом М. По Бахтину хронотоп в первую очередь принадлежность романа.
30270. Пространственно-временной уровень текста. Способы организации художественного времени 37 KB
  В нем всегда так или иначе присутствуют время и пространство. Важно понимать что художественное время и пространство – это не абстракции и даже не физические категории хотя и современная физика очень неоднозначно отвечает на вопрос что же такое время и пространство. Лессинг о чем мы уже говорили во второй главе а теоретики последних двух столетий особенно ХХ века доказали что художественное время и пространство не только значимый но зачастую определяющий компонент литературного произведения. В литературе время и пространство являются...
30271. Идейно-философский уровень текста. Понятия темы и идеи художественного произведения 35 KB
  Идейнотематический анализ выделяет в произведении основную центральную смысловую организацию материала под понятиями тема и идея. Если анализ действия пьесы изучает взаимосвязь событий и форму протекания действия то идейнотематический определяет смысл который наполняет эти действия; отвечает на вопрос почему это происходит. Он занимается поиском мотивов но мотивы если говорить более точно суть абстрактные и универсальные понятия по определению Пави а темы в отличие от них есть конкретизированные и индивидуализированные мотивы...