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

54832. Современные педагогические инновации и их реализация 117 KB
  Философское понимание содержания инноваций лежит в создании нового продукта деятельности человека которая имеет общественную значимость и характеризуется двумя признаками: преобразованием явлений вещей процессов и др. обучение не только способствует образования но и формирует личность человека. Как важно в наше нелегкое время время разрушения всех идеалов и принципов сотворить из наших воспитанников человека. Рефреном звучат слова великого украинского педагога: В воспитании самого себя главное это воля самого человека...
54833. Психологічний супровід учня при переході до школи ІІ ступеня 71.5 KB
  Мета: визначення ознак дезадаптації дітей у перехідний період; взаємодія та взаємне прийняття індивідуальних станів учителів початкової та середньої ланки; вміння формування здорового психологічного клімату у дитячому колективі; навчатися організаційних прийомів навчальних стратегій щоб допомогти учням які відчувають труднощі; формувати вміння вчителів злагоджено й ефективно працювати над виконанням творчого завдання. Завдання: визначити особисте бачення педагога відповідальності; визначити...
54834. Апаратне та програмне забезпечення ПЕОМ 1.33 MB
  Розроблена методика проведення сучасного проблемного лекційного заняття з елементами метода проектів ділової гри з використанням компютерних презентацій створених студентами методів: мозкового штурму груповий метод генерації якомога більшої кількості можливих способів розвязань особистої аналогії стратегія вирішення проблеми запропонована Гордоном де студент уявляє себе безпосереднім учасником проблеми що досліджується.Левченко ПЛАН ЗАНЯТТЯ Тема заняття: Апаратне та програмне забезпечення ПЕОМ Мета заняття: Дидактична: освоїти...
54835. WHAT SORT OF PEOPLE ARE WE? 66 KB
  We live on the planet called the Earth. Does our planet differ from other planets of our Solar system? It certainly does. There is life on it and it is inhabited by human beings called people. Can we say that all people are alike? Of course, no. We are all so different. And it is quite impossible to find two similar persons.
54836. Life of a Society. People Make History 52.5 KB
  Specific: to teach students to take responsibility for their own learning to summarize the topical material to practise filling in questionnaire to teach students to think in detail about what they have learnt Materials: questionnaires, list of prominent people
54837. ПЕРЕБУДОВА В РАДЯНСЬКОМУ СОЮЗІ І УКРАЇНА 191 KB
  МЕТА: ознайомити учнів з процесами які відбувалися в період 80х рр. в Радянському Союзі та їх вплив на розвиток України; розвивати вміння учнів вести самостійну дослідницьку діяльність вміти систематизувати здобутий матеріал та вміти виділяти головне; формувати почуття толерантності та вміння аргументувати власну позицію робити висновки; виховувати громадянську свідомість та повагу до історичного минулого своєї держави. І вид роботи: 12 учнів виконують тестування на компютерах 18 запитань. Прослухати для відновлення запис...
54839. Подвигу народу жити у віках 838.5 KB
  Поки ще живі свідки тих часів її учасники ми покликані залишити у свідомості студентів жах тих днів розкрити звірства фашистів показати приклади героїзму українського народу в діючій армії в тилу ворога Рух Опору та самовіддану працю мирного населення в евакуації. Студент: Гитлер составил план уничтожения славянских народов в первую очередь русского украинского и белорусского. Студент: Мы знаем что ныне лежит на весах И что совершается ныне. Ахматова Студент: В...
54840. Виховний захід (географічна гра) „Переправа” 42 KB
  Географічна гра проводиться в рамках місячника географії в плані якого передбачено: Випуск стіннівок по класах Цей цікавий світ географії Віртуальна подорож країнами Європи для 89 класів Виставка творчих робіт учнів Географічні прилади та посібники для 1011 класів Перегляд відеоролика Видатні географічні дослідження†для 89 класів Економічний турнір Економіка вчора сьогодні й завтра†для 1011 класів За тиждень до проведення гри визначається склад учасників: по 5 чоловік від 89 класів. Другий...