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

34088. Основания возникновения и изменения прав на земельные участки 59 KB
  По договору кули продажи одна сторона продавец обязуется пережать другой стороне покупателю земельный участок за плату. договор дарения: По договору дарения одна сторона даритель безвозмездно передает или обязуется передать земельный участок другой стороне одаряемому в собственность. договор ренты: По договору ренты одна сторона получатель ренты передаёт другой стороне плательщику ренты земельный участок в собственность а плательщик ренты обязуется периодически выплачивать ренту. Рента обременяет земельный участок поэтому...
34089. Основания прекращения прав на земельные участки 38.5 KB
  Основания добровольного прекращения: ликвидация юридического лица; смерть гражданина и отсутствие соответствующих наследников; отчуждение земельного участка другим лицам в порядке установленном гражданским законодательством; добровольный отказ от прав на земельный участок. Процедура различна для собственников и лиц не являющихся собственниками Собственник земельного участка может отказаться от своего права путем подачи заявления в орган осуществляющий государственную регистрацию прав на недвижимое имущество и сделок с ним....
34090. Сделки с земельными участками: понятие и виды сделок 53.5 KB
  Особенности оборота земельных участков находят отражение в содержании соответствующих сделок с землей. Так гражданскоправовой институт наследования имущества применяется и в земельном праве однако в целях предотвращения дробления наследуемого земельного участка между многими наследниками земельным законодательством могут быть установлены особые правила наследования земельных участков. Земельное законодательство предусматривает особенности совершения например сделок куплипродажи земельных участков обусловленные необходимостью обеспечения...
34091. Договор купли-продажи земельных участков 38 KB
  По договору куплипродажи земельного участка продавец обязуется передать в собственность покупателя земельный участок а покупатель обязуется принять земельный участок и уплатить за него определенную денежную сумму.Стороны договора не вправе изменять целевое назначение земельного участка являющегося предметом договора. Также не подлежат самовольному изменению такие условия использования земельного участка как охранные зоны и обременения участка. Продавец при заключении договора обязан предоставить покупателю имеющуюся у него информацию об...
34092. Залог земельных участков 37.5 KB
  Нормативной базой ипотеки является 3 главы 23 ГК РФ и ФЗ N 102ФЗ Об ипотеке залогенедвижимости от 16 июля 1998 г. далее Закон об ипотеке. 1 Закона об ипотеке по договору о залоге недвижимого имущества договору об ипотеке одна сторона залогодержатель являющийся кредитором по обязательству обеспеченному ипотекой имеет право получить удовлетворение своих денежных требований к должнику по этому обязательству из стоимости заложенного недвижимого имущества другой стороны залогодателя преимущественно перед другими...
34093. Договор аренды земельных участков 34 KB
  Договор аренды земельных участков. В основе аренды лежит договор. По договору аренды одна сторона арендодатель обязуется передать другой стороне арендатору земельный участок во временное владение или и пользование за плату. Заключается договор аренды в простой письменной форме.
34094. Договор дарения земельного участка. Наследование земельных участков 32 KB
  Договор дарения земельного участка. Право дарения земельного участка имеют собст ДАРЕНИЕ венники земли граждане и юридические лица ЗЕМЕЛЬНОГО на основании Указа Президента РФ О регули УЧАСТКА ровании земельных отношений и развитии аг рарной реформы в России п. Для обеспечения заключения договоров дарения так же как и договоров мены Комитетом РФ по земельным ресурсам и землеустройству была разработана форма договора дарения земельного участка1. Договор дарения земельного участка должен быть оформлен...
34095. Общая долевая собственность на земельные участки 63.5 KB
  Право общей долевой собственности на земельный участок 1 возникает на основе юридических фактов обусловливающих право собственности граждан и юридических лиц. Право собственности на земельные доли предметом рассмотрения в данной статье не является. Право частной собственности на землю. N 13051 О собственности в СССР но которые не были надлежаще оформлены и зарегистрированы имеют право бесплатно приобрести право собственности на указанные земельные участки в соответствии с правилами установленными ст.
34096. Общая совместная собственность на земельные участки 26.5 KB
  Общая совместная собственность на земельные участки. Общая собственность на земельные участки Существует 2 вида: долевая; общая совместная. Общая долевая собственность возникает при попадании двум и более лицам неделимого участка в случаях предусмотренных в законе или договоре. Совместная собственность возникает в следующих случаях прямо предусмотренных законами: общая собственность супругов если брачным контрактом не предусмотрено иное; возникает собственность крестьянскофермерских хозяйств если соглашением между членами...