Файл: курсовой проект Расчет привода к механическому гаражному подъёмнику.docx

Курсовой проект

по дисциплине: «Детали машин и основы конструирования»

«Расчет привода к механическому гаражному подъёмнику»

Т₁ = 0,039 кН·м

Р₁ = 5,902 кВт

n₁ = 1455 мин ^-1

Т₂ = 0,071 кН·м

Р₂ = 5,607 кВт

n₂ = 750 мин ^-1

Θ = 25°

Т₃ = 1,237 кН·м

Р₃ = 3,886 кВт

n₃ = 30 мин ^-1

i_Ч.П. = 25

i_Р.П. = 1,94

Т₄ = 1,200 кН·м

Р₄ = 3,770 кВт

n₄ = 30 мин ^-1

1- вал электродвигателя (ведущий вал ремённой передачи);

2 - ведущий вал редуктора (ведомый вал ремённой передачи);

3 - ведомый вал редуктора;

4 - вал рабочей машины.

Рисунок 1.1. Кинематическая схема привода.

I - электродвигатель; II - клиноременная передача; III - червячный редуктор; IV - муфта соединительная, V - рабочая машина

Исходные данные

1 Вращающий момент на ведущем валу рабочей машины 1,2 кН·м

2 Частота вращения ведомого вала привода 30 мин^-1

3 Срок службы 6 лет 2 смены

Аннотация

Данный курсовой проект содержит графическую и расчетную часть.

В расчетной части по мощности и частоте вращения ведомого вала рабочей машины выбирается электродвигатель. Затем производится кинематический расчет привода, т.е. определяется частота вращения, вращающий момент, мощность на каждом валу привода. Также производится расчет передач составляющих привод: ремённой и червячной передачи. Производится подбор подшипников качения для ведомого и ведущего вала. Затем производится выбор и проверочный расчет шпоночного соединения на смятие. Выбирается смазка для всего привода. Производится выбор посадок для сопряжения основных деталей привода. Производится уточненный расчет валов для проверки их на запас прочности. Производится подбор муфты для соединения вала редуктора с валом рабочей машины. Также изложены основы техники безопасности при работе с приводом.

Графическая часть объемом 3 листа формата А1.

Лист №1 – сборочный чертеж редуктора.

Лист №2 – общий вид привода в двух проекциях.

Лист №3 – рабочие чертежи деталей: вал ведомый; вал ведущий.

Содержание

Аннотация

1. Описание привода……………………………………………………...5

2. Выбор электродвигателя………………………………………………6

3. Кинематический расчет привода…………………...…………………7

4. Силовой расчет привода…………………………………………….....8

5. Расчет передач составляющих привод…………………………...…...9

6. Подбор подшипников качения……………………………………….28

7. Выбор и проверочный расчет шпонок………………………………34

8. Выбор смазки…………………………………………………..……...36

9. Выбор посадок для сопряжения основных деталей привода………36

10. Уточненный расчет валов привода………………………….………37

11. Подбор муфт………………………………...………………………..41

12. Мероприятия по охране труда и БЖД……………………………….41 13. Экономическая оценка привода……………………………………...42

14. Литература……………………………………………………….……43

1 Описание привода

В данном курсовом проекте рассчитан привод к механическому гаражному подъёмнику.

Привод состоит из электродвигателя, который является источником механической энергии, ремённой передачи и червячного зубчатого одноступенчатого редуктора.

Спроектированный привод предназначен для передачи механической энергии от электродвигателя к рабочим органам машины, а также для увеличения крутящего момента, передаваемого от электродвигателя к ведущему валу машины и для уменьшения частоты вращения.

Рисунок 1.2 – Общий вид привода.

2. Выбор электродвигателя

2.1. Определяем мощность на ведущем валу привода [1]

где ω₄ - угловая скорость вала рабочей машины, с^-1;

Т₄ - крутящий момент на ведущем валу привода, кН·м;

n₄ - частота вращения ведомого вала привода, мин^-1.

кВт.

2.1 Определяем требуемую мощность электродвигателя

где η - коэффициент полезного действия привода.

При последовательном расположении передач и их ступеней общий КПД привода вычисляют по формуле

,

где η_Р.П. - КПД ремённой передачи,

η_Ч.П. - КПД червячной передачи,

η_П.К. - КПД подшипников качения;

η_М – КПД муфты.

Принимаем ориентировочные значения КПД [1]

η_Р.П. = 0,94...0,97, принимаем η_Р.П. = 0,95;

η_Ч.П. = 0,70...0,90, принимаем η_Ч.П. = 0,7;

η_П.К. = 0,99...0,995, принимаем η_П.К. = 0,99;

η_M = 0,97...0,99, принимаем η_М = 0,98;

;

кВт.

2.3. Определяем ориентировочные значения максимальной и минимальной частоты вращения вала электродвигателя

;

,

где , - максимальное и минимальное передаточное отношение ремённой передачи;

, - максимальное и минимальное передаточное отношение червячной передачи.

мин^-1;

мин^-1.

2.4. По ГОСТ 19523-81 выбираем электродвигатель [1] 4А132S4У3 для которого мощность Р = 7,5 кВт, частота вращения n = 1455 мин^-1,

T_П / T_H = 2,2.

3 Кинематический расчёт привода

3.1 Определяем общее передаточное отношение привода [1]

.

3.2 Разбиваем общее передаточное отношение по ступеням привода

В состав приводов машин входят редуктор и открытая передача. В таких приводах общее передаточное отношение определяется по формуле [1]:

i_общ = U_РЕД · i_РП ,

где U_РЕД - передаточное число редуктора;

i_РП - передаточное отношение открытой ремённой передачи.

3.2.1 Принимаем по ГОСТ 2185-76 из стандартного ряда передаточное число червячной передачи

U_РЕД = U_Ч.П. = 25.

3.2.2 Определяем общее передаточное отношение ремённой передачи

.

3.3 Определяем частоты вращения и угловые скорости валов привода

,

где n_j - частота вращения j-го вала, мин^-1;

n_Э - частота вращения вала электродвигателя, мин^-1;

n_{Э ‒ j} - передаточное число с вала электродвигателя на j-ый вал привода.

На первом валу n₁ = n_Э = 1455 мин^-1;

На втором валу мин^-1;

На третьем валу мин^-1;

На четвёртом валу n₄ = n₃ = 30 мин^-1;

4 Силовой расчёт привода

4.1 Определяем вращающие моменты на каждом валу привода [1]:

Т₄ = 1,2 кН·м;

кН·м;

кН·м;

кН·м.

4.2 Определяем мощности на валах привода [1]:

Р₄ = 3,770 кВт;

кВт;

кВт.

5. Расчёт передач составляющих привод

5.1 Расчёт клиноременной передачи

Т₁ = 0,039 кН·м

Р₁ = 5,902 кВт

n₁ = 1455 мин ^-1

Т₂ = 0,071 кН·м

Р₂ = 5,607 кВт

n₂ = 750 мин ^-1

β = 85°

Рисунок 5.1.1 - Схема клиноременной передачи

Исходные данные: мощность на ведущем шкиве Р₁ = 5,902 кВт; частота вращения ведущего шкива n₁ = 750 мин ^-1; передаточное отношение клиноременной передачи i_р.п.= 1,94. Электродвигатель переменного тока 4А132S4У3. Работа в 2 смены.

Расположение передачи наклонное - угол β = 25°.

5.1.1 Выбор сечения ремня

В зависимости от передаваемой мощности Р₁ и частоте вращения ведущего шкива n₁, предварительно выбираем по номограмме [1] при

Р₁ = 5,902 кВт и n₁ = 2900 мин^-1 сечение ремня Б. Для этого ремня [1]

l_p = 14,0 мм, W = 17 мм, T₀ = 10,5 мм, площадь сечения А = 138 мм²,

L_p = 800 - 6300 мм, d₁ > 125 мм.

Рисунок 5.1.2 - Сечение ремня.

5.1.2 Определение диаметров шкивов

Рекомендуется принимать меньший ведущий шкив с расчётным диаметром d₁ > d_min.

Из стандартного ряда диаметров шкивов [1] принимаем d₁ = 160 мм.

Расчётный диаметр ведомого шкива без учёта относительного скольжения d₂ [1]

мм.

Из стандартного ряда [1] принимаем ближайшее значение d₂ = 315 мм и уточняем передаточное отношение ремённой передачи [1]

,

где ξ - относительное скольжение (для клиновых кордшнуровых ремней

ξ = 0,01).

Отклонение фактического передаточного отношения от ранее принятого:

2,5% < [Δi] = ± 4 %,

где [Δi] – допускаемое отклонение фактического передаточного отношения от ранее принятого. Должно быть не более ± 4 %.

Условие выполняется.

5.1.3 Определение межосевого расстояния и длины ремня

Предварительное межосевое расстояние [1]:

где T₀ - высота сечения ремня, мм.