ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.04.2024
Просмотров: 100
Скачиваний: 0
СОДЕРЖАНИЕ
1 Энергокинематический расчет привода
1.2 Определение частот вращения и крутящих моментов на валах привода
2.1 Выбор материалов, термообработки и определение допускаемых напряжений для зубчатых колес
2.2 Проектный расчет зубчатых передач
2.3 Проверочный расчет цилиндрической зубчатой передачи
3 Расчет открытой клиноременной передачи
4.1. Проектный расчёт валов привода
4.2 Проверочный расчёт быстроходного вала редуктора
4.3 Проверочный расчет быстроходного вала редуктора на статическую перегрузку и жесткость
5 Выбор и расчет подшипников привода
6 Выбор и расчёт соединений «вал-ступица»
8 Обоснование и выбор смазочных материалов
Содержание
1.1 Подбор электродвигателя 6
1.2 Определение частот вращения и крутящих моментов на валах привода 9
2 Расчет передач привода 13
2.1 Выбор материалов, термообработки и определение допускаемых напряжений для зубчатых колес 13
2.2 Проектный расчет зубчатых передач 18
2.3 Проверочный расчет цилиндрической зубчатой передачи 25
3 Расчет открытой клиноременной передачи 29
4 Расчёт валов привода 32
4.1. Проектный расчёт валов привода 32
4.2 Проверочный расчёт быстроходного вала редуктора 33
Изгибающий момент для первого сечения: 36
; (4.14) 36
Изгибающий момент для второго сечения: 36
; (4.15) 36
Осевой момент сопротивления опасного сечения: 36
; (4.16) 36
37
Полярный момент сопротивления опасного сечения: 37
; (4.17) 37
37
Определяем коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости: 37
; (4.20) 37
37
; (4.21) 37
37
; (4.22) 37
; (4.23) 38
38
; (4.24) 38
Коэффициент корректирующий влияние среднего напряжения цикла на сопротивление усталости при изгибе: 38
(4.25) 38
Коэффициент корректирующий влияние среднего напряжения цикла на сопротивление усталости при кручении: 38
(4.26) 38
41
4.3 Проверочный расчет быстроходного вала редуктора на статическую перегрузку и жесткость 41
5 Выбор и расчет подшипников привода 44
6 Выбор и расчёт соединений «вал-ступица» 48
7 Выбор соединительных муфт 51
8 Обоснование и выбор смазочных материалов 52
9 Техника безопасности и экологичность проекта 53
Заключение 55
Список литературы 56
1.Иванов, М.Н. Детали машин:учебник для академ.бакалавриата / М.Н.Иванов, В.А.Финогенов.-16-е изд., испр. и доп.-М.Юрайт, 2018.-409 с. 56
Введение
Привод (он же силовой привод) — совокупность устройств, предназначенных для приведения в действие машин и механизмов. Является тем, что выполняет работу по превращению одного типа энергии в другой и передаёт эту энергию исполнительному механизму. То, что приводит исполнительный механизм в движение, представляет собой своего рода «вставку» между приводным двигателем и нагрузкой (машиной или механизмом, движителем) и выполняет те же функции, что и механическая передача. Подсистемы привода: система управления, двигатель, трансмиссия.
Приводы могут состоять из следующих основных частей: приводная станция, от которой тяговый орган получает движение; приводной орган; рама.
Приводная станция включает двигатель, передачу (редуктор), соединительные муфты, ведущий барабан или звездочки с валом и опорами.
Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного органа и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Назначение редуктора - понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.
Редуктор состоит из корпуса, в котором размещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. В отдельных случаях в корпусе размещают также устройства для смазывания или устройства для охлаждения.
Объектом курсового проекта является привод шестерни с червячным редуктором. Привод также включает в себя: электродвигатель, открытую ременную передачу, жёсткую муфту, вал приводной со звёздочками.
1 Энергокинематический расчет привода
Цель энергокинематического расчёта – подбор электродвигателя и определение частот вращения и крутящих моментов на всех валах привода. Эти данные являются исходными данными для дальнейших проектных расчетов передач привода.
Схема привода представлена на рисунке 1.1.
1 – электродвигатель; 2 – ременная передача; 3 – редуктор; 4 –муфта жестко компенсирующая; 5 –приводной вал со звездочкой
Рисунок 1.1 – Схема привода
Исходные данные к расчету следующие:
Окружное усилие на звездочке Ft = 6 кН;
Окружная скорость звездочки V=1,3м/с;
Шаг приводной цепи P=76,2 мм;
Число зубьев приводной звездочки Z=11;
Срок службы привода t=7 лет.
1.1 Подбор электродвигателя
Выбор электродвигателя осуществляется по мощности, требуемой для обеспечения передачи крутящего момента на приводном валу. Мощность на приводном валу Рро , кВт рассчитывается по формуле [1]:
, (1.1)
где v – окружная скорость на выходном валу, м/c
k – количество элементов на рабочем органе.
.
Требуемая мощность электродвигателя Рдв тр, кВт определяется по формуле [1]:
, (1.2)
где - общий коэффициент полезного действия (КПД) привода.
КПД привода определяется как произведение КПД элементов привода, т.е. по формуле [1]:
, (1.3)
где: - КПД цилиндрической прямозубой передачей; =0,97;
- КПД муфты , =0.98;
- КПД одной пары подшипников, =0,99.
- КПД плоско-ременной передачи, =0.95;
Значения КПД взяты из таблицы 1.1 [1].
Общее значение КПД привода:
.
Тогда требуемая мощность электродвигателя равна:
.
Определим расчетный диаметр рабочего органа ,мм по формуле [1]:
; (1.4)
Угловая скорость рабочего органа ,рад/c рассчитывается по формуле [1]:
(1.5)
Частота вращения рабочего органа , мин-1 определяется по формуле [1]:
(1.6)
Определим требуемую частоту вращения двигателя , об/мин по формуле [1]:
, (1.7)
где - ориентировочное значение передаточного отношения передач, из которых состоит привод (определяем по таблице 1.2 [1]).
.
По требуемой мощности и частоте вращения по таблице 16.7.1 , [2]. Выбираем электродвигатель асинхронный 4A180S4У3 (ГОСТ 19523-81) с частотой вращения и мощностью .
1.2 Определение частот вращения и крутящих моментов на валах привода
Для определения частот вращения на валах окончательно назначим передаточные числа передач [1].
Общее передаточное число привода рассчитываем по формуле [1]:
(1.8)
где - реальная частота вращения электродвигателя, мин-1.
Определяем общее передаточное отношение редуктора
где -передаточное число открытой ременной передачи. Принимаем
Передаточное число тихоходной передачи определяем по формуле [1]:
(1.9)
где - требуемое передаточное отношение редуктора.
Передаточное число быстроходной передачи определяем по формуле [1]:
(1.10)
Определим частоты вращения на валах привода (обозначения валов соответствуют обозначениям на рисунке 1.1):
Частота вращения на валу I:
Частота вращения на валу II:
Частота вращения на валу III:
Частота вращения на валу IV:
Частота вращения на валу V:
Определим угловые скорости валов по формуле [1]:
(1.11)
Угловая скорость вала I:
Угловая скорость вала II:
Угловая скорость вала III:
Угловая скорость вала IV:
Угловая скорость вала V:
Крутящие моменты Тi ,Нм определяются по формуле [1]:
(1.12)
где i – номер вала;
- мощность на i-м валу, кВт;
- угловая скорость i-го вала, с-1.
Рассчитаем мощности на валах привода:
Мощность на валу I:
Мощность на валу II:
Мощность на валу III:
Мощность на валу IV:
Мощность на валу V:
Тогда крутящие моменты на валах:
Крутящий момент на валу I:
Крутящий момент на валу II:
Крутящий момент на валу III:
Крутящий момент на валу IV:
Крутящий момент на валу V: