Файл: Eroshkin_Detali_Mashin_Full_LAST_1.docx

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 F_t = 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 Р_ро , 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 Р_{дв 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 Т_i ,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: