Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву
Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Расчет закрытой цилиндрической косозубой передачиСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте Задание 8/1 Спроектировать привод винтового питателя
2 – открытая ременная передача 3 – цилиндрический одноступенчатый редуктор 4 – муфта 5 – винтовой питатель Рвых, кВт 6,4 nвых, мин-1 95 Редуктор цилиндрический косозубый Ременная передача клиновым ремнем Муфта упругая втулочно-пальцевая Срок службы в годах при 2х- сменной работе 8. Подпись руководителя проекта ________________ Оглавление
1 Кинематический расчет привода ……………………………………….. 7 2 Расчет закрытой цилиндрической косозубой передачи………..……… 10 3 Расчет ременной передачи…………………. …………………………… 17 4 Ориентировочный расчет валов …………………………………………20 5 Конструктивное оформление зубчатых колес……………… 22 6 Конструирование корпуса и крышки редуктора………………………… 23 7 Предварительный подбор подшипников……….…………………………24 8 Эскизная компоновка редуктора…………………………………………...25 9 Проверочный расчет валов…………………………………………………25 10 Проверка подшипников на долговечность………………………………31 11 Подбор и проверка шпонок……………………………………………….33 12 Уточненный расчет ведомого вала на прочность………………………..34 13 Смазка зубчатых колес и подшипников………………………………….37 14 Сборка редуктора………………………………………………………….38 15 Выбор муфты………………………………………………………………38 16 Техника безопасности…………………………………………………... 39 17 Эксплуатация привода ……………………………………………………40 Библиографический список………………………………………….……. 41
Основные требования, предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность, надежность, минимальные габариты и масса, удобство эксплуатации, экономичность, техническая эстетика. Все эти требования учитывают в процессе проектирования и конструирования. Проектирование – это разработка общей конструкции изделия. Конструирование – это дальнейшая разработка всех вопросов, решение которых необходимо для воплощения принципиальнойсхемы в реальную конструкцию. Правила проектирования и оформления конструкторской документации стандартизированы. ГОСТ устанавливает следующие стадии разработки конструкторской документации на изделия всех отраслей промышленности и этапы выполнения работ: техническое задание, техническое предложение (при курсовом проектировании не разрабатывается), эскизный проект, технический проект, рабочая документация. Техническое задание на курсовую работу содержит общие сведения о назначении и разработке создаваемой конструкции, предъявляемые к ней эксплуатационные требования, режим работы, ее основные характеристики. Эскизный проект разрабатывается обычно в одном или нескольких вариантах и сопровождается обстоятельным расчетным анализом, в результате которого выбирается оптимальный вариант для последующей разработки. Технический проект охватывает подробную конструктивную разработку всех элементов оптимального эскизного варианта с внесением необходимых поправок и изменений, рекомендованных при утверждении эскизного проекта. Рабочая документация - заключительная стадия конструирования, включает в себя создание конструкторской документации, необходимой для изготовления всех деталей. В современных машинах привод является наиболее ответственным механизмом, через который передается силовой поток с соответствующим преобразованием его параметров. В связи с этим надежность работы машины, увеличение срока ее службы, возможности уменьшения габаритов и массы определяются качеством привода. Проектирование же приводов различных машин является важной инженерной задачей.
Схема привода
1.2 Задача расчёта: - подобрать электродвигатель по номинальной мощности и частоте вращения ведущего вала; - определить общее передаточного число привода и его ступеней; - определить мощность - Р, частоту вращения -n, угловую скорость - Данные для расчёта
Условия расчёта Для устойчивой работы привода необходимо соблюдение условия: номинальная (расчетная) мощность электродвигателя должна быть меньше или равна мощности стандартного электродвигателя. Рном Допускаются отклонения Рном Рном Расчёт привода Двигатель является одним из основных элементов машинного агрегата. От его мощности и частоты вращения его вала зависят конструктивные и эксплуатационные характеристики рабочей машины и ее привода.
1.5.1 Определяем общий коэффициент полезного действия привода
где
1.5.2 Определяем номинальную (требуемую) мощность двигателя Рном: Рном = По значению номинальной мощности по таблице выбираем электродвигатель большей мощности Рдв =7,5 кВт > Рном = 6,9 кВт. Выбор оптимального типа двигателя зависит от кинематических характеристик рабочей машины. При этом надо учесть, что двигатели с большей частотой вращения (синхронной 3000 мин Для расчета выбираем двигатель 4АМ132 S4УЗ, у которого Рдв= 7,5кВт, а nном= 1455мин
1.5.3 Определение передаточного числа привода и его ступеней Передаточное число привода (uобщ)определяется отношением номинальной частоты вращения двигателя (nном) к частоте вращения приводного вала рабочей машины (nрм) и равно произведению передаточных чисел редуктора (uред) и ременной передачи (uрп). uобщ =
uобщ = Разбивка передаточного числа привода должна обеспечить компактность каждой ступени передачи. С учетом рекомендаций для зубчатой передачи принимаем uзп = 4,0 uрп = 1.5.4. Определение силовых и кинематических параметров привода Силовые (мощность и вращательный момент) и кинематические (частота вращения и угловая скорость) параметры привода рассчитывают на валах исходя из требуемой (расчетной) мощности двигателя Рдв и его номинальной частоты вращения nном. Определяем мощности на каждом валу привода: Р1 = Рдв = 6,9 кВт; Р2 = Р3 = Определяем частоту вращения каждого вала: n1 = nдв = 1455 мин-1; n2 = n3 = Определяем угловые скорости каждого вала:
Определяем вращающие моменты на каждом валу привода: Т = Т1 = Т2 = Т3= Результаты расчётов сводим в таблицу 1.
Таблица 1 - Силовые и кинематические параметры привода.
Заключение. Анализ силовых и кинематических расчетных параметров, приведенных в таблице 1 показывает, что проектируемый привод обеспечивает значение заданных выходных параметров, Рвых и nвых соответствующих техническому заданию.
Данные для расчёта Исходными данными для расчёта являются силовые и кинематические параметры передачи, приведенные в таблице 2.1.
Таблица 2.1 –Таблица силовых и кинематических параметров редуктора
Условия расчета Надежная работа закрытой зубчатой передачи обеспечена при соблюдении условий прочности по контактным напряжениям и напряжениям изгиба.
где напряжения проектируемой передачи;
напряжения материалов колес. Допускается недогрузка передачи - 0,9 [s]F £ sF £ 1,05 [s]F. Расчет зубчатой передачи В условиях индивидуального и мелкосерийного производства, предусмотренного техническим заданием на курсовую работу, в мало- и средненагруженных передачах, а также в открытых передачах применяют стальные зубчатые колеса с твердостью Для увеличения нагрузочной способности передачи, уменьшения ее габаритов твердость шестерни HB1 назначается больше твердости колеса HB2, HB1= HB2+(20-50). (2.1)
Рекомендуемый выбор материалов, термообработки и твердости колес приводятся в таблице 3.6, а механические свойства сталей в таблице 3.1. 2.5.1. Выбор материалов для изготовления зубчатых колес
Так как мощность привода меньше 10 кВт, то по рекомендации НВcр=(235+261)/2=248. Для шестерни - сталь 40X, термообработка – улучшение, твердость сердцевины - 268HВ, твердость на поверхности - 302 НВ. НВcр=(268+302)/2=285. HB1=285>HB2= 248 на 37 единиц, т.е. условие (2.1) выполняется. 2.5.2 Определяем допускаемые контактные напряжения [σ]Н и допускаемые напряжения изгиба [σ]F По таблице 3.6 определяем величину допускаемых контактных напряжений [σ]Н в зависимости от твердости: [σ]H0=1,8НВcр+67Н/мм2.. (2.2) Учитывая, что срок службы привода 8 лет, принимаем коэффициент долговечности КHL = 1, тогда получаем: [σ] Н1 = КHL . [σ]H01ср +67 = 1. 1, 8 . 285+67 = 580 МПа; [σ] Н2 = КHL . [σ]H02 ср +67 = 1. 1, 8 . 248+67 = 514 МПа. В качестве расчетных допускаемы напряжений принимаем: [ [ Определяем допускаемое напряжение изгиба по таблице 6[2] в зависимости от НВср [ Учитывая, что срок службы привода 8 лет, принимаем коэффициент долговечности КFL= 1, тогда [ [
2.5.3 Определяем межосевое расстояние редуктора
где К КНβ - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба, принимается по таблице 4.1 в зависимости от коэффициента Ψbd; Ψbd - коэффициент ширины колеса относительно делительной окружности шестерни, его значение принимается по таблице 4.2; Ψвα = расстояния. При симметричности расположения шестерни относительно опор Ψbd = 0,8…1,4, принимаем Ψbd = 1, тогда Ψbα = Согласно значению Ψbd =1, при симметричном расположении колес и НВ КНβ = 1,04, тогда
Полученное значение округляем до ближайшего значения ГОСТ 6636-69 по таблице 4.3 и окончательно принимаем 2.5.4 Определяем нормальный модуль зацепления mn= ( По таблице 4.4 принимаем mn=2мм. 2.5.5 Определяем число зубьев шестерни z1, приняв
Принимаем z1=32, тогда 2.5.6 Уточняем передаточное число:
2.5.7 Уточняем фактический угол наклона зубьев:
Рисунок 2.1 – Геометрические параметры зубчатого зацепления
2.5.8 Определяем геометрические параметры шестерни и колеса: делительный диаметр:
диаметр окружности вершин зубьев:
диаметр окружности впадин зубьев:
ширина венца колеса:
Принимаем 70мм ширина венца шестерни:
Уточняем межосевое расстояние:
Данные сводим в таблицу геометрических параметров передачи.
Таблица 2.2- Геометрические параметры зубчатого зацепления
2.5.9 Определяем окружную скорость колес:
для данной скорости по таблице 4.5 назначаем 8 степень точности изготовления зубчатых колес. 2.5.10 Определение силовых параметров зацепления
На рисунке 2.2 изображена схема сил в зацеплении цилиндрической косозубой передачи.
Рисунок 2.2 - Схема сил в зацеплении цилиндрической косозубой передачи
В зацеплении косозубых цилиндрических колес действуют силы: окружная Ft = 2Т1 /d1 радиальная Fr=Ft × tga / cosb = осевая Fa = Ft × tgb= где b - угол наклона зубьев колес. У зубчатых передач a =200,
2.5.11 Проверочный расчет передачи по контактным напряжениям, σн. Определяем контактные напряжения по формуле:
где К - вспомогательный коэффициент. Для косозубых передач К= 376; нагрузки между зубьями (таблица 4.6); КНβ =1,04 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактной линии зуба (таблица 4.1);
(таблица 4.7).
Подставив числовые значения коэффициентов в формулу (2.6), получим:
Недогрузка в пределах допустимой.
2.5.12. Проверочный расчет передачи по напряжениям изгиба, σF.
где КFa=0,9 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями (таблица 4.6);
нагрузки по длине контактной линии зуба (таблица 4.1);
(таблица 4.7);
наклона зуба; YF - коэффициент формы зуба принимается по эквивалентному числу зубьев
для шестерни для колеса По таблице 4.8 находим значения: YF1=3.75, YF2=3.6.
Подставив числовые данные в формулы (2.7) и (2.8), получим;
Условия (2.13) и (2.14) выполняются. Результаты проверочного расчета целесообразно представить в виде таблицы.
Таблица 2.3 – Параметры проверочного расчета закрытой передачи.
Заключение: результаты проверочных расчетов по контактным напряжениям и напряжениям изгиба показывают, что полученные геометрические параметры редуктора удовлетворяют заданным. Таблица 3.2 – Параметры клиноременной передачи
Проверочный расчет валов 9.1 Пространственная схема нагружения валов
9.2 Задача расчета Определить диаметры валов в опасном сечении. 9.3 Данные для расчета Они приведены в таблице
9.4 Условия расчета Пользуясь 3-й или 4-й теорией прочности, определить диаметры валов в опасном сечении, учитывая совместное действие изгиба и кручения.
9.5 Расчет ведущего вала 9.5.1 Составляем уравнения равновесия и определяем опорные реакции от сил, действующих в плоскости УZ (вертикальная плоскость)
откуда RВу = (Ft ∙ l1) / 2l1 = Ft / 2; RВу =5060 /2= 2530 H; RАу= RВу=2530. 9.5.2 Составляем уравнения равновесия и определяем опорные реакции от сил, действующих в плоскости ХZ (горизонтальная плоскость):
откуда RВх = (Fрп ∙ l2 + Fr ∙ l1 + Fa ∙ d1/2)/ (2l1); RВх =(1460 ∙ 95+ 1900∙ 62+1300∙ 66/2) /2∙ 62 = 2415 Н
откуда RАх ={- Fr1 ∙ l1 + Fa ∙ d1/2+Fрп (2l1+ l2)}/ 2l1; RАх = { -1900∙ 62 + 1300∙ 66/2)+1460(95+124) / 2∙ 62 = 1975 Н.
Проверка: -1975+2415 +1900 + 1460 = 0; 3875-3875 =0.
9.5.3 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов в плоскости УZ (вертикальная плоскость) Сечение 1-1
при Z1=622мм; М1= 2530∙ 0,062=-156,86 Нм.
9.5.4 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов в плоскости ХZ (горизонтальная плоскость) Сечение 1-1:
при Сечение 11-11:
М2= при Сечение 111-111:
при
По данным расчётам строим в масштабе эпюр изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также эпюр крутящего момента. 9.5.5 Используя 3-ю теорию прочности, определяем приведенный момент в опасном сечении по формуле
9.5.6 Определяем диаметр вала в опасном сечении
где [
Принимаем [
В нашем случае d=35,7 мм намного меньше диаметра окружности впадин шестерни – df=61мм, что дает значительный запас прочности
Рисунок 9.1 – Эпюры изгибающих моментов и крутящего момента на ведущем валу 9.6 Расчет ведомого вала На ведомый вал, помимо усилий в зубчатой передаче, действует консольная сила от муфты Fм, но ввиду того, что масса муфты мала, этим усилием при расчете реакций и параметров вала можно пренебречь.
9.6.1 Составляем уравнения равновесия и определяем опорные реакции в плоскости уz (вертикальная плоскость). ∑МСу=0 RDу 2l1 - Ft l1 = 0, откуда RDу=(Ft l1)/ 2l1= Ft / 2. RDу =5060 /2 = 2530 Н. RCу = RDу= 2530 Н. Проверка. 2530 + 2530- 5060 =0. 5060 - 5060 =0. 9.6.2 Составляем уравнения равновесия и определяем опорные реакции в плоскости хz (горизонтальная плоскость).
откуда RDХ=(Ft * l1 + F м* l2)/(2l1) RDХ =(5060*61 + 2500* 80) / (2*61) = 4169 Н.
откуда RСХ = [-Ft * l1 +Fм (2 l1+ l2]/(2l1) RСХ = [(- 5060*61+ 2500(2 *61 +80)] / (2*61) = 1609 Н.
Проверка. 1609 +5060 -2500 -4169=0. 6669 - 6669 =0 9.6.3 Построение эпюр изгибающих и вращающих моментов в плоскости УZ (вертикальная плоскость) Сечение 1-1
М1= при Z1=61мм; М1= 2356∙0,061=143,7 Нм.
Сечение 11-11
при
9.6.4 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов в плоскости ХZ (горизонтальная плоскость) Сечение 1-1:
М1= - FМ z1. при при
Сечение 11-11
при
Рисунок 9.2 – Эпюры изгибающих моментов и крутящего момента на ведомом валу
По данным расчётам строим в масштабе эпюр изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также эпюр крутящего момента.
9.6.5 Используя 3-ю теорию прочности определяем приведенный момент в опасном сечении по формуле
Приняв [
Фактический диаметр вала под колесом, 65мм больше расчетного, 52мм.
Задача расчета - определить эквивалентную динамическую нагрузку; - проверить подшипники на динамическую грузоподъемность; - определить расчетную долговечность подшипника. Данные для расчета Частота вращения колец подшипника: n2=380 мин-1, n 3=95 мин-1. Силы в полюсе зацепления: окружная Ft = 5060 H; радиальная Fr = 1900 H; осевая Fa = 1300 H. Характеристики подшипников приведены в таблице 7.1. Условие расчета Проверочный расчет подшипников выполняется отдельно для быстроходного и тихоходного валов. Пригодность определяется по условиям:
где
Требуемая долговечность Подбор и проверка шпонок Шпонка исключает проскальзывание колеса по валу и служит для передачи крутящего момента от колеса к валу и обратно. Шпонка подбирается по диаметру вала и длине ступицы, и проверяется на смятие. Проверке подлежат одна шпонка входного конца ведущего вала – под полумуфтой, одна шпонка промежуточного вала под колесом быстроходной передачи и две шпонки ведомого вала – под зубчатым колесом тихоходной передачи и на выходном конце вала под полумуфтой.
Схема шпоночного соединения
11.2 Задача расчета Подобрать шпонки и проверить их на смятие. 11.3 Условие расчета Подобранные шпонки должны удовлетворять условию
Допускаемые напряжения при стальной ступице и спокойной нагрузке 11.4 Подбор и проверка шпонок Проверке подлежат одна шпонка ведущего вала – под шкивом ременной передачи, и две - ведомого вала – под зубчатым колесом и под полумуфтой. Размеры шпонок b х h подбираем по таблице, а рабочую длину шпонки lр замеряем с чертежа эскизной компоновки редуктора. Таблица 11.1 – Размеры шпонок (ГОСТ 23360-78)
Проверяем условие прочности по формуле
где d – соответствующий диаметр вала, мм; h – высота шпонки, мм; t1 - глубина паза вала, мм.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| Поделиться: |
Познавательные статьи:
Последнее изменение этой страницы: 2016-12-27; просмотров: 1239; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!
infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 216.73.216.137 (0.011 с.)