Задача 1. Определение срока службы приводного устройства.

Кафедра «Машиноведение»

 

Курсовая работа

по дисциплине: «Детали машин»

на тему: «Привод механизма поворота крана»

 

Выполнил: Петров В.Н.

Проверила: Савватеева И.А.

 

 

Якутск - 2012

Задача 1. Определение срока службы приводного устройства.

Срок службы определяется по формуле L_h=365L_rt_cL_c;

L_r- срок службы привода, лет;

t_c- продолжительность смены, ч;

L_c- число смен;

Момент сопротивления вращению Т, кН·м	1,3
Скорость поворота, Vм/с	0,06
Диаметр колонны, D мм
Допускаемое отклоне­ние скорости поворота крана δ, %
Срок службы привода Lh, лет

1.Срок службы приводного устройства определяем по формуле:

L =365·L · t ·L

где L -срок службы привода,7 лет;

t -продолжительность смены, 8 ч;

L -число смен;

L =365·7·8=20440 ч.

 

2. Принимаем время простоя машинного агрегата 15% ресурса.

Тогда L = 20440·0,85=17374 ч.;

Рабочий ресурс принимаем:

L =17·10³ ч.

Выбор двигателя и кинематический расчет привода.

1. Определяем требуемую мощность рабочей машины P ,кВт:

P = T·ω;

T- вращающий момент, 1,3 кН·м;

ω -угловая скорость тягового органа рабочей машины, рад/с,

Для нахождения угловой скорости определим частоту вращения приводного вала n_рм.

n_рм= ;

 

где V- скорость поворота, об/мин;

 

n_рм= об/мин;

Определим угловую скорость по формуле:

ω _рм= ;

ω _рм=

P =1,3·0,4=0,52 кВт;

 

2. Определяем общий коэффициент полезного действия (КПД) привода:

η =η · η · η · η ² ·η ;

где η ,η ,η ,η ,η -коэффициенты полезного действия закрытой передачи, открытой передачи, муфты, подшипников качения, подшипников скольжения, выбираем по табл.2.2[3]:

η =0,8;

η =0,94;

η =0,98;

η =0,99;

η =0,98;

η =0,8· 0,94· 0,98· 0,99² ·0,98=0,707;

3.Определяем требуемую мощность двигателя P ,кВт:

P *= ;

P = кВ т;

 

Из табл.К9[3] выбираем подходящей мощности двигателя:

P_ном=0,55 кВт; n_ном=900 об/мин

табл.2.1

4ААМ63В2У3

4AM471А4У3

4АМ71В6У3

4АМ80В8У3

 

Определение силовых и кинематических параметров привода

Таблица 2.4.

Параметр	Вал	Дв-М-ЗП-ОП-РМ
Мощность Р, кВт	ДВ	Рдв=0,73
	Б	Р1= Рдвŋмŋпк=0,708
	Т	Р2= Р1ŋзпŋпк=0,56
	РМ	Ррм= Р2ŋопŋпк=0,521
Частота n, об/мин	ДВ	nном=900 об/мин
	Б	n1= nном=900
	Т	n2= n1/ uзп=900/25=36
	РМ	nрм= n2/uоп=36/10=3,6
Угловая скорость ω 1/с	ДВ	ω ном=πnном/30=94,2
	Б	ω 1=ωном=94,2
	Т	ω 2=ω1/uзп=94,2/25=3,768
	РМ	ω рм=ω2/uоп=3,768/10=0,376

Вращающий момент Т, Н*м	Дв	Тдв=Рдв*10^3/ωном=0,73*10^3/94,2=7,74
	Б	Т1=Тдвŋмŋпк=7,74*0,98*0,99=7,51
	Т	Т2=Тдвuзпŋзпŋпк=7,74*25*0,8*0,99=153,2
	РМ	Трм=Т2uопŋопŋпс=153,2*10*0,94*0,98=1411,2

Таблица 2.5. Силовые и кинематические параметры привода

Тип двигателя 4АМ71В6У3 Р_ном=0,55кВт n_ном=900 об/мин

Параметр	Передача	Параметр	Вал
Открытая	Закрытая	Двигатель	Редуктор	Привод РМ
Б	Т
Передаточное число u			Расчетная мощность Р, кВт	0,73	0,708	0,56	0,521
Угловая скорость ω, 1/с	94,2	94,2	3,768	0,376
КПД ŋ	0,94	0,8	Частота вращения n, об/мин				3,6
Вращающий момент Т, Н*м	7,74	7,51	153,2	1411,2

Задача 3. Выбор материалов червячных передач. Определение допускаемых напряжений.

Червячные передачи

1. Выбор материала червяка и червячного колеса:

По табл. 3.1при мощности P=0,55 кВт червяк изготавливается из стали 40Х с твердостью ≤350 HB, термообработка-улучшение; по табл. 3.2 для стали 40Х – твердость 269…302 HB, σ_в = 900 H/мм², σ_т= 750 H/мм²

2. Определяем скорость скольжения:

ʋ_s = м/с

3. В соответствии со скоростью скольжения по табл. 3.5 из группы II принимаем сравнительно дешевую бронзу БрА10Ж4Н4, полученную способом центробежного литья; σ_в = 530 H/мм², σ_т= 245 H/мм².

4. Для материала венца червячного колеса по табл. 3.6 определяем допускаемые контактные [σ]_H и изгибные [σ]_F напряжения.

а) при твердости витков червяка ≤350 HB,

[σ]_H=250-25ʋ_s=250-25*2,16=196 H/мм².

б) Коэффициент долговечности K_FL= , где наработка N=574ω₂L_h=573*3,768*10000=21,6*10⁶ циклов.

Тогда K_FL= =0,71.

 

Для нереверсивной передачи

[σ]_F=(0,08σ_в+0,25σ_т)K_FL=(0,08*530+0,25*245)*0,71=73,6 H/мм²

5. Составляем табличный ответ к задаче 3.

Элемент передачи	Марка материала	Dпред	Термо-обра-ботка	HB	σв	σт	[σ]H	[σ]F
Способ отливки	H/мм^2
Червяк Колесо	Сталь 40Х БрА10Ж4Н4	-	У Ц	269…302 -			-	- 73,6

 

Проверочный расчет.

1. Определяем КПД червячной передачи:

;

Где φ – угол трения, определяется в зависимости от фактической скорости:

По табл.4.9 [3] выбираем угол трения φ = 2°20’;

;

2. Проверяем контактное напряжение зубьев: σ_н, Н/мм²;

;

где , окружная сила на колесе, Н;

где Т₂ – крутящий момент, 153,2 Н·м,

Н;

К – коэффициент нагрузки, принимается в зависимости от окружной скорости V₂ м/с:

;

;

При V₂=0,31 3 принимаем К=1;

;

=177,59<[ ]=196;

3.Проверяем напряжение изгиба зубьев колеса σ_F, Н/мм²:

σ_F=0,7Y_F2 ≤[σ]_F,

где а) значение m, мм; b₂, мм; F_t2, H; K;

б) Y_F2 – коэффициент формы зубы колеса. Определяется по табл. 4.10 в зависимости от эквивалентного числа зубьев колеса z_v2=z₂/cos³γ

;

;

Y_F2=1,45;

;

= 16,41 < [ ]=73,6;

 

4. Составляем табличный ответ к задаче 4.

Параметры червячной передачи

 

Параметр	Значение	Параметр	Значение
Межсетевое расстояние aw		Ширина зубчатого венца колеса b2	34,79
Модуль зацепления m	3,3	Длина нарезаемой части червяка b1	56,84
Коэффициент диаметра червяка q	12,5	Диаметр червяка: делительный d1 начальный dw1 вершин витков da1 впадин витков df1	41,2547,52 47,85 33,3
Делительный угол подъема витков червяка γ
Угол обхвата червяка венцом 2δ		Диаметр колеса: делительный d2 = dw2 вершин зубьев da2 вершин зубьев df2 наибольшей dам2	177,87163,35 182,82
Число витков червяка z1
Число зубьев колеса z2

 

Параметры	Допускаемые значения	Расчётные значения
Коэффициент КПД	-	0,76
Контактное нагружение σн, Н/мм^2		177,59
Напряжения изгиба F, Н/мм^2	73,6	16,41

 

Выбор материала валов.

Марка стали 40Х

σ_В=900 σ_Т=750 σ_-1=410

Кафедра «Машиноведение»

 

Курсовая работа

по дисциплине: «Детали машин»

на тему: «Привод механизма поворота крана»

 

Выполнил: Петров В.Н.

Проверила: Савватеева И.А.

 

 

Якутск - 2012

Задача 1. Определение срока службы приводного устройства.

Срок службы определяется по формуле L_h=365L_rt_cL_c;

L_r- срок службы привода, лет;

t_c- продолжительность смены, ч;

L_c- число смен;

Момент сопротивления вращению Т, кН·м	1,3
Скорость поворота, Vм/с	0,06
Диаметр колонны, D мм
Допускаемое отклоне­ние скорости поворота крана δ, %
Срок службы привода Lh, лет

1.Срок службы приводного устройства определяем по формуле:

L =365·L · t ·L

где L -срок службы привода,7 лет;

t -продолжительность смены, 8 ч;

L -число смен;

L =365·7·8=20440 ч.

 

2. Принимаем время простоя машинного агрегата 15% ресурса.

Тогда L = 20440·0,85=17374 ч.;

Рабочий ресурс принимаем:

L =17·10³ ч.