Кинематический расчет привода

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

1. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА

1.1.Выбор электродвигателя

1.2.Кинематический расчет привода

2. РАСЧЕТ РЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ

3. РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

3.1.Выбор материалов, термообработки и допускаемых напряжений

3.2.Проектный расчет зубчатой передачи

3.3.Проверочный расчет зубчатых передач

4.КОНСТРУИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ РЕДУКТОРА

4.1.Конструирование валов

4.1.1. Ведущий вал

4.1.2. Ведомый вал

4.1.Конструирование зубчатого колеса

4.2.Расчет шпонок

4.2.1. Шпонка ведущего вала

4.2.2. Шпонка ведомого вала

4.3. Конструирование зубчатых колёс

4.4 Компоновка цилиндрического редуктора

5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

 

Целью данного курсовой работы является проектирование механического привода для закрепления теоретических знаний, полученных при изучении курса «Детали машин», а так же получение практического опыта в проведении расчетно-конструкционной работы.

Общий объем курсового проекта составляют расчетно-пояснительная записка, оформление которой должно соответствовать требованиям ЕСКД, предъявляемым к текстовым документам, и графическая часть. В графической части необходимо будет выполнить чертеж редуктора на формате А1 с соответствующими спецификациями, деталировочные чертежи деталей редуктора и компоновочный чертеж механического привода на формате А2.

В качестве задания, используется кинематическая схема ленточного транспортера, состоящего одноступенчатого цилиндрического редуктора, клиноременной передачи и, соответственно, соединительной муфты. В качестве источника энергии используется асинхронный электродвигатель.

В техническом задании на проектирование указаны: вариант схемы привода; срок службы привода; циклограмма режима нагружения с указанием значений k_i и li -относительных величин нагрузок и продолжительности их действия; крутящий момент на барабане конвейера Тб, Нм; частота вращения барабана nБ, ^об/_Ми_Н; и число полюсов электродвигателя.

Сведения, необходимые для курсового проектирования, в том числе и справочные данные, по возможности приведены в методической литературе.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА

Выбор электродвигателя

 

По исходным данным берем следующие значения: n _Б = 125 [^об/_Мин] – частота вращения барабана;

Тб = 140 [Нм] - крутящий момент на барабане конвейера;

(1.1)

Значение мощности двигателя можно определить из следующего выражения:

 

Подставив в эту формулу исходные данные, получим:

= 140* 125/9550 = 1,83[кВт]

Требуемая мощность электродвигателя:

h = h h _р h ; (1.3)

h - КПД зубчатой передачи;

h _р - КПД ременной передачи;

h  - КПД поршневой пары.

Эти значения берутся из таблицы 1.1.

Ориентировочные значения величин КПД и передаточных чисел различных элементов привода

Таблица 1.1

Вид передачи	Передаточное число	КПД
Зубчатая цилиндрическая в закрытом корпусе	2ч6,3 max 8	0,96ч0,98
Зубчатая коническая в закрытом корпусе	2ч4 max 6,3	0,95ч0,97
Ременная	2ч4	0,94ч0,96
Цепная	2ч5 max 7	0,92ч0,95
Подшипники качения (пара)	---	0,99ч0,995

 

Выбрав из таблицы следующие значения: h = 0,95; h _р = 0,98; h  = 0,99, приступаем к вычислению суммарного КПД и мощности двигателя:

h = 0,95·0,98 ·0,99 =0,92;

Р_э =1,83/ 0,92 = 1,99 [кВт]

По таблице 1.2 выбираем асинхронный электродвигатель, с учетом того, что номинальная мощность Р_э ' ≥ 0,95 Р_Э.

 

Таблица 1.2 Технические данные асинхронных двигателей 4А….УЗ

 

 

 

 

Тип двигателя	Диаметр Вала d , мм	Число полюсов/синхронная частота вращения, мин
		2/3000		4/1500		6/1000		8/750
		Рн, кВт	S,%	Рн, кВт	S,%	Рн, кВт	S,%	Рн, кВт	s,%
71В...	19	1,1	6,3	0,75	7,5	0,55	9,0	0,25	10,0
80А...	22	1,5	4,2	1,10	5,4	0,75	8,4	0,37	9,0
80В...	22	2,2	4,3	1,50	5,8	1,10	8,0	0,55	9,0
90L...	24	3,0	4,3	2,20	5,1	1,50	6,4	1,10	7,0
100S...	28	4,0	3,3	3,00	4,4	---	---	---	---
100L...	28	5,5	3,4	4,00	4,7	2,20	5,1	1,50	7,0
112М...	32	7,5	2,5	5,50	3,7	4,00	5,1	3,00	5,8
132S...	38	---	---	7,50	3,0	5,50	3,3	4,00	4,1
132М...	38	11,0	2,3	11,00	2,8	7,50	3,2	5,50	4,1
160S...	42(48)	15,0	2,1	15,00	2,3	11,00	2,7	7,50	2,5
160М...	42(48)	18,5	2,1	18,50	2,2	15,00	2,6	11,00	2,5
180S...	48(55)	22,0	2,0	22,00	2,0	---	---	---	---
180М...	48(55)	30,0	1,9	30,00	1,9	18,50	2,7	11,00	2,5

По данным таблицы 1.2, исходя из номинальной мощности, Р'_э ≥1,89[кВт] подбираем двигатель, удовлетворяющий начальному условию (должен быть с четырьмя полюсами). Итак, выбранный нами двигатель: 4А90LУ3

Значения символов в условных обозначениях: цифра 4 указывает порядковый номер серии, буква А - род двигателя - асинхронный. Следующие за буквой А числа  соответствуют высоте оси вращения, мм; буква L относится к установочным размерам по длине станины. Цифры 2, 4, 6 и 8 означают число полюсов. Последние два знака УЗ показывают, что двигатель предназначен для эксплуатации в зоне умеренного климата. S, % - величина скольжения. Скольжение составляет для данного двигателя S=5,1%.

 

Кинематический расчет привода

 

Определяем амплитудную частоту вращения электродвигателя:

 п_д = 1500 – 0,01·1500 = 1485

Затем определяем общее передаточное число привода:

                                                  (1.5)

и = 1485/125 = 11,9

Далее, учитывая что и =  и_р, где и_з - передаточное число зубчатой передачи, а и_р -передаточное число ременной передачи; по данным таблицы 1.1 определяем оптимальные значения передаточных чисел зубчатой и ременной передачи. Выбираем и_з = 4, тогда: и _p =и/и_з = 2,8 Следующим шагом будет определение частоты вращения валов зубчатого редуктора.

                                               (1.6)

п, = 1485 /2,8 = 530,36

                                         (1.7)

п₂ =530,36/4 = 124,59 п_Б

Результат был вычислен без погрешности, что говорит о верности проведения расчета.

Теперь определяем крутящие моменты.

Ведомый вал: Т₂=Т_Б=140[Нм]

ведущий вал:

 (1.8)

Крутящий момент на валу электродвигателя:

РАСЧЕТ РЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ

 

Определяем максимальный расчетный крутящий момент на ведущем валу:

;                    (2.1)

К_д - коэффициент динамичности, который берем из таблицы 2.1, в зависимости от величины К _{max .}

К_реж ~ коэффициент сменности работы, приводимый в таблице 2.1 для предоставленного в задании числа смен работы.

В зависимости от T_Rmax, далее выберем требуемое сечение ремня.

 

Таблица 2.1

Значение коэффициентов для расчета ременной передачи

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент перегрузки К max	Коэффициент динамичности нагрузки Кд	Коэффициент нагрузки Cp	Число смен работы	Коэффициент сменности работы в сутки Kреж
1,0-1,25	1,0	1,0	1	0
1,25-1,5	1,0-1,1	1,0-0,9
			2	0,15
1,5-2,0	1,1-1,2	0,9 - 0,8
			3	0,35
2,0-2,5	1,2-1,25	0,8 - 0,7

 

По данным таблицы и согласно заданному варианту циклограммы, определяем значения коэффициентов:

К_д =1,1;

К_реж=0.15

Подставив значения полученных коэффициентов в формулу 2.1, вычислим: Т _Rmax =  [Нм]

По данным таблицы 2.1 выберем требуемое сечение и выпишем все его данные.

Таблица 2.2 Некоторые параметры ремней различных сечений (ГОСТ 12841-80)

Тип ремня	Обозначение сечения ремня	Расчетный максимальный момент TRmax, Нм	dmin,мм	10,мм	Масса одного ремня qm,	Площадь сечения ремня Ао, мм2.
клиновой нормального сечения	0	30	63	1320	0,060	47
	А	15-60	90	1700	0,105	81
	Б	45-150	125	2240	0,180	133
	В	120-600	200	3750	0,300	230
	Г	420 - 2400	315	6600	0,620	476

 

Согласно полученным данным выбираем ремень сечения A, имеющий следующие характеристики: d_min = 90[мм]; 1₀ = 1700[мм];

Назначим диаметр ведущего шкива d₃ больше, чем d_min Возьмем: d₃ = 100 [мм] - по таблице П.7, [1, стр. 68].

Определяем диаметр ведомого шкива d ₄:

d ₄ = d ₃ u_p -0,985;                                    (2.2)

. d ₄ = 100* 2,8*0.985 = 275,83[мм]

Согласовываем диаметр d ₄ с ближайшим значением ряда R - 40:

d ₄ = 280 [мм]

 (2.3)

Определяем минимальное межосевое расстояние а _min = d ₄ = 280\мм\.

Требуемая минимальная длина ремня:

Выбираем рабочую длину ремня l_p > l_min по таблице 2.2:

1_р =1400 [мм].

Затем уточняем межосевое расстояние:

а = а _min + 0,5(l_p - l_min):                          (2.4)

а = 280+0,5(1400-1186)=387[мм].

Определяем линейную скорость ремня:

Определим число пробегов ремня в секунду:

; (2.5)

Определяем угол охвата ведущего шкива:

;(2.6)

(2.7)

Определяем требуемое число ремней:

C_L -коэффициент, учитывающий длину ремря;

где l ₀ =1700[мм] - величина, взятая из таблицы 2.2.

  - коэффициент, учитывающий угол охвата ведущего шкива;

  С_р = 0,9- коэффициент нагрузки (таблица 2.1).

Ро - мощность, передаваемая одним ремнем, которая берется из таблицы П.7, [1, стр. 68],

в зависимости от диаметра шкива d ₃ линейной скорости ремня v.

Ро = 950 [Вт];

С, = 0,9- коэффициент, учитывающий неравномерность натяжения ремней

z =3

Определяем полезную окружную передаваемую силу:

                            (2.8)

Oпределяем силу предварительного натяжения ремня:

                                  (2.9)

Так как  , то второе слагаемое можно не учитывать.

  Определяем силу давления на валы:

РАСЧЕТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

 

12	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: