Анализ зубчатого механизма
Расчет кинематических характеристик механизма (зубчатой пары на выносливость колеса, величины контактных напряжений, частоты вращения валов). Определение полезных мощностей рабочих органов. Таблица вычислений крутящихся моментов на валах передачи.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.12.2013 |
| Размер файла | 360,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.r
Московский государственный горный университет
Кафедра прикладной и теоретической механики
Расчётно-графическое домашнее задание по прикладной механике
«Анализ зубчатого механизма».
Выполнил:
студент гр. ГГ-2-10
Виноградов П.А.
Проверила:
Вьюшина М.Н.
Москва - 2013
Часть 1. Анализ кинематической системы механизма
1. Определить геометрические и кинематические характеристики механизма
1.1 Определить диаметры зубчатых колёс
Цилиндрическая пара (1-2).
Диаметры делительных окружностей:
где - угол наклона зуба. Для косозубых колёс , для шевронных .
Диаметры окружностей вершин:
Диаметры окружностей впадин:
Межцентровое расстояние (определяется для валов):
Коническая пара (5-6).
Делительные диаметры:
Диаметры выступов окружностей:
.
Определим углы и - углы при вершине начальных конусов колеса и шестерни:
.
Диаметр окружностей впадин:
Длина образующей начального конуса (одна для пары):
1.2 Определить передаточное отношение механизма
Все рассчитанные размеры для рассматриваемой передачи сведены в табл.1. Все колёса считаем прямозубыми.
Таблица 1
|
№ |
||||||||||
|
1 |
5,5 |
13 |
0 |
71,5 |
82,5 |
57,75 |
121 |
2,38 |
||
|
2 |
5,5 |
31 |
170,5 |
181,5 |
156,75 |
|||||
|
3 |
8 |
13 |
104 |
120 |
84 |
208 |
3 |
|||
|
4 |
8 |
39 |
312 |
328 |
292 |
|||||
|
5 |
11 |
12 |
132 |
152,9 |
106,92 |
213,93 |
18 |
3,08 |
||
|
6 |
11 |
37 |
407 |
413,82 |
398,82 |
72 |
||||
|
7 |
11 |
21 |
231 |
253 |
203,5 |
1870 |
1 |
|||
|
8 |
11 |
32 |
352 |
374 |
324,5 |
|||||
|
9 |
11 |
32 |
352 |
374 |
324,5 |
|||||
|
10 |
11 |
21 |
231 |
253 |
203,5 |
|||||
|
11 |
11 |
32 |
352 |
374 |
324,5 |
|||||
|
12 |
11 |
32 |
352 |
374 |
324,5 |
|||||
|
13 |
11 |
21 |
231 |
253 |
203,5 |
где к - количество пар с внешним зацеплением.
Для цепной передачи
1.3 Определить частоту вращения всех валов механизма
Частота вращения равна частоте вращения вала двигателя:
2. Определяем мощность на всех валах
Принимаем КПД пары цилиндрических колёс , пары конических колёс , КПД цепной передачи .
2.1 Определяем полезные мощности рабочих органов 1 и 2
3. Определим крутящие моменты на валах передачи Т
Связь между мощностью и крутящим моментом:
Все вычисления сводим в таблицу 2.
Таблица 2
|
№ вала |
n, |
Р, кВт |
Т, |
|
|
I |
1460 |
14 |
91,58 |
|
|
II |
613,45 |
13,58 |
211,4 |
|
|
III |
204,48 |
13,17 |
615,2 |
|
|
IV |
66,39 |
12,64 |
1838,1 |
|
|
V |
66,39 |
4,26 |
4328,3 |
|
|
VI |
66,39 |
7,92 |
4328,3 |
По данным таблицы 2 строим диаграммы n, P и T.
Диаграмма n
Диаграмма P
Диаграмма T
Часть 2. Проверочный расчёт пары зубчатых колёс
1. Определяем величину контактных напряжений в активных поверхностях зубьев заданной пары
где - коэффициент, учитывающий физико-механические свойства материала колёс.
где - коэффициент Пуассона, для стальных колёс:
- коэффициент, учитывающий форму сопряжённых поверхностей колёс для эвольвентных колёс:
Для прямозубых колёс
- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий колёс, находящихся в зацеплении:
где - торцевой коэффициент перекрытия, определяемый по формуле:
Индексы в скобках для тихоходной ступени.
- коэффициент, учитывающий колебание суммарных длин контактной линии. Для прямозубых передач - расчётная величина удельной окружной нагрузки, Н/мм:
где - коэффициент концентрации нагрузки, определяется по графикам (уч. Иванов «Детали машин», рис. 8.15); - коэффициент динамической нагрузки, определяется по графикам (уч. Иванов «Детали машин», рис. 8.3);
Это формула для расчета окружной силы, - диаметр делительной окружности.
где - коэффициент ширины венца; b - рабочая ширина зубчатого колеса.
При расположении шестерни относительно опор этот коэффициент предлагается выбирать:
Таблица 3
|
Посадка |
Коэффициент |
|
|
Симметричная |
0,4…0,5 |
|
|
Несимметричная |
0,2…0,4 |
|
|
Консольная |
0,2…0,25 |
где - коэффициент безопасности; - допускаемая величина контактных напряжений, которая определяется для сталей НВ<350 (твёрдость по Бернеллу).
Пример.
Требуется рассчитать ступень 1-2 при следующих данных:
Для определения коэффициента определим окружную скорость в зацеплении.
По таблице 8.3 для степени точности 7 и твёрдости поверхности зубьев по варианту Н<HB350 определим .
Выберем коэффициент ширины венца колеса согласно приведённым рекомендациям.
тогда:
Определим коэффициент :
По графикам рис. 8.15. определим значение
Находим окружную силу:
Если то:
По таблице 8.7. выбираем материал шестерни - Сталь 40ХН, для которой НВ 230…300, предел прочности , предел текучести , ориентировочный режим термообработки: закалка, , масло, отпуск с указанием температуры нагрева и охлаждающей среды, .
2. Расчёт зубчатой пары на выносливость по напряжениям изгиба (проводится как для шестерни, так и для колеса)
где - напряжения изгиба в ножке зуба для шестерни 1 и колеса 2; - расчётная удельная окружная нагрузка при расчёте на изгиб, Н/мм.
- коэффициент формы зуба (Иванов, рис. 8.20), - коэффициент наклона зуба, - коэффициент перекрытия зуба для прямозубых колёс.
где - для нереверсивной передачи.
Значение и принимаются по таблице 8.8.
Определим и . Значения (по графику рис. 8.15) и (по табл. 8.3).
Коэффициент формы зуба при нулевом смещении х=0 режущего инструмента для шестерни 1: Z=13,
для колеса 2: Z=31,
(по таблице 8.8);
Для нереверсивной передачи:
Условия прочности выполнены, так как:
и .
кинематический колесо вал зубчатый
3. Проектный расчёт вала
Проектный расчёт вала производится по деформации кручения по пониженным допускаемым напряжениям с учётом влияния на изгиб кручения:
где - момент сопротивления;
где
Принимаем . Подбор шпонок для крепления зубчатых колёс на валах производится в зависимости от диаметра вала.
Сечение шпонки: b=8, h=7.
Глубина паза: вала отв.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Подбор электродвигателя. Определение частот вращения и вращающих моментов на валах. Расчет червячной передачи. Определение допускаемых контактных напряжений. Материалы шестерни и колеса. Эскизное проектирование. Расчет валов на статическую прочность.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 06.08.2013Кинематическая схема ходового механизма экскаватора. Определение геометрических размеров зубчатых колес и их кинематических параметров. Расчет мощности на валах механизма. Определение крутящих моментов на валах передачи. Промежуточный вал редуктора.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 25.02.2011Определение скорости вращения входного вала исполнительного механизма. Расчет кинематических и силовых параметров на валах привода. Компоновка двухступенчатого соосного цилиндрического редуктора. Проектный расчет валов и подшипников зубчатого редуктор.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 13.05.2017Расчет исполнительного механизма и выбор двигателя. Определение общего передаточного отношения и распределение его по ступеням. Определение моментов, мощностей и частот вращения. Расчет передач, входящих в конструкцию механизма, прочности валов редуктора.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 05.02.2012Основные параметры передачи. Расчет закрытых цилиндрических косозубых передач. Проверка расчетных контактных напряжений. Срок службы передачи (ресурс) в часах. Пригодность заготовки колес. Допускаемые напряжения изгиба. Конструирование зубчатого колеса.
курсовая работа [249,2 K], добавлен 05.10.2012Условия эксплуатации машинного агрегата, определение мощности и частоты вращения двигателя, срока службы приводного устройства. Расчет силовых и кинематических параметров привода. Проектный расчет валов и выбор допускаемых напряжений на кручение.
курсовая работа [188,4 K], добавлен 23.10.2011Определение параметров исполнительного органа, критерии и обоснование подбора электродвигателя. Определение частот вращения и вращающих моментов на валах. Расчет зубчатой передачи и валов. Конструирование элементов корпусных деталей и крышек подшипников.
курсовая работа [949,6 K], добавлен 14.05.2011Расположение передаточного отношения отдельных ступеней механизма по возрастанию от двигателя до входного вала. Расчет модуля для ступени механизма редуктора, конической пары на выходе, относительной толщины колеса. Разложение механизма на группы Ассура.
контрольная работа [272,0 K], добавлен 29.06.2012Анализ строения рычажного механизма на уровне звеньев и кинематических пар, структурных групп, определение степени его подвижности. Синтез зубчатого механизма. Выбор коэффициентов смещения исходного производящего контура. Подсчет погрешностей вычислений.
курсовая работа [547,6 K], добавлен 09.06.2011Определение передаточного отношения и разбиение его по ступеням, окружных и угловых скоростей зубчатых колес и крутящих моментов на валах с учетом КПД. Материал и термообработка зубчатых колес. Кинематический и геометрический расчет зубчатой передачи.
курсовая работа [54,1 K], добавлен 09.08.2010Определение мощностей, частот вращения и моментов на валах привода. Расчет на контактную выносливость. Определение толщины стенки и размеров фланцев корпуса и прочих размеров редуктора. Расчет ременной передачи. Первая эскизная компоновка редуктора.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 17.06.2010Расчёт срока службы привода. Кинематический расчет двигателя. Выбор материала зубчатой передачи. Определение допускаемых напряжений. Расчёт нагрузок валов редуктора. Проектный расчёт валов. Эскизная компоновка редуктора. Конструирование зубчатого колеса.
курсовая работа [950,8 K], добавлен 12.01.2011Выбор электродвигателя и энергокинематический расчет. Расчет зубчатой передачи редуктора. Определение числа циклов перемены напряжений. Определение размеров передач. Проверка на выносливость по контактным напряжениям. Расчет открытых зубчатых передач.
курсовая работа [67,6 K], добавлен 01.09.2010Степень подвижности зубчатого механизма. Определение скоростей и ускорений звеньев для рабочего и для холостого хода. Кинетостатический анализ механизма: определение реакций в кинематических парах. Определение неизвестных значений чисел зубьев колес.
курсовая работа [112,3 K], добавлен 20.10.2012Описание внешнего вида механизма зубчатой передачи. Кинематический расчёт. Расчёт геометрии передачи и её деталей. Силовой расчёт механизма. Расчёт зацепления на прочность, прочности одного из валов механизма. Выбор конструкционных материалов.
курсовая работа [86,9 K], добавлен 15.12.2008Расчет частот, мощностей и вращающих моментов на отдельных элементах привода. Определение первой и второй прямозубой цилиндрической пары, клиноременной и цепной передачи. Проверочный расчет валов на выносливость. Технические условия на эксплуатацию.
курсовая работа [117,3 K], добавлен 29.06.2011Структурный и кинематический анализ кривошипно-ползунного механизма. Определение линейных и угловых скоростей и ускорений. Расчет наибольшего тормозного усилия в тормозном устройстве; кинематических параметров привода редуктора, зубчатой передачи и валов.
контрольная работа [631,3 K], добавлен 22.03.2015Описание и принцип действия спроектированного механизма. Выбор электродвигателя. Расчёты, подтверждающие работоспособность зубчатой передачи и подшипников качения. Определение диаметров валов. Расчёт на усталостную прочность, выносливость и жёсткость.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 28.04.2014Кинематический анализ механизма. Построение планов скоростей и ускорений. Определение сил и моментов инерции. Силовой анализ группы Асура. Проектирование зубчатой передачи внешнего зацепления. Синтез планетарного редуктора. Построение графика скольжения.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 13.12.2014Синтез и анализ рычажного механизма. Силовой анализ механизма: расчёт кривошипа, определение мощностей. Геометрический расчет зубчатой передачи. Проектирование планетарного редуктора. Синтез и анализ кулачкового механизма. Результаты работы программы.
курсовая работа [439,5 K], добавлен 29.10.2009
