Расчёт элементов привода

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Прикладная механика - это область науки и техники, которая включает совокупность средств, способов и методов человеческой деятельности, направленных на создание и применение новой техники, машин, конструкций, сооружений, приборов, технических систем и технологий новых материалов. Она интегрирует с одной стороны циклы общеобразовательных дисциплин таких как: физика, математика, теоретическая механика, материаловедение, инженерная графика, а с другой стороны - это первая инженерная дисциплина, которая преподается студентам технических специальностей.

И не случайно курсовая работа по прикладной механике является первой значительной по всем параметрам расчетно-графической работой в плане подготовки будущих специалистов. Зачастую объектами курсового проектирования являются приводы различных машин и механизмов (например, ленточных и цепных конвейеров, индивидуальные, испытательных стендов), использующие большинство деталей и узлов общемашиностроительного применения.

Конструирование -- процесс творческий. Известно, что каждая конструкторская задача может иметь несколько решений. Важно по определенным критериям сопоставить конкурирующие варианты и выбрать один из них -- оптимальный для данных конкретных условий.

При выполнении курсового проекта студент последовательно проходит от выбора схемы механизма через многовариантность проектных решений до его воплощения в рабочих чертежах; приобщаясь к инженерному творчеству, осваивая предшествующий опыт, учится предвидеть новые идеи в создании машин, надежных и долговечных, экономичных в изготовлении и эксплуатации, удобных и безопасных в обслуживании.

1. Выбор электродвигателя

Для проектируемого механизма при параллельном разветвлении потока мощность на входе P1 равна:

,

где и - полезная мощность на выходе редуктора, соответственно на валах 4 и 3; и - Общие КПД передачи от двигателя до объекта потребления мощности.

,

где , , - КПД соответственно пары конических и цилиндрических колёс и пары подшипников качения,

nк=0,96...0,98,

nц=0,97...0,99

nп=0,98...0,995.

.

.

Pдвиг =P1=(18/0,941431)+(28,8/0,95572)=49,259 Вт

Выбираем двигатель, мощность которого близка к расчётной. Данному значению мощности удовлетворяет двигатель АПН-011-4, полезная мощность 50 Вт, скорость вращения 1390 об/мин, пусковой момент 0,45 Нм.

Напряжение питания у данного двигателя стандартное для России (220 В).

2. Определение общего передаточного числа механизма (редуктора)

;

;

где и - соответственно угловые скорости ведущего и ведомого звеньев; и - техническая угловая скорость, мин-1.

щ1 =

i14=

3. Определяем число ступеней механизма

q=1,85*lg i14,

где - передаточное число редуктора.

q=1,85*lg(36,37)=2,89.

Принимаем q = 3.

4. Определение передаточных чисел каждой ступени

По номограмме определяем передаточное число каждой ступени.

i12=2,45

Передаточное отношение оставшихся двух ступеней:

i23=3,4

Эта методика даёт возможность разработать кинематическую схему механизма с малым приведённым моментом инерции, малым мёртвым ходом при умеренных его габаритах:

.

5. Расчёт общего передаточного числа механизма и распределение его по ступеням

Общее передаточное число редуктора:

.

Передаточные числа определяем по номограмме:

; ; ,

принимаем zmin=20.

Тогда:

; ; .

6. Определение диаметров делительных окружностей колёс и геометрических размеров зубчатого колеса на выходном валу

Принимаем модуль m=1

Тогда: D1=m*z1=1*20=20

D2=1*49=49

D3=1*20=20

D4=1*68=68

D5=1*20=20

D6=1*88=88

Рис. 1. Эскиз зубчатого колеса

По таблице для m=1 подбираем размеры колеса.

7. Уточнённый расчёт мощности двигателя

передаточный редуктор вал подшипник

Аналогично:

Pдвиг=

Уточненный расчёт двигателя показал, что выбранный ранее двигатель, подходит для этого механизма.

8. Определение геометрических размеров вала и расчёт вала на прочность. Общие сведения, оси и валы

Оси и валы предназначены для крепления вращающихся деталей механизмов.

Осью называют деталь, поддерживающую часть механизма; валом - деталь, вращающуюся в опорах и предназначенную для передачи крутящих моментов. Главным отличием оси от вала является то, что она, поддерживая деталь, не участвует в передаче механической энергии. При работе ось испытывает только деформацию изгиба, тогда как вал подвергается ещё и деформации кручения. Вал всегда вращается.

Ось же может быть как вращающейся, так и неподвижной. Конструктивно оси можно разделить на сплошные и полые. Валы различают по следующим признакам: по конструкции (жесткие и гибкие) и по нагрузкам (легко и тяжело нагруженные). Жесткие валы, так же как оси, бывают сплошные и полые. Так как валы передают крутящие моменты, то они испытывают напряжение от совместного действия изгиба и кручения. Легко нагруженными валами считают такие, у которых крутящие моменты значительно больше изгибающих, а тяжело нагруженными - такие, у которых крутящие и изгибающие моменты соизмеримы.

Расчёт валов на прочность.

Предварительный расчёт.

Исходя из расчёта на прочность, производим расчёт только на кручение при пониженном допускающем напряжении:

,

где T - крутящий момент, действующий в расчётном сечении вала; - допускаемое касательное напряжение при кручении (для стальных валов = 20 МПа); - момент сопротивления кручению.

.

откуда:

.

Выбираем ближайший стандартный подшипник.

Это подшипник с внутренним диаметром кольца 12 мм.

Уточнённый расчёт на прочность.

При передаче движения от шестерни 9 к колесу 4 от силы движения по линии зацепления действуют силы:

Рассчитаем точный диаметр подшипника.

Ближайший стандарт 12 мм.

Расчёт валов на жесткость.

Жесткость.

9. Подбор подшипников качения

d=12 мм;

Подшипник №201.

d=12 мм (внутренний диаметр).

D=32 мм (внешний диаметр).

B=10 мм (ширина подшипника).

Грузоподъёмность

10. Расчёт штифта

.

Ближайший стандарт штифта dшт=1,2 мм. Выбираем его.

Заключение

Осью называют деталь, поддерживающую часть механизма; валом - деталь, вращающуюся в опорах и предназначенную для передачи крутящих моментов. Главным отличием оси от вала является то, что она, поддерживая деталь, не участвует в передаче механической энергии. При работе ось испытывает только деформацию изгиба, тогда как вал подвергается ещё и деформации кручения. Вал всегда вращается. Ось же может быть как вращающейся, так и неподвижной. Конструктивно оси можно разделить на сплошные и полые. Валы различают по следующим признакам: по конструкции (жесткие и гибкие) и по нагрузкам (легко и тяжело нагруженные). Жесткие валы, так же как оси, бывают сплошные и полые. Так как валы передают крутящие моменты, то они испытывают напряжение от совместного действия изгиба и кручения. Легко нагруженными валами считают такие, у которых крутящие моменты значительно больше изгибающих, а тяжело нагруженными - такие, у которых крутящие и изгибающие моменты соизмеримы.

Курсовая работа по прикладной механике является первой значительной по всем параметрам расчетно-графической работой в плане подготовки будущих специалистов. Зачастую объектами курсового проектирования являются приводы различных машин и механизмов (например, ленточных и цепных конвейеров, индивидуальные, испытательных стендов), использующие большинство деталей и узлов общемашиностроительного применения.

При выполнении курсового проекта студент последовательно проходит от выбора схемы механизма через многовариантность проектных решений до его воплощения в рабочих чертежах; приобщаясь к инженерному творчеству, осваивая предшествующий опыт, учится предвидеть новые идеи в создании машин, надежных и долговечных, экономичных в изготовлении и эксплуатации, удобных и безопасных в обслуживании.

Список используемой литературы

1. Вопилкин Е.А. Расчёт и конструирование механизмов приборов и систем. М.: Высшая школа, 2010.

2. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин 5 изд. 2008.

3. Красковский Е.Я., Дружинин Ю.А., Филатова Е.М. Расчёт и конструирование механизмов приборов и вычислительных систем. М.: Высшая школа, 1983.

4. Рощин Г.И. Несущие конструкции и механизмы РЭА. М.: Высшая школа, 2009.

Размещено на Allbest.ru