Проектирование электромеханического привода

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Кинематический расчет электромеханического привода

1.1 Определяем требуемую мощность двигателя для привода

1.2 Определяем общее передаточное число двигателя

1.3 Разбиваем общее передаточные числа по ступеням

1.4 Определяем угловые скорости на валах

1.5 Определяем частоту вращения на валах привода

1.6 Определяем крутящие моменты на валах привода

2. Расчет зубчатой передачи редуктора

2.1 Определяем материал, термическую обработку и твердость зубчатых колес

2.2 Определяем допускаемые контактные напряжения

2.3 Определяем межосевое расстояние

2.4 Определяем модуль передачи

2.5 Вычисляем число зубьев шестерни и колес

2.6 Вычисляем диаметры делительных окружностей шестерни и колеса

2.7 Произведем проверку межосевого расстояния

2.8 Определяем диаметры окружностей вершин и впадин зубьев шестерни и колеса

2.9 Определяем ширину колеса и шестерни

2.10 Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру

2.11 Определяем окружную скорость и степень точности передачи

2.12 Определяем рабочее контактное напряжение

2.13 Определяем окружную и радиальную силы

2.14 Определяем коэффициент нагрузки при изгибе

2.15 Определяем допускаемое напряжение изгиба

2.16 Определяем рабочее напряжение изгиба

3. Расчет второй передачи

3.1 Определяем материал, термическую обработку и твердость зубчатых колес

3.2 Определяем допускаемые контактные напряжения

3.3 Определяем межосевое расстояние

3.4 Определяем нормальный модуль зубьев

3.5 Определяем число зубьев шестерни и колес

3.6 Определяем диаметры делительных окружностей шестерни и колеса

3.7 Проверяем межосевое расстояния

3.8 Определяем диаметры окружностей вершин и впадин зубьев шестерни и колеса

3.9 Определяем ширину колеса и шестерни

3.10 Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру

3.11 Определяем окружную скорость и степень точности передачи

3.12 Определяем рабочее контактное напряжение

3.13 Определяем окружную и радиальную силы

3.14 Определяем коэффициент нагрузки при изгибе

3.15 Определяем допускаемое напряжение изгиба

3.16 Определяем рабочее напряжение изгиба

4. Предварительный расчет валов редуктора

4.1 Определяем диаметр выходного конца ведущего вала

4.2 Определяем конструктивные размеры вала

4.3 Определяем диаметр выходного конца ведомого вала

4.4 Определяем конструктивные размеры ведомого вала

5. Определяем конструктивные размеры зубчатого колеса

5.1 Определяем длину ступицы

5.2 Определяем диаметр ступицы

5.3 Определяем толщину обода

5.4 Определяем толщину диска

6. Конструктивные размеры корпуса редуктора

6.1 Определяем толщину стенки корпуса редуктора

6.2 Определяем толщина стенки крышки редуктора

6.3 Определяем толщину верхнего фланца корпуса редуктора

6.4 Определяем толщину верхнего фланца крышки редуктора

6.5 определяем толщина нижнего фланца корпуса редуктора

6.6 Определяем диаметр фундаментных болтов

6.7 Определяем диаметры болтов крепящих крышку к корпусу у подшипников

6.8 Диаметр болтов соединяющих основание корпуса с крышкой

7. Расчет клиноременной передачи

7.1 Определяем диаметр меньшего шкива

7.2 Определяем диаметр большего шкива

7.3 Определяем минимальное межосевое расстояние

7.4 Определяем расчетную длину ремня

7.5 Уточняем межосевое расстояние

7.6 Определяем угол обхвата.

7.7 Определяем число ремней в передаче

7.8 Определяем давление на вал

7.9 Определяем ширину шкива

8. Проверка долговечности подшипников

8.1 Определяем реакцию опор ведущего вала

8.2 Определяем суммарную реакцию в наиболее нагруженной опоре

8.3 Определяем эквивалентную нагрузку

8.4 Определяем долговечность подшипника

8.5 Определяем долговечность в часах

8.6 Определяем суммарную реакцию в наиболее нагруженной опоре В

8.7 Определяем эквивалентную нагрузку

8.8 Определяем долговечность подшипника

8.9 Определяем долговечность в часах

9. Проверка шпоночных соединений

9.1 Определяем рабочее напряжение смятия на выходном концу ведущего вала

9.2 Определяем рабочее напряжение смятия на выходном концу ведомого вала

9.3 Определяем рабочее напряжение под колесом ведомого вала

10. Выбираем сорт масла

10.1 Определяем объем масла

10.2 Определяем марку масла

Заключение

Список использованных источников



Введение

В дисциплине «Детали машин и основы конструирования» основное внимание уделяется изучению принципов выполнения расчетов основных видов механических передач, проектированию приводов транспортных и технологических машин, рассмотрению вопросов прочности резьбовых, шпоночных, зубчатых, шлицевых, сварных соединений, проектированию подшипниковых узлов и элементов передач

Любая машина (механизм) состоят из деталей.

Деталь - такая часть машины, которую изготавливают без сборочных операций. Они могут быть простыми и сложными. Детали объединяют в узлы.

Узел представляет собой законченную сборочную единицу, состоящую из ряда деталей, имеющих общее функциональное назначение.

Детали общего назначения применяют в машиностроении в очень больших количествах. Поэтому, любое усовершенствование методов расчета и конструкции этих деталей, уменьшают затраты материала, понижают стоимость производства, повышают долговечность, к чему и надо стремиться.

Также конструкция должна обеспечивать легкую доступность к узлам
и деталям, для их осмотра и замены. Сменные детали должны быть взаимозаменяемыми с запасными частями.



1. Кинематический расчет электромеханического привода

Исходные данные:

;

;

1.1 Определяем требуемую мощность двигателя для привода

,

Принимаем трехфазный асинхронный электродвигатель с синхронной частотой вращения, равной: . Характеристики электродвигателя указаны в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристики электродвигателя

Марка двигателя	Мощность, кВт	S, %	n, об/мин
4A100L6	2.2	5.1	949

,

1.2 Определяем общее передаточное число двигателя

,

1.3 Разбиваем общее передаточные числа по ступеням

Принимаем по ГОСТу U2=4; U3=3,15;



,

,

1.4 Определяем угловые скорости на валах

,

,

,

,

1.5 Определяем частоту вращения на валах привода

,

,

,

,

1.6 Определяем крутящие моменты на валах привода

,

,

,

,



2. Расчет зубчатой передачи редуктора

2.1 Определяем материал, термическую обработку и твердость зубчатых колес

§ Для шестерни - сталь 45, термическая обработка - улучшение, твердостью HB1=230. Зубчатое колесо: сталь 45, термическую обработку - улучшение, твердостью HB2=200.

§ Зубчатое колесо: сталь 45, термическая обработка - улучшение, твердостью HB2=200.

2.2 Определяем допускаемые контактные напряжения

,

;

где - предельные контактные напряжения для зубчатого колеса;

;

,1

2.3 Определяем межосевое расстояние

Определяем межосевое расстояние по следующей формуле:

,



Где: -коэффициент передачи = 49,5;

Т3- крутящий момент на колесе;

- коэффициент нагрузки = 1,25;

;

Принимаем по ГОСТу

2.4 Определяем модуль передачи

Принимаем по ГОСТу = 2 мм

2.5 Вычисляем число зубьев шестерни и колес

2.6 Вычисляем диаметры делительных окружностей шестерни и колеса

Диаметр делительной окружности шестерни:

Диаметр делительной окружности колеса:



2.7 Произведем проверку межосевого расстояния

;

2.8 Определяем диаметры окружностей вершин и впадин зубьев шестерни и колеса

Диаметры окружностей вершин:

Шестерни:

Колеса:

Диаметры окружностей впадин:

Шестерни:

Колеса:

2.9 Определяем ширину колеса и шестерни

Для колеса:

Для шестерни:

2.10 Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру



2.11 Определяем окружную скорость и степень точности передачи

где: ;

Степень точности передачи-8

2.12 Определяем рабочее контактное напряжение

2.13 Определяем окружную и радиальную силы

Окружная сила:

Радиальная сила:



2.14 Определяем коэффициент нагрузки при изгибе

KFв - коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки при изгибе

KFх - коэффициент учитывающий динамическую нагрузку

2.15 Определяем допускаемое напряжение изгиба

2.16 Определяем рабочее напряжение изгиба

,

- коэффициент учитывающий форму зуба = 3,6



3. Расчет второй передачи

3.1 Определяем материал, термическую обработку и твердость зубчатых колес

§ Для шестерни- сталь 45, термическая обработка - улучшение, твердостью HB1=230. Зубчатое колесо: сталь 45, термическую обработку - улучшение, твердостью HB2=200.

§ Зубчатое колесо: сталь 45, термическая обработка - улучшение, твердостью HB2=200.

3.2 Определяем допускаемые контактные напряжения

,

;,

где - предельные контактные напряжения для зубчатого колеса;

;

,1

3.3 Определяем межосевое расстояние

Определяем межосевое расстояние по следующей формуле:

,



где-коэффициент передачи = 49,5;

- крутящий момент на колесе;

- коэффициент нагрузки = 1,25;

;

Принимаем по ГОСТу

3.4 Определяем нормальный модуль зубьев

Принимаем по ГОСТу = 2.5 мм

3.5 Определяем число зубьев шестерни и колес

3.6 Определяем диаметры делительных окружностей шестерни и колеса

Диаметр делительной окружности шестерни:

Диаметр делительной окружности колеса:



3.7 Проверяем межосевое расстояния

3.8 Определяем диаметры окружностей вершин и впадин зубьев шестерни и колеса

Диаметры окружностей вершин:

Шестерни:

Колеса:

Диаметры окружностей впадин:

Шестерни:

Колеса:

3.9 Определяем ширину колеса и шестерни

Для колеса:

Для шестерни:

3.10 Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру



3.11 Определяем окружную скорость и степень точности передачи

где: ;

Степень точности передачи-8

3.12 Определяем рабочее контактное напряжение

3.13 Определяем окружную и радиальную силы

Окружная сила:

Радиальная сила:



3.14 Определяем коэффициент нагрузки при изгибе

KFв - коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки при изгибе

KFх - коэффициент учитывающий динамическую нагрузку

3.15 Определяем допускаемое напряжение изгиба

<

3.16 Определяем рабочее напряжение изгиба

,



4. Предварительный расчет валов редуктора

4.1 Определяем диаметр выходного конца ведущего вала

где: - допускаемое напряжение кручения = 20 МПа

Принимаем

4.2 Определяем конструктивные размеры вала

4.3 Определяем диаметр выходного конца ведомого вала

-допускаемое напряжение кручения = 25 Мпа

Принимаем

4.4 Определяем конструктивные размеры ведомого вала



привод редуктор колесо подшипник



5. Определяем конструктивные размеры зубчатого колеса

5.1 Определяем длину ступицы

принимаем =83мм

5.2 Определяем диаметр ступицы

5.3 Определяем толщину обода

5.4 Определяем толщину диска



6. Конструктивные размеры корпуса редуктора

6.1 Определяем толщину стенки корпуса редуктора

Принимаем 8мм

6.2 Определяем толщина стенки крышки редуктора

Принимаем

6.3 Определяем толщину верхнего фланца корпуса редуктора

6.4 Определяем толщину верхнего фланца крышки редуктора

6.5 определяем толщина нижнего фланца корпуса редуктора

Принимаем



6.6 Определяем диаметр фундаментных болтов

Принимаем болты с резьбой М20

6.7 Определяем диаметры болтов крепящих крышку к корпусу у подшипников

Принимаем болты с резьбой М16

6.8 Диаметр болтов соединяющих основание корпуса с крышкой

Принимаем болты с резьбой М12



7. Расчет клиноременной передачи

7.1 Определяем диаметр меньшего шкива

= =110мм.

Принимаем D1=100 мм, класс ремня А.

7.2 Определяем диаметр большего шкива

,

принимаем D2=224 мм

7.3 Определяем минимальное межосевое расстояние

,

Принимаем amin=400 мм.

7.4 Определяем расчетную длину ремня

мм,

принимаем Lp=1400 мм.



7.5 Уточняем межосевое расстояние

,

=15376,

,

7.6 Определяем угол обхвата.

=

7.7 Определяем число ремней в передаче

,

Принимаем число ремней = 2

Определяем натяжение ветвей клинового ремня

=

,

7.8 Определяем давление на вал

=,



7.9 Определяем ширину шкива

,

Где ;

, т.к. тип ремня - А



8. Проверка долговечности подшипников

8.1 Определяем реакцию опор ведущего вала

Горизонтальная плоскость:

,

Вертикальная плоскость:

,

,

,

,

Проверка:0

1420

8.2 Определяем суммарную реакцию в наиболее нагруженной опоре

,



8.3 Определяем эквивалентную нагрузку

,

8.4 Определяем долговечность подшипника

L = =

8.5 Определяем долговечность в часах

Lh =

Определяем реакцию опор ведомого вала

Горизонтальная плоскость:

=0

,

,

,

Проверка: 0

,



Вертикальная плоскость:

,

,

,

,

Проверка:0

,

8.6 Определяем суммарную реакцию в наиболее нагруженной опоре В

,

,

8.7 Определяем эквивалентную нагрузку

,

8.8 Определяем долговечность подшипника

L = =,



8.9 Определяем долговечность в часах

Lh =



9. Проверка шпоночных соединений

9.1 Определяем рабочее напряжение смятия на выходном концу ведущего вала

Мпа,

9.2 Определяем рабочее напряжение смятия на выходном концу ведомого вала

МПа

9.3 Определяем рабочее напряжение под колесом ведомого вала

МПа



10. Выбираем сорт масла

10.1 Определяем объем масла

V=0,25=0,252,07=0,52 (

Принимаем V=0.6 (л)

10.2 Определяем марку масла

,

,

Принимаем масло индустриальное И-30А



Заключение

Курсовой проект по дисциплине “Детали машин” можно считать выполненным полностью. Для того, чтобы прийти к результату на необходимо было ознакомиться:

· с теоретической механикой и теорией механизмов и машин, которые позволяют определить действующие силы на детали и законы движения деталей;

· с сопротивлением материалов, позволяющим рассчитать детали машин на прочность, жесткость и устойчивость;

· с металловедением, в котором сообщаются необходимые сведения для рационального выбора материала деталей;

· с технологией термической и механической обработки и сборки, предъявляющих технологические требования к конструкции деталей машин;

· с техническим черчением.

Опыт и навыки, полученные в ходе выполнения курсового проекта, будут востребованы при выполнении, как курсовых проектов,
так и дипломного проекта.

Следует отметить, что спроектированный редуктор соответствует ГОСТам по всем показателям.

По результатам расчета на контактную выносливость действующие напряжения в зацеплении меньше допускаемых напряжений; по напряжениям изгиба действующие напряжения изгиба меньше допускаемых напряжений.

Необходимая динамическая грузоподъемность подшипников качения меньше паспортной.

При расчете был выбран электродвигатель, который удовлетворяет заданным требованиям.



Список использованных источников

1. Чернавский С.А., Боков К.Н., Чернин И.М., Ицкевич Г.М., Козинцов В.П. «Курсовое проектирование деталей машин»: Учебное пособие для учащихся. М.:Машиностроение, 2005 .- 416с.

2.Чернилевский Д.В. «Детали машин и основы конструирования»:учебник для вузов.-М.:Машиностроение,2006.-656с.:ил.

Размещено на Allbest.ru

...