Расчет и проектирование цепных передач с использованием пакета автоматизированного проектирования Компас Shaft

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

на тему: «Расчет и проектирование цепных передач с использованием пакета автоматизированного проектирования Компас Shaft»

Оглавление

Введение

1. Теоретический расчет цепной передачи

2. Проектный расчет цепной передачи

Заключение

Список использованных источников

Введение

При проектировании и модернизации машин и механизмов часто возникает необходимость расчета ременных и цепных передач. Проектирование ременных передач является достаточно трудоемким процессом, поэтом актуален вопрос его автоматизации, успешно решающийся в системе автоматизированного проектирования КОМПАС, в которую входят система проектирования тел вращения КОМПАС Shaft и модуль расчета механических передач КОМПАС Gears.

КОМПАС-3D V12 - популярная система автоматизированного проектирования. Основной акцент сделан на повышение производительности и расширение возможностей по созданию изделий сложной формы с применением поверхностного моделирования. КОМПАС-3D позволяет быстро получать модели типовых изделий на основе однажды спроектированного прототипа. Программа имеет собственное математическое ядро и параметрические технологии, при помощи которых, можно произвести некоторые расчеты (масса, объем, площадь поверхности, характеристики детали) непосредственно в КОМПАС-3D.

Данная работа представляет собой расчет и проектирование клиноременной передачи по заданному варианту с использованием пакета автоматизированного проектирования КОМПАС Shaft. Расчет будет состоять из двух этапов: проектного и с помощью пакета программ КОМПАС Gears. С помощью данного пакета программ мы построим модель шкива клиноременной передачи, получим расчет на изгибную нагрузку шкива. Затем программа построит графики, анализ которых нам даст подробное описание процессов, происходящих при движении шкива. Анализируя графики, мы увидим все недочеты и предложим методы их устранения.

1. Теоретический расчет цепной передачи

Цепные передачи используются при необходимости передавать вращательное движение без проскальзывания между параллельными валами, расположенными на значительном (до 8 м для тихоходных передач) расстоянии друг от друга. Применение в данных случаях зубчатых передач сопряжено с усложнением конструкции передачи и увеличением ее габаритов. Ценные передачи служат также для замены ременных в тех случаях, когда рабочую зону трудно или невозможно защитить от попадания масла.

Величины мощностей, передаваемых цепными передачами, располагаются в широком диапазоне от долей кВт до тысяч кВт, линейные скорости цепей могут доходить до 25--30 м/с, а коэффициент полезного действия при тщательном изготовлении и монтаже ценной передачи может быть доведен до значений з = 0,97-0,98.

Цепная передача состоит из двух зубчатых колес, называемых звездочками, и бесконечной цепи, охватывающей эти звездочки.

Основными геометрическими параметрами ценной передачи являются шаг цепи t, межцентровое расстояние А, наружные диаметры звездочек D_e1 D_e2 диаметры делительных окружностей звездочек d_b1 d_b2 и диаметры впадин звездочек D.., D_i2.

В машиностроении используются приводные цепи трех типов: роликовые, втулочные и зубчатые.

Зубчатая цепь (рис. 1) состоит из специально спрофилированных пластин, шарнирно соединенных с валиками. Для предотвращения схода цепи со звездочек используются боковые или внутренние направляющие. Ширина зубчатой цепи и, следовательно, разрушающая ее нагрузка определяются количеством параллельно устанавливаемых пластин. В соответствии с ГОСТ 13552-81 изготавливаются зубчатые цепи двух типов: 1-й -- с односторонним и 2-й -- с двухсторонним зацеплением. Зубчатые цепи типа 2, в отличие от цепей типа 1, позволяют в сложных многозвездочных передачах обеспечивать вращение некоторым рабочим органам (звездочкам) в направлении, обратном направлению вращения ведущей звездочки передачи.

2. Проектный расчет цепной передачи

При проектировании цепных передач заданными величинами являются число оборотов ведомой звездочки п₂, крутящий момент М₂ на ее валу и условия работы передачи. Если передача расположена внутри кинематической схемы машины, то заданы также число оборотов ведущей звездочки п₁ и межцентровое расстояние А. В случае, когда ведомая звездочка получает движение непосредственно от двигателя, то сначала необходимо по мощности N₁ выбрать тип двигателя, после чего известным становится число оборотов ведущей звездочки n₁, а величина межцентрового расстояния А обычно назначается исходя из конструктивных соображений.

Данные для работы представлены в таблице «Варианты заданий на проект по ОАП по цепным передачам» [2].

Таблица 1. Вариант работы по ОАП

Рекомендуется ориентироваться на следующие соотношения:

при i < 3 ,

при i >3

и во всех случаях А < 80t.

Передаточное число цепной передачи определяется по формуле

Следовательно n₂ = 200.

где п₁, п₂ -- числа оборотов ведущей и ведомой звездочек, мин^-1;

щ₁, щ₂ -- соответствующие угловые скорости звездочек, с^-1;

z₁, z₂ -- числа зубьев ведущей и ведомой звездочек.

Расчетная мощность на ведущей звездочке

Следовательно, N₂ = 28.57 кВт, з = 0.98, M₂ = 78*10³ Нм.

где размерность М₂ -- Нм, a N₁ и N₂ -- кВт.

Таблица 2. Рекомендуемые числа зубьев Z₁ меньшей звездочки

После определения по формуле величины i из табл. 2 выбирается число зубьев меньшей звездочки z₁. компас автоматизированный цепной

Тип звездочки - зубчатая, z₁ = 31. z₂ = z₁ * i = 124.

Для определения шага цепи t часто используются следующие эмпирические формулы:

t принимаем по таблице. t = 19.05 мм.

Найденный расчетный шаг цепи корректируется в соответствии с меньшим ближайшим стандартным значением из таблиц, после этого определяется действительное значение средней скорости цепи

Необходимо, чтобы полученное значение скорости v не превышало ее максимально допустимого значения:

Вместо вышеприведенных формул при известных значениях п₁ и z₁ шаг цепи t можно определить, используя данные таблицы 3, в которой приведены допускаемые предельные числа оборотов малой звездочки.

Шаг цепи следует выбирать возможно меньшим, что позволит уменьшить неравномерность вращения ведомой звездочки и сократить число ударов и при набегании цепи на звездочки. Последнее должно быть меньше допускаемой величины [и], определяемой по табл. 4.

Таблица 3. Предельные числа оборотов n₁ меньше звездочки, мин^-1.

Таблица 4. Допускаемое число ударов цепи [u], с^-1.

При этом число ударов определяется по формуле

Где число p находится из равенства

A = 1500 мм, u = 6.95.

После выбора типа цепи и нахождения величины ее шага (обычно рассматривается несколько вариантов) производятся расчеты цепи на долговечность и прочность.

Основными критериями долговечности цепи являются величины удельных давлений q в ее шарнирах, количество ударов цепи и и коэффициент запаса прочности. Эти величины зависят от типа цепи и нагрузок, действующих при работе цепной передачи.

Удельное давление определяется с помощью формулы

где Р = 1000N₁/v = 3557.81 -- окружное усилие, Н;

F -- проекция опорной поверхности шарнира, м²;

k = k₁k₂k₃k₄ = 1 (т.к. k₁ = k₂ = k₃ = k₄ =1) -- расчетный коэффициент нагрузки.

Значение F находим по формуле

Q = 74, q = 0.16.

При проверке выбранной цепи на прочность обычно достаточно использовать упрощенную формулу, в которой не учитываются усилия от центробежных сил и от провисания цепи:

n = 20.79 ? [33].

Делительные диаметры звездочек

Заключение

КОМПАС является удобной средой для произведения технических расчетов наиболее используемых передач, а также построения к ним графического приложения. В программе реализован метод расчета всех широко применимых передач. При подготовке данных к вводу требуется выяснить основные критерии, которые необходимо учитывать при проектировании той или иной передачи.

Выполнив данный проект, мы научились пользоваться прикладной библиотекой КОМПАС-Shaft, комплексом программ КОМПАС-Gears, производить при помощи них расчет и построение клиноременных передач, выполнять построение твердотельной модели шкивов и определять МЦХ этой модели.

Благодаря пакету программ КОМПАС можно разрабатывать и другие передачи, но для ознакомления достаточно разработки одной из них, в данном случае клиноременной передачи. Объясняется это тем, что этот программный продукт обладает интуитивно-понятным интерфейсом, а все расчеты выполняются в аналогичных окнах, изменяются лишь те параметры, которые мы вводим в программу для расчета передач в автоматическом режиме.

Также можно сделать вывод, что произведение расчета и построения с помощью КОМПАС более точное и быстрое по сравнению с теоретическим расчетом.

Список используемых источников

1. Анашкина Е. В., Марковец А. В., Герлинг А. А., Мазина А. Л. Расчет и проектирование ременных и цепных передач с использованием пакета автоматизированного проектирования КОМПАС Shaft. / Е. В. Анашкина, А. В. Марковец , А. А. Герлинг, А. Л. Мазина. - СПб.: ИПЦ СПБГУТД, 2010. - 79 с.

2. Чернавский С. А., Боков К. Н., Чернин И. М. и др. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для учащихся машиностроительных техникумов. - 2-е изд., перераб. и доп./ С. А. Чернавский, К. Н. Боков, И. М. Чернин и др. - М.: Машиностроение, 2008. - 416 с.: ил.

3. ГОСТ 1284.1-89. Ремни приводные клиновые нормальных сечений. Основные размеры и методы контроля. - Взамен ГОСТ 1284.1-80, ГОСТ 10286-75 в части основных размеров и методов контроля; введ. 01.01.1991; изм. 1. - М.: Изд-во стандартов, 1996. -21 с.

4. ГОСТ 1284.2-89. Ремни приводные клиновых нормальных сечений. Технические условия. - Взамен ГОСТ 1284.2-80, ГОСТ 10286-75 в части технических требований; вед. 01.01.1991; изм. 1, 2, 3. - М.: Изд-во стандартов, 1996. - 18 с.

5. ГОСТ 20889-88. Шкивы для приводных клиновых ремней нормальных сечений. Общие технические условия. - Взамен ГОСТ 20889-80 - ГОСТ 2098-80; введ. 01.01.1989. - М.: Изд-во стандартов, 1988. - 17 с.

6. ТУ 38-1051289-89. Ремни приводные клиновые узких сечений кордшнуровой конструкции. - Взамен ТУ 38-1051289-83, ТУ 38-1051611-84; введ. 01.01.1990. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 60 с.

Размещено на Allbest.ru