Выбор электродвигателя и кинематический расчет. Расчет цилиндрической зубчатой передачи. Промежуточный вал

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Введение

Целью курсового проектирования является развитие самостоятельных навыков творческой работы студентов, определение степени практического овладения теоретическим курсом предмета «Детали машин и основы конструирования», а также развитие расчетно-графических навыков студентов в работе с прикладными компьютерными программами. Умение правильно и эффективно пользоваться технической литературой, справочниками и действующими государственными стандартами даёт студенту возможность быстрого использования полученных знаний в производственных условиях.        

Основные требования, предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность, надежность, технологичность, минимальные габариты и масса, удобство в эксплуатации и экономичность.         

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине. 

Назначение редуктора – понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим.         

В курсовой работе необходимо спроектировать редуктор для цепного транспортера, подобрать электродвигатель, рассчитать цепную, ременную передачи, а также выполнить расчёты на прочность, жёсткость, износостойкость, долговечность деталей проектируемого редуктора.  Редуктор состоит из литого чугунного корпуса, в котором помещены элементы передачи: шестерни, колёса, подшипники, валы и пр.                 

1 Выбор электродвигателя и кинематический расчет     

Общий КПД привода конвейера:

, где по таблице 1.1[1] принимаем: 

- КПД цилиндрической передачи;

- КПД червячной передачи;

 - КПД пары подшипников качения;

 - КПД цепной передачи.

Зная общий КПД можем вычислить номинальную мощность:

График следует понимать так: в течение суток привод работает 50% времени, то есть продолжительность его включения ПВ = 50%.

В течение года привод работает 65% времени, и значит, общее время работы привода за 1 год составит:

Исходя из графика нагрузки видим, что с мощностью 1,44 кВт двигатель работает всего 0,2 времени, 0,003 времени двигатель работает с Nтреб·1,3, 0,3 времени двигатель работает с Nтреб·0,7 и 0,5·Nтреб двигатель работает 0,5 времени. 

Найдем эквивалентную мощность

По каталогу выпускаемых электродвигателей, выбираем двигатель мощностью 1,5 кВт. - 4А90L6. Но он будет недогружен на (1,5 /1,44 = 1,04) = 4% по номинальной мощности. 

Нам потребуется электродвигатель с частотой вращения 1000 мин-1. Для данных двигателей по каталогу отношение пускового момента к номинальному .

Находим фактические обороты двигателя:

Найдем диаметр звездочки на конвейере:

Зная диаметр звездочки найдем число ее оборотов:

Теперь найдем общее передаточное отношение:

Для цилиндрической передачи

Для червячной передачи

Отношение цепной передачи:

Рассчитываем моменты на каждом валу:

- на валу двигателя

  ;

- на валу колеса цилиндрической передачи

;

- на валу колеса червячной передачи

;

- на валу звездочки цепной передачи

.  

Угловые скорости валов привода:

- угловая скорость двигателя:

 ;

- угловая скорость на входящем валу редуктора:

 ;

- угловая скорость на выходном валу редуктора:

 ;

- угловая скорость на конвейере: 

 .

2 Расчет цилиндрической зубчатой передачи

Выбираем материалы для изготовления шестерни и колеса. Для шестерни по [1], таблица 6.1 принимаем сталь 40ХН, термическая обработка – объемная закалка твердость HRC 40, для колеса принимаем сталь 40Х, термическая обработка - объемная закалка, твердость HRC 38.

Допускаемые контактные напряжения по формуле 7.2 [1]

, где   - предел контактной выносливости при базовом числе циклов.

По таблице 6.3[1] для углеродистых сталей с твердостью HRC 38-50 и термической обработкой (объемная закалка)  = 18HRC + 150;

 - коэффициент долговечности, принимаем  =1.

Коэффициент безопасности принимаем .

, - для шестерни;

, - для колеса.

Расчетное допускаемое напряжение:

Рассчитываем межосевое расстояние по формуле 7.1[1]:

где  – для косозубых передач

 = 1,25 – коэффициент неравномерности распределения нагрузки по ширине зубчатого венца – по таблице 7.1[1].

Коэффициент ширины колеса к межосевому расстоянию

.

По ГОСТ 2185-81 примем значение .

Выберем нормальный модуль зацепления в пределах  и приравняем его к стандартному значению:

       По ГОСТ 9563-80 примем

Определим суммарное число зубьев шестерни и колеса. Предварительно приняв угол наклона зубьев  , воспользуемся формулой 7.6[1] для косозубых колёс со стандартным нормальным модулем:

Число зубьев шестерни: .

Число зубьев колеса: .

Проверка значения передаточного числа:

Проверка межосевого расстояния:

Уточненное значение угла наклона зубьев:

     

Расчет делительных диаметров:

Шестерни:

Колеса:

Проверка:

Определение геометрических параметров передачи:

диаметры вершин зубьев:

Ширина колеса:

Ширина шестерни:

Коэффициент ширины шестерни по диаметру:

Окружная скорость и степень точности передачи:

По таблице 7.2 [1], при скорости , назначим 8-ю степень точности передачи и . По таблице 7.1 [1], при симметричном расположении колес примем . По таблице 7.3 [1] .

Проверку передачи на выносливость по контактным напряжениям выполним по формуле 7.13 [1]:

,

Условие на выносливость по контактным напряжениям выполнено.

Силы, действующие в зацеплении:

окружная: ;

радиальная: ;

осевая: .

Проверим зубья на выносливость по напряжениям изгиба по формуле 7.14 [1]

, где  - коэффициент нагрузки. .

По таблице 7.4 [1] примем  ; по таблице 7.5 [1] примем .

.

 - коэффициент, учитывающий форму зуба и зависящий (для косозубых передач) от эквивалентного числа зубьев.

Эквивалентные числа зубьев:

у шестерни:

у колеса:

По таблице 7.5 [1] примем  и

Допускаемое напряжение при проверке зубьев на выносливость по напряжениям изгиба:

По таблице 7.6 [1] для сталей 40ХН и 40Х с объемной закалкой примем ; .

Для шестерни:

Для колеса:

Допускаемые напряжения:

Для шестерни:

Для колеса:

Находим отношение

Для шестерни:

Для колеса:

Дальнейший расчет выполняем для колеса, у которого найденное отношение имеет большее значение. При этом сопряженное колесо будет иметь больший запас прочности.

Определим коэффициенты по формулам 7.18 [1] и 7.19 [1]:

где  – коэффициент торцового перекрытия,  – степень точности

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Физика
Тип:
Курсовые работы
Размер файла:
288 Kb
Скачали:
0