Методичні вказівки до виконання курсового проекту та практичних занять із дисципліни "Деталі машин". Частина 1 – Передачі

Міністерство освіти і науки України

Полтавський національний технічний університет

імені Юрія Кондратюка

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання курсового проекту та практичних занять

із дисципліни: “Деталі машин”

(ЧАСТИНА 1 – ПЕРЕДАЧІ)

для студентів механічних спеціальностей

Полтава 2004

Методичні вказівки до виконання курсового проекту із дисципліни “Деталі машин” (Частина 1 – Передачі) для студентів механічних спеціальностей - Полтава: Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, 2004 - 53 с.

Укладачі: А.В. Васильєв, к.т.н., доцент; С.В. Попов, асистент.

Відповідальний за випуск: заст. зав. кафедри технології машинобудування А.В. Калашников, к.т.н., доцент.

Затверджено радою університету протокол №16 від 30.06.2004 р.

ЗМІСТ

Стор.

СКЛАД ПРОЕКТУ................................................................................................ 3

1. ЕНЕРГОКІНЕМАТИЧНИЙ РОЗРАХУНОК ПРИВОДА................................................................................................ 4

2. РОЗРАХУНОК ШВИДКОХІДНОЇ ЗАКРИТОЇ ЦИЛІНДРИЧНОЇ КОСОЗУБОЇ ЗУБЧАСТОЇ ПЕРЕДАЧІ................................................................................................ 9

3. РОЗРАХУНОК КОНІЧНОЇ ПРЯМОЗУБОЇ ЗАКРИТОЇ ЗУБЧАСТОЇ ПЕРЕДАЧІ................................................................................................ 20

4. РОЗРАХУНОК ЧЕРВ’ЯЧНОЇ ПЕРЕДАЧІ............................................................................................ 27

5. РОЗРАХУНОК ПАСОВОЇ ПЕРЕДАЧІ............................................................................................ 38

6. РОЗРАХУНОК ЛАНЦЮГОВОЇ ПЕРЕДАЧІ............................................................................................ 45

ЛІТЕРАТУРА............................................................................................ 52

ПЕРЕЛІК НАВЧАЛЬНИХ ВІДЕОФІЛЬМІВ З КУРСУ „ДЕТАЛІ МАШИН”.................................................................................... 53

СКЛАД ПРОЕКТУ

1.  Вихідні дані й кінематична схема приводу.

2.  Призначення і галузь застосування механізму, що виноситься на проектування.

3.  Енергокінематичний розрахунок приводу.

4.  Розрахунок зубчастої передачі першого ступеня.

5.  Розрахунок зубчастої передачі другого ступеня.

6.  Розрахунок пасової (ланцюгової) передачі.

7.  Розрахунок і вибір муфт.

8.  Ескізне компонування редуктора (лист з ескізним компонуванням підшивається в пояснювальну записку).

9.  Конструювання швидкохідного, проміжного і тихохідного валів редуктора.

10.  Уточнений розрахунок валів з побудовою епюр моментів та визначенням коефіцієнта запасу міцності.

11.  Розрахунок і вибір підшипників.

12.  Перевірка міцності шпонкових з’єднань.

13.  Визначення розмірів корпусних деталей.

14.  Змащення (для черв’ячних редукторів – тепловий розрахунок).

15.  Опис складання та експлуатації.

Графічна частина курсового проекту включає в себе три аркуші креслень формату А1 (594×841), з яких:

1-ий аркуш – редуктор (складальне креслення);

2-ий аркуш – деталі розмірного ланцюга швидкохідного вала (зубчасте колесо, вал, кришки підшипників тощо);

3-ій аркуш – привод у зборі (двигун, муфта, редуктор, плита).

1. ЕНЕРГОКІНЕМАТИЧНИЙ РОЗРАХУНОК ПРИВОДА [2, с.14]

Вихідні дані

(згідно з бланком завдання):

- тягове зусилля             F = 5 кH;

- швидкість стрічки       V = 0,8 м/с;

- діаметр барабана         D = 0,2 м.

Рисунок 1.1 – Кінематична схема привода

Електродвигун вибирають за потужністю  та частотою обертання .

Потужність двигуна  повинна бути більшою від потужності ведучого вала  на величину загальних втрат: .

За умовами задачі, , де  – ККД пасової передачі,  – ККД зубчастої швидкохідної передачі,  – ККД зубчастої тихохідної передачі,  – ККД муфти.

Значення ККД беремо довільним у межах, що задані в табл. 1.1.

Таблиця 1.1 – Значення ККД окремих кінематичних пар

(ККД підшипників кочення враховані)

Значення потужності на ведучому валі  (Вт) = F (H) · V (м/c):

;

Визначаємо частоту обертання електродвигуна

;

де  – частота обертання ведучої ланки:

– передаточні числа кінематичних пар.

У нашому випадку:               .

Для визначення загального передаточного числа скористаємося табл. 1.2.

Таблиця 1.2 – Значення передаточних чисел окремих кінематичних пар

;

.

Знаючи значення потужності  і частоти обертання , підбирають необхідний електродвигун. Як правило, приймають закриті двигуни з обдуванням серії 4А ГОСТ 19523 – 81 (див. табл. 1.3).

Таблиця 1.3 – Асинхронні двигуни серії 4А (ГОСТ 19523 – 81)

Потужність	Синхронна частота обертів, об./хв.
Рном , кВт	3000	1500	1000	750
1,1	4А71B2/2810	4А80A4/1420	4А80B6/920	4А 90LB8/700
1,5	4А80A2/2850	4А80B4/1415	4А90L6/935	4А 100L8/700
2,2	4А80B2/2850	4А90L4/1425	4А100L6/950	4А112MA8/700
3,0	4А90L2/2840	4А100S4/1435	4А112MA6/955	4А112MB8/700
4,0	4А100S2/2880	4А100L4/1430	4А112MB6/950	4А132S8/720
5,5	4А100L2/2880	4А112M4/1445	4А132S6/965	4А132M8/720
7,5	4А112M2/2900	4А132S4/1455	4А132M6/970	4А160S8/730
11,0	4А132M2/2900	4А132M4/1460	4А160S6/975	4А160M8/730
15,0	4А160S2/2940	4А160S4/1465	4А160M6/975	4А180M8/730
18,5	4А160M2/2940	4А160M4/1465	4А180M6/975	4А200M8/735
22,0	4А180S2/2945	4А180S4/1470	4А200M6/975	4А200L8/730
30,0	4А180M2/2945	4А180M4/1470	4А200L6/980	4А225M8/735

Виберемо двигун серії 4А112M4/1445 з  = 5,5 кВт та асинхронною частотою обертання = 1445 об/хв.

Величину навантаження визначають за формулою:

, де  – розрахункова потужність двигуна.

При розрахунках допускається від’ємне значення, тобто перевантаження двигуна, але не більше ніж 5...6 %.

, тобто двигун працює з недовантаженням 17,3%.

Вибравши електродвигун, визначають загальне передаточне число привода:

.

Загальне передаточне число необхідно поділити між окремими передачами, які входять до складу привода. У нашому випадку між пасовою передачею і двома ступенями (швидкохідний, тихохідний) двоступінчастого зубчастого редуктора.

Орієнтуючись на межі середніх передаточних чисел пасової передачі (табл. 1.2), визначають діапазони передаточних чисел для двоступінчастого циліндричного зубчастого редуктора:

Вибираємо стандартне передаточне число редуктора, дотримуючись стандартних значень передаточних чисел:

1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,0.

Передаточні числа швидкохідного і тихохідного ступенів двоступінчастих редукторів визначають за співвідношеннями, наведеними в табл. 1.4.

Таблиця 1.4 – Рекомендації щодо призначення передаточних чисел редукторів

;  ;  

Після розбивання передаточного відношення за ступенями визначаємо для кожного вала привода потужність Р (кВт), частоту обертання n (об./хв.), кутову швидкість  (рад/с) і обертовий момент Т (Н·м).

Отримані дані записуємо в табл. 1.5.

Таблиця 1.5 – Табличний звіт розрахунків

Вал	І	ІІ		ІІІ		ІV		V
Тип передачі	пасова		зубчаста швидкохідна		зубчаста тихохідна		муфта
Передаточне число, u	2,36		3,21		2,49		1
Потужність Р, кВт	4,63	4,40		4,27		4,14		4,06
Частота обертання n, об./хв.	1445	612,29		190,74		76,60		76,60
Кутова швидкість w, рад./сек.	151,24	64,09		19,96		8,02		8,02
Обертовий момент Т, Н·м	30,61	68,65		213,93		516,21		506,23

Перевірка: обертовий момент на валу привода стрічкового транспортера можна визначити з умови завдання:

Допускається незначна різниця між значенням моменту на валу привода стрічкового транспортера, що отримані двома способами.

ВИХІДНІ ДАНІ ДО ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ ДЛЯ ЕНЕРГОКІНЕМАТИЧНОГО РОЗРАХУНКУ

Для схем 7 та 9 тягове зусилля збільшується у п’ять разів, а швидкість стрічки зменшується у п’ять разів.

Вихідні дані	Передостання цифра номера залікової книжки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Тягове зусилля F, Н	3,0	3,4	4,2	4,8	5,2	5,0	5,8	6,2	6,8	7,4
Вихідні дані	Остання цифра номера залікової книжки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Швидкість стрічки V, м/с	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9
Діаметр барабана D, м	0,3	0,3	0,3	0,4	0,4	0,4	0,5	0,5	0,5	0,6

Вибір схеми привода згідно з останньою цифрою номера залікової книжки

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1.  Для чого виконують енергокінематичний розрахунок?

2.  Запишіть основні розрахункові формули для обчислення потужності