Расчет привода технической системы. Вариант № 9, задание № 2

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

БАЛАКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ, ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ

ФАКУЛЬТЕТ МЕХАНИЧЕСКИЙ

КАФЕДРА ПСМ

Курсовой проект

по дисциплине

Технические средства автоматики и управления

“Расчет привода технической системы”

                                 Выполнил  ст. гр. УИТ-32

Допущен к защите                                              Защитил с оценкой

Руководитель проекта                                                                                                         __________

Козлова С.Н.                                          ______                                                                           Козлова С.Н.

___   _____2006г.                                                                                                                          ___   _____2006г.

г. Балаково 2006г

СОДЕРЖАНИЕ

Техническое задание………………………………………………………………...3

1.  Расчет привода………………………………………………………………..4

2.  Расчет втулочной муфты……………………………………………………..7

3.  Расчет закрытой зубчатой конической передачи ..…………………….…...9

4.  Расчет закрытой зубчатой цилиндрической передачи…………………….14

5.  Расчет ведущего вала привода………………………………………………18

Список использованной литературы………………………………………………20

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Задание №2, вариант 9:

Спроектировать и рассчитать привод технической системы с выбором электродвигателя по ГОСТ. Подобрать по ГОСТ и проверить на прочность муфту соединяющий вал электродвигателя с передаточным механизмом. Рассчитать все передаточные механизмы привода. Подобрать по ГОСТ и проверить на прочность соединения муфты с валом и деталей передач с валом. Спроектировать ведущий вал привода.

Исходные данные:

F_t=3.8 кН – окружное усилие на барабане,

v=1.15 м\с – окружная скорость барабана,

D=250 мм – диаметр барабана.

В проектировании применяется муфта втулочная со штифтами.

Схема:

 

Исходя из исходных данных, можно вычислить:

Р₃= F_t · v=3.8·1.15=4.37 кВт   - мощность на ведомом валу электропривода;

ω₃= - угловая скорость на ведомом валу электропривода

1 РАСЧЕТ ПРИВОДА

1.1 Определим требуемую мощность электродвигателя.

где  P_ТР-требуемая мощность электродвигателя; η_общ - КПД общий;  - КПД закрытой зубчатой конической передачи;- КПД закрытой зубчатой цилиндрической передачи; - КПД двух подшипников качения; - КПД двух подшипников скольжения.

Определим данные КПД [1, т.5.4]:

Таким образом, общий КПД составит:

0,96 ·0,97 ·0,99³ ·0,99=0,8945

Подставим значение η_общ  и получим:

1.2 Выбор электродвигателя по ГОСТ.

Главное условие в выборе двигателя P_Э.Д.≥P_ТР ,

где Р_Э.Д.- мощность электродвигателя.

Подберем двигатель по ГОСТ, согласно этому условию:

Марка электродвигателя                               4А132S6 [1, т. 5.1]; 

Мощность электродвигателя                         P_ЭД=5.5 кВт [1, т. 5.1];

Число оборотов электродвигателя                n_ЭД=1000 [1, т. 5.1];

Диаметр вала электродвигателя                   d_ЭД=38 мм [1, т. 5.3];

Скольжение вала электродвигателя             S=3.3%=0.033 [1, т. 5.1].

1.3 Определим частоту вращения и угловую скорость ведущего вала.

где n₁-число оборотов вала двигателя; S-скольжение вала электродвигателя; n_ЭД-число оборотов электродвигателя; ₁-частота вращения вала двигателя.

1.4 Определим передаточные числа привода.

Найдем общее передаточное отношение:

Общее передаточное отношение можно разбить по ступеням привода:

где U₁-передаточное отношение зубчатой конической передачи, U₂ - передаточное отношение зубчатой цилиндрической передачи двухступенчатого редуктора.

Выбираем стандартные значения передаточных отношений для двухступенчатого редуктора [1, т.5.6]

U₁=2.8

U₂=4

U_общ=11,2

1.5 Найдем мощность на каждом валу привода.

для первого вала:

для второго вала:

для третьего вала:

где Р₁-мощность на валу двигателя (ведущем валу); Р₂-мощность на промежуточном валу; Р₃-мощность на ведомом валу;

 1.6 Найдем частоту вращения каждого вала привода.

где n₁-число оборотов вала электродвигателя; n₂-число оборотов промежуточного вала ; n₃-число оборотов ведомого вала; U₁- передаточное отношение первой передачи ;  U₂- передаточное отношение второй передачи .

1.7 Найдем угловую скорость вращения каждого вала привода.

где ω₁-угловая скорость на валу электродвигателя; ω₂-угловая скорость на ведомом валу зубчатой конической передачи редуктора; ω₃-угловая скорость на ведомом валу зубчатой цилиндрической передачи редуктора; U₁- передаточное отношение первой передачи ;  U₂- передаточное отношение второй передачи

1.8 Найдем крутящие моменты на каждом валу привода.

где T₁-крутящий момент на валу двигателя; T₂-крутящий момент на ведомом валу зубчатой конической передачи редуктора; T₃-крутящий момент на ведомом валу зубчатой цилиндрической передачи редуктора.

2 РАСЧЕТ ВТУЛОЧНОЙ МУФТЫ

2.1  Выбор муфты по ГОСТ 24246-40 [1, т. 17.2]

Диаметр вала электродвигателя d_вала=38 мм [из п.1.1]

Справочные данные:

Допускаемый крутящий момент: [Т_р]= 200 Н*м [1, т.17.2]                                             

Наружный диаметр муфты D=55 мм [1, т.17.2]                                                          

Длина муфты L=105 мм [1, т.17.2]                                                         

2.2 Расчет муфты на прочность

Втулочная муфта рассчитывается на кручение:

где  Т_р- допускаемы крутящий момент,

- полярный момент сопротивления

Расчетный крутящий момент Т_р=К_р*Т_ном[T_р],

где К_р- коэффициент режима работы для ленточного конвейера К_р=1,5 [1, т. 17.1]

Т_ном=Т₁=54 Н*м [из п.1.1.7]

Т_р=1,5*54,34 Н*м=81,51 Н*м

где D- наружный диаметр муфты,

 

,

где  - допускаемое напряжение кручения муфты.

Условие прочности выполнено.

2.3 Выбор соединения муфты с валом.