Расчёт привода звена технической системы. Вариант № 8, задание № 6

БАЛАКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ

ФАКУЛЬТЕТ ИНЖЕНЕРНО – СТРОИТЕЛЬНЫЙ

КАФЕДРА УПРАВЛЕНИЯ И ИНФОРМАТИКА В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Расчетно-пояснительная записка

по дисциплине: ТСАУ

Привод звена технической системы

Выполнил ст. гр. УИТ-32

Принял преподаватель:

__________

«___» ___________ 2007г.

Балаково 2007

СОДЕРЖАНИЕ

Техническое задание	3
1. Расчет привода	4
2. Расчет муфты, соединяющей вал двигателя с передаточным механизмом	6
3. Расчет червячной передачи	8
4. Расчет цилиндрической передачи	12
Список литературы	17

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Задание 6 (Вариант 8):

  Рассчитать привод технической системы с выбором электродвигателя по ГОСТу. Подобрать по ГОСТу и проверить на прочность муфту, соединяющую вал двигателя с передаточным механизмом. Рассчитать передаточные механизмы привода.

Исходные данные:  кВт – мощность на ведомом валу.

 рад/с = 5,652  рад/с – угловая скорость вращения ведомого вала.

1. РАСЧЕТ ПРИВОДА

Переход к необходимым данным:

        1/с

1) Требуемая мощность электродвигателя      ŋ_общ – общий КПД привода.     где

 - КПД червячной закрытой передачи,

= 0,825             [1, т. 1.1]

- КПД  цилиндрической открытой передачи,

= 0,955          [1, т. 1.1]

 - КПД двух подшипников качения,      

       [1 , т. 1.1]

 кВт

2) Выбор электродвигателя по ГОСТу.

      [2 , таб. 5.1,5.3]

Данные электродвигателя:

         Тип электродвигателя – 4A 160 S4

         Мощность электродвигателя - =15 кВт

         Число оборотов вала электродвигателя  -  n_дв = 1500 об/мин

         Число оборотов ведущего вала – n₁ = 1465,5 об/мин

         Диаметр вала электродвигателя – d₁ = 42 мм

         Скольжение – S=2.3%

3) Мощность на каждом валу привода.

Для ведущего вала привода P₁ = P_дв = 15 кВт

Для промежуточного вала привода   кВт

Фактическое значение мощности на ведомом валу привода  

кВт

4) Передаточные числа приводов.

Общее передаточное отношение

Где - угловая скорость вращения ведущего вала

     n₁ – число оборотов ведущего вала,  n₁=1465.5 об/мин

 1/с          

Разбиваем общее передаточное отношение по ступеням привода.

  где - передаточное число редуктора

- передаточное число цилиндрической открытой передачи

                          [2, т.  5.5]

 что соответствует рекомендуемым значениям [3...4],        [2, т.  12.4]

Для редуктора (обязательно) принимать стандартные значения.

5) Угловые скорости вращения каждого вала привода.

Для ведущего вала   1/с

Для промежуточного вала  1/с

Фактические значения  ведомого вала привода  1/с

6) Число оборотов каждого вала приводов.

Для ведущего вала   об/мин

Для промежуточного вала   об/мин

Для ведомого вала привода   об/мин

7) Крутящие моменты на каждом валу привода.

Для ведущего вала - мощность должна быть в ватах, следовательно, умножим на 10³ :     Нм

Для промежуточного вала   Нм

Для ведомого вала привода   Нм  

2. РАСЧЕТ ВТУЛОЧНОЙ МУФТЫ С СИГМЕНТНОЙ ШПОНКОЙ

 

Определим расчетный крутящий момент:

где   - коэффициент режима работы [2,т.17.1]

По расчетному крутящему моменту и диаметру вала двигателя подберем параметры втулочной муфты по ГОСТ [2,т.17.4]:

 - предельный крутящий момент вала двигателя;

  - диаметр муфты;

  - длина муфты;

  - диаметр вала;

- диаметр шпонки;

    - длина шпонки;

    - глубина паза вала;

  - глубина паза втулки;

   - высота шпонки;

Муфта рассчитывается на прочность при кручении:

где  - допускаемое напряжение кручения для стальной муфты, - расчетный момент,  - полярный момент сопротивления, который определяется по следующей формуле:

 при

Расчет сигментной шпонки:

Шпонку рассчитывают на смятие:

где  - допускаемое напряжение среза для штифта,  - сила смятия, - площадь смятия:

 где

 

где,    [1,т.8.9]

3. РАСЧЕТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ

                    

                                        

                

           

Назначают материал деталей передачи:

для червяка - сталь 45, закаленная до твердости более 46 HRC, витки шлифованные;

для червячного колеса: диск и ступица - чугун СЧ 15;

для венца принимают бронзу Бр АЖ9 – 4Л. [4., т. 1]

1) При предварительно назначенной скорости скольжения , что соответствует приблизительно среднему значению, допускаемое контактное напряжение МПа;  [4., т. 1]

допускаемое напряжение при изгибе зубьев червячного колеса МПа. [4., т. 1]

2)  Передаточное число червячной передачи , должно соответст­вовать стандартному значению. =8  [4., т. 2]

По передаточному числу принимают число заходов винтовой линии червяка =4 [4., т. 3]

3) Число зубьев червячного колеса:

4) Принимают коэффициент диаметра червяка q из стандартного ря­да q=10 [4., т. 4]

5) Межцентровое расстояние:

мм,

Где  =635000 ; = 160 МПа.

Полученное значение округляют по ГОСТу   а =.200 мм  [4., т. 5]

6) Модуль зацепления передачи

m = 2а /(z₂+q)=400/(32+10)=9,5,    мм,

 принимают по ГОСТу  m=10 мм [4., т. 6]

7) Основные размеры деталей передачи.

Диаметры делительных окружностей:

- для червяка  = ==100, мм;

- для колеса d₂= ==320, мм;

Диаметры выступов:

-для червяка  , мм;

-для колеса , мм;

Диаметр впадин:

-для червяка , мм;

- для колеса , мм;

Внешний диаметр колеса:

 , мм;

Длина нарезной части червяка:

принимают = 155, мм;

Ширина зубчатого венца колеса , мм,
принимают  =90 мм.

Угол наклона зубьев колеса, равный углу подъема винтовой линии червяка, при: и q = 10

 [4., т. 7]

8) Окружная скорость червяка: , где   =0,1 м;

=1465,5  об/мин.

9) Скорость скольжения: , м/с.

10) Степень точности передачи S принимают в зависимости от :  S =7;  [4., т. 8]

11)  Уточняют допускаемое контактное напряжение при:    =8,3 м/с [ ] =138 МПа; [4., т. 1]