Разработка индивидуального электромеханического привода (мощность выходного вала привода - 1520 Вт, частота вращения выходного вала - 22 об/мин)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Могилевский государственный технический университет

Кафедра «ОПМ»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу «Прикладная механика» на тему:

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРИВОД

ИП-096-1.00.00.000.

Разработал студент гр. ЭПЗ-02

Проверил:

Могилев, 2002

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Могилевский государственный технический университет

Кафедра «ОПМ»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу «Прикладная механика» на тему:

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРИВОД

ИП-096-1.00.00.000.ПЗ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Разработал студент гр. ЭПЗ-02

Проверил:

Могилев, 2002

Содержание

Введение……………………….………………………………………

1.  Кинематический расчет привода, выбор электродвигателя…..……

2.  Расчет на прочность элементов проектируемого редуктора…..…...

2.1 Расчет передач ……….……………………………………..…………

2.1.1 Выбор материалов и термообработки………………………………..

2.1.2 Определение допускаемых напряжений………………………………

2.1 3 Определение размеров передач и колес……………………….......

2.1.4 Проверка на выносливость по контактным напряжениям………...

2.1.5 Расчет открытых передач………………………………………….

2.2 Расчет валов…………………………………………………………..…

2.2.1 Выбор материалов и термообработки……………………………....

2.2.2 Проектировочный расчет вала……………………………………..…

2.2.3 Проверочный расчет на статическую прочность вала…………….

2.2.4 Расчет других валов………………………………………………..

2.3 Подбор подшипников………………………………………………

2.3.1 Расчет подшипников для входного вала привода……………....

2.3.2 Расчет подшипников для выходного вала редуктора………….…

2.3.3 Расчет подшипников для ІІІ вала привода…………………..….

2.3.4 Расчет подшипников для выходного вала привода……………...

2.4 Расчет шпонки…………………………………………………….....

3 Выбор и расчет муфты………………………………………….….…..

4 Смазка редуктора………………………………………….……….…

Заключение………………………………………………………..……

Список использованных источников…………………………..……..

Введение

В данном курсовом проекте по прикладной механикe разрабатывается индивидуальный электромеханический привод. Привод включает в себя электродвигатель являющейся источником механической энергии. С вала электродвигателя вращающий момент передается через механический привод на вал барабана, через три передачи по четырем валам.

Первой передачей данного привода является редуктор, который надо полностью разработать и проверить на прочность.

1 Кинематический расчет привода, выбор электродвигателя

Требуемая мощность на валу электродвигателя

  , где        Р_вых - мощность на выходном валу привода;

 - общий коэффициент полезного действия привода.

где      - КПД подшипниковой пары ( =0,993);

 - КПД цилиндрической прямозубой передачи (= 0,94);

 - КПД цилиндрической косозубой передачи (= 0,93);

 - КПД муфты ( = 0,995);

 ~ КПД закрытой цилиндрической передачи ( = 0,98).

 = 0,993⁴ • 0.995^{2 .}0,94 ^. 0,93 ^. 0,98 ⁼ 0,825,

   Вт

Принимаем стандартный электродвигатель типа 4А80В2УЗ. со следующими техническими данными Р_ДВ=2,2 кВт, асинхронная частота n_ДВ=3000^мин-1. Условия выбора  P_ДВ>P_ПР  Передаточное число привода

  , где  - передаточное число передач.

  , где        - частота вращения выходного вала.

 мин^-1.

.

.

Нагрузочные характеристики валов привода.

Вал электродвигателя

Р_ДВ = 2,2кВт;

=3000 мин^-1;

  рад/с;

 Н^.м, где  - крутящий момент на двигателе.

Входной вал редуктора

P₁ =  = 2,174 кВт;

мин ¹;

 рад/с;

  Н^.м.

Выходной вал редуктора

  кВт;

   мин^-1

 рад/с;

  Н^.м.

Третий вал привода

  кВт;

   мин^-1

 рад/с;

  Н^.м.

Четвертый вал привода

  кВт;

   мин^-1

 рад/с;

  Н^.м.

Выходной вал привода

  кВт;

   мин^-1

 рад/с;

  Н^.м.

2 Расчет на прочность элементов проектируемого редуктора

2.1 Расчет передач.

2.1.1 Выбор материалов и термообработки.

В соответствии с техническим заданием в качестве материала для изготовления зубчатых колес используется сталь 40Х. Механические характеристики этой стали: твердость 260...280 НВ, = 950 МПа, = 700 МПа.

Для обеспечения одинаковой контактной выносливости зубьев шестерни и колеса назначим твердость поверхности зубьев шестерни 280 НВ, твердость зубьев колеса 260 НВ.

Сталь 40Х подвергается термообработке (улучшение), т. к. твердости рабочих поверхностей зубьев обоих колес НВ< 350.

2.1.2 Определение допускаемых напряжений

Допускаемое контактное напряжение при расчете на выносливость

  , где        - предел контактной выносливости поверхностей зубьев при при базовом числе циклов N_HOперемены напряжений;

S_H - рэффициент безопасности (S_H= 1,1);

K_HL~ коэффициент долговечности.

=2НВ+70 , для шестерни   =2 ^. 280+70=630 МПа , для колеса        =2 ^. 260+70=590 МПа.

В расчет принимается среднее значение твердости.

=610 МПа.

При нестационарном режиме изменения напряжений

K_HL =   _,

где    N_HE - эквивалентное число циклов перемены напряжений;

N_HO - базовое число циклов перемены напряжений.

Принимаем базовое число циклов при НВ 280 N_HO = 1,75-10⁷ циклов.

Для ступенчатой циклограммы (рис 1.2)

  .