Выбор электродвигателя по мощности. Определение силовых характеристик на валах привода. Расчет цепной и клиноременной передачи, размеров червячных колес и корпуса редуктора. Уточненный и предварительный расчет подшипников. Применение смазочных материалов.
Аннотация к работе
«Механика» является первым из расчетно-конструкторских курсов, в которых изучают основы проектирования и расчета машин и механизмов. К ним относятся: установление последовательности выполнения работы, правильность конструирования узлов и деталей, выбор материалов и конструкции в целом, выбор системы смазки, выполнение условий сборки. Редуктор - механизм, состоящий из червячных или зубчатых передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Редуктор состоит из корпуса (литого или сварного стального), в котором помещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. в отдельных случаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников или устройства для охлаждения.Исходные данные: требуемая мощность на выходном валу Nвых=2 КВТ, требуемая угловая скорость на выходном валу wвых=1 рад/с., расчетный срок службы 5 лет. Рассчитывается КПД привода - ориентировочный КПД передачи по формуле (2). Примечание: Потери при трение в подшипниках могут учитываться следующими значениями условного КПД: 1. для одной пары подшипников качения h=0,99…0,995 при жидкостном трении h=0,99…0,995 подставляя данные из таблицы в формулу (2) получаем: ?пр.= 0,9?0,9953?0,96?0,7=0,596 где ?ц.п. Требуемая мощность электродвигателя Nэд рассчитывается по формуле (3): подставляя данные в формулу (3) получается: Предварительно принимаем передаточное число клиноременной передачи Uкл.п.Передаточные числа в условиях массового производства берем из стандартного ряда (по ГОСТ 2185-76), для зубчатых передач: 1 ряд: 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0.Рассчитаем угловую скорость электродвигателя wэд по формуле (8)
подставляя данные в формулу (8) получается:
Рассчитываем крутящий момент электродвигателя Мэд по формуле (9)
подставляя данные в формулу (9) получается:На валу электродвигателя: 1 вал: 2 вал: 3 вал: Таблица 3 - Сводная таблица значений крутящих моментов, частот вращения и угловых скоростей валов Вал Частота вращения n, об/мин Угловая скорость ?, рад/с Вращающий момент Т, Н·м Мощность N, КВТ Передаточное число UИсходные данные: Крутящий момент на ведущем шкиву Т=27,1 Нм, частота вращения ведущей звездочки n=1410 мин , передаточное число цепной передачи u=2. Смазка - центробежная, межосевое расстояние <30t, регулировка-передвигающиеся опоры, передача расположена под углом 20? к горизонту. Подставляя данные в формулу (10) получается При шаге цепи t=12,7 мм и частоте вращения ведущей звездочки n=1410 мин принимаем допускаемое удельное давление в шарнирах цепи = 35,0 МПА Окружное усилие, передаваемое цепью равно А окружная скорость цепи определяется как Подставляем данные в (15) получаемДиаметр большего шкива определяем по формуле (28) dp2 = d p1 ·U · (1-) (28) где = 0,02 - коэффициент скольжения кордтканевых ремней. подставляя данные в формулу (10) получается: dp2=100·3,525· (1-0,02)=1226 мм Уточняем значение передаточного отношения подставляя данные в формулу (29) получается: Окружная скорость ремня подставляя данные в формулу (30) получается: Предварительное межосевое расстояние aw: aw =k ·dp2 , (31) где k-коэффициент соотношения межосевого расстояния и диаметра подставляя данные в формулу (31) получается: aw =0,95 ·1250= 1190 мм. Расчетная длина ремня L подставляя данные в формулу (33) получается: Минимальное межосевое расстояние для удобства монтажа и снятия ремней: Угол обхвата на меньшем шкиве a°1=180° - 60°( dp2-dp1)/а (34) подставляя данные в формулу (34) получается: a°1=180° - 60°( 1250-355)/1100=170°>[a]=169° DNИ = 0,0001 * DTИ * n1 = 0,0001 * 31*10= 0,31 КВТ подставляя данные в формулу(35) получается: [N]=(1,275*0,98*0,83 0,31)*0,8=0,97 КВТ Мощность на ведущем шкиву: (38) подставляя данные в формулу (36) , (37) и (38) получается: Сила начального натяжения одного клинового ремня: подставляем данные в формулу (39) получается: Давление ремня на валы: подставляем данные в формулу (40) получается: Размеры обода шкивов: b = 8,1; e = 15 0,3 мм; f=24 мм ; h=20 мм; r=2 мм; h1=12 мм; a1=36; a2=40Материал, применяемый для червяка - Сталь 45, твердостью HRC 45 - при закалке.Число заходов червяка определяется в зависимости от передаточного числа. При этом число зубьев червяка z2= u? z1 (44.1) подставляя данные в формулу (44.1) получается: z2=20?2=40 Определяем межосевое расстояние подставляя данные в формулу (44.2) получается: 3. Определяем модуль червячного колеса: подставляя данные в формулу (44.3) получается: По ГОСТ 2144-76 [таблица 3], округляем до ближайшего стандартных чисел, поэтому принимаем m=8. Уточняем межосевое расстояние подставляя данные в формулу (44.4) получается: Что соответствует стандартному значению межосевого расстоянию.Таблица 5 - Силовой расчет Наименование нагрузки Червяк, Н Червячное колесо, НПри данной скорости необходимо уточнить КПД подставляя данные в формулу (47) получается: При числе заходов червяка z1 и коэффициенте диаметра червяка q=10 коэффициент деформации червя
План
Содержание
Введение
1. Кинематический расчет
1.1 Выбор электродвигателя по мощности
1.2 Уточнение передаточных чисел
1.3 Расчет крутящих моментов, угловых скоростей и частот вращения валов
1.4 Определение силовых характеристик на валах привода
2. Расчет цепной передачи
3. Расчет клиноременной передачи
4. Расчет червячной передачи
4.1 Выбор материала
4.2 Проектировочный расчет
4.3 Силовой расчет
4.4 Проверочный расчет
5. Предварительный расчет валов
6. Расчет размеров червячных колес и корпуса редуктора
7. Расчет шпоночных соединений
8. Расчет опасных сечений
9. Уточненный расчет подшипников
10. Выбор смазки и смазочных материалов
11. Тепловой расчет редуктора
Заключение
Библиография
Приложения
Введение
«Механика» является первым из расчетно-конструкторских курсов, в которых изучают основы проектирования и расчета машин и механизмов.
Выполнение курсового проекта по механике - первая самостоятельная творческая работа студентов, в ходе которой возникает много трудностей и противоречий. К ним относятся: установление последовательности выполнения работы, правильность конструирования узлов и деталей, выбор материалов и конструкции в целом, выбор системы смазки, выполнение условий сборки.
Редуктор - механизм, состоящий из червячных или зубчатых передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепные или ременные передачи.
Редуктор состоит из корпуса (литого или сварного стального), в котором помещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. в отдельных случаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников или устройства для охлаждения.
Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назначения.
Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: · типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные);
· числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.);
· типу зубчатых колес (цилиндрические, конические и т.д.);
· относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные);
Назначение редуктора - понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.
По относительному расположению валов в пространстве редукторы могут быть с горизонтальной или вертикальной схемой, ее выбор обуславливается удобством общей компоновки привода (относительным расположением двигателя и рабочего вала приводимой в движение машины и т.д.).