курсовой проект / Расчёт привода,муфты / Расчёт привода,муфты. Диаметр вала двигателя


Расчёт привода,муфты

  1. Расчёт привода

1.1 Определение требуемой мощности электродвигателя

Требуемая мощность электродвигателя определяется по формуле

кBт,

где - общий КПД привода,

где 1=0,965 – КПД закрытой цилиндрической зубчатой передачи в масляной ванне с учетом потерь в подшипниках,

2=0,91 – КПД цепной втулочно-роликовой передачи с учетом потерь в подшипниках. [1, т.3]

Находим требуемую мощность электродвигателя

= 6,834 кBт.

1.2 Выбор электродвигателя по ГОСТ

Выбираем электродвигатель по ГОСТ [1,т. 4] при условии:

Рдв  Ртр

Выбираем электродвигатель с числом оборотов 970.

Тип электродвигателя АО 2-52-6

Рдв = 7,5 кBт,

nдв = 970 об/мин – число оборотов вала двигателя

1.3 Выбор диаметр вала электродвигателя

Выбираем диаметр вала электродвигателя по типоразмеру [1, т. 6]

d­дв = 38 мм.

1.4 Определение мощностей

Определяем мощность на каждом валу привода:
кBт - мощность на ведущем валу привода,
кBт - мощность на промежуточном валу привода,
кBт - мощность на ведомом валу привода.

1.5 Определение передаточных отношений редуктора

Передаточное число показывает во сколько раз снижается угловая скорость и частота вращения выходной величины по сравнению с входной.

Определяем общее передаточное отношение где об/мин – число оборотов вала электродвигателя,

=об/мин – число оборотов ведущего вала привода,

Тогда общее передаточное отношение примет вид

Разбиваем общее передаточное отношение по ступеням привода

где u1 – передаточное число закрытой зубчатой передачи,

u2 – передаточное число цепной передачи.

Принимаем для редуктора u1 = 3,15 [1, т. 7], тогда u2 =

1.6 Определение числа оборотов и угловых скоростей привода

Определяем угловые скорости и число оборотов привода, на каждом валу привода:

n1 = 970 об/мин, рад/с – угловая скорость и число оборотов ведущего вала привода,

об/мин – число оборотов выходного вала цилиндрического редуктора,

рад/с - угловая скорость выходного вала цилиндрического редуктора,

об/мин – число оборотов ведомого вала привода,

рад/с - угловая скорость вращения ведомой звездочки цепной передачи.

1.7 Определение крутящих моментов на каждом валу привода

- крутящий момент на ведущем валу привода,

- крутящий момент на выходном валу цилиндрического редуктора,

- крутящий момент на ведомом валу привода.

2. Расчет втулочной муфты и соединение с валом.

2.1 Выбор муфты по диаметру вала двигателя по ГОСТ

dдв = 38 мм – диаметр вала двигателя

Определяем расчетный крутящий момент

,

где Кр=1,5 – коэффициент режима работы для привода электродвигателя,

Т1 = 74 Нм – номинальный крутящий момент.

Муфту выбираем при условии:
Тр≤ [Тр]
[Tp] =200 Н·м – максимально допустимый крутящий момент.
Выбираем муфту по справочнику в зависимости от крутящего момента [2, т.17.2].

Размеры втулочной муфты:

D = 55 мм – наружный диаметр муфты,

L = 105 мм – длина муфты,

l = 25 мм – расстояние до отверстия под штифт.

2.2 Расчет втулки на кручение:

- касательное напряжение кручения.

где - допускаемое напряжение кручения;

Wρ – полярный момент сопротивления:

где - коэффициент отношения диаметров.

. Условие прочности выполняется.

2.3 Расчет штифтов.

Подбираем штифт конический по ГОСТ 3129-70 [2,т. 17.2]:

Dшт = 10 мм – меньший диаметр,

l = 60 мм – длина штифта.

Штифт рассчитывается на срез:

,

где = 40 МПа - максимально допускаемое напряжение на срез,

Н – усилие при срезе,

где ТР – рассчетный крутящий момент,

dдв – диаметр вала двигателя.

=

i = 2 – кол-во плоскостей среза для одного штифта

z = 1 – кол-во штифтов.

d1 = dшт +2– больший диаметр штифта.

d1 = 10 +4 = 14 мм

=мм

мм2 - площадь среза

Тогда:

- условие прочности выполняется.

studfiles.net

Формула определения диаметра вала. Выбор допускаемых напряжений на кручение. Уточненный расчет вала на выносливость

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИИ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ГОРНОЙ И ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКИ

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по прикладной механике

Задание………………………………………………………………………..стр. 3

1. Кинематический и силовой расчет привода ….…………………..………..стр. 4

2. Материалы и термическая обработка колес …………………………….…стр. 5

3. Выбор допускаемых напряжений при расчете цилиндрических

зубчатых передач …………………….…………………………………...стр. 6

4. Методика расчёта закрытой цилиндрической передачи…………………..стр. 7

5. Расчет диаметра валов………………..………………………………….....стр. 10

6. Материалы валов и осей…………………………………………………….стр.11

7. Расчетные схемы валов……………………………………………………..стр.11

8. Расчёты на прочность……………………………………………………….стр.12

9. Подшипники качения……………………………………………………….стр.20

10. Подбор крышек подшипников…………………………………………......стр.23

11. Спецификация…………….….……………………………………………..стр.25

Список литературы…………………………………………………………стр.28

Задание

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

МП.С=26 Нм.

1. габаритные размеры редуктора;

2. кинематический и силовой расчет редуктора;

3. подобрать допускаемых напряжений;

5. подобрать материалы валов;

6. подобрать подшипники качения;

7. подобрать крышки подшипников.

8. начертить сборочный и рабочие чертежи.

Вертикальное расположение.

    Кинематический и силовой расчет привода

Выбор электродвигателя. Привод - устройство для приведения в действие двигателем различных машин. При передаче мощности от двигателя к потребителю имеют место потери в элементах привода: в ременной и цепной передачах, в зубчатых сцеплениях, в подшипниках на валах. Все эти потери должны быть учтены при выборе электродвигателя, чтобы была обеспечена необходимая для потребителя мощность.

1.1 К. п. д. Привода

,

где -к. п. д. редуктора; -к. п. д. открытой передачи;

,

где - к. п. д. зубчатого зацепления; m - число зацеплений в редукторе;

К. п. д. одного вала; n - количество валов в редукторе.

В данном случае =0,99 , =0,96 имеется две пары подшипников и два зацепления, тогда

1.2 Расчетная мощность двигателя

. ,

где Нм –крутящий момент на выходном валу привода;

об/мин -частота вращения выходного вала привода.

где -скорость вращения вала.

Тогда кВт и

кВт.

; Нм.

1.3 Передаточное отношение привода

Необходимо подобрать так, чтобы передаточное отношение привода

лежало в пределах 2,5…4. Выбирается асинхронный двигатель 4А80В4 кВт. Синхронная частота вращения об/мин. Асинхронная частота вращения об/мин.

Тогда .

Таблица 1

2. Материалы и термическая обработка

зубчатых колес

Выбор материала зубчатых колес зависит от требований, предъявляемых к размерам и массе передач, а также от мощности, окружной скорости и требуемой точности изготовления колес.

Основным материалом для изготовления зубчатых колес большинства машин являются стали. В зависимости от твердости стальные зубчатые колеса делятся на две группы.

Первая группа – колеса с твердостью

Вторая группа – колеса с твердостью > НВ350 (при твердости Ю НВ350 твердость материала измеряется по шкале Роквелла: 10 НВ=1 HRC). Применяются в тяжело нагруженных передачах. Высокая твердость рабочих поверхностей зубьев достигается объемной и поверхностной закалкой, цементацией. Эти виды термообработки позволяют в несколько раз повысить нагрузочную способность передачи по сравнению с улучшенными сталями.

В качестве материала выбираем сталь Ст.45 (улучшение).

Из справочных данных находим твёрдость по Бри Нелю:

3. Выбор допускаемых напряжений при расчете цилиндрических и конических зубчатых передач

Экспериментом установлено, что контактная прочность рабочих поверхностей зубьев определяется в основном твёрдостью этих поверхностей. Допускаемые контактные напряжения для расчётов на выносливость при длительной работе , где - предел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений По экспериментальным значениям, приведённых в таблице, находим =2HB+70 МПа.

Коэффициент безопасности; в связи с постепенным процессом повреждения поверхности и пониженной опасности аварии машин коэффициент назначают небольшим: =1,1 при неоднородной структуре материала.

Коэффициент долговечности, учитывающий влияние срока службы и режима нагрузки передачи: .

Для нормализованных колёс =2,6. Базовое число циклов определяется твёрдостью рабочих поверхностей зубьев. Из справочных данных находим для твёрдости поверхностей зубьев до 200HB циклов.

Эквивалентное число циклов перемены напряжения. При постоянной нагрузке определяется по формуле

,

где n – частота вращения того из колёс, по материалу которого определяют допускаемое напряжение, об/мин. -долговечность передачи.

Млн. циклов.

Млн. циклов.

При ;

Расчёт ведут по меньшему значению из полученных для шестерни и колеса. Ввиду незначительного влияния на величину допускаемого напряжения в расчёте не учтены размеры, шероховатость поверхности и окружная скорость колёс.

3.1 Допускаемые напряжения изгиба

Допускаемые напряжения изгиба для расчёта на выносливость при длительной работе , где - базовый предел выносливости зубьев по излому от напряжений изгиба, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений . Базовое число циклов перемены напряжений изгиба =.

По таблице находим экспериментальное значение =HB+260;

Y N - коэффициент долговечности. При твёрдости рабочих поверхностей HB350

Эквивалентное число циклов при постоянной нагрузке N FE =60L h .

N ш FE =606000=254,7 млн. циклов,

N к FE =606000=77,355 млн. циклов.

Млн. циклов.

Для длительно работающих передач при N FE >N F lim b Y N =1.0.

4. Методика расчёта закрытой цилиндрической передачи

4.1 Выбрать коэффициенты ширины зубчатого венца относительно диаметра и относительно модуля .

Таблица 2

4.2 Определить предварительное значение коэффициента ширины венца относительно межосевого расстояния:

4.3 Выбрать числа зубьев колёс:

Z 1 =30; Z 2 =30

veloed.ru

6 Расчёт диаметров валов

Диаметры валов могут быть определены по условному расчёту на кручение. Минимальные диаметры валов рассчитываем по формуле:

где - условное допустимое напряжение при кручении, МПа.

Материал валов - Сталь 40Х: МПа;МПа.

Результаты расчётов сводим в таблицу 6.

Таблица 6

Вал

(рис. 3)

Материал

Т. О.

,

МПа

,

МПа

Т,

Нм

Расчётный

Принятый

, мм

, мм

0

Сталь 40Х

У

900

25

38,6

19,76

25

I

Сталь 40Х

У

900

25

39,3

19,88

25

II

Сталь 40Х

У

900

25

59,6

22,84

28

III

Сталь 40Х

У

900

25

114,5

28,4

32

По расчётному диаметру находим диаметры участков под колесом и подшипником:

Валы

0

I

II

III

Принятый

диаметр , мм

25

25

28

32

Диаметр под подшипник , мм

Диаметр под колесо , мм

7 Проверочный расчёт

7.1 Проверочный расчёт вала II

Проверка вала IIна изгиб и кручение.

Силы, действующие на вал II:

- окружная сила: ,

- радиальная сила: ,

где - вращающий момент, Н (см. табл. 3)

- делительный диаметр, мм (см. табл. 10)

- угол профиля, при х=0,

Осевая сила отсутствует т.к. используется прямозубая передача.

Расчёт проводим по максимальному моменту Н передаваемому зубчатыми колёсами.

Расчёт сил сведён в таблицу 7.

Таблица 7

Параметры

Усилия в зацеплениях

Наименование

Обозн.

Вращающий момент, Нм

59,6

59,6

59,6

59,6

Делительный диаметр, мм

на шестерне

на колесе

-

110

112,5

-

150

-

75

-

Силы, Н:

-

1084

1060

-

795

-

1589

-

395

386

289

578

Назначаем в качестве опор вала IIподшипники шариковые однорядные ГОСТ 8338-75

Таблица 8

Параметры, наименование

Обозначение

Формула

Результаты расчета

при зацеплении колёс

Длина, мм

С чертежа

Реакции опор, Н:

- в плоскости X

- в плоскостиY

- суммарные

(R1x2+ R1y2)1/2

(R1x2+ R1y2)1/2

Изгиб. моменты:

- в плоскости X

- в плоскости Y

- суммарные

(M1x2+ M1y2)1/2

(M2x2+ M2y2)1/2

Вращ. момент , Нм

Т

(табл. 6)

Эквивалентный момент, Нм

Диаметр вала в расчетном сечении, мм

Внутренний диаметр шлиц.

Эквивалентное напряжение, МПа

- при перегрузках

Материал вала

- предел текучести, МПа

сталь 40Х

-

[4, с. 165]

Допускаемое напряжение, МПа

Условие статической прочности выполняется: МПа

Примечание:- по характеристике двигателя;

- минимальный коэффициент запаса прочности по пределу,.

studfiles.net

расчёт привода,муфты

  1. Расчёт привода

1.1 Определение требуемой мощности электродвигателя

Требуемая мощность электродвигателя определяется по формуле

кBт,

где - общий КПД привода,

где 1=0,965 – КПД закрытой цилиндрической зубчатой передачи в масляной ванне с учетом потерь в подшипниках,

2=0,91 – КПД цепной втулочно-роликовой передачи с учетом потерь в подшипниках. [1, т.3]

Находим требуемую мощность электродвигателя

= 6,834 кBт.

1.2 Выбор электродвигателя по ГОСТ

Выбираем электродвигатель по ГОСТ [1,т. 4] при условии:

Рдв  Ртр

Выбираем электродвигатель с числом оборотов 970.

Тип электродвигателя АО 2-52-6

Рдв = 7,5 кBт,

nдв = 970 об/мин – число оборотов вала двигателя

1.3 Выбор диаметр вала электродвигателя

Выбираем диаметр вала электродвигателя по типоразмеру [1, т. 6]

d­дв = 38 мм.

1.4 Определение мощностей

Определяем мощность на каждом валу привода:
кBт - мощность на ведущем валу привода,
кBт - мощность на промежуточном валу привода,
кBт - мощность на ведомом валу привода.

1.5 Определение передаточных отношений редуктора

Передаточное число показывает во сколько раз снижается угловая скорость и частота вращения выходной величины по сравнению с входной.

Определяем общее передаточное отношение где об/мин – число оборотов вала электродвигателя,

=об/мин – число оборотов ведущего вала привода,

Тогда общее передаточное отношение примет вид

Разбиваем общее передаточное отношение по ступеням привода

где u1 – передаточное число закрытой зубчатой передачи,

u2 – передаточное число цепной передачи.

Принимаем для редуктора u1 = 3,15 [1, т. 7], тогда u2 =

1.6 Определение числа оборотов и угловых скоростей привода

Определяем угловые скорости и число оборотов привода, на каждом валу привода:

n1 = 970 об/мин, рад/с – угловая скорость и число оборотов ведущего вала привода,

об/мин – число оборотов выходного вала цилиндрического редуктора,

рад/с - угловая скорость выходного вала цилиндрического редуктора,

об/мин – число оборотов ведомого вала привода,

рад/с - угловая скорость вращения ведомой звездочки цепной передачи.

1.7 Определение крутящих моментов на каждом валу привода

- крутящий момент на ведущем валу привода,

- крутящий момент на выходном валу цилиндрического редуктора,

- крутящий момент на ведомом валу привода.

2. Расчет втулочной муфты и соединение с валом.

2.1 Выбор муфты по диаметру вала двигателя по ГОСТ

dдв = 38 мм – диаметр вала двигателя

Определяем расчетный крутящий момент

,

где Кр=1,5 – коэффициент режима работы для привода электродвигателя,

Т1 = 74 Нм – номинальный крутящий момент.

Муфту выбираем при условии:
Тр≤ [Тр]
[Tp] =200 Н·м – максимально допустимый крутящий момент.
Выбираем муфту по справочнику в зависимости от крутящего момента [2, т.17.2].

Размеры втулочной муфты:

D = 55 мм – наружный диаметр муфты,

L = 105 мм – длина муфты,

l = 25 мм – расстояние до отверстия под штифт.

2.2 Расчет втулки на кручение:

- касательное напряжение кручения.

где - допускаемое напряжение кручения;

Wρ – полярный момент сопротивления:

где - коэффициент отношения диаметров.

. Условие прочности выполняется.

2.3 Расчет штифтов.

Подбираем штифт конический по ГОСТ 3129-70 [2,т. 17.2]:

Dшт = 10 мм – меньший диаметр,

l = 60 мм – длина штифта.

Штифт рассчитывается на срез:

,

где = 40 МПа - максимально допускаемое напряжение на срез,

Н – усилие при срезе,

где ТР – рассчетный крутящий момент,

dдв – диаметр вала двигателя.

=

i = 2 – кол-во плоскостей среза для одного штифта

z = 1 – кол-во штифтов.

d1 = dшт +2– больший диаметр штифта.

d1 = 10 +4 = 14 мм

=мм

мм2 - площадь среза

Тогда:

- условие прочности выполняется.

studfiles.net

электродвигатели диаметр вала 24 мм, цена

Описание товара

Электродвигатели диаметр вала 24 мм. Здравствуйте! Вы попали на доску объявлений. Сотрудники Promelectrica.com разместили тут товары, которые Вам могут быть интересны. Информация о наличии по телефону (495)640-04-53

Подробное описание и технические характеристики

Электродвигатели диаметр вала 24 мм

Коллекторный электродвигатель постоянного тока с электромагнитным возбуждением Д-16Б предназначен для привода специального механизма, а также может быть использован в различных областях техники.

Структура условного обозначения

Д-16Б:

Д - двигатель;

16 - порядковый номер разработки;

Б - модификация исполнения двигателя.

Условия эксплуатации

Температура окружающего воздуха при эксплуатации от минус 60 до 50°С. Пониженное атмосферное давление однократно в течение 5 мин при номинальном вращающем моменте - не ниже 667 Па (5 мм рт.ст).

Верхнее значение относительной влажности воздуха в течение 48ч - 98% при температуре (35±5)°С.

Электродвигатель стоек к воздействию:

Вибрационных нагрузок с диапазоном частот от 5 до 35 Гц и амплитудой не более 1 мм в течение 3 мин.

Вибрационных нагрузок с диапазоном частот от 35 до 2000 Гц и ускорением от 39,2 до 147,2 мс-2 (от 4 до 15 g) в течение 23 мин.

Линейных (центробежных) нагрузок с ускорением 98,1 мс-2 (10 g) в течение 5 мин.

Механические нагрузки воздействуют на места крепления двигателя в любом направлении.

Двигатель выдерживает воздействие:

Вибрационных нагрузок с частотой вибрации от 10 до 2000 Гц и ускорением, действующим вдоль и перпендикулярно оси двигателя, от 20 до 40 мс-2 (от 2 до 4 g) в течение 46 ч в обесточенном состоянии и 2,8 ч при электрической нагрузке.

Ударных многократных нагрузок с ускорением 50 мс-2 (5 g) при количестве ударов 5000 с частотой от 40 до 100 ударов в час и длительностью удара от 5 до 10 мс.

Номинальный режим работы двигателя кратковременный при напряжении питания 27 В:

15 мин при вращающем моменте 1,47 Нм.

5 мин при вращающем моменте 1,76 Нм.

1 с при вращающем моменте 3,43 Нм.

Конструктивное исполнение по способу монтажа в соответствии с ГОСТ 2479-79 IМ3081.

Направление вращения вала левое со стороны выхода вала.

Сопротивление изоляции электрических цепей относительно корпуса двигателя в нормальных климатических условиях при практически холодном состоянии двигателя до ввода в эксплуатацию - не менее 20 МОм.

В течение срока службы и минимальной наработки сопротивление изоляции при практически холодном состоянии двигателя - не менее 1 МОм.

Изоляция электрических цепей относительно корпуса двигателя в нормальных климатических условиях выдерживает без пробоя и перекрытия воздействие испытательного напряжения 500 В (действующее значение) переменного тока частотой 50 Гц.

Степень искрения на коллекторе двигателя при номинальном вращающем моменте и номинальном напряжении питания в нормальных климатических условиях не превышает 2 по ГОСТ 183-74.

Двигатель соответствует требованиям технических условий ОДС.515.151 и комплекта конструкторской документации согласно 1ДС.599.112 СД.

Условия транспортирования двигателя в упаковке предприятия-изготовителя в части воздействия механических факторов соответствуют условиям Л по ГОСТ 23216-78; в части воздействия климатических факторов внешней среды - таким же, как условия хранения 5 по ГОСТ 15150 - 69.

Условия хранения двигателя соответствуют условиям I (отапливаемое хранилище), условиям 3 (неотапливаемое хранилище) и условиям 5 (навесы в макроклиматических районах с умеренным и холодным климатом) по ГОСТ 15150-69.

Эксплуатацию двигателей следует проводить в соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации 1ДС.599.112 ТО.

В процессе хранения двигатель, вмонтированный в аппаратуру изделия, должен подвергаться проверке на функционирование не реже одного раза в год.

При проверке на функционирование двигатель работает при напряжении питания 27 В на холостом ходу или при номинальном вращающем моменте в течение одной минуты.

Изготовитель гарантирует качество двигателя при соблюдении режимов работы и условий эксплуатации. ОДС.515.151

Технические характеристики

Номинальное напряжение питания, В - 27 Номинальный вращающий момент, Нм - 1,76 Номинальная частота вращения, мин-1 - 8000 Потребляемый ток при номинальном вращающем моменте, А, не более - 78 Потребляемый ток при холостом ходе, А, не более - 17 Частота вращения при холостом ходе, мин-1, не более - 10900 КПД, % - 70 Момент инерции якоря, кгм2 - 8,310-4 Масса двигателя, кг, не более - 7

Двигатель в течение 5 мин допускает работу при номинальном вращающем моменте и напряжении питания, лежащем в пределах от 22 до 30 В. При этом в нормальных климатических условиях: частота вращения изменяется в пределах от 6100 до 9000 мин-1; потребляемый ток - не более 88 А.

Двигатель в течение 5 мин работы в выше указанном режиме допускает в течение 30 с работу при вращающем моменте 3,43 Нм. Параметры двигателя при этом не оговариваются.

Двигатель в течение 10 мин допускает работу при вращающем моменте 0,49 Нм, температуре 50°С и напряжении питания, лежащем в пределах от 22 до 30 В с последующей работой при пониженном атмосферном давлении; в течение 20 мин в нормальных климатических условиях с последующим охлаждением.

Частота вращения после работы в указанном режиме с последующим охлаждением и при последующей работе в течение 5 мин при номинальном вращающем моменте и напряжении питания 27 В - не менее 7000 мин-1.

Потребляемый ток в этих же условиях - не более 84 А.

Напряжение трогания при нижнем значении температуры и вращающем моменте 1,47 Нм - не более 8 В.

Напряжение трогания в нормальных климатических условиях при холостом ходе - не более 7 В.

Минимальная наработка двигателя при номинальном напряжении питания 60 ч, в том числе:

20 ч непрерывно при вращающем моменте 0,98 Нм;

40 ч в номинальном режиме, из них 6 ч при верхнем значении температуры и 6 ч при нижнем значении температуры.

Перерыв между включениями двигателя до полного охлаждения.

Минимальный срок службы двигателя - 10,5 лет.

Минимальный срок сохраняемости двигателя в отапливаемом хранилище - 10,5 лет, в том числе:

не более 1 года в упаковке предприятия-изготовителя;

не более 10,5 лет вмонтированным в аппаратуру изделия.

В пределах срока сохраняемости допускается хранение двигателя вмонтированным в аппаратуру защищенного изделия:

не более 5 лет в неотапливаемом хранилище;

не более 1 года под навесом.

Гарантийная наработка в пределах гарантийного срока эксплуатации - 60 ч.

Гарантийный срок эксплуатации - 10,5 лет.

Гарантийный срок хранения - 10,5 лет.

Дополнительная информация

Точную информацию о товарах, ценах и наличии вы можете получить по запросу через электронную почту. Выставленный счет-договор является единственным информационным обязательством, все другие сведения могут содержать неточности.

Мы затрачиваем все возможные силы для улучшения сервиса и благодарны тысячам юридических и частных лиц, воспользовавшимся нашими услугами, и сотням постоянных клиентов, которые продолжают с нами работать.

Новости   Доставка и оплата   Контакты

Обратите внимание на товары со скидкой в наличии:

В основном меню представлены свежие предложения:

www.elec.ru

курсовая 5

МИНИСТЕРСТО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

БАЛАКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ, ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ

Факультет: Механический

Кафедра ПСМ

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине

Анализ и синтез передаточных элементов технических систем

Расчет привода электрической системы

Выполнил: ст.гр. УИТ – 41

Проверил:

2003

Содержание

Расчетная часть..…………………………………………………………...……...5

Введение…………………………………………………………………………...5

  1. Расчёт привода………………………………………………………...……….9

    1. Определение требуемой мощности электродвигателя……………………...9

    2. Выбор электродвигателя по ГОСТ…………………………………………..9

    3. Выбор диаметр вала электродвигателя……………………………………....9

    4. Определение мощностей…………………………………………………….10

    5. Определение передаточных отношений редуктора………………………..10

1.6 Определение оборотов и угловых скоростей привода…………………….11

1.7 Определение крутящих моментов на каждом валу привода……………...11

  1. Расчет фланцевой муфты и соединение с валом……………..………….…12

    1. Выбор муфты по диаметру вала двигателя по ГОСТ……………...……....12

2.2 Расчет штифтов………………..…………………………………………….13

  1. Расчет цилиндрической зубчатой передачи …………………………...…...15

    1. Определение межосевого расстояния…………………………………...….15

    2. Определение модуля зацепления передачи………………………………...16

    3. Определение основных размеров шестерни и колеса……………………...16

    4. Определение окружной скорости передачи………………………………...17

    5. Определение степени точности передачи…………………………………..17

    6. Проверочный расчет передачи на контактную прочность………………...17

    7. Определение конструктивных размеров ведомого зубчатого колеса…….18

Заключение………………………………………………………..……………...21

Список используемых источников………………………………………...…...22

Техническое задание вариант 5.5

I Расчет привода, он включает определение Р - мощности, Т – крутящего момента, – угловой скорости, n – числа оборотов на каждом валу привода и выбор электродвигателя по ГОСТ.

II Расчет муфты, соединяющей вал двигателя с передаточным механизмом (сразу после двигателя). Подобрать муфту по ГОСТ и рассчитать ее на прочность, подобрать соединение вала с муфтой по ГОСТ и рассчитать ее на прочность.

III Расчет быстроходной ступени редуктора (та которая стоит ближе другой). Он включает определение геометрических размеров деталей передачи и проверочный расчет на прочность. Выбор соединения ведомого колеса с валом и расчет на прочность.

Исходные данные:

Мощность на ведомом валу зубчатой передачи Р3=6 квт

Угловая скорость вращения 3=9,42 рад/с.

4

Схема привода:

P3, T3, 3, n3

P2, T2

2, n2

P1, T1, 1, n1

М

1 –цилиндрический редуктор

2 – электродвигатель

3 – втулочная муфта

4 – цепная передача

5 – барабан

Расчетная часть

Введение

Заданная система представляет собой привод, состоящий из электрического двигателя, втулочной муфты, цилиндрического редуктора и цепной передачи.

Электрический двигатель является одним из основных элементов машинного агрегата. От типа двигателя, его мощности, частоты вращения и прочего зависит конструктивные и эксплуатационные характеристики работы машин и ее привода. Для проектируемых машинных агрегатов рекомендуются трехфазные асинхронные короткозамкнутые двигатели серии 4А. Эти двигатели наиболее универсальны. Закрытое и открытое исполнение позволяет применять эти двигатели для работы в загрязненных, открытых помещениях и т.п. Двигатели серии 4А применяют для приводов механизмов, имеющих постоянную или мало меняющуюся нагрузку при длительных режимах работы и большую пусковую нагрузку вследствие повышенной силы трения и больших инерционных массах, например конвейеров, грузоподъемников. Эти двигатели работают при любом направлении вращения, обеспечивая при необходимости реверс машинного агрегата.

Механическая энергия, используемая для приведение в движение машины, представляет собой энергию вращательного движения вала двигателя. Вращательной движение получило наибольшее распространение в механизмах и машинах, так как обладает следующими достоинствами: обеспечивает равномерное и непрерывное движение при небольших потерях на трение; позволяет иметь простую и компактную конструкцию передаточного механизма.

Передаточные механизмы (передачи) служат для преобразования величины или вида движения входных параметров с целью получения требуемой величины или вида движения на исполнительном механизме.

в зубчатой передаче движение передается ос помощью зацепления пары зубчатых колес. Меньшее принято называть шестерней, большое – колесом.

Достоинства:

  1. высокая надежность работы в широком диапазоне нагрузок и скоростей;

  2. малые габариты;

  3. большая долговечность;

  4. высокий к.п.д.;

  5. сравнительно малые нагрузки на валы и подшипники;

  6. постоянство передаточного числа;

  7. простота обслуживания.

Недостатки:

  1. относительно высокие требования к точности изготовления и монтажа;

  2. шум при больших скоростях.

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или 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.

Назначение редуктора – понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Механизмы для повышения угловой скорости, выполненный в виде отдельных агрегатов, называют ускорителями или мультипликаторами.

Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного 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 (например, внутри корпуса редуктора может быть помещен шестеренный масляный насос) или устройство для охлаждения (например, змеевик с охлаждающей водой в корпусе червячного редуктора).

В приводах общего назначения цепные передачи применяют в основном для понижения частоты вращения приводного вала. Наиболее распространены приводные роликовые однорядные и двухрядные, также используют цепные специальные усиленные, длинно звездные, с изогнутыми пластинами. В цепных передачах вращение от одного вала к другому передается за счет зацепления промежуточной гибкой связи с ведущим и ведомым валом. Так как в цепных передачах нет проскальзывания среднее передаточное число постоянно. При гибкой связи допускается значительные межосевые расстояния. Одной цепью можно приводить в движение одновременно несколько звездочек. По сравнению с ременными передачами цепные передачи имеют меньшие габариты, более высокий КПД и меньшие нагрузки на валы. Цепные передачи предназначены для передач мощностью не более 100 кВт и могут работать как при малых, так и при больших скоростях до 35 м\с. Достоинства:

  1. могут передавать движение между валами при значительных межосевых расстояниях;

  2. компакты, могут передавать большие мощности, могут передавать движение одной цепью нескольким звездочкам.

Недостатки:

  1. значительный шум;

  2. сравнительно сильное изнашивание шарниров цепи.

Муфтой называют устройство для соединения концов вала или для соединения валов со свободно сидящим на них деталям.

Они предназначены для передачи вращающего момента без изменения его значения и направления.

Втулочные муфты представляют собой втулку насаживаемую на концы валов. Применяется для передачи небольших вращающих моментов.

Достоинства: имеет простую конструкцию, малые габариты и низкую стоимость.

Недостатки: неудобный монтаж и демонтаж, связанные с осевым смещением валов или муфты вдоль вала.

  1. Расчёт привода

1.1 Определение требуемой мощности электродвигателя

Требуемая мощность электродвигателя определяется по формуле

кBт,

где - общий КПД привода,

где 1=0,965 – КПД закрытой цилиндрической зубчатой передачи в масляной ванне с учетом потерь в подшипниках,

2=0,91 – КПД цепной втулочно-роликовой передачи с учетом потерь в подшипниках. [1, т.3]

Находим требуемую мощность электродвигателя

= 6,834 кBт.

1.2 Выбор электродвигателя по ГОСТ

Выбираем электродвигатель по ГОСТ [1,т. 4] при условии:

Рдв  Ртр

Выбираем электродвигатель с числом оборотов 970.

Тип электродвигателя АО 2-52-6

Рдв = 7,5 кBт,

nдв = 970 об/мин – число оборотов вала двигателя

1.3 Выбор диаметр вала электродвигателя

Выбираем диаметр вала электродвигателя по типоразмеру [1, т. 6]

d­дв = 38 мм.

1.4 Определение мощностей

Определяем мощность на каждом валу привода:

кBт - мощность на ведущем валу привода,

кBт - мощность на промежуточном валу привода,

кBт - мощность на ведомом валу привода.

1.5 Определение передаточных отношений редуктора

Передаточное число показывает во сколько раз снижается угловая скорость и частота вращения выходной величины по сравнению с входной.

Определяем общее передаточное отношение

где об/мин – число оборотов вала электродвигателя,

=об/мин – число оборотов ведущего вала привода,

Тогда общее передаточное отношение примет вид

Разбиваем общее передаточное отношение по ступеням привода

где u1 – передаточное число закрытой зубчатой передачи,

u2 – передаточное число цепной втулочно-роликовой передачи.

Принимаем для редуктора u1 = 3,15 [1, т. 7 ], тогда u2 =

1.6 Определение числа оборотов и угловых скоростей привода

Определяем угловые скорости и число оборотов привода, на каждом валу привода:

n1 = 970 об/мин, рад/с – угловая скорость и число оборотов ведущего вала привода,

об/мин – число оборотов выходного вала цилиндрического редуктора,

1/с - угловая скорость выходного вала цилиндрического редуктора,

об/мин – число оборотов ведомого вала привода,

1/с - угловая скорость вращения ведомой звездочки цепной передачи.

1.7 Определение крутящих моментов на каждом валу привода

- крутящий момент на ведущем валу привода,

- крутящий момент на выходном валу цилиндрического редуктора,

- крутящий момент на ведомом валу привода.

2. Расчет втулочной муфты и соединение с валом.

2.1 Выбор муфты по диаметру вала двигателя по ГОСТ

dдв = 38 мм – диаметр вала двигателя

Определяем расчетный крутящий момент

,

где Кр=1,5 – коэффициент режима работы для привода электродвигателя,

Т1 = 74 Нм – номинальный крутящий момент.

Муфту выбираем при условии:

Тр≤ [Тр]

[Tp] =200 Н·м – максимально допустимый крутящий момент.

Выбираем муфту по справочнику в зависимости от крутящего момента [2, т.17.2].

Размеры втулочной муфты:

D = 55 мм – наружный диаметр муфты,

L = 105 мм – длина муфты,

l = 25 мм – расстояние до отверстия под штифт.

2.2 Расчет втулки на кручение:

- касательное напряжение кручения.

где -допускаемое напряжение кручения;

Wρ – полярный момент сопротивления:

где - коэффициент отношения диаметров.

. Условие прочности выполняется.

2.3 Расчет штифтов.

Подбираем штифт конический по ГОСТ 3129-70 [2,т. 17.2]:

Dшт = 10 мм – меньший диаметр,

l = 60 мм – длина штифта.

Штифт рассчитывается на срез:

,

где = 40 МПа - максимально допускаемое напряжение на срез,

Н – усилие при срезе,

где ТР – рассчетный крутящий момент,

dдв – диаметр вала двигателя.

=

i = 2 – кол-во плоскостей среза для одного штифта

z = 1 – кол-во штифтов.

d1 = dшт +2– больший диаметр штифта.

d1 = 10 +4 = 14 мм

=мм

мм2 - площадь среза

Тогда:

- условие прочности выполняется.

3. Расчет цилиндрической зубчатой передачи

Исходные данные:

Р1 = 7,5 кВт Р2 = 7,2 кВт

n1 = 970 об/мин n2 = 308 об/мин

Т1 = 74 Н м Т2 = 224 Н м

1 = 101,5 1/с2 = 32,2 1/с

u Ц = u1 =3,15

Схемацилиндрической зубчатой передачи:

Принимаем материал:

- для шестерни – сталь 40ХН улучшенная, твердостью 295НВ, для которого допускаемое контактное напряжение [к]2=540 МПа, допускаемое напряжение при изгибе [и]1 = 465 МПа [2, с. 181];

- для колеса – сталь 40ХН нормализованная, твердостью 250НВ, для которого [к]2 = 466 МПа, [и]2 = 425 МПа [2, с. 182].

Общее допускаемое контактное напряжение для зубчатых колес в прямозубой передаче:

[к] = [к]2 = 466 МПа.

    1. Определение межосевого расстояния

,

где Ка= 49,5 – числовой коэффициент для прямозубой передачи [2 , с. 162],

вa= 0,5 – коэффициент ширины венца зубчатого колеса [1 , с. 30],

К - коэффициент распределения нагрузки по длине зуба, принимается в зависимости от коэффициента

,

из [2, т. 9.11] К=1,04.

Принимаем по ГОСТ межосевое расстояние равное:

а = 125 мм [1, стр. 30].

Назначаем число зубьев шестерни z1 = 30, тогда число зубьев колеса

z2 = z1u1 = 303,15 =95.

Назначаем угол наклона зуба для прямозубых передач  = 0, т.е.

cos = 1.

    1. Определение модуля зацепления передачи

Округляем модуль зацепления передачи по ГОСТ m = 2 мм [1, с. 30].

    1. Определение основных размеров шестерни и колеса

      1. Диаметры делительных окружностей

- для шестерни

- для колеса

      1. Диаметры выступов зубьев

- для шестерни

- для колеса

      1. Диаметры впадин зубьев

- для шестерни

- для колеса

      1. Ширина венца зубчатых колес

- для колеса

- для шестерни

    1. Определение окружной скорости передачи

    1. Определение степени точности передачи

Степень точности передачи в зависимости от окружной скорости и вида передачи S = 9 [2, табл. 9.9].

    1. Проверочный расчет передачи на контактную прочность

,

где К= 1– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями для прямозубых передач [2, табл. 9.12],

Кz= 487 – коэффициент, учитывающий механические свойства зубчатых колес для прямозубых передач,

- ширина венца зубчатых колес для шестерни,

- диаметр делительной окружности для шестерни,

- крутящий момент на выходном валу цилиндрического редуктора.

Условие прочности соблюдается

    1. Определение конструктивных размеров ведомого зубчатого колеса

      1. Толщина зубчатого венца

принимаем  = 7 мм.

      1. Толщина диска

принимаем с = 15 мм.

      1. Диаметр вала под зубчатым колесом

studfiles.net

Определение расчётной мощности на валу двигателя

Поиск Лекций Расчётная мощность на валу двигателя определяется по мощности на валу исполнительного механизма с учётом потерь в приводе:

где – общий КПД привода.

=0,98– КПД компенсирующей муфты;

=0,97 – КПД цилиндрического передачи;

=0,93 – КПД открытой цепной передачи.

Тогда

Вт.

Определение частоты вращения вала исполнительного механизма

Частота вращения вала исполнительного механизма вычисляется по формуле:

где D – диаметр барабана, - окружная скорость вращения барабана (даны в техническом задании).

мин-1.

Выбор электродвигателя

Для этого определим частоту вращения вала электродвигателя:

где

= 5- передаточное отношение быстроходной передачи;

= 4 – передаточное отношение тихоходной передачи;

= 5 - передаточное отношение открытой цепной передачи.

Тогда:

мин-1.

Для расчетной мощности на валу Р1=1494 Вт и частоты вращения =764 мин-1 определяю тип электродвигателя. Наиболее подходящим является двигатель АИР 100L8 (рисунок 2), с мощностью 1,5 кВт, синхронной частотой 750 мин-1 и асинхронной частотой вращения 710 мин-1.

Типоразмер двигателя выбираем по расчетной мощности Р1 и по намеченной частоте n1 вращения вала.

 

Рисунок 2 – Габаритные и присоединительные размеры электродвигателя АИР 100L8

 

Тип L1 L10 L17 L21 L30* L31 L33 L39 b1 b10 b16 b30* h h2 h5 h20 h41* h47* d1
АИР100L8 246,5

 

 

Габаритные и присоединительные размеры

 

Определение передаточного отношения привода

На начальном этапе проектирования известны частоты nдв. и nвых. и мощности Рдв. и Рвых. валов двигателя и исполнительного механизма.

Уточняю передаточное отношение привода:

Нахожу передаточное отношение редуктора:

 

=20 [1, стр. 693]

Нахожу передаточное отношение открытой цепной передачи:

 

Расчёт силовых и кинематических параметров привода

Угловые скорости:

;

;

;

.

 

Связь между мощностями валов выражается зависимостями:

Вт;

Вт;

Вт;

Вт.

Нахожу частоты на валах:

мин-1;

мин-1;

мин-1;

мин-1.

Вращающие моменты на валу вычисляются по формуле:

Нм;

Нм;

Нм;

Нм.

 

Выбор редуктора

Редуктор выбираем по номинальному крутящему моменту на выходном валу, по частоте вращения быстроходного вала и передаточному отношению:

=370,2 Нм;

=710 мин-1;

=20

Наиболее подходящим является редуктор Ц2У-125-20 (рисунок 3) с номинальным вращающим моментом на выходном валу 500 Нм и передаточным числом 20 [1, т. 3, стр 687].

 

Таблица 1 - Силовые и кинематические параметры привода

№ Вала Угловая скорость , с-1 Мощность P, Вт Частота вращения n, мин-1 Вращающий момент T, Нм
74,31 20,1
74,31 709,97 19,7
3,72 35,54 370,2
0,8 7,64

 

Рисунок 3 – Эскиз редуктора

Габаритные и присоединительные размеры

Типоразмер редуктора Межосевые расстояния L L1 l l1 l2 l3 l4 l5 l6 H не более
awвых awвх не более              
Ц2У-125 -
                           
Типоразмер редуктора   h          
h2 c чугун. корп. с алюм. корп. А A1 В B1 d
Ц2У-125 22±3

 

 

 

3 Конструирование и расчет вала исполнительного механизма

poisk-ru.ru