154620 (689674)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МОСКОВСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНОЙ ТЕХНИКИ

И ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА

Кафедра деталей машин

Курсовая работа

по дисциплине

Прикладная механика

Проектирование привода конвейера

Москва - 2008

Введение

1. Техническое задание на проектирование

.

П_б

6

2

5

Т_б

Х

4

3

1. - зубчатый редуктор;

2. - ведомый шкив;

3. – Электродвигатель;

4. – ведущий шкив;

5. – ремни;

6. – барабан конвеера

Исходные данные:

nб=100 об/мин

Тб=500 н.м.

число полюсов 4

α=20 тыс.ч.

число смен в сутки 1

кmax=1,6

Расчеты. Энергетический и кинематический расчеты привода

1.1 Выбор электродвигателя. Электродвигатель серии 4А асинхронный с короткозамкнутым ротором

Определяем мощность на валу барабана конвейера

Рб = Тб nб / 9550 – мощность [кВт]

Рб = 500*100 / 9550 = 1,67

Требуемая мощность электродвигателя. (Из-за потерь в подшипнике).

Рэ = Рб / ŋ – в зубчатом колесе и в ременной передаче,

где ŋ – общее КПД привода

ŋ = ŋ²п ŋр ŋз,

где

ŋ²п - КПД подшипниковой передачи

ŋр – КПД ременной передачи

ŋз – КПД зубчатой передачи

Из табл. П1 с.64 [1]

Выбираем: ŋп = 0,99; ŋр = 0,94; ŋз = 0,96

ŋ = (0,99)² * 0,94 * 0,96 = 0,89

Рэ = 1,67 / 0,89 = 1,87

Из табл. П2 с.65 [1]

Выбираем стандартную мощность электродвигателя с условием

Р´э ≥ ´Рэ

Рэ = 2.2 кВт

Т.к. частота вращения nс = 1500 об/мин; число полюсов 4 и S% = 5,1, то

По табл. П2 с.65 [1] выбираем условное обозначение электродвигателя

4А132S5

1.2 Кинематический расчет привода

Определяем асинхронную частоту вращения.

nq = nc (1 – (S% / 100))

nq = 1500(1-(5.1 / 100)) = 1423

Определяем общее передаточное число привода.

U = nq /nб

U = 1423/160 = 8.9

U = Uз * Uр,

где Uз – передаточное число зубчатой передачи; Uр - передаточное число ременной передачи По табл. П1 с.64 [1] выбираем передаточное число для зубчатой и ременной передач.

Uз = 3,5, а Uр = U/Uз = 8,9/3,5 = 2,5

Определяем частоты вращения валов зубчатого редуктора.

Ведущий вал n1 = nq / np

Ведомый вал n2 = n1 / Uз

n1 = 1423/2.5 = 569

n2 = 569/3.5 = 160

Определяем крутящие моменты на валах привода.

Ведомый вал Т2 = Тб

Т2 = 160

Ведущий вал Т1 = Т2 / Uз*ŋп*ŋз

Т1 = 160 / 3,5*0,99*0,96 = 160 / 3,34 = 50

Вал электродвигателя Тэ = Т1 / Up*ŋп*ŋз

Тэ = 50 / 3,5*0,99*0,96 = 50 / 2,4 = 21

2. Расчет ременной передачи

2.1 Определяем максимальный расчетный момент на ведущем шкиве

Трmax = Тэ [0,5(кд+1)+креж], где

креж – коэффициент режима работы, определяется по табл. П6 с.67 [1], в зависимости от числа смен.

кд = 2; креж = 1

Тmax = 21[0,5(2+1)+1] = 53

По табл. П5 с.66 [1]

Так как 15нм < Трmax < 60нм

lo = 1700мм

m = 0,105 кг/м

a = 90 min

По табл. П7 с.68 [1] назначаем диаметр ведущего шкива

dз = 140 мм

Диаметр ведомого шкива

d4 = d3 * Uз * 0,985

d4 = 140 * 2,5 * 0,985 = 345мм

Согласовываем d4 с R 40 по табл. П4 с.66 [1]

d4 = 355 мм

Определяем минимальное межцентровое расстояние

amin ≈ d4

amin ≈ 355мм

Определяем необходимую минимальную длину ремня

lmin = 2 amin + [π(dз + d4)/2] + [(d4 – dз)²/4 amin]

lmin = 2 *355 + [3.14(495/2] + [(355 – 140)²/4 * 355] = 1521

Выбираем стандартный ремень по табл. П5 с.66 [1]

l > lmin

l = 1600 мм

Уточняем межцентровое расстояние

а = amin + 0,5(l - lmin)

a = 355 + 0.5(1600 – 1521) = 394 мм

Определяем угол обхвата ведущего шкива

αз = π – [d4 – dз / a]

αз = 3.14 – [355 – 140 / 394] = 2.6 рад

Определяем линейную скорость ремня

V = π * d4 * n1 / 60 * 1000

V = 3.14 * 355 1423 / 60000 = 10.4 м/с

Определяем число пробега ремня

γ = 10³*V / l

γ = 10³ * 10.4 / 1600 = 6.5

Определяем требуемое число ремней

z ≥ Pэ [a5(kд + 1) + kреж] / Ро*Ср*Сl*Cα*Cz , где

Ро – мощность передаваемая одним ремнем, определяется по табл. П7 с.68 [1] в зависимости от диаметра ведущего шкива dз и линейной скорости V;

Ср. – коэффициент нагрузки определяется по табл. П6 с.67 [1] в зависимости от кmax;

Сl – коэффициент учитывающий длину ремня

Сl = 0,3 * (l/lo) + 0.7

Cα – коэффициент учитывающий угол обхвата ведущего шкива

Cα = 1 – 0,15 (π – αз)

Cz – коэффициент учитывающий число ремней с.8 [1]

Ро = 291

Ср = 0,75

Сl = 0,3*(1600/1700) + 0,7 = 1

Cα = 0,95

z ≥ 1.8[0.5(2 + 1) + 1] / 2.01*0.9*1*0.95 = 3

z ≥ 3

z = 3

Cz = 0.95

Определяем полную, передаваемую окружную силу

Ft = 2000*Tэ / d3

Ft = 2000*21 / 140 = 300 Н

Определяем силу предварительного натяжения

Fo = 0.78*Ft / z*Cα*Cp + qm*V², где

qm – масса единицы ремня, определяется по табл. П5 с.66 [1].

Т.к. V < 10, то qm*V² не учитывается.

Fo = 0.78*300 / 3*095*0.75 = 106 Н

Сила давления на валы

Fв = 2 Fo z sin (α3/2)

Fв = 2*106*3*sin (75) = 614 H

3. Расчет зубчатой передачи

3.1 Выбор материалов и допускаемых напряжений

Тб = 160 - улучшение

По табл. П 13 с.72 [1], выбираем для изготовления зубчатых колес сталь.

Сталь 40Х

Назначаем твердость по табл. П 13 с.72 [1]

HB=340

Допускаемые контактные напряжения шестерни и колеса.

σн1 = (σнlimb1*kнσ1) / Sн

σн2 = (σнlimb2*kнσ1) / Sн, где

Sн – коэффициент запаса, определяется по табл. П 13 с.72 [1]

Sн = 1.1

σнlimb – базовый предел контактной выносливости, определяется по табл. П13 с.72 [1]

σнlimb1(2) = 750мпа

σн1(2) = 612мпа

kнσ1(2) = 6√Nно1(2) / Nнe1(2), где

Nно – базовое число циклов, определяется по рис. 4.1а с.13 [1] в зависимости от твердости.

Nнe – практическое число циклов

Nнe1(2) = 60*n1(2)*10³*L(k³max*lmax + k³1*l1 + k³2*l2 + k³3*l3), где

L – срок службы редуктора

lmax = 0,005

k1 = 1; k2 = 0.6; k3 = 0.4

l1 = 0.4; l2 = 0.2; l3 = 0.3

Nнe1 = 60*569*10³*20*(2³0.005 + 1³*0.4 + 0.6³*0.2 + 0.4³*0.3) = 340000000

ki = Ti / Tн

Т.к. Nнe1(2) > Nно1(2) , то kнσ1(2) = 1

Определяем допускаемое расчетное контактное напряжение.

[σ]н = (σн1 + σн2)*0,45

[σ]н = (682+682)*0,45 = 584

Определяем допускаемые напряжения изгиба

[σ]f1 = σf*limb1*kfl1 / Sf [σ]f1 = 682*1 / 1.55 = 350

[σ]f2 = σf*limb2*kfl2 / Sf [σ]f2 = 682*1 / 1.55 = 359

3.2 Проектный расчет зубчатых передач

Определяем межцентровое расстояние из условия контактной прочности рабочей поверхности зубъев.

aw ≥ 430*(Uз + 1) 3√ T2*kнβ / [σ]²н*ψва*U²з,где

kнβ – коэффициент неравномерного распределения нагрузки по ширине зубьев;

kнβ = 1,05÷1,15;

ψва – коэффициент ширины зубчатого колеса;

ψва = 0,1÷0,6

aw ≥ 430*(3,5 + 1) 3√ 160*1,15 / (682)²*0,5*3,5² = 112

Значение aw выбираем из ряда:

90; 100; 112; 125; 140; 160; 180.

аw = 112мм

Определяем модуль зацепления

m = 2мм так как улучшение по ряду на с.16

Определяем суммарное число зубьев шестерни и колеса.

zΣ = 2*aw*cosβ’ / m, где

cosβ’ = 0,96÷0,98

cosβ’ = 0,98

zΣ = 2*112*0,98 / 2 = 110

Уточняем угол наклона зубьев.

cosβ = m* zΣ / 2aw

cosβ = 2*110 / 2*112= 0,982

β° = arcos(cosβ)

β° = 10.9°

Находим число зубьев шестерни:

z1 = zΣ / (Uз + 1)

z1 = 110/ (3,5 + 1) = 24.45

Полученное число округляем до ближайшего целого z1≈25

z2 = zΣ - z1

z2 = 110 – 25 = 85

Уточняем передаточное число:

U’з = z2 / z1

U’з = 85 / 25 = 3,4

Погрешность составляет:

δ = (Uз - U’з) / Uз * 100%

δ = (3.5 – 3.5) / 3.5 *100% = 2.86%

Определяем начальные диаметры зубчатых колес:

dw1 = m*z1 / cosβ

dw1 = 2*25/0.98 = 50

dw2 = m* z2 / cosβ

dw2 = 2*85/0.98 =174

Проверка:

аw = (dw1 + dw2) / 2

аw = (50 + 174) / 2 = 112 (верно)

Определяем диаметры окружностей выступов колес:

da1 = dw1 + 2m(1 + x1)

da1 = 50 + 2*2*(1) = 54

da2 = dw2 + 2m(1 + x2)

da2 = 174 + 2*2*(1) = 178

Определяем диаметры окружностей впадин колес:

df1 = dw1 - m(2.5 - 2x1)

df1 = 50 – 2*(2.5) = 45

df2 = dw2 - m(2.5 - 2x2)

df1 = 178 – 2*(2.5) = 173

Определяем ширину зубчатых колес:

B1 ≥ ψbа*аw

B1 ≥ 0.5*112 = 56

B2=B1+(4-6)=56+4=60

Определим линейную скорость колес:

V = (π* dw1*n1) / (60*1000)

V = (3.14*50*569 / 60000 = 1.5 [м/с]

По табл. П 14 с. 73 [1], назначаем степень точности изготовления колес – 8

Определяем силы в зацеплении

окружные силы

Ft = - Ft = (2000*T1) / dw1

Ft = - Ft = (2000*50) / 50 = 2000 [H]

радиальные силы

Fr = - Fr1 = Ft*tgα / cosβ

Fr = - Fr1 = 2000*0.363 / 0.98 = 739 [H]

Fr1 = 6330.8 [H]

осевые силы

Fa1 = - Fa2 = Ft*tgβ

Fa1 = - Fa2 = 2000*tg11° = 383 [H]

3.3 Проверочные расчеты зубчатой передачи

3.3.1 Определяем фактических контактных напряжений

σн = zм*zн*zε*√[(2000*T1*kнβ*kнv) / d²w2*b] * [(U’з + 1) / U’з] ≤ [σ]н

где zм – коэффициент, учитывающий механические свойства материала колес. Для стали zм = 275;

zн – коэффициент, учитывающий форму сопрягаемых эвольвент

zн = 1,76*√cosβ = 1.76

zε – коэффициент, учитывающий перекрытие

zε = √ 1 / εα, где εα – коэффициент торцевого перекрытия

εα = [1.88 – 3.2(1-x1/z1 + 1+x2/z2]*cosβ

εα = [1.88 – 3.2 (1/25 + 1/110]*0.98 = 1.73

zε = √1/1.73 = √0.76

kнβ – коэффициент неравномерного распределения нагрузки по ширине зуба, определяется по рис. 4.2а с.21 [1], в зависимости от коэффициента ширины колеса.

kнβ = 1,2

kнv – динамический коэффициент, определяется по табл. П16 с. 74 [1]

kнv = 1,01

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов курсовой работы