Главная |
страница 1
Пояснительная записка к курсовому проекту «Детали машин» Содержание: Введение (характеристика, назначение).
Введение. Спроектировать привод к конвейеру по схеме. Мощность на ведомом валу редуктора P3 = 3 кВт и W3 = 2,3 рад/c вращения этого вала. 1.Выбор эл. Двигателя и кинематический расчет.
общ= 0,913 общ = р*п2*з = 0,96*0,992*0,97 =0,913 - КПД ременной передачи - КПД подшипников - КПД зубчатой цилиндрической передачи
Ртр=3,286 кВт Ртр = Р3/общ = 3/0,913 = 3,286 кВт Ртр - требуемая мощность двигателя Р3 – мощность на тихоходном валу
Рдв = 4 кВт
4А100S2У3 2880 min-1 4А100L4У3 1440 min-1 4А112МВ6У3 955 min-1 4А132 8У3 720 min-1
uобщ = 10,47 uобщ = nдв/n3 = 720*0,105/(2,3*) = 10,47 nдв – число оборотов двигателя
W3 – угловая скорость тихоходного вала
uрем = 2,094 uрем = uобщ / uз = 10,47/ 5 =2,094
1 вал - вал двигателя: n1 = nдвиг =720 min-1 W1 = 0,105*n1 = 0,105*720 =75,6 рад/c T1 = Pтреб/W1 = 3,286/75,6 = 43,466 Н*м T1 – момент вала двигателя 2 вал – тихоходный привода - быстроходный редуктора n2 = n1/uрем = 720/2,094 = 343,84 min-1 W2 = 0,105*n2 =0,105*343,84 = 36,1 рад/c T2 = T1*uрем*р = 43,666*2,094*0,96 = 87,779 Н*м 3 вал - редуктора n3 = n2/uз = 343,84/5 = 68,78 min-1 W3 = 0,105*n3 =0,105*68,78 = 7,22 рад/c T3 = Ртр/W3 = 3290/7,22 = 455,67 Н*м
2.Расчет ременной передачи. 2.1 Определяем диаметр меньшего шкива D1 по формуле Саверина: P1 –мощность двигателя n1 –обороты двигателя
D1 = 225 мм D1 = 125*=221,39 мм по ГОСТу принимаем 2.2 Определяем скорость и сравниваем с допускаемой: V = *D1*n1/60 = 3,14*0,225*720/60 = 8,478 м/с При этой скорости выбираем плоский приводной ремень из хлопчатобумажной ткани при Vокр1 20 м/с 2.3 Определяем диаметр большего шкива D2 и согласуем с ГОСТ: D2 = uрем *D1*(1-) = 2,094*225*(1-0,015) = 464,08 мм
-коэф. упругого скольжения по ГОСТу принимаем D2 = 450 мм 2.4 Выбираем межосевое расстояние aрем для плоских ремней:
(D1+D2) aрем 2,5(D1+D2) 675 aрем 1687,5 2.5 Находим угол обхвата ремня : 1800-((D2-D1)/ aрем)*600
= 166,50 т.к. 1500 значит межосевое расстояние оставляем тем же. 2.6 Определяем длину ремня L:
L = 2*aрем +(/2)*(D1+D2)+(D2-D1)2/ 4*aрем =2*1000+(3,14/2)*(450+225)+(450-225)2/4*1000 = 3072,4 мм 2.7 Определяем частоту пробега ремня :
= V/L = 8,478/3,0724 = 2,579 c-1 4…5 c-1 2.8 Вычисляем допускаемое полезное напряжение [GF]: [GF] = GFo*C*CV*Cp*C = 1,62*0,965*0,752*1*0,9 = 1,058 Мпа GFo –по табл П11 GFo = 2,06-14,7*/Dmin /Dmin = 0,03
CV –коэф. скорости CV = 1,04-0,0004*V2 = 0,752 Cp –коэф. режима нагрузки П13 : Cp = 1 C -коэф зависящий от типа передачи и ее расположения C = 0,9 GFo = 2,06-14,7*0,03 = 1,62 Мпа
Найдем по таблицам П7 ширину b = 60мм и длину =6,5 мм
По ГОСТу S = 60* 6,5 = 390 мм2 2.10 Вычисляем силу давления на вал F для хлопчатобумажных ремней: F = 1164,27 HF 3FtF = 3*388,09 = 1164,27 H3. Расчет редуктора. 3.1 Используя П21 и П28 Назначаем для изготовления зубчатых колес сталь 45 с термической обработкой: Колесо (нормализация) Шестерня (улутшение) НВ 180…220 НВ 240..280 G= 420 Мпа G= 600 Мпа NHo = 107 NHo = 1,5*107 G=110 Мпа G=130 Мпа Для реверсивной подачиNFo = 4*106 NFo = 4*106 3.2 Назначая ресурс передачи tч 104 часов находим число циклов перемены напряжений NHE = NFE = 60tч*n3 60*104*68,78 = 4,12*107 т.к. NHE > NHO и NFE > NFO, то значения коэф. долговечности принимаем: KHL = 1 и KFL = 1 Допускаемые напряжения для колеса: G= G*KHL = 420 МПа G= G*KFL = 110 МПа для шестерни: G= G*KHL = 600 МПа G= G*KFL = 130 МПа 3.3 Определения параметров передачи: Ka = 4300 коэф. для стальных косозубых колес ba = 0,2…0,8 коэф. ширины колеса ba = 0,4 bd = 0,5ba*(uз+1) = 0,5*0,4*(5+1) = 1,2 по П25 KH 1,05 и так найдем межосевое расстояние aw:
по ГОСТу aw = 180 мм mn = 2,5 мм 3.4 Определяем нормальный модуль mn: mn = (0,01…0,02)aw = 1,8...3,6 мм по ГОСТу = 150 3.5 Обозначаем угол наклона линии зуба : = 8…200 принимаем = 150 Находим кол-во зубьев шестерни Z1:
Z1 = 2aw*cos/[mn(uз+1)] = 2*180*cos150/[2,5(5+1)] = 23,18 Принимаем Z1 = 23
cos = mn*Z1(uз+1)/2aw = 2,5*23*6/360 = 0,9583 mt = 2,61 мм 3.6 Определяем размер окружного модуля mt: mt = mn/cos =2,5/cos160 35/ = 2,61 мм 3.7 Определяем делительные диаметры d, диаметры вершин зубьев da, и диаметры впадин df шестерни и колеса: шестерня колесо d1 = mt*Z1 = 2,61*23 = 60 мм d2 = mt*Z2 = 2,61*115 = 300 мм da1 = d1+2mn = 60+2*2,5 = 65 мм da2 = d2+2mn = 300+5 = 305 мм df1 = d1-2,5mn = 60-2,5*2,5 = 53,75 мм df2 = d2-2,5mn = 300-2,5*2,5 = 293,75 мм d1 = 60 мм d2 = 300 мм da1 = 65 мм da2 = 305 мм df1 = 53,75 мм df2 = 293,75 мм 3.8 Уточняем межосевое расстояние: aw = (d1+d2)/2 = (60+300)/2 = 180 мм 3.9 Определяем ширину венца зубчатых колес b: b = a*aw = 0,4*180 = 72 мм принимаем b2 = 72 мм для колеса, b1 = 75 мм Vп = 1,08 м/с 3.10 Определение окружной скорости передачи Vп: Vп = *n2*d1/60 = 3,14*343,84*60*10-3/60 = 1,08 м/с По таблице 2 выбираем 8-мую степень точности Ft = 3,04*103 Н 3.11 Вычисляем окружную силу Ft: Ft = Pтр/Vп = 3286/1,08 = 3,04*103 Н
Осевая сила Fa: Fa = Ft*tg = 3,04*103*tg160 36/ = 906,5 H
Радиальная (распорная) сила Fr: Fr = Ft*tg/cos = 3040*tg200/cos160 36/ = 1154,59 H 3.12 Проверочный расчет на контактную и изгибную выносливость зубьев:
ZH 1,7 при = 160 36/ по таб. 3
ZM = 274*103 Па1/2 по таб. П22 [1,88-3,2(1/Z1+1/Z2)]cos = 1,64
= b2*sin/(mn) = 72*sin160 36//3,14*2,5 = 2,62 > 0,9 по таб. П25 KH = 1,05 по таб. П24 KH = 1,05
коэф. нагрузки KH = KH*KH *KHV = 1,11
3.13 Проверяем контактную выносливость зубьев: GH=ZH*ZM*Ze=1,7*274*103*0,78*968,16=351,18 МПа << GHP=420МПа 3.14 Определяем коэф. по таб. П25 KF = 0,91 по таб. 10 KF = 1,1
Коэф. нагрузки: KF = KF * KF * KFV = 0,91*1,1*1,03 = 1,031 Вычисляем эквивалентные числа зубьев шестерни и колеса:
По таб. П27 определяем коэф. формы зуба шестерни Y 3,94 при Z= 26 По таб. П27 определяем коэф. формы зуба колеса Y 3,77 при Z= 131 Сравнительная оценка прочности зуба шестерни и колеса при изгибе: G/Y = 130/3,94 = 33 МПа G/Y = 110/3,77 = 29,2 МПа
Найдем значение коэф. Y: Y = 1-0/1400 = 0,884 3.15 Проверяем выносливость зубьев на изгиб: GF = YF*Y*KF*Ft/(b2mn) = 3,77*0,884*1,031*3040/(72*2,5) = 58 МПа << G 4. Расчет валов. Принимаем [k]/ = 25 МПа для стали 45 и [k]// = 20 МПа для стали 35
4.1 Быстроходный вал
d = 2,62*10-2 м принимаем по ГОСТу dВ1= 28 мм
принимаем диаметр вала под манжетное уплотнение d = 32 мм
принимаем диаметр вала под подшипник d = 35 мм принимаем диаметр вала для буртика d = 44 мм 4.2 Тихоходный вал:
d = 54 мм d = 4,88*10-2 м принимаем по ГОСТу dВ2= 50 мм
принимаем диаметр вала под манжетное уплотнение d = 54 мм принимаем диаметр вала под подшипник d = 55 мм
диаметр ступицы d (1,5…1,7) d = 90…102 мм
толщина обода 0 (2,5…4)mn = 6,25…10 мм
Колесо изготовляем из поковки, конструкция дисковая. Толщина e (0,2…0,3)b2 = 14,4…21,6 мм G-1 = 352 МПа 4.4 Проверка прочности валов: Быстроходный вал: G-1 0,43G = 0,43*820 = 352 МПа 4.5 Допускаемое напряжение изгиба [GИ]-1 при [n] = 2,2 K = 2,2 и kри = 1:
[GИ]-1 = [G-1/([n] K)] kри = 72,7 МПа
4.6.1 Определяем реакции опор в плоскости zOy :
YB = Fr/2+Fad1/4a1 = 849,2 H YA = Fr/2-Fad1/4a1 = 305,4 H XA = XB = 1520 H 4.6.2 Определяем реакции опор в плоскости xOz : XA = XB = 0,5Ft = 0,5*3040 = 1520 H 4.6.3 Определяем размер изгибающих моментов в плоскости yOz:
MA = MB = 0
M= YA*a1 = 305,4*0,05 = 15,27 Н*м M= YВ*a1 = 849,2*0,05 = 42,46 Н*м
в плоскости xOz:
4.6.4 Крутящий момент T = T2 = 87,779 Н*м
Ми = = 87,06 Н*м Значит : Gи = 32Mи/d= 5,71 МПа
Для стали 35 по таб. П3 при d < 100 мм GB = 510 МПа G-1 0,43G = 0,43*510 = 219,3 МПа 4.10 Допускаемое напряжение изгиба [GИ]-1 при [n] = 2,2 K = 2,2 и kри = 1:
[GИ]-1 = [G-1/([n] K)] kри = 45,3 МПа
4.10.1 Определяем реакции опор в плоскости yOz :
YB = Fr/2+Fad2/4a2 = 2022,74 H YA = Fr/2-Fad2/4a2 = -869,2 H XA = XB = 1520 H 4.10.2 Определяем реакции опор в плоскости xOz : XA = XB = 0,5Ft = 0,5*3040 = 1520 H 4.10.3 Определяем размер изгибающих моментов в плоскости yOz:
MA = MB = 0
M= YA*a2 = -869,2*0,047 = -40,85 Н*м M= YВ*a2 = 2022,74*0,047 = 95,07 Н*м
в плоскости xOz:
Крутящий момент T = T3 = 455,67 Н*м Ми =118,92 Н*м 4.11 Вычисляем суммарный изгибающий момент Ми :
Ми = = 118,92 Н*м Значит : Gи = 32Mи/d= 7,28 МПа
4.12 Gэ111== 28,83 МПа < 45,25 МПа 5. Расчет элементов корпуса редуктора.
Корпус и крышку редуктора изготовим литьем из серого чугуна. 5.1 Толщина стенки корпуса 0,025aw+1…5 мм = 4,5+1…5 мм 1 = 8 мм 5.2 Толщина стенки крышки корпуса 1 0,02aw+1…5 мм = 3,6+1…5 мм
5.3 Толщина верхнего пояса корпуса s 1,5 = 13,5 мм
5.4 Толщина нижнего пояса корпуса t (2…2,5) = 18…22,5 мм
5.5 Толщина ребер жесткости корпуса C 0,85 = 7,65 мм
5.6 Диаметр фундаментных болтов dф (1,5…2,5) = 13,5…22,5 мм
5.7 Ширина нижнего пояса корпуса К2 2,1 dф = 2,1*18 = 37,8 мм
5.8 Диаметр болтов соединяющих корпус с крышкой dk (0,5…0,6)dф
5.9 Толщина пояса крышки s1 1,51 = 12 мм
K 3dk = 3*10 = 30 мм
5.11 Диаметр болтов для подшипников dkп 0,75dф = 0,75*18 = 13,5 мм 5.12 Диаметр болтов для крепления крышек подшипников d= d = 10 мм dп (0,7..1,4) = 6,3…12,6 мм 5.13 Диаметр обжимных болтов можно принять 8…16 мм dkc = 8 мм 5.14 Диаметр болтов для крышки смотрового окна dkc = 6…10 мм dпр = 18 мм 5.15 Диаметр резьбы пробки для слива масла dпр (1,6…2,2) = 14,4…19,8 мм y = 9 мм 5.16 Зазор y: y (0,5…1,5) = 4,5…13,5 мм y1 = 20 мм 5.17 Зазор y1:
y1 (1,5…3) = 13,5…27 мм y= (3…4) = 27…36 мм 5.18 Длины выходных концов быстроходного и тихоходного валов:
l2 = 85 мм l1 (1,5…2)dB1 = 42…56 мм l2 (1,5…2)dB2 = 75…100 мм 5.19 Назначаем тип подшипников средняя серия для быстроходного вала и легкая для тихоходного d = d = 35 мм, D1 = 80 мм, T= 23 мм d = d = 55 мм, D2 = 100 мм, T= 23 мм
размер X 2dп, принимаем X/ = X// = 2d= 2*10 = 20 мм l= l= 35 мм l= l = 12 мм размер l= l 1,5 T= 1,5*23 = 35,5 мм l= l = 8…18 мм
осевой размер глухой крышки подшипника l 8…25 мм a2 = 47 мм 5.20 Тихоходный вал: a2 y+0,5lст= 9+0,5*75 = 46,5 мм
быстроходный вал a1 l+0,5b1 = 12+0,5*75 = 49,5 мм ВР = 335 мм Lp= 470 мм НР = 388 мм 5.21 Габаритные размеры редуктора: ширина ВР ВР l2+ l+2,5T+2y +lст+ l+l1 = 85+35+ 2,5*23+18+75+15+50 = 335,5 мм Длина Lp Lp 2(K1++y1)+0,5(da2+da1)+aw = 2(25+9+20)+0,5(305+60)+ 180 = 470 мм Высота НР НР 1+y1+da2+y+t = 8+20+305+35+20 = 388 мм 6. Расчет шпоночных соединений. 6.1 Быстроходный вал dB1= 28 мм по П49 подбираем шпонку bh = 87
lp = 37 мм l = l1-3…10 мм = 45 мм lp = l-b = 45-8 = 37 мм допускаемые напряжения смятия [Gсм]: [Gсм] = 100…150 МПа Gсм 4,4T2/(dlph) = 53,25 МПа < [Gсм] Выбираем шпонку 8745 по СТ-СЭВ-189-75 6.2 Тихоходный вал dB2= 50 мм по П49 подбираем шпонку bh = 149
lp = 66 мм l = l2-3…10 мм = 80 мм lp = l-b = 80-14 = 66 мм допускаемые напряжения смятия [Gсм]: [Gсм] = 60…90 МПа Gсм 4,4T3/(dВ2 lph) = 67,5 МПа Выбераем шпонку 14980 по СТ-СЭВ-189-75 6.3 Ступица зубчатого колеса d2= 60 мм по П49 подбираем шпонку bh = 1811
lp = 52 мм l = lст-3…10 мм = 70 мм lp = l-b = 70-18 = 52 мм допускаемые напряжения смятия [Gсм]: Gсм 4,4T3/(d2 lph) = 58,4 МПа < [Gсм] Выбераем шпонку 181170 по СТ-СЭВ-189-75 7.Расчет подшипников 7.1 Быстроходный вал
FrA = = 1580,17 H FrB = = 1741,13 H Т.к. FrB > FrA то подбор подшипников ведем по опоре В 7.2 Выбираем тип подшипника т.к. (Fa/FrB)*100% = (1580,17/1741,13)*100% = 52,06% > 20…25% то принимаем радиально- упорные роликоподшипники 7.3 Определяем осевые составляющие реакции подшипников при е = 0,319 для средней серии при d = 35 мм: SA = 0,83e*FrA = 0,83*0,319*1580,17 = 418,38 H SB = 0,83e*FrB = 0,83*0,319*1741,13 = 461 H 7.4 По таблице 5 находим суммарные осевые нагрузки: т.к. SA < SB и Fа = 906,5 > SB-SA = 42,62 H то FaA = SA = 418,38 H и FaB = SA+Fa = 1324,88 H (расчетная) Lh = 15*103 часов 7.5 Долговечность подшипника Lh: Lh = (12…25)103 часов V = 1 т.к. вращается внутреннее кольцо П45 Kб = 1,6 П46 Кт = 1 П47 При FaB/VFrB = 1324,88/1*1741,13 = 0,76 > e=0,319 по таб. П43 принимаем X = 0,4 Y = 1,881 n = n2 = 343,84 min-1 = 10/3 7.6 Вычислим динамическую грузоподъемность подшипника Стр = (XVFrB+YFaB)KбKт(6*10-5n2Lh)1/ = 24,68 кН 7.7 По таб. П43 окончательно принимаем подшипник 7307 средней серии d = 35 мм D = 80 мм Tmax = 23 мм С = 47,2 кНnпр > 3,15*103 min-1 7.8 Тихоходный вал
Fa = 906,5 H
FrA = = 1750,97 H FrB = = 2530,19 H Т.к. FrB > FrA то подбор подшипников ведем по опоре В 7.9 Выбираем тип подшипника т.к. (Fa/FrB)*100% = (906,5/2530,19)*100% = 35,83 % > 20…25% то принимаем радиально- упорные роликоподшипники 7.10 Определяем осевые составляющие реакции подшипников при е = 0,411 для легкой серии при d = 55 мм: SA = 0,83e*FrA = 0,83*0,411*1750,97 = 597,3 H SB = 0,83e*FrB = 0,83*0,411*2530,19 = 863,1 H 7.11 По таблице 5 находим суммарные осевые нагрузки: т.к. SA < SB и Fа = 906,5 > SB-SA = 265,8 H то FaA = SA = 597,3 H и FaB = SA+Fa = 1500,2 H (расчетная) 7.12 При FaB/VFrB = 1500,2/1*2530,19 = 0,523 > e=0,411 по таб. П43 принимаем X = 0,4 Y = 1,459 n3 = 59,814 min-1 = 10/3 7.13 Вычислим динамическую грузоподъемность подшипника при Lh = 15*103часов, V=1, Kб = 1,6, Кт = 1, = 10/3 Стр = (XVFrB+YFaB)KбKт(6*10-5n3Lh)1/ = 13,19 кН 7.7 По таб. П43 окончательно принимаем подшипник 7211 легкой серии d = 55 мм D = 100 мм Tmax = 23 мм С = 56,8 кНnпр > 4*103 min-1 8. Выбор смазки. Для тихоходных и среднескоростных редукторов смазки зубчатого зацепления осуществляется погружением зубчатого колеса в маслянную ванну кратера, обьем которой Vk=0,6Р3 =1,8 л. V = 1,08 м/с Масло И-100А, которое заливается в кратер редуктора с таким расчетом, чтобы зубчатое колесо погрузилось в масло не более чем на высоту зуба. Смотрите также:
Пояснительная записка к курсовому проекту «Детали машин»
197.02kb.
Пояснительная записка. Общая характеристика учебного предмета
148.92kb.
Пояснительная записка о реализации Комплексной программы социально экономического развития Тункинского района за 1 квартал 2013 года
59.39kb.
Пояснительная записка Анестезиология и реаниматология учебная дисциплина, содержащая систематизированные научные знания и методики защиты организма от хирургической агрессии с применением анестезии
581.29kb.
Король Екатерина Александровна пояснительная записка программа хоровое пение «Весёлый камертон»: модифицированная программа
1199kb.
Пояснительная записка Цель преподавания дисциплины
289.3kb.
Методические указания (пояснительная записка) Рабочая программа дисциплины «Организационная психология»
27.48kb.
Пояснительная записка к программе «Тестопластика»
182.11kb.
Методические указания и рекомендации по внутри семестровому контролю Электронное учебное пособие для студентов, обучающихся по специальности 150404 «Металлургические машины и оборудование»
152.54kb.
Пояснительная записка по курсу: территориальная организация населения на тему: Сравнительная характеристика территориальной организации
94.75kb.
Пояснительная записка Условные обозначения, сокращения Организация жизни и воспитания детей
3321.46kb.
Пояснительная записка к учебной дисциплине ветеринарная вирусология
109.43kb.
|