Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Методические указания к курсовой работе по ДЕТАЛЯМ машин
ЗАДАНИЯ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Разработать конструкцию привода к горизонтальному валу рабочей машины, включающего электродвигатель, передачу гибкой связью и редуктор, согласно приведенной схеме (рис 1) и числовым данным (табл.1). Для всех вариантов срок службы редуктора равен 10000 часов.
Номер схемы (рис.1) соответствует последней цифре номера зачётной книжки, а вариант числовых значений (табл.1) – предпоследней.
Таблица 1
Исходные данные
|
Параметр |
Варианты числовых значений |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
Мощность на приводном валу, Pпр , кВт |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
4,0 |
5,2 |
4,2 |
3,6 |
3,2 |
2,8 |
6,2 |
|
Частота вращения приводного вала, nпр, мин-1 |
100 |
50 |
30 |
60 |
40 |
80 |
50 |
40 |
75 |
90 |
|
Характер нагрузки |
Спокойная без толчков, нереверсивная |
С умеренными толчками, реверсивная |
Примечание:
1. Для одноступенчатых цилиндрических и конических редукторов частоту вращения приводного вала машины удвоить.
2. Недостающими исходными данными необходимо обоснованно задаться в процессе проектирования.
ПРИМЕР РАСЧЕТА
Исходные данные: мощность на приводном валу Pпр = 1,9 кВт, частота вращения приводного вала nпр = 200 мин-1, привод выполнен по варианту 9 (рис.1).
1. Выбор электродвигателя
На основании сравнительного анализа свойств цепной и ремённой передач [4] принимаем решение установить в быстроходной менее нагруженной ступени привода ремённую передачу. Требуемую мощность электродвигателя найдём по формуле
Pэдтр = Pпр /ηпр,
где Pпр - мощность на приводном валу, кВт; ηпр - КПД привода.
Так как привод содержит электродвигатель, ремённую передачу, конический одноступенчатый редуктор, соединённый с приводным валом муфтой, то общий КПД привода равен ηпр = ηрем·ηкон·ηмуф = 0,95∙0,96∙0,98 = 0,89 [2,3].
Требуемая мощность электродвигателя
Pэдтр = 1,9/0,89 = 2,14 кВт.
Электродвигатель должен иметь мощность Pэд ≥ Pэдтр . По ГОСТ 19523-81 выбираем асинхронный трёхфазный обдуваемый электродвигатель единой серии 4А с номинальной мощностью Pэд = 2,2 кВт [2, с.689]. Частоту вращения вала электродвигателя ориентировочно найдём по зависимости
nэд = nпр·uкон·uрем ,
где uкон , uрем – соответственно передаточные числа конической и ремённой передач. В соответствии с рекомендациями [3] принимаем ориентировочно uкон = 4, uрем = 2, тогда nэд = 200∙4∙2 = 1600 мин-1. Наиболее близкая номинальная частота вращения ротора nэд = 1425 мин-1 (двигатель 4А90L4У3).
2. Определение передаточных чисел механизмов привода
Уточняем общее передаточное число привода
uпр = nэд /nпр = 1425/200= 7,125.
Принимаем стандартное значение uкон = 3,55 ( ГОСТ 12289-76).Тогда
uрем = 7,125/3,55 = 2,007. Принимаем uрем = 2. Фактическое передаточное число привода uпр =3,55·2 = 7,1.
3. Расчёт частот вращения и крутящих моментов
Частоты вращения:
- на входном (быстроходном) валу редуктора
nБ = nэд / uрем = 1425/2 =712,5 мин -1;
- на выходном (тихоходном) валу редуктора
nТ = nэд /uпр = 1425/7,1 = 200,7 мин -1.
Отклонение фактической частоты вращения приводного вала nпрф = nТ от заданной nпр не должно превышать 5%.
Δn = (nпрф – nпр) ·100% /nпрф =(200,7 − 200) ·100% /200,7 = 0,35% < 5%.
Крутящие моменты:
- на приводном валу
Tпр =(9550·Pпр)/ nпрф = (9550·1,9)/200,7 = 90,4 Н·м;
- на тихоходном (выходном) валу редуктора
TТ = Tпр / ηмуф = 90,4/0,98 =92,2 Н·м;
- на быстроходном (входном) валу редуктора
TБ = TТ /( uкон · ηкон) = 92,2/(3,55·0,96) =27 Н·м;
- на валу электродвигателя (ведущем шкиве ремённой передачи)
Tэд = TБ /( uрем · ηрем) = 27/(2·0,95) = 14,2 Н·м.
С другой стороны (проверка)
Tэд = (9550· Pпр)/( nпрф · uпр · ηпр) = (9550·1,9)/(200,7·7,1·0,89) =14,2 Н·м.
4. Расчёт клиноремённой передачи [3]
5. Выбор стандартного конического редуктора
Редуктор выбирается по рекомендациям [1,с.320] в зависимости от отношения (P/n Т), причём расчётные значение (P/n Т)р как по изгибу, так и по контактной прочности должны быть меньше табличных (допускаемых). При подсчёте отношения (P/n Т)р должны учитываться следующие коэффициенты:
- k1, учитывающий характер нагрузки (при спокойной без толчков нагрузке k1 = 1);
- k2, учитывающий продолжительность работы редуктора (определяется по графику [1, с. 320]).
По изгибу при k2 = 1,2 имеем
(P/n Т)р =(TТ · k1)/(9740 k2 ) = (92,2·1)/(9740·1,2) = 0,0079.
По контактной прочности при k2 =1,4 имеем
(P/n Т)р = (92,2·1)/(9740·1,4) = 0,0068.
При передаточном числе uкон = 3,55 и nТ = 200,7 мин-1 подбираем табличное допускаемое значение (P/n)Т наиболее близкое к расчетным. Подходит редуктор конический узкого типа с конусным расстоянием Re = 250 мм.
(В справочнике [2] также приведены характеристики цилиндрических одноступенчатых редукторов типа ЦУ [2,633], цилиндрических двухступенчатых типа Ц2У [2. с.635], коническо-цилиндрических типа КЦ [2,с.642] и червячных типа РЧУ[2, с.646, с.633] редукторов).
6. Выбор муфты
Подбираем муфту, соединяющую тихоходный вал редуктора с приводным валом машины. Тип муфты – жёсткая, компенсирующая; передаваемый момент Tм = 92,2 Н·м; нагрузка - нереверсивная спокойная без ударов; поломка муфты вызывает аварию машины, что может привести к человеческим жертвам.
Расчетный момент муфты определяется по формуле:
Tр.м = K·Tм,
где K - коэффициент, учитывающий режим работы, К= К1·К2,
К1 ·- коэффициент безопасности; К1= 1 – поломка муфты не приводит к аварии машины, К1 = 1,2 – поломка муфты вызывает аварию машины, К1 = 1,5 – авария может привести к человеческим жертвам;
К2 – коэффициент, учитывающий характер нагрузки; К2 = 1 при спокойной равномерной нагрузке, К2 = 1,3 – умеренные толчки и удары, К2 = 1,5 - реверсивная нагрузка или нереверсивная со значительными ударами.
В нашем случае К = 1·1,5 = 1,5.
Tр.м = 1,5·92,2 = 138 Н·м.
Наибольшее применение при нереверсивной нагрузке имеют следующие компенсирующие муфты: зубчатая МЗ по ГОСТ 50895-96 и цепная МЦ по ГОСТ 20742-93. Муфта выбирается при соблюдении условия Tм.ст ≥ Tр.м.
В нашем случае подходят муфты МЗ-60 и МЦ-60, но поскольку цепные муфты обладают большими компенсирующими возможностями чем зубчатые, то принимаем муфту МЦ-60 по ГОСТ 20742-93.
7. Конструирование привода
После определения геометрических параметров элементов привода приступают к разработке чертежа общего вида привода [4]. Первым этапом конструирования является эскизная компоновка, при которой отдельные сборочные единицы (двигатель, редуктор, муфта) и детали (шкивы или звёздочки) размещаются на общей раме (плите) с учётом их кинематических связей, габаритных и присоединительных размеров. Чертёж выполняют на одном листе формата А1 ГОСТ 2.301 – 68 с соблюдением правил ЕСКД.
8. Вопросы техники безопасности
Расположение привода в цехе должно соответствовать характеру производства и технологическому процессу, а также обеспечивать безвредные и безопасные условия труда. Расстояние между оборудованием, ширина проходов и проездов устанавливается в соответствии с действующими нормами. Привод заземлить.
К обслуживанию привода могут быть допущены только те рабочие, которые изучили устройство и инструкцию по эксплуатации. Перед включением следует удостовериться в исправности механизмов и в том, что пуск двигателя никому не угрожает опасностью. Обнаружив во время осмотра какие-либо неисправности, рабочий должен сообщить об этом мастеру и до их устранения не приступать к работе.
Запрещается оставлять работающий механизм без присмотра. Запрещается касаться движущихся частей привода и облокачиваться на него; брать или передавать через работающий привод предметы; чистить; смазывать; ремонтировать механизмы на ходу. Недопустимо пользоваться рукавицами и перчатками при выполнении работ, если имеется опасность их захвата вращающимися частями. Если во время работы в механизм попал какой-либо предмет, то запрещается доставать его, не отключив предварительно привод.
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Курсовой проект по деталям машин состоит из пояснительной записки, чертежа общего вида привода и спецификации к нему.
Пояснительная записка пишется чернилами (пастой) на одной стороне писчей бумаги формата А4 с полями: слева - 25 мм, справа – 10 мм, сверху - 20 мм, снизу – 25 мм. Допускается набор на компьютере. Записка должна иметь титульный лист, оглавление, лист с заданием на проектирование (техническое задание), введение, основную часть, список использованной литературы и приложение, где размещается спецификация чертежа общего вида, выполненная по ГОСТ 2.108 – 68 на чертёжном листе формата А4. Все страницы пронумеровывают, но на титульном листе цифра 1 не ставится. Записка сшивается и подписывается студентом на титульном листе. Во введении указывается назначение технических устройств привода и формулируются задачи проектирования. Основная часть включает разделы:
Ход решения должен сопровождаться краткими пояснениями, ссылками на литературные источники и, если необходимо, рисунками. Все необходимые для расчёта формулы сначала записываются в общем виде, а затем в них подставляются числовые значения и приводится конечный результат с указанием единицы измерения величины.
Чертёж общего вида привода помимо изображения самого привода должен содержать:
- частичное изображение фундамента (или другой конструкции), к которому крепится фундаментная плита (рама) привода;
- габаритные размеры привода (длину, ширину и высоту);
- присоединительные и монтажные размеры (посадочные диаметры изделий, расположенных на консолях валов редуктора, вала двигателя; размеры опорных конструкций, диаметры и координаты крепёжных отверстий; расстояния между осями сборочных единиц привода и др.);
- технические требования;
- техническую характеристику привода.
На чертеже привода на полках линий-выносок записывают номера позиций сборочных единиц и деталей, входящих в проектируемый привод. Технические требования на чертеже общего вида размещают под заголовком ”Технические требования” над основной надписью чертежа. Технические требования необходимо излагать в следующей последовательности:
- к приводу для обеспечения безопасной работы обслуживающего персонала, например “Электродвигатель заземлить”;
- для проведения качественного монтажа привода, например “Перекос осей валов электродвигателя и редуктора не более …”;
- по эксплуатации привода, например “ Попадание горюче-смазочных материалов на приводные ремни категорически не допускается”.
Техническую характеристику размещают колонкой отдельно от технических требований, с самостоятельной сквозной нумерацией арабскими цифрами её пунктов. В технической характеристике привода указывают номинальную мощность электродвигателя, общее передаточное число привода, КПД привода, частоту вращения приводного вала и мощность на нём, характер нагрузки.
1 2
3 4
5 6 7
8 9 10
Рис.1. Варианты схем привода: М – электродвигатель;
Ц – одноступенчатый цилиндрический, К – конический, Ч – червячный, КЦ – коническо-цилиндрический, Ц2 – цилиндрический двухступенчатый редукторы
Ц
М
Ц2
М
Ч
М
Ц2
М
М
М
М
К
М
М
К
М
М
КЦ
Ц
М
Ц
Ч
М
М
М