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
НГТУ
Кафедра «Теоретическая и прикладная механика»
ВЫПОЛНЕНИЕ РАСЧЕТОВ
ПО ДЕТАЛЯМ МАШИН
И ИХ ОФОРМЛЕНИЕ
(Практические занятия, курсовое проектирование)
ЧАСТЬ 1
Энергетический и кинематический расчет привода
(В комментариях Ваганова А. Б.)
2009 г
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Нижегородский Государственный Технический Университет
им. Р. Е. Алексеева
Кафедра «Теоретическая и прикладная механика»
Заведующий кафедрой
__________ Панов А.Ю.
(подпись) (Ф.и.о.)
_________________(дата)
Задание , вариант
(наименование темы проекта или работы)
________________________________________________________________
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту
по деталям и машин и основам конструирования
Руководитель
_______________Ваганов А. Б.
(подпись)
_______________________(дата)
Студент
_______________ .
_______________ .
(группа )
работа защищена:_________________
(дата)
Зачётная книжка №_______________
С оценкой_______________________
Члены комиссии__________________
__________________
__________________
2012 г.
( курсовой проект по ДЕТАЛЯМ МАШИН)
Студенту группы ____________________________ Код задания_________
Тема: Привод механизма ленточного транспортера
Техническое задание :
1. Техническое предложение:
1.1.-1.2. Кинематическая схема привода. Энергетический расчет.
1.3-1.4. Проектировочный расчет зубчатых передач. Предварительный расчет валов.
1.5-1.8. Расчеты ременной, цепной передач и подбор муфт. Компоновка привода.
2. Эскизный проект:
2.1. Эскизное конструирование. 2.2. Проверочный расчет зубчатых передач редуктора.
2.3. Конструирование зубчатых колес. 2.4. Конструирование элементов редуктора.
2.5 Смазка зацеплений и подшипников. 2.6. Расчет усилий в передачах.
2.7.Расчет валов на изгиб и кручение. 2.8 Подбор подшипников.
2.9. Расчет шпоночных соединений.
3. Технический проект:
3.1. Проверка опасного сечения тихоходного вала на долговечность.
3.2. Конструирование рамы. 3.3. Расчет болтового крепления редуктора к раме.
4. Вычерчивание чертежей привода.
Параметры привода :
|
1 Состав привода: 1. –ЭД 2. -Внешняя передача: ременная + цепная 3. - Редуктор 4. – Муфта 2 Мощность привода (квт): 3 Частота вращения (об/с): 4 Коэфф-т неравномерности нагружения КА = 5 Тип редуктора 6 Коэфф-ты использования годового - суточного - 7 Срок службы h= лет 8 Выпуск - |
Циклограмма нагружения по длительным режимам Ti/T 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Lhi/Lh Рис. Схема привода механизма |
Руководитель ___________________ проф. Ваганов А. Б.
Часть1. Техническое предложение
1.2. Энергетический и кинематический расчет привода
1.2.1. Общие сведения
Угловые скорости двигателя и рабочего органа машины не равны между собой. Согласование скоростей осуществляют с помощью передач.
Механической передачей называют механизм, предназначенный для передачи энергии от двигателя к рабочему органу с преобразованием скорости и нагрузки.
Привод включает в себя двигатель и передачу.
Кинематические схемы приводов выполняют по ЕСКД ГОСТ 2.703-68 «Правила выполнения кинематических схем» и по ГОСТ 2.770-68 «Условное изображение элементов в схемах».
Если составить абстрактную схему привода, включающую все виды передач, то порядок размещения передач в схеме будет таким (рис.1.1): двигатель - ременная передача - редуктор (коробка скоростей) - открытые цилиндрические передачи (1-я с наибольшим передаточным числом u, далее по порядку уменьшения u) - открытая коническая передача - цепная передача - винт-гайка.
Рис.1.1. Пример кинематической схемы привода:
1 - электродвигатель; 2 - клиноременная передача; 3 - редуктор цилиндрический, двухступенчатый, соосный (Ц2С); 4 - открытая зубчатая цилиндрическая передача (например, u = 5); 5 - открытая зубчатая цилиндрическая передача (например, u = 2,8); 6 - открытая зубчатая коническая передача; 7 - цепная передача; 8 - передача винт-гайка; 9 - рабочий орган машины
Передача, расположенная между двумя соседними валами, называется одной ступенью привода.
Конкретный состав передач в приводе зависит в от двух критериев:
2) от компоновки привода, т.е. от объема заданного пространства, в котором должен размещаться привод.
1.2.2. Техническое предложение кинематической схемы привода
Техническое предложение по кинематической схеме привода.
Рис. 1.2. Кинематическая схема привода.
1.2.3. Характеристики передач привода
Основные характеристики передач:
1). Нагрузка на рабочем органе - сила Fр.о (Н), или вращающий момент Tр.о (Н.м), или мощность Рр.о (кВт) - и характер (циклограмма) ее изменения в течение цикла;
,квт.
или
() ;
().
2) скорость рабочего органа - угловая р.о (с-1), или частота вращения nр.о (мин-1), или линейная скорость vр.о (м/с);
, мин -1
3) долговечность - в частности, срок службы: h в годах или Lh в часах.
, год.;
, час.
Эти три характеристики минимально необходимы и достаточны для проектировочного расчета любой передачи. Важное значение имеют следующие дополнительные характеристики:
4) общее передаточное число привода
= дв /р.о = nдв /nр.о = ,
где, дв, nдв - угловая скорость и частота вращения вала двигателя:
5) общий КПД привода:
0 = 1 2 ... i ,
где i - КПД одной i-ой последовательной ступени привода .
Разбивка схемы привода на последовательные ступени показана на рисунке 1.3.
Рис. 1.3. Разбивка привода на последовательные ступени.
Таблица 1.1 КПД кинематических пар привода
|
Передача-1 |
Зубчатая закрытая передача |
Передача -4 |
Передача-5 |
|
|
Передача-2 |
Передача-3 |
|||
|
1= |
2 = |
3 = |
4 = |
5 = |
0 = .
6) Потребная мощность двигателя .
При заданной циклограмме нагружения считают, что двигатель работает в продолжительном режиме с протяженностью работы под нагрузкой ( 10 мин t 60 мин ). Это означает, что при наибольшем из длительно действующих по циклограмме нагружения режимов, двигатель должен работать в номинальном для него режиме.
, квт. (1.1)
7) Расчетная мощность привода.
Ввиду того, что в циклограмме нагружения могут иметься неравномерные кратковременные режимы, применяется метод приведения заданного переменного режима нагружения к эквивалентному постоянному режиму.
Расчетная мощность привода определяется по формуле
КЕ - коэффициент приведения заданного переменного режима нагружения к эквивалентному постоянному:
= (1.2)
где Тi, Lhi - момент и время работы i-го блока условно постоянной нагрузки с циклограммы нагружения в кратковременном режиме; Тnom - номинальный момент по циклограмме нагружения (без учета пускового момента); Тnom = Тр.о;
Lh - длительность кратковременного режима; n - число блоков нагрузки по циклограмме нагружения.
При длительной непрерывной работе двигателя, если циклограмма кратковременного нагружения отсутствует, КЕ = 1. При кратковременных режимах нагружения привода должна быть известна соответствующая циклограмма (рис. 1.4).
Рис.1.4. Циклограмма нагружения по кратковременным режимам.
1.2.4. Выбор электродвигателя
Для привода общего назначения в основном применяют трехфазные асинхронные электродвигатели переменного тока.
На рис.1.5 показана типовая характеристика такого электродвигателя;
обозначено: Т - вращающий момент, развиваемый двигателем;
n - частота вращения ротора (определяется числом пар полюсов обмотки статора и нагрузкой ротора;
nc - синхронная частота вращения электромагнитного поля статора:
nдв - номинальная частота вращения ротора при номинальной нагрузке Тnom, которую может отдавать двигатель длительно, не нагреваясь свыше допустимой температуры;
Тпуск - пусковой момент электродвигателя;
Тmax - максимальный момент, развиваемый двигателем.
|
В курсовом проекте будем ори-ентироваться на обдуваемые короткозам-кнутые электродвигатели серии АИР, кото-рые имеют «жесткую» механическую харак-теристику, т.е. значительные изменения наг-рузки вызывают малые изменения частоты вращения ротора.
Структура обозначения двигателя: АИ Х. Х. ХХХ. Х. Х. Х. Х. ХХ 1 2 3 4 5 6 7 8 , А - асинхронный: И - унифицированная серия ( ИНТЕРЭЛЕКТРО ). |
Рис. 1.5. График зависимости частоты вращения ротора электродвигателя от нагрузки |
Таблица 1.2. Характеристики вариантов двигателей (пример)
|
Марка двигателя |
Рдв , кВт |
nдв ,мин-1 |
Тпуск/ T |
Tmax/ T |
Масса, кг |
Выбранные двигатели удовлетворяют условиям пуска: (Тпуск / Т) > 1,6. Согласно схеме (рис. 1.2 ) валы двигателей должны иметь левое или правое вращение.
Исходя из указанных рекомендаций по передаточным числам, а также с учетом того, что при равных условиях двигатели с nС = мин-1 имеют хорошие эксплуатационные характеристики и наибольшее применение, для заданного привода выбираем
ДВИГАТЕЛЬ АИР ТУ16-525.571-84.
Размеры выбранного двигателя представлены на рисунке 1.6 .
|
Рис. 1.6. Размеры двигателя |
Габариты, мм : l30 = ; h31 = ; d30 = . Установочные и присоединительные размеры, мм : d1 = ; l1 = ; b1 = ; h1 = ; l10 = ; l31 = ; d10 = ; b10 = ; h = ; h10 = . Исполнение . |
1.2.5. Общее передаточное отношение и разбивка его по ступеням
Общее передаточное число привода u0 = u1u2...ui, где ui - передаточное число одной i-ой ступени передач.
Для удобства запишем:
u0 = uред uп = , (1.3)
где uред - передаточное число редуктора;
uп - передаточное число всех прочих (кроме редуктора) передач привода.
Задаваясь по рекомендациям практики (табл. 2 приложения) передаточными числами отдельных ступеней передач
uп = = ,
находим передаточное число редуктора
uред = u0/ uп .
С другой стороны, для двухступенчатого редуктора uред = uБuТ, где uБ - передаточное число быстроходной ступени; uT - передаточное число тихоходной ступени.
Способ разбивки общего передаточного числа по ступеням зависит от конструкции многоступенчатого редуктора.
Передаточное число каждой ступени не должно превышать максимального значения, указанного в табл. 2, а uред. - указанного в табл.3 приложения .
В зубчатых редукторах за критерий оптимальности разбивки uред принято получение наименьшей массы редуктора. Это приводит к тому, что uБ uТ. Для редукторов с червячной ступенью главным критерием является КПД.
В табл.3 приложения [ ] даны рекомендации по разбивке uред для двухступенчатых редукторов.
Передаточное число редуктора и передаточные числа его ступеней должны соответствовать рядам предпочтительных чисел R20 по ГОСТ 8032-84:
1; 1,12; 1,25; 1,4; 1,6; 1,8; 2; 2,24; 2,5;2,8; 3,15; 3,55; 4; 4,5; 5; 5,6; 6,3; 7,1; 8; 9; 10; 11,2; 12,5; 14; 16; 18; 20, 22,4; 25; 28; 31,5; 35,5; 40; 45; 50; 56; 63; 71; 80; 100 и т.д. К этому следует стремиться и для других передач.
Общие передаточные числа привода u0 и разбивка их по ступеням передач для вариантов двигателей представлены в табл. 1.3.
Таблица 1.3. Передаточные числа привода u0 .
|
Ва ри ан |
Двига-тель |
u0 |
uп |
uБ |
uT |
uБ |
uT |
uред |
uп |
u0 |
u0% |
|
|
1 |
||||||||||||
|
2 |
||||||||||||
|
3 |
Допускаемое отклонение общего передаточного числа:
u0 = (u0 - u0)100% / u0 = [4%] ,
где u0 - общее передаточное число, требуемое по заданным частотам вращения; u0 - окончательное общее передаточное число после разбивки по ступеням и округлений.
1.2.6. Частоты вращения и моменты на валах
Частота вращения i-го вала (i = 1, 2. 3. . .k ; i = 1 - вал двигателя; i = k -вал рабочего органа) :
ni = n1 / u1-i , (1.5)
где u1-i - передаточное число между первым и i-м валами.
Вращающий момент i-го вала :
Тi = Tр.о / (ui-k i-k) , (1.6)
где ui-k , i-k - соответственно передаточное отношение и КПД между i-м и k-м (рабочего органа) валами; Тр.о - номинальный момент рабочего органа
= н м.
Частоты вращения n, мин-1, по формуле (1.5) и моменты на валах Тi, Н.м, по формуле (1.6) (номера валов - см. рис.1.3 ) приведены в табл.1.4.
Таблица 1.4. Частоты вращения и моменты на валах.
|
Вал (i) |
П а р а м е т р ы |
||||
|
u1-i |
ni , мин-1 |
Ti_, Нм |
|||
|
I |
|||||
|
II |
|||||
|
III |
|||||
|
IV |
|||||
|
V |
|||||
PAGE 14