Привод индивидуальный (123725)

Посмотреть архив целиком

ФЕДЕРАЛНОЕ АГЕНСТВО ПО КУЛЬТУРЕ И КИНЕМАТОГРАФИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ




Кафедра механики






Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

на тему «Привод индивидуальный»














Санкт-Петербург

2009г.


Содержание


Техническое задание на курсовое проектирование.

1 Кинематический расчет и выбор электродвигателя

2 Выбор материалов и определение допускаемых напряжений

3 Расчет тихоходной ступени привода

3.1 Проектный расчет

3.2 Проверочный расчет по контактным напряжениям

3.3 Проверочный расчет зубьев на изгиб

4 Расчет быстроходной ступени привода

5 Проектный расчет валов редуктора

5.1 Расчет тихоходного вала редуктора

5.2 Расчет быстроходного вала редуктора

5.3 Расчет промежуточного вала редуктора

6 Подбор и проверочный расчет шпонок

6.1 Шпонки быстроходного вала

6.2 Шпонки промежуточного вала

6.1 Шпонки тихоходного вала

7 Проверочный расчет валов на статическую прочность

8 Выбор и проверочный расчет подшипников

9 Выбор масла, смазочных устройств

Список использованной литературы



Техническое задание на курсовое проектирование


Механизм привода


  1. электродвигатель;

  2. муфта упругая;

  3. редуктор зубчатый цилиндро-червячный;

  4. передача зубчатая цилиндрическая;

  5. передача червячная;

  6. муфта;

  7. исполнительный механизм.


Вариант 10

Потребный момент на валу исполнительного механизма (ИМ) Тим=11Нм;

Угловая скорость вала ИМ ωим=12с-1.

Разработать:

  1. сборочный чертеж редуктора;

  2. рабочие чертежи деталей тихоходного вала: зубчатого колеса, вала, крышки подшипника.


1 Кинематический расчет и выбор электродвигателя


Исходные данные:

  • потребный момент на валу исполнительного механизма (ИМ) Тим=11Нм;

  • угловая скорость вала ИМ ωим=12с-1;

Определяем мощность на валу ИМ Nим= Тимх ωим=11х12=132Вт.

Определяем общий КПД привода по схеме привода


ηобщзп ηчп ηм ηп (1.1)


где [1, с.9,10]: ηзп=0,97- КПД зубчатой цилиндрической передачи;

ηчп=0,8- КПД червячной передачи;

ηм=0,982 – потери в муфтах;

ηп=0,994- коэффициент, учитывающий потери на трение в подшипниках 4-х валов.

Сделав подстановку в формулу (1.1) получим:


ηобщ.=0,97*0,85*0,982*0,994=0,7


Определяем потребную мощность электродвигателя [1,с.9]


NэдNимобщ. (1.2)


где Nэд – требуемая мощность двигателя:


Nэд=132/0,7=188,6Вт


Выбираем электродвигатель [1,с.18,табл.П2]

Пробуем двигатель АИР56В2: Nдв.=0,25кВт;

Синхронная частота вращения nдв=3000об/мин; S=8%.

Определяем номинальную частоту вращения электродвигателя по формуле (5) [1,c.11]:


nном=nдв·(1-S/100);

nном=3000·(1-0,08);

nном=2760 об/мин


Определяем угловую скорость вала двигателя


ωдвnдв/30=π*2760/30=289рад/с;


Определяем общее передаточное число привода


U=ωдв./ωим=289/12=24,1


Производим разбивку передаточного числа по ступеням. По схеме привода


Uобщ.=U1· U2; (1.3)


Назначаем по рекомендации [1,табл.2.3]: U2=10;

Тогда U1= Uобщ./U2; U1=2,4. Принимаем U1=2,5. Тогда Uобщ.=25

Принимаем окончательно электродвигатель марки АИР56В2.

Угловые скорости определяем по формуле


ω=πn/30 (1.4)



Рис.1 Схема валов привода

1 – быстроходный вал;

2 – промежуточный вал;

3 – тихоходный вал.


По схеме валов (рис.1) и формуле (1.4) определяем частоты вращения и угловые скорости каждого вала


n1= nном.

ω1= ωдв=289рад/с;

n2= nном/U1=2760/2,5=1104об/мин;

ω2n2/30=π*1104/30=115,6 рад/с;

n3= n2/U2=1104/10=110,4 об/мин;

ω3n3/30=π*110,4/30=11,5 рад/с.


Определяем мощность на каждом валу по схеме привода


N1=Nдв ηм=0,25*0,98=245Вт;

N2=N1 ηзп ηп2=245*0,97*0,992=233Вт;

N3=N2 ηчп ηп =233*0,8*0,99=184,5Вт;

Nим=N3 ηм =224*0,98=181Вт.


Определяем вращающие моменты на каждом валу привода по формулам [1,с.12,14]:


; Т21U1;

Т32U2; (1.5)

Т1=245/289=0,85 Н•м;

Т2=0,85•2,5=2,1 Н•м;

Т3=2,1•10=21 Н•м.


Все рассчитанные параметры сводим в табл.1.


Таблица 1

Параметры кинематического расчета

вала

n, об/мин

ω, рад/с

N, Вт

Т, Нм

U

Дв

2760

289

250

0,85


1

2760

289

245

0,85

2,5

2

1104

115,6

233

2,1

10

3

110,4

11,5

184,5

21

ИМ

110,4

11.,5

181

21




2 Выбор материалов и определение допускаемых напряжений


Выбираем материал для шестерни, червяка и колеса по табл.3.2 [4,c.52]:

шестерня и червяк– сталь 40Х, термообработка – улучшение 270НВ,

колесо - сталь 40Х, термообработка – улучшение 250НВ.

Для выбора марки материала червячного колеса рассчитаем скорость скольжения


, (2.1)


где Т – вращающий момент на валу червячного колеса,

ω – угловая скорость тихоходного вала,

U – передаточное число.

Подставив значения в формулу 2.1 получим:


;

vs=2,2 м/с.


В соответствии с табл. 3.5 [4] для червячного колеса примем бронзу БрА9Ж3Л, отлитую в кокиль с σв=500Н/мм2 и σт=230Н/мм2.

Определяем допускаемое контактное напряжение для стальных деталей по формуле [4,c.53]:


(2.2)


где σHlimb – предел контактной выносливости при базовом числе циклов;

КHL – коэффициент долговечности;

[SH] – коэффициент безопасности;

по [1,c.33]: КHL =1; [SH] =1,1.

Определяем σHlimb по табл.3.1[4,c.51]:


σHlimb =2НВ+70; (2.3)

σHlimb1 =2270+70; σHlimb1 =610МПа;

σHlimb2 =2250+70; σHlimb1 =570МПа.


Сделав подстановку в формулу (2.1) получим


; МПа;

; МПа.


Определяем допускаемое расчетное напряжение по формуле [4,c.53]:


(2.4)

;

МПа.


Определяем допускаемые напряжения по по табл.3.1[4,c.51]:


[σ]Fo =1,03НВ;

[σ]Fo1 =1,03x270=281МПа;

[σ]Fo2 =1,03x250=257МПа.


Определяем допускаемое контактное и изгибное напряжения для червячного колеса по формулам табл. 3.6 [4,c.58]:


[σ]Н =250-25vs, [σ]F =(0,08σв+0,25 σт) (2.5)

[σ]Н =250-25∙2,2=195Н/мм2;

[σ]F =(0,08∙500+0,25∙230)=97,5Н/мм2.



3 Расчет тихоходной ступени привода


3.1 Проектный расчет


Определяем межосевое расстояние передачи по формуле [4,c.74]:


(3.1)


где Т – вращающий момент на колесе ,Т3 =21 Нм (см. табл.1).

Подставив значения в формулу (3.1) получим:



Принимаем окончательно по ГОСТ6636-69 [4,табл.13.15]

Число витков червяка Z1 принимаем в зависимости от передаточного числа.

При U = 10 принимаем Z1 = 4.

Число зубьев червячного колеса Z2 = Z1 x U = 4 x 10 = 40.

Определяем модуль [4,c.74]:


mn=(1,5…1,7)·аw/z2; (3.2)

mn=(1,5…1,7)·50/40.


Принимаем модуль mn=2мм . Из условия жесткости определяем коэффициент диаметра червяка [4,c.75]:


q=(0,212…0,25) z2;


Принимаем модуль q=8.

Определяем основные размеры червяка и червячного колеса по формулам [4,c.76]:

Делительный диаметр червяка



Диаметры вершин и впадин витков червяка



Длина нарезной части шлифованного червяка :



Принимаем b1=28мм .

Делительный угол подъема


γ=arctg(z1/q);

γ=arctg(4/8);

γ=26°33'54''.


Делительный диаметр червячного колеса



Диаметры вершин и впадин зубьев червячного колеса



Наибольший диаметр червячного колеса



Ширина венца червячного колеса



Принимаем b2=28мм

Окружная скорость


червяка -

колеса -


Определяем силы в зацеплении [4, табл.6.1]:

- окружные


(3.7)


- радиальные


; где γ=26°33'54'' - угол подъема витка; (3.8)


-осевые


(3.9)


Все вычисленные параметры заносим в табл.2.


Таблица 2

Параметры червячной передачи тихоходной ступени

Параметр

Червяк

Колесо

m,мм

1

q

8


z

4

40

d,мм

16

80

dа,мм

20

84

df,мм

11,2

75,2

b, мм

28

28

Ft, Н

262,5

525

Fr, Н

262,5

262,5

Fа, Н

525

262,5


Случайные файлы

Файл
2217.rtf
103148.rtf
129455.rtf
131989.rtf
Diplom.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.