Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Конструирование привода рабочего органа

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет»

Институт: Институт горного дела,геологии и геотехнологий

Кафедра : Технической Механики

Группа ГГ-09-11

Дисциплина: Прикладная Механика

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТА)

Конструирование привода рабочего органа.

(ТЕМА)

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Руководитель ____________ Волчкова И.В. (подпись, дата)

Разработал студент ____________ Куулар А.Э.

(подпись, дата)

Красноярск 2011г

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет»

Институт: Институт горного дела,геологии и геотехнологий

Кафедра : Технической Механики

Группа ГГ-09-11

Дисциплина: Прикладная Механика

Задание

по курсовой работе

Тема проекта (работы)________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Перечень графического материала ______________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дата выдачи « 02» сентября 2011 г.

Срок сдачи работы « » 2011 г.

Руководитель работы Волчкова И.В. ______

(ФИО) Подпись

ЗАДАНИЕ № КП-13

ВАРИАНТ № 4

СПРОЕКТИРОВАТЬ ____________________________________

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИВОДА

Наименование	Размерность	Обозначение	Задано
Мощность на ведомом валу	кВт	Р₃	10,2
Частота вращения ведомого вала	об/мин	η₃	97
Коэф. годового использования	-	К_год	0,75
Коэф. суточного использования	-	К_сут	0,6
Синхронная частота вращения электродвигателя	об/мин	η_{дв.синхр.}	1000
Срок службы	Лет	Т	6

СХЕМА МЕХАНИЗМА

1.Кинематический расчет привода[1]

1.1Выбор электродвигателя

Определяем мощность на ведущем валу привода по формуле:

Р_э.д.=Р₃/η, где

Р_э.д.-мощность на валу электродвигателя, кВт,

Р₃-мощность на выходном валу, кВт,

η_пр-КПД привода.

Для привода с одноступенчатым редуктором:

, где

η_м-КПД муфты, η_отп-КПД открытой передачи, η_ред-КПД (редуктора) закрытой передачи.

Частные КПД выбираем по таблице.

η_м= 0,99-КПД муфты,

η_отп= 0,96- КПД открытой передачи (плоскоременная),

η_ред= 0,97-КПД закрытой зубчатой передачи с цилиндрическими колёсами.

Полученные частные КПД подставляем в формулу и получаем общее КПД привода:

Полученные значения подставим в формулу и найдем Р_э.д.

Р_э.д.=Р₃/η_пр=10,2/0,92=11,08 кВт

Выбираем по таблице электродвигатель серии 4АМ132S6Y3 мощностью Р=11 кВт, и частотой вращения n_{э.д. асинхр}=970 об/мин, с учетом условия, длина конца вала (диаметр выхода конца вала) dэ.д.=42 мм, l=100мм.

1.2 находим общее передаточное отношение привода и разбиваем его по ступеням по формуле:

где

U_об-общее передаточное отношение привода,

n_э.д.=1000 об/мин- асинхронная частота двигателя,

n_з=97 об/мин- число оборотов третьего вала,

U_об=970/97=10,

разбиваем общее передаточное число на передаточное число редуктора

Uрем =5 [ 1, табл. 3]

рассчтываем передаточное число цепной передачи

Uцеп =Uобщ /Uред =10/5 = 2

1.3. Определение частоты вращения валов.

Определяю частоту вращения валов:

n₁= n_ас.эд. =970 об/мин;

n2 =n1 / Uрем =970/2=485об/мин;

n3 =n2/Uрем =485/5=97 об/ мин.

1.4. Определение крутящих моментов на валах.

Т=9550*Р эд.расч/n1 =9550*11,31/970=111,35 Нм;

Т₂=Т₁*Uрем *ŋ_рем=111,35*2*0,93= 207,111Нм;

Т₃=Т₂*U_ред*ŋ_ред=207,111*5*0,97=1004,49 Нм.

Данные кинематического расчета сводим в таблицу №1:

Таблица №1

Параметры кинематического привода

№ вала	частота вращения, об/мин		крутящий момент, Н•м		передаточное отношение		КПД
	обозн.	велич.	обозн.	велич.	обозн.	велич.	обозн.	велич.
1	n₁	970	T₁	111,35	U_отп U_ред	2,02 4	η_м	0,99
2	n₂	485	T₂	207,111,	U_отп U_ред	2,02 4	ŋ_рем	0,93
3	n₃	97	T₃	1004,49			η_ред	0,97

2. Выбор материала для зубчатой передачи. Определение допускаемых контактных и изгибных напряжений [1]

2.1 Выбираем материал для шестерни и колеса:

Для зубчатых колес с прямыми зубьями:

(HB_cp1-HB_cp2) ≥ (20...25),

где НВ_ср1 - средняя твердость стали для шестерни, МПа;

НВ_ср2 – средняя твердость стали для колеса, МПа.

Для колеса принимаем сталь 35 твердостью 170 МПа. Термообработка- нормализация.

Для шестерни принимаем сталь 45 твердостью 190 МПа. Термообработка- нормализация.

2.2 Определяем допускаемые контактные напряжения для шестерни:

где - допускаемые контактные напряжения для зубьев шестерни, МПа;

- длительный предел контактной выносливости шестерни, МПа;

- коэффициент безопасности;

- коэффициент долговечности.

Принимаем ;

МПа,

МПа.

2.3 Определяем допускаемые контактные напряжения для зубьев колеса:

где - допускаемые контактные напряжения для зубьев колеса, МПа;

- длительный предел контактной выносливости колеса, МПа.

МПа.

MПа

2.4 Определяем допускаемые изгибные напряжения для зубьев шестерни:

где - допускаемые изгибные напряжения для зубьев шестерни, МПа ;

- длительный предел изгибной выносливости шестерни, МПа;

- коэффициент безопасности;

- коэффициент долговечности.

- коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки,

Принимаем ,

МПа .

МПа.

2.5 Определяем допускаемые изгибные напряжения для зубьев колеса:

где - допускаемые изгибные напряжения для зубьев колеса, МПа;

- длительный предел изгибной выносливости колеса, МПа.

МПа .

МПа.

3. Проектный расчет закрытой цилиндрической прямозубой зубчатой передачи [2]

3.1. Определение межосевого расстояния.

где - межосевое расстояние, мм;

Н•м;

- коэффициент межосевого расстояния, принимаем ;

- коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контактной линии;

- коэффициент ширины колеса по межосевому расстоянию; - допускаемое контактное напряжение передачи, принимаем МПа;

Из условия симметричного расположения колес относительно опор в редукторе принимаем:

;

где - коэффициент ширины колеса по диаметру шестерни;

Принимаем:

=1,05;

мм;

Полученное значение межосевого расстояния округляем до ближайшего стандартного значения.

Принимаем:

мм;

3.2. Определение модуля зацепления.

где – модуль зацепления, мм;

мм;

Из диапазона найденных значений модулей принимаем стандартное:

m=3мм.

3.3. Определение числа зубьев.

где - суммарное число зубьев;

где z₁- число зубьев шестерни;

Принимаем

где z₂ - число зубьев колеса;

Принимаем число зубьев колеса

Уточняем передаточное число:

;

3.4 Определение геометрических параметров

Определяем делительные диаметры:

где d₁ - делительный диаметр шестерни, мм;

мм,

где d₂ - делительный диаметр колеса, мм;

мм.

Определяем диаметр вершин зубьев:

где - диаметр вершин зубьев шестерни, мм;

мм.

где - диаметр вершин зубьев колеса, мм;

мм.

Определяем диаметры впадин зубьев:

где - диаметр впадины зубьев шестерни, мм;

мм.

где - диаметр впадины зубьев колеса, мм

мм.

Определяем ширину колеса b₂ ,мм;

мм.

Определяем ширину шестерни b₁ ,мм;

мм.

Принимаем угол зацепления = 20⁰;

Полученные геометрические параметры сводим в таблицу№ 2.

Таблица № 2

Геометрические параметры закрытой зубчатой передачи

3.5. Определяем окружную скорость колес

где V – окружная скорость колес, м/с

м/с

Выбираем девятую степень точности изготовления передачи.

4. Проверочный расчет закрытой цилиндрической зубчатой передачи[2]

4.1. Расчет сил в зацеплении.

Определяем окружное усилие;

где - окружное усилие шестерни, Н

где - окружное усилие колеса, Н

Определяем радиальное усилие;

где - радиальное усилие шестерни, Н;

- радиальное усилие колеса, Н;

Определяем осевое усилие;

где - осевое усилие шестерни, Н;

- осевое усилие колеса, Н.

4.2. Проверка зубьев на контактную прочность.

Условие контактной прочности - .

где - коэффициент, учитывающий форму сопряженных зубьев.

Принимаем ;

Конструирование привода рабочего органа 📙 Курсовая → 🆔 108639