Силовые и кинематические параметры привода

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

по дисциплине:

Механика материалов и основы конструирования

 

на тему:

Привод межэтажного подъемника

 

Выполнил: студент

2 курса группы 5231б

очной формы обучения

Иванов Иван Иванович

Направление: Материаловедение и технологии материалов

Проверил:

Ст.преп. Серёгин А.Е.

 

 

г.Ханты-Мансийск, 2014г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Техническое задание на проектирование

2. Чертеж кинематической схемы

3. Определение ресурса приводного устройства…………………………….

4. Выбор двигателя. Кинематический расчет привода:

а) определение мощности и частоты вращения двигателя…………....

б) определение передаточного числа привода и его ступеней………..

в) определение силовых и кинематических параметров привода…….

5. Выбор материалов зубчатых передач. Определение

допускаемых контактных и изгибных напряжений………………................

6. Расчет закрытой передачи………………………………………………………….

7. Расчет открытой передачи………………………………………………………..

8. Нагрузки валов редуктора:

а) определение сил в зацеплении закрытых передач………………..

б) определение консольных сил………………………………….....................

9. Проектный расчет валов. Эскизная компоновка редуктора……...

10. Расчетная схема валов редуктора……………………………….

11. Проверочный расчет подшипников……………………………….

12. Выбор муфт………………………………………………………...

13. Проверочный расчет шпонок……………………………………..

14. Проверочный расчет валов……………………………………….

15. Определение массы и технического уровня редуктора…………

Список используемой литературы

 

 

Введение

В данной работе производится расчет привода межэтажного подъемника.

Основными требованиями, предъявляемыми к машине, являются: высокая производительность, надежность, технологичность, ремонтопригодность, минимальные габариты и масса, удобство эксплуатации, экономичность, техническая эстетика. Все эти требования учитываются в процессе проектирования и конструирования.

В ходе работы над проектом делается анализ назначения и условий, в которых находится каждая проектируемая деталь и выбирается более рациональное конструктивное решение с учетом монтажных, эксплуатационных и экономических требований. При проектировании производятся кинематические расчеты, определяются силы, действующие на звенья, производятся расчеты конструкций на прочность, решаются вопросы, связанные с выбором материала и наиболее технологичных форм деталей. Так же продумывается вопрос сборки и разборки узлов и машины в целом.

Вся работа выполняется в соответствии с действующими стандартами и нормами.

 

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСА ПРИВОДНОГО УСТРОЙСТВА

 

1.1. Определяем ресурс привода L_h, ч:

L_h=365´L_r´t_c´L_c (1)

 

где: L_r - срок службы привода;

t_c - продолжительность смены;

L_c - число смен.

L_h=365´4´8´2=23360 ч

 

1.2. Принимаем время простоя машинного агрегата 15% ресурса, тогда:

 

L_h=23360´0,85=19856 ч.

Таблица 1

Эксплуатационные характеристики машинного агрегата

Место установки	Lr	tc	Lc	Lh	Характер нагрузки	Режим работы
завод					Умеренные колебания	нереверсивный

 

 

ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ

РАСЧЁТ ПРИВОДА.

 

2.1. Определение мощности и частоты вращения двигателя.

а) определяем требуемую мощность рабочей машины Р_рм,

Р_рм = F´V = 2,6´0,65= 1,69 кВт. (2)

б) определяем общий коэффициент полезного действия (КПД) привода:

h = h_зп´h_оп´h_м´h_пк´h_пс, (3)

где по таблице 2.2. [1] (здесь и далее формулы и ссылки на таблицы приведены из [1]):

h_зп = 0,96 – КПД закрытой передачи;

h_оп = 0,91 – КПД открытой передачи;

h_м = 0,98 – КПД муфты;

h_пк = 0,99 – КПД подшипников качения;

h_пс = 0,98 – КПД подшипников скольжения.

h = 0,96´0,91´0,98´0,99 ²´0,98 ²= 0,82

в) определяем требуемую мощность двигателя Р_дв, кВт:

кВт.

г) Выбираем тип двигателя по таблице К9:

4АМ112МА8У3

Р_ном = 2,2 кВт.

n_c =750 об/мин – синхронная частота вращения двигателя.

n_ном = 700 об/мин – номинальная частота вращения двигателя.

2.2. Определение передаточного числа привода и его ступеней

а) определяем частоту вращения приводного вала рабочей машины n_рм, об/мин:,

, отсюда ,

где v – скорость тягового органа, м/с;

z – число зубьев звездочки.

 

б) определяем передаточное число привода для всех приемлемых вариантов типа двигателя при заданной номинальной мощности Р_ном

в) определяем передаточные числа ступеней привода

u = u_зп´u_оп = 5´2,6 = 13

из таб. 2.3. принимаем u_зп = 5

г) определяем максимальное отклонение частоты вращения приводного вала рабочей машины ∆n_рм,, об/мин.

∆n_рм= об/мин

д) определяем допускаемую частоту вращения приводного вала рабочей машины с учётом отклонения [ n_рм ], об/мин.

[ n_рм ] = n_рм ±∆n_рм

[ n_рм ] = 56+3,36 =59,6 об/мин.

[ n_рм ] = 56-4 =52,4 об/мин.

е) определяем фактическое передаточное число привода и_ф:

u_ф = n_ном /[ n_рм ] = 700/56= 13

ж) уточняем передаточные числа закрытой и открытой передач в соответствии выбранным вариантом разбивки передаточного числа привода

u_оп = u_ф /u_зп или u_зп = u_ф /u_оп

u_оп = u_ф /u_зп = 13/5 = 2,6

 

2.3. Определение силовых и кинематических параметров привода.

По таб. 2.4. ДВ-ОП-ЗП-М-РМ находим:

Мощность Р, кВт:

быстроходного вала:

Р₁ = Р_дв´h_оп´h_пк = 2,1´0,91´0,99 = 1,89 кВт.

тихоходного:

Р₂ = 1,79 кВт.

рабочей машины:

Р_рм = 1,71 кВт.

Частоту вращения n, об/мин:

Двигателя:

n_ном = 700 об/мин.

быстроходного вала:

об/мин.

тихоходного вала:

= 54 об/мин.

рабочей машины:

n_рм = n₂ = 54 об/мин.

 

Угловую скорость , с ^-1:

двигателя:

с ^-1

быстроходного вала:

с ^-1

тихоходного вала:

с ^-1

рабочей машины:

с ^-1

Находим вращающий момент Т, Нм:

двигателя:

Т_дв = Нм

быстроходного вала:

Т₁ = Т_дв´u_оп´h_оп´h_пк =28,66´2,6´0,91´0,995 =67,13 Нм.

тихоходного вала:

Т₂ = Т₁´u_зп´h_зп´h_пк = 67,13´5´0,96´0,995 =319 Нм.

рабочей машины:

Т_рм = Т₂´h_м´h_пс =319´0,98´0,98 = 306,36 Нм.

 

Объединим данные в отчетную таблицу 2.

 

Таблица 2

Силовые и кинематические параметры привода

Тип двигателя 4АМ112МА8У3 Рном = 2,2 кВт; nном = 700 об/мин
Параметр	Передача	Параметр	Вал
Закрытая (редуктор)	открытая	двигателя	Редуктора	Приводной рабочей машины
Б	Т
Переда- точное число, u		2,6	Расчетная мощность Р, кВт	2,1	1,89	1,79	1,71
Угловая скорость ,1/с	73,27	28,18	5,64	5,64
КПД, h	0,96	0,91	Частота вращения n, об/мин
Вращающий момент Т, нм	28,66	67,13		306,36

 

 

3. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКАЕМЫХ КОНТАКТНЫХ И
ИЗГИБНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ.

 

3.1. Выбираем материал по таб. 3.1.:

сталь 40Х по таб. 3.1.

термообработка – Улучшение

твердость заготовки – 235 … 262 НВ

предел прочности – σ_в = 790 Н/мм ²

предел текучести – σ_Т = 640 Н/мм ²

предел выносливости – σ_-1 = 375 Н/мм ²

твёрдость шестерни принимаем НВ₁ = 170 МПа

твёрдость колеса принимаем НВ₂ = 150 МПа

 

3.2. Определяем допускаемое контактное напряжение [σ]_н,

[σ]_н01 = 1,8´ НВ₁ +67 = 1,8´170 + 67 = 373,00 Н/мм²

[σ]_н1 = K_HL ´ [σ]_н01 = 1´373,00 = 373,00 Н/мм²

где K_HL = 1 – коэффициент долговечности для зубьев

[σ]_н02 = 1,8´ НВ₂ +67 = 1,8´150 + 67 = 337,00 Н/мм²

[σ]_н2 = K_HL ´ [σ]_н02 = 1´337,00 = 337,00 Н/мм²

 

3.3. Определяем допускаемое напряжение изгиба [σ]_F, Н/мм²

[σ]_F01 = 1,03´ НВ₁ = 1,03´170 = 175,00 Н/мм²

[σ]_F1 = K_HL ´ [σ]_F01 = 1´170,00 = 170,00 Н/мм²

[σ]_F02 = 1,03´ НВ₂ = 1,03´150 = 154,50 Н/мм²

[σ]_F2 = K_HL ´ [σ]_F02 = 1´154,50= 154,50 Н/мм²

Таблица 3