Дипломная работа

от 20 дней
от 9999 рублей

Заказать

Курсовая работа

от 10 дней
от 1999 рублей

Заказать

Реферат

от 3 дней
от 699 рублей

Заказать

Контрольная работа

от 3 дней
от 99 рублей
за задачу

Заказать

Диссертация

Сроки и стоимость индивидуальные

Заказать

Главная - Детали машин - Выбор электродвигателя и энергокинематический расчёт привода

Выбор электродвигателя и энергокинематический расчёт привода Детали машин. Курсовая

  • Тема: Выбор электродвигателя и энергокинематический расчёт привода
  • Автор: Юлия
  • Тип работы: Курсовая
  • Предмет: Детали машин
  • Страниц: 29
  • Год сдачи: 2008
  • ВУЗ, город: СПБПУ
  • Цена(руб.): 1500 рублей

Заказать персональную работу

Выдержка

4.1. Определение реакций опор валов и построение эпюр изгибающих моментов

В качестве модели червячного вала используют балку на двух опорах, из которых правая опора шарнирно-подвижная, а левая опора шарнирно- неподвиж-ная. На входной участок червячного вала через втулочно-пальцевую муфту пере-даётся крутящий момент ТМ1 и действует сила FМ, возникающая из-за неточности монтажа. Для входных и выходных валов одноступенчатых редукторов принима-ется значение силы FМ  125 ТМ , где ТМ момент, передаваемый муфтой в Нм. Примем также, что плечо силы FМ1 равно l3 .
Силы, действующие в червячном зацеплении, используя соотношения:

Ft1 = Fa2 = 2Т1/d1 = 2* 44,35 / 64*10-3 = 1386 Н
Ft2 = Fa1= 2Т2/d2 = 2* 816 /184*10-3 = 8870 Н
Fr1 = Fr2 = Ft2 tg = 8870 * tg 20° = 3228 Н
FМ  125 .
Для червячного вала FМ = 125 = 125 = 837 Н
Для выходного вала FМ = 125 = 125 = 3553 Н

2. Принятая модель вала статически определима. Поэтому все реакции опор валов можно вычислит, используя уравнения равновесия: М i= 0 и F i= 0.
Рассматривают равновесие сил и моментов, действующих на балку в плос-кости x0y и плоскости x0z . Из условия равенства нулю моментов сил относи-тельно точек A и В в плоскости x0y определяют составляющие реакций опор в этой плоскости, а именно, Ay и Вy. Проверку выполняют по условию, что сумма проекций всех сил на ось y равна нулю.
Реакции опор:
в плоскости XZ:
=(1386*100+837*86)/200 = 1052,9 H

=(837*286-1386*100)/200 = 503,9 H
Проверка:
503,9+1386-1052,9-837 = 0,0
Реакции опор в плоскости XZ определены верно
в плоскости YZ:
=(3228*100-8870*64/2)/200 = 194,8 Н

=(3228*100+8870*64/2)/200 = 3033,2 Н
Проверка:
-194,8 + 3228 3033,2 = 0,0
Реакции опор в плоскости YZ определены верно
Суммарные реакции:




Рис. 3. Эпюры моментов для червячного вала

4.2. Проверочный расчёт валов на прочность 1, с.298-301; 2. с.161-175

Проверочный расчёт вала на прочность выполняется для наиболее нагру-женных сечений и сечений с высокой концентрацией напряжений (галтели, шпо-ночные пазы, шлицы, выточки, отверстия).
Нормативный коэффициент запаса по усталостной прочности [s] принима-ется в зависимости от типа машины, требований к безопасности работы и приня-той расчётной схемы. Обычно принимается значение [s] не менее 1,5 ...2,5. В на-шем случае принимаем [s] = 2,5
Цикл нормальных переменных напряжений принимается симметричным, а цикл касательных напряжений отнулевым (если не известен действительный характер изменения касательных напряжений):
m= 0, a= М/ Wизг  М/(0,1d 3),
a = m = 0,5Т/ WР  0,5Т/(0,2d 3),
где М = (Мz2 + Мy2)1/2 - суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении;
Т крутящий момент;
d наименьший диаметр в зоне перехода от одного сечения к другому.
В качестве материала червячных валов обычно применяются улучшаемые стали с содержанием углерода не менее 0,40% с поверхностной закалкой витков червяка на твёрдость HRC  45 (при скорости скольжения более 5 м/с) или без о-верхностной закалки (допускается при скорости скольжения менее 5 м/с).
Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнении их с допускаемыми значениями [s].Прочность соблюдена при .
Материал вала сталь 45 улучшенная.
По таблице 3.3 [2]
Пределы выносливости:


Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночного паза.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям изгиба

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

По таблице 8.5 [2] принимаем ;
По таблице 8.8 [2] принимаем ;
Момент сопротивления кручению по таблице 8.5 [2]:

при d=32 мм; b=10 мм; t1=5 мм

Момент сопротивления изгибу:

При d=32 мм; b=10 мм; t1=5 мм

М = = 22,63 * 103 Н мм.
Амплитуда и среднее значение отнулевого цикла:

Амплитуда нормальных напряжений:
,
Составляющая постоянных напряжений:

тогда


Результирующий коэффициент запаса прочности

Условие прочности выполнено по наиболее опасному сечению


4.3. Упрощённый расчёт шпонок 1, с.87-90

Упрощённый расчёт шпонок выполняется по формуле
см = 4T / (hlр d)  [см],
где T крутящий момент, передаваемый через шпоночное соединение;
d диаметр вала; h полная высота шпонки;
lр рабочая длина шпонки, равная (l b), здесь l полной длине шпон-ки, b ширина шпонки.
Допускаемое напряжение [см] для шпонок, изготовленных из сталей в 500 МПа, при переходных посадках «ступица вал» равно [см]= 80 ... 150 МПа; при посадках с натягом - [см]= 110 ... 200 МПа.
Для редуктора приняты следующие шпонки:

Содержание

Цель курсовой работы

- умение выполнять оценку работоспособности детали при переменных нагрузках и напряжениях;
- умение разработать эскизный проект простого механизма на основе рас-чётных оценок параметров деталей, входящих в его состав;
- способность принимать рациональные решения в условиях неполноты исходной технической информации.


Техническое задание

1. Момент, передаваемый муфтой исполнительному механизму, Тим, 800 Нм
2. Частота вращения вала исполнительного механизма ................ n им, 65 об/мин
3. Синхронная частота электродвигателя ........................................ n с, 1500 об/мин
4. Ресурс .................................................................................................. Lh , 8000 час
5. Параметры режима нагружения механизма ..4


Содержание работы

1. Выбор электродвигателя и энергокинематический расчёт привода ..5
2. Расчёт червячной передачи .8
3. Разработка эскиза червячного редуктора..12
4. Расчёт червячного вала 20
5. Расчёт подшипников 27


1. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И ЭНЕРГОКИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАС-ЧЁТ ПРИВОДА

Задача данного этапа проектирование определение требуемой мощности и выбор серийного асинхронного двигателя, определение передаточного отношения редуктора и оценка моментов сил на входном и выходном валах редуктора.
Вал электродвигателя (рис.1) соединен с входным валом редуктора с по-мощью втулочно-пальцевой муфты (1), а выходной вал редуктора с валом испол-нительного механизма с помощью зубчатой муфты (2).

Вал червяка
Червяк Червячное колесо
Муфта 1





Муфта 2 Вал червячного
колеса


.
1.1. Определение мощности, передаваемой исполнительному механизму (ИМ):
Р им = Тим  им, где  им =  n им / 30.
 им = 3,14*65/30 = 6,8 рад/с
Р им = 800*6,8 = 5440 Вт = 5,44 кВт
1.2. Определение асчётной мощности электродвигателя Рэд-р производится на основе оценки коэффициента полезного действия (КПД) механической части привода пр [2, с.4-6]:
Рэд-р = Рим / пр,
КПД привода определяется с учётом потерь мощности в каждой из элемен-тов кинематической схемы механической части привода:
пр = 2м 2п чп,
где  м учитывает потери в муфте, принимается  м  0,99;
п учитывает потери суммарно в обеих опорах каждого вала; для вала на подшипниках качения п  0,98 ...0,995;
чп КПД червячной передачи 1, с. 205 зависит от числа заходов червяка z1; для предварительного расчёта мощности привода принимается
при z1= 1 КПД чп= 0,70 ... 0,75;
при z1= 2 КПД чп= 0,75 ... 0,82;
при z1= 4 КПД чп= 0,87 ... 0,92.
Число заходов червяка принимается в зависимости от передаточного отно-шения червячной пары i чп, которое (до выбора двигателя) можно предварительно оценить по отношению i чп  nc/nим.
i чп =1500/65 = 23,08
Рекомендуется назначать число заходов червяка при z1 = 4 при i чп = 8 ... 15; z1 = 2 при i чп = 15 ... 30; z1 = 1 при i чп  30 1, с.201.
Принимаем z1 = 2

1.3. Асинхронный электродвигатель выбирается исходя из условия, что пас-портная мощность Рэд превышает расчётную мощность электродвигателя Рэд-р:
Рэд  Рэд р.
Принимаем двигатель


1.4. Определение передаточного отношения червячной передачи
i чп = nэд/nим ,
где nэд частота вращения вала ЭД; если указаны только синхронная ско-рость nс и скольжение s (в процентах!), то nэд = nс (1 0,01s).
nэд = 1500 * (1-0,01*3) = 1455 мин-1
1.5. Уточняется (с учётом рекомендации в п.2) число заходов червяка со-гласно новому значению передаточного отношения редуктора
i чп = nэд/nим .
i чп = 1455 /65 = 23,1
Назначается число зубьев червячного колеса
z2 = i чп z1 = 23,1 * 2 = 46,2.
Принимаем z2 = 46  28.
Определяем окончательно значение i чп
i чп= z2/z1= 46/2 = 23
1.6. Определение значений крутящих моментов
- момента передаваемого с выходного вала червячного редуктора зубчатой муфте;
ТМ2 = Тим / м = 800/0,99 = 808 Н
- момента, передаваемого червячному колесу;
T2 =ТМ2/ п = 808/0,99 = 816 Н
- момента, передаваемого червяку;
T1 = T2/(i чп чп ) = 816/(23*0,8) = 44,35,
- момента передаваемого втулочно-пальцевой муфте
ТМ1 = Т1 / п = 44,35 / 0,99 = 44,80 ;
- омента на валу ЭД
Тэд = ТМ1/ м = 44,8 / 0,99 = 45,25



2. РАСЧЁТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ

2.1. Проектировочный расчёт червячной передачи

2.1.1. Предварительная оценка скорости скольжения в зацеплении;
vS-О = (2...3) dэл n1 /60 = 2*3,14*0,038*1455/60 = 5,787 м/с
где dэл диаметр вала электродвигателя
2.2.2. Выбор марки материала червячного колеса и твёрдости поверхности витков червяка зависит в основном значением скорости скольжения в зацеплении vS .
при vS  6 м/с применяют безоловянные бронзы;
Выбираем материалом червячного колеса бронзу БрА9ЖЗЛ, для которой H  = 150 МПа.
2.2.3. Определение коэффициента режима КHL. Для алюминиевых бронз КHL=1.
2.2.4. Определение допускаемого напряжения:
Допускаемое напряжение определяют по формуле
H  = H КHL,
где H  - допускаемое напряжение при базовом числе циклов перемен контакт-ных; значение H  зависит от марки материала червячного колеса, способа от-ливки и твёрдости HRC поверхности витков червяка (таблица 2);
КHL - коэффициент долговечности.
Для безоловянных бронз КHL =1
H  = 150 * 1 * 150 МПа
2.2.5. Назначаем стандартное значение q с учётом требования
q/z2 = 0,22 ..0,4
Предварительный выбор обеспечивает
q/z2 = 16/46 = 0,35.
Условие выполняется
Определяем межосевое расстояние aW по формуле
= 0,625*1,35 =201 мм
Принимаем стандартное значение aW =125 мм
2.2.6. Определение расчётного значения модуля
m = 2 aW / (q + z2 ) = 2*125/ (16+46) = 4,03
Принимаем модуль m = 4
Определение делительного диаметра
червяка :
d1= q m = 16*4 = 64,
червячного колеса
d2 = z2m = 46*4 =184
угла подъёма
 = 7,116° (7°07)
2.2.7. Определение коэффициента смещения червячной передачи при при-нятых стандартных значениях её параметров:
x = aW / m 0,5 (q + z2 ) = 125/4-0,5*(16+46) = 0,25
2.2.8. Условие неподрезания выполняется, если коэффициент x лежит в диа-пазоне значений от -1 до +1. расчет показывает, что данное условие выполняется.
2.2.9. Определение скорости скольжения в зацеплении
vS = v1 / cos = d1 n1 / (60 cos )
vS = 3,14*64*10-3*1455 /(60 cos 7,116°) = 4,91 м/c
Условие vS  vS-О можно считать выполненным
Условие прочности по контактным напряжениям записывается в форме
Условие контактной прочности при расчёте червячной передачи записы-вают следующим образом:
H =  H ,
где КН - коэффициент расчётной нагрузки, учитывает повышение нагрузки из-за неточности передачи;
Т2 момент, передаваемый червячному колесу;
 - угол подъёма винтовой линии червяка;
tg = z1/q ,
где q коэффициент делительного диаметра червяка q = d1/ m;
По табл. 1 предварительно принимаем значение q = 16, для которого;
 =7°7 = 7,116°
 - торцовый коэффициент перекрытия; обычно  = 1,8 ...2,2; при =20о и смещении х = 0
 = ( 0,03 z22 + z2 + 1 0,17 z2 + 2,9) / 2,95;
= 1,89
2 - угол обхвата червяка;
- коэффициент, учитывающий уменьшение длины контактной линии из-за неполного соприкосновения зубьев колеса и червяка по дуге обхвата;
Для проектировочного расчёта соотношение (2.1) решается относительно d2, заменяя d1= qm = q d2/z2 и принимая =20о; КН  1,1;  =10о; 2 = 100о=1,75 рад;  = 0,75:
H =1,18 =113,8 МПа
H  = 150 МПа
Условие H

Литература

1. Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. Для студентов втузов. М.: Высш. шк., 1998. 383 с.
2. Курсовое проектирование деталей машин: учеб. пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов/ С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др. М.: Машиностроение, 1988. 416 с.
3. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для техн. спец. вузов. М.: Высш.шк.,1998. 447 с.
4. Комков В.Н. Основы расчётов на прочность деталей машин: Учеб. по-собие. Л.: ЛПИ, 1988. 92 с.
5. Жуков В.А., Михайлов Ю.К. Механика. Основы расчёта и проектирова-ния деталей машин: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2006. с. 380

Форма заказа

Заполните, пожалуйста, форму заказа, чтобы менеджер смог оценить вашу работу и сообщил вам цену и сроки. Все ваши контактные данные будут использованы только для связи с вами, и не будут переданы третьим лицам.

Тип работы *
Предмет *
Название *
Дата Сдачи *
Количество Листов*
уточните задание
Ваши Пожелания
Загрузить Файлы

загрузить еще одно дополнение
Страна
Город
Ваше имя *
Эл. Почта *
Телефон *
  

Название Тип Год сдачи Страниц Цена
РЕДУКТОР ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ Курсовая 2008 36 1500
Расчет одноступенчатого редуктора Курсовая 2008 35 1500
Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода Курсовая 2008 34 1500
Эксплуатация электродвигателей. Курсовая 2008 41 1500
Проектирование привода электролебёдки (расчет двухступенчатого редуктора). Курсовая 2008 28 1400
Привод конвейера. Курсовая 2008 61 1700
Технологический процесс Курсовая 2009 43 1000
Спроектировать клеммовое соединение Курсовая 2009 14 1500
Расчет поворотного стационарного крана Курсовая 2009 38 1500
Проектирование привода для ленточного конвейера Курсовая 2008 40 1500
курсовые, дипломные, контрольные на заказ скидки на курсовые, дипломные, контрольные на заказ

© 2010-2016, Все права защищены. Принимаем заказы по всей России.