1 кинематический расчёт проекта




Название1 кинематический расчёт проекта
Дата публикации17.10.2016
Размер9,76 Kb.
ТипРеферат

Содержание



Введение…………………………… …..4

1 Кинематический расчёт проекта…………5

2 Анализ зубчатых передач…………………….7

3 Пространственная схема редуктора с усилиями в зацеплениях…….12

4 Оценка диаметра и разработка конструкции валов редуктора, анализ тихоходного вала………………………………………………………………13

5 Подбор и анализ шпонок

6 Подбор подшипников валов редуктора, проверка по динамической грузоподъёмности подшипников тихоходного вала

7 Подбор муфт

8 Определение основных размеров элементов корпуса редуктора

9 Выбор и обоснование количества смазки

10 Выбор и обоснование посадок сопрягаемых деталей

Заключение

Список использованных источников

Приложение А

Приложение Б

ВВЕДЕНИЕ



Любая машина состоит из деталей, которые могут быть как простыми (гайка, шпонка), так и сложными (коленчатый вал, корпус редуктора, станина станка). Детали собираются в узлы (подшипники качения, муфты и т.д.) - законченные сборочные единицы, состоящие из ряда деталей, имеющих общее функциональное назначение.
Детали машин являются первым из расчетно-конструкторских курсов, в котором изучают основы проектирования машин и механизмов. Именно по этой дисциплине выполняют первый курсовой проект, требующий от студента знания не отдельной дисциплины, а ряда дисциплин в комплексе. Выполняя этот проект, студент использует материал, изученный в таких дисциплинах как сопромат, материаловедение, теоретическая механика и т.д. Курсовой по деталям машин является первой по своей сути творческой работой студента.

Основная цель курсового проекта по деталям машин – приобретение студентом навыков проектирования. Работая над проектом, студент выполняет расчёты, учится рациональному выбору материалов и форм деталей, стремится обеспечить их высокую экономичность, надёжность и долговечность. Приобретённый студентом опыт является основой для выполнения им курсовых проектов по специальным дисциплинам и для дипломного проектирования, а так же всей дальнейшей конструкторской работы.

^ 1 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПРОЕКТА


Определяем мощность на выходном валу:

Вт

Частота вращения приводной звёздочки:

мин-1

Определим общее КПД привода:

,

где - КПД пар подшипников

- КПД цилиндрической закрытой передачи

- КПД муфты упругой

- КПД жестко компенсирующей муфты

Потребная мощность двигателя:

Вт

По потребной мощности выбираем двигатель:

4А112М4У3

кВт

мин-1

Определяем общее передаточное число привода:

,

где мин-1,

где S=0.033

Разобьем общее передаточное число на ступени:

- для быстроходной ступени выбираем из интервала 3..5: Uб=4

- определим передаточное число тихоходной ступени:



Определим нагрузочные характеристики каждого вала:

I вал: кВт

рад-1

Нм

мин-1

II вал: кВт

рад-1

Нм

мин-1

Остальные валы рассчитываются аналогично, результаты заносим в таблицу:
Таблица 1 – Результаты расчётов валов

Параметр

I вал

II вал

III вал

IV вал

Мощность

P, кВт

4,61

4,388

4,16

4038

Крутящий

момент Т, Нм

30,37

115,44

552,86

536,25

Угловая

скорость , с-1

151,8

37,95

7,53

7,53

Частота

вращения n, мин-1

1450,5

362,6

71,94

71,94


^ 2 АНАЛИЗ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ
Желая получить сравнительно небольшие габариты и невысокую стоимость редуктора,

выбираем для изготовления колёс и шестерен всех ступеней сравнительно недорогою легированную Сталь 40Х.

Назначаем термообработку табл. 8.8 (с.162, [1]) :

-для колёс: улучшение до 230..260 HB, в=850 мПа, т=550 мПа.

-для шестерни: азотирование поверхности до 50..59 HRC, при твёрдости сердцевины 26..30 HRC, в=1000 мПа, т=800 мПа.

Определяем допускаемые напряжения:

,

где - предел контактной выносливости

- коэффициент безопасности (табл. 8.9, с.168, [1])

- коэффициент долговечности

Для колеса по табл. 8.9 (с. 168, [1]):

мПа



,

где NHG=16,106 – базовое число циклов (рис.8.40,с.169,[1])

NHE=KHE.N – действительное число циклов,

где KHE=1



c=1

L=5 – срок службы

Получаем:

- циклов





мПа

Для шестерни по табл. 8.9 (с. 168, [1]):

мПа



NHG=1,5.108 – базовое число циклов (рис.8.40,с.169,[1])

циклов


мПа

Определяем эквивалентное напряжение (9.11,с.151,[2]):





так как условие не выполняется, то берём наименьшее значение:

мПа

Найдём допускаемые напряжения изгиба (9.14,с.152,[2]):

,

где - предел выносливости зубьев

SF – коэффициент безопасности

KFL – коэффициент долговечности

KFC – коэффициент учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки

Для колеса:

мПа

SF=1.75 для стали 40Х

KFС=1 т.к. нагрузка односторонняя



циклов (рекомендуется для всех сталей)



=1

циклов

т.к. , то KFL=1

мПа

Для шестерни:

мПа (табл. 8.9, с.168, [1])

KFL=1 т.к.

мПа

Расчёт будем вести по большему значению мПа.

Произведём проектный расчёт тихоходной ступени (8.30,с.149,[1]):
,

где Епр=2.11.011 Па

Т2=115.44 Нм

bd=0.85– коэффициент ширины шестерни

KH=1.275 – коэффициент концентрации нагрузки в зависимости от bd

(рис.8.15, с.130 [1])

мм

Определяем ширину колеса:

мм

Определяем модуль:

,

где m=22 – коэффициент модуля, в зависимости от жёсткости (табл. 8.4, с136, [1])

Находим число зубьев:

=12o

зуба

зубьев

Вычисляем межосевое расстояние:

мм

Уточним значение :



Уточняем значения делительных диаметров:

мм

мм

Определяем диаметры вершин:

мм

мм

Определяем ширину шестерни:

мм

Проверочный расчёт тихоходной ступени по контактным напряжениям (8.29,с.149,[1]):

,

где KH=KHVKH - коэффициент нагрузки

KH=1.275 (рис.8.15, с.130, [1])

KHV – коэффициент динамической нагрузки

м/c

Назначаем девятую степень точности. Принимаем KHV=1,01 (табл.8.3,с.131, [1]).



, (8.28,с.149,[1]):

KH=1.13 – в зависимости от v и 9-ой степени точности (табл.8.7, с.149, [1])





мПа

мПа

Определяем недогрузку:



Проверочный расчёт тихоходной ступени по напряжениям изгиба (8.32,с.150,[1]):

,

где YF – коэффициент формы зуба

ZF - коэффициент повышения прочности зуба

KF – коэффициент неравномерности нагрузки

Для определения YF определим и :





По графику (рис.8.20, с.140, [1]) в зависимости от и находим и :

=3.95 =3.75

мПа

мПа

Так как 89.45<91.89, то принимаем YF=3.75

Определяем ZF (8.34,с.150,[1]):

,

где KF=1.35





Найдём KF :

,

где KF=1.38 (рис.8.15, с.130, [1])

KFV=1.04 (табл.8.3, с.131, [1])



Находим окружное усилие:

Н

Определяем напряжение:

мПа

мПа

Условие прочности выполняется.

Найдём усилия в зацеплении:

Н

Н

Определяем диаметр вала:

мм

где МПа

Из ряда нормальных линейных размеров выбираем диаметр d=55 мм.

Быстроходная ступень рассчитана на ЭВМ см. приложение А.

^ 3 ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СХЕМА РЕДУКТОРА С УСИЛИЯМИ В ЗАЦЕПЛЕНИЯХ

4 ОЦЕНКА ДИАМЕТРА И РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ВАЛОВ РЕДУКТОРА, АНАЛИЗ ТИХОХОДНОГО ВАЛА
Произведём расчёт быстроходного вала:

Определим выходной конец вала:

,

где T1=30.37 Нм

мм

Согласуем вычисленное значение с величиной диаметра вала электродвигателя:

мм

Принимаем: d=32 мм, диаметр вала под подшипники мм. Диаметр под шестерню мм.

Рассчитаем промежуточный вал:

Диаметр ступени для установки на неё колеса:

,

где Tпр=115,44 Нм

мм

Принимаем dк=35 мм. Диаметр буртика для упора колеса dбк=40 мм. Диаметр участков для установки подшипников dп=30 мм.

Расчёт тихоходного вала.

Назначаем материал: Сталь 45.

Термообработка: нормализация.

Из таблицы 8.8 стр. 162 находим:

МПа

МПа

Определяем диаметр выходного конца вала (минимальный):

мм, где Мпа

Выбираем диаметры вала:

d=55 мм – диаметр в месте посадки муфты

dп=60 мм – диаметр в месте посадки подшипников

dк=65 мм – диаметр в месте посадки колесса

Определяем длины вала:
b z a



l y
b=20 ширина подшипника

a=110 мм – в зависимости от диаметра (I-ое исполнение)

y=85 мм – выбираем из интервала 85…100

,

где lст=60 – ширина ступицы (округлена)

x=10

w=50 – толщина крышки

Получаем:

l=60+10+50=120 мм

Составляем расчётную схему.

Определяем силу в месте посадки муфты:

Н

Строим эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости. Сначала определим реакции опор (составим сумму моментов относительно опоры А):



Н

Для определения реакции в опоре B составим сумму сил на вертикальную ось:



Н

Строим эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости.

Рассмотрим горизонтальную плоскость.

Запишем сумму моментов относительно опоры А:





Н

Запишем сумму сил на вертикальную ось:



Н

Строим эпюру изгибающих моментов в горизонтальной плоскости.

Строим эпюру суммарных изгибающих моментов.

Строим эпюру крутящих моментов.

Опасным сечением будет, сечение в опоре В. Проверим статическую прочность вала в этом сечении.

Мпа

Мпа

Мпа

Определяем эквивалентное напряжение:

Мпа



Условия прочности выполняются.

Определим пределы выносливости:

Мпа

МПа

Определим запасы на сопротивление усталости по формулам (15.3, с.299, [1]):





где и - амплитуды переменных составляющих

и - амплитуда постоянных составляющих

и - масштабные коэффициенты

и - эффектные коэффициенты концентрации напряжений

По графику 15.5, с. 301, [1], кривая 2 находим =0.7

По графику 15.6, с. 301, [1], кривая 1 находим =1 МПа

По таблице 15.1, с. 300, [1] получаем =1.85 Мпа и =1.4 Мпа

Принимаем





По формуле 15.3, с.299, [1] определим суммарный коэффициент запаса:



Проверяем жёсткость вала. Для определение прогиба используем таблицу 15.2, с. 303, [1]. Средний диаметр принимаем равным dк=65 мм.

,

мм4

Прогиб в вертикальной плоскости от силы Fr:

мм

Прогиб в горизонтальной плоскости от сил Ft и FM:



мм

Определяем суммарный прогиб:

мм

Определяем допускаемый прогиб (с.302, [1]):



мм

Так как , то вал отвечает необходимым условиям жёсткости.

Похожие:

1 кинематический расчёт проекта icon1 Энергетический и кинематический расчет привода
Выбор материала и определение допускаемых напряжений для зубчатых колес
1 кинематический расчёт проекта icon2 Выбор электродвигателя и кинематический расчёт 4
Широко используются сведения из курсов сопротивления материалов, теоретической механики, машиностроительного черчения и т д. Все...
1 кинематический расчёт проекта icon2 Выбор электродвигателя и кинематический расчёт 4
Широко используются сведения из курсов сопротивления материалов, теоретической механики, машиностроительного черчения и т д. Все...
1 кинематический расчёт проекта icon2 Выбор электродвигателя и кинематический расчёт 4
Широко используются сведения из курсов сопротивления материалов, теоретической механики, машиностроительного черчения и т д. Все...
1 кинематический расчёт проекта icon1 Выбор электродвигателя. Кинематический расчёт
От развития машиностроения зависят масштабы и темпы внедрения современного прогрессивного оборудования, уровень механизации и авторизации...
1 кинематический расчёт проекта icon1 Энергетический и кинематический расчет привода 4
Машиностроению принадлежит ведущая роль среди других отраслей экономики, так как основные производственные процессы выполняют машины....
1 кинематический расчёт проекта iconКурсового проекта «Расчет и конструирование сварной балки»
Целью курсового проекта является самостоятельная работа учащихся, позволяющая систематизировать, обобщить и расширить теоретические...
1 кинематический расчёт проекта iconКурсового проекта «Расчет и конструирование центрально-сжатой сквозной колонны»
Целью курсового проекта является самостоятельная работа учащихся, позволяющая систематизировать, обобщить и расширить теоретические...
1 кинематический расчёт проекта icon3 расчет монолитного участка му-1
В соответствии с заданием произвести расчет и конструирование монолитного участка (му-1) из бетона в-15. Расчет осуществляется в...
1 кинематический расчёт проекта iconУрока: защита проекта, заключительный урок по теме «Сервировка стола»
Напоминаю порядок защиты проекта, знакомлю с оценочными листами и требованиями к защите проекта. Даю консультацию по возникшим вопросам...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
dopoln.ru
Главная страница