Реферат: Основы проектирования и конструирования машин

РАСЧЕТ 2-го ЛИСТА

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

Для того, чтобы привести в движение рычажный исполнительный механизм применяют электродвигатели.

По найденному уравновешивающему моменту , приложенному к кривошипу (входной вал рычажного  исполнительного механизма), определяют вращающий момент на входном валу привода:

                                       (Нм)

где  – уравновешивающая сила,  – длина кривошипа AB,  – коэффициент запаса, определяемый в зависимости от неучтённых нагрузок, степени влияния сил и моментов трения, ошибки в положении силового расчета, условий эксплуатации и др..

Находим мощность на  валу кривошипа:

                       (Вт)

где – угловая скорость кривошипа, рад/с (см. в исходных данных).

Определяют мощность на валу электродвигателя:

                           (Вт)

где – КПД всего привода, равный произведению частных КПД передач, входящих в привод:

где – КПД закрытой передачи (редуктора);  – КПД открытой зубчатой цилиндрической передачи;  – КПД подшипников качения.

По найденной мощности  определяют тип трехфазного асинхронного электродвигателя, наиболее подходящего для конкретных условий работы (Таблица 1).

Трехфазные асинхронные электродвигатели, наиболее распространенные в различных отраслях народного хозяйства; их преимущества по сравнению с двигателями других типов: простота конструкции, меньшая стоимость, более высокая эксплуатационная надежность. При выполнении курсовых проектов следует выбирать для приводов именно эти двигатели.

Таблица 1 - Трехфазные асинхронные электродвигатели общего назначения

По требуемой мощности  выберем ближайший двигатель.

Выбираем из табл.1 электродвигатель: _____ кВт;  1500 об/мин.

Найдем частоту вращения вала кривошипа:

                           (об/мин)

Определим общее передаточное отношение всего  привода:

где  – число об/мин электродвигателя;  – число об/мин кривошипа.

Разбиваем общее передаточное число по ступеням по правилу: .

Пусть u2=          (выбираем из интервала стандартного ряда 3.15, 3.55, 4, 4.5, 5, 5.6, 6.3, 7.1, 8),  тогда

Рассчитаем частоты вращения всех валов привода:

 1500   (об/мин)

               (об/мин)     

                (об/мин)

Рассчитаем крутящие (вращающие) моменты привода:

                      (Нм)

                                 (Нм)

                                  (Нм)

ВЫБОР МАТЕРИАЛА КОЛЕС РЕДУКТОРА

Для материала Сталь 45 выбираем термообработку – улучшение. Выбираем твердость: шестерни НВ1     269…302

                                  колеса  НВ2   235…262

Определяем средние твердости зубьев:

Шестерни

Колеса     

Вычисляем контактные напряжения: 

                                (МПа)

                               (МПа)

Выбираем минимальное из  значений  и :

    (МПа) – допускаемое контактное напряжение.

РАСЧЕТ ЗАКРЫТОЙ ЗУБЧАТОЙ ПАРЫ (КОЛЕСО + ШЕСТЕРНЯ)

Зубчатые передачи предназначены для передачи движения с соответствующим изменением угловой скорости (момента) по величине и направлению. Усилие от одного элемента сцепляющейся пары к другому передается посредством зубьев, последовательно вступающих в зацепление.

Меньшее из зубчатых колес сцепляющейся пары называется шестерней, а большее – колесом. Термин зубчатое колесо относится как к шестерне, так и к колесу.

Буквенные обозначения, общие для обоих зубчатых колес сцепляющейся пары, отмечаются индексом 1 для шестерни и индексом 2 для колеса.

Рассчитываем межосевое расстояние:

где = 495 - коэффициент межосевого расстояния для цилиндрических зубчатых колес; = 0.315 - коэффициент ширины колес относительно опор;  - крутящий момент, Нм.

По табл.2 выбираем из стандартное межосевое расстояние            (мм).

Таблица 2 - Ряды межосевых расстояний

ПРИМЕЧАНИЕ: первый ряд следует предпочитать второму.

Определяем  модуль зацепления:

                                  (мм)

Значение модуля зацепления m, полученное расчетом, округляем в большую сторону до стандартного из ряда чисел:

1-й ряд -  1.0;    1.5;    2;       2.5;    3;     4;     5;     6;  8;  10

2-й ряд -  1.25;  1.75;  2.25;  2.75;  3.5;  4.5;  5.5;  7;  9

ПРИМЕЧАНИЕ:  При выборе модуля 1-й ряд следует предпочитать 2-му.

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РАЗМЕРЫ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Определим суммарное число зубьев шестерни и колеса:

Число зубьев шестерни:

Число зубьев колеса:

Делительные диаметры шестерни и колеса:

Диаметры окружностей вершин зубьев шестерни и колеса:

Диаметры окружностей впадин зубьев шестерни и колеса:

Ширина венца колеса и шестерни:

РАСЧЕТ ДИАМЕТРОВ ВАЛОВ РЕДУКТОРА

Для определения диаметра вала выполняют ориентировочный расчет его на чистое кручение по  допускаемому напряжению =15…20 МПа ():

Рассчитаем диаметры быстроходного вала редуктора.

                              (мм),  принимаем        мм

где - крутящий момент на валу, Нм.

Полученное значение диаметра округляют до ближайшего стандартного значения, мм, по ГОСТ 8032-56, ГОСТ 6636-69:

16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 25, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 53, 56, 60, 63, 67, 71, 75, 80, 85, 90, 100, 105, 110, 115, 120, 130, 140, 150, 160, 170 …

Диаметр вала под подшипниками:

Диаметр вала под шестерней:

Рассчитаем диаметры тихоходного вала редуктора.

                              (мм),  принимаем        мм

Диаметр вала под подшипниками:

                               (мм)

Диаметр вала под колесом:

                                (мм)

Диаметры , , ,  также округляют до стандартного значения.

ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ

Назначение подшипников – поддерживать вращающиеся валы в пространстве, обеспечивая им возможность свободного вращения или качания, и воспринимать действующие на них нагрузки.

Из табл.3 по рассчитанным  диаметрам вала ,  подбираем подходящие подшипники для обоих валов редуктора. Его геометрия понадобится при построении чертежа редуктора.

Для быстроходного вала № ______

Для тихоходного вала № ______

Таблица 3 - Подшипники шариковые радиальные однорядные (ГОСТ 8338-75)

ВЫБОР ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Шпонки предназначены для передачи крутящих моментов от вала к находящейся на нем детали или наоборот.

По табл.4 выбираем шпонки и заносим в таблицу:

Таблица 4 - Шпонки призматические (ГОСТ 23360-78)

Длины призматических шпонок выбирают из следующего ряда: 10; 12; 14; 16; 18; 20; 22; 25; 28; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160; 180; 200 мм.

ВОПРОСЫ К ЗАЩИТЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

1. Что называется звеном?

2. Какие бывают звенья?

3. Что называется кинематической парой?

4. Что такое класс кинематической пары?

5. Чем отличаются низшие кинематические пары от высших?

6. Что называется механизмом?

7. Как рассчитать КПД привода?

8. Как определить передаточное число редуктора и привода ?

9. Как определить частоту вращения выходного или промежуточ­ного валов, если известна частота вращения ведущего вала?

10. Как изменяется мощность при ее передаче от ведущего вала к ведомому?

11. Как изменяется крутящий момент при его передаче от ведущего вала к ведомому?

12. Какова связь крутящего момента с мощностью и частотой вра­щения вала редуктора с угловой скоростью?

13. Что такое угол зацепления?

14. Что такое модуль зацепления, его размерность?

15. Какие усилия действуют в зацеплении: цилиндрических прямозубых передач, косозубых цилиндрических передач, конических передач; червячных передач.

16. Виды ременных передач (по форме профиля поперечного сече­ния) и по материалу ремня?

17. Как определить передаточное число ременной передачи?

18. Какие существуют типы подшипников? Последовательность их выбора.

19. Для чего предназначен рым-болт (грузовой болт)?

20. Классификация резьб по форме профиля поперечного сечения.

21. В чем состоит отличие вала от оси?

22. Какие сведения должен содержать чертеж на деталь ?

23. С какой целью вводится термообработка деталей?

24. Что такое квалитет в системе допусков и посадок ЕСКД?

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Построение плана положения механизма

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Заполнение основной надписи

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Пример построения планов скоростей и ускорений для задания №1

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Пример построения планов скоростей и ускорений для задания №2

ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Пример построения планов скоростей и ускорений для задания №3

ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Пример компоновки редуктора

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.   Теория механизмов и машин / Под ред. К.В. Фролова. М.: Высшая школа, 1987.

2.   Машнев М.М., Красковский Е.Я., Лебедев П.А. Теория механизмов и машин и детали машин. Л: Машиностроение,1980

3.   Ковалев Н.А. Теория механизмов и машин. М.: Высшая школа, 1974.

4.   Иванов М.Н. Детали машин. М.: Высшая школа, 1984.

5.   Левятов Д.С. Расчет и конструирование деталей машин М.: Высшая школа, 1979.

6.   Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин. М.: Высшая школа, 1979.

7.   Иоселевич Г.Б. Детали машин. М.: Высшая школа, 1988.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению курсовой работы по дисциплине

 “Основы проектирования и конструирования машин”,

для студентов специальности 060800

 экстернатной формы обучения

Составители

Нилов Владимир Александрович

Кирпичев Юрий Викторович

Еськов Борис Борисович

Кирпичев Игорь Юрьевич

Компьютерный набор И.Ю. Кирпичев

ЛР №066815 от 25.08.99. Подписано к изданию 29.02.2002.

Уч.-изд.л. 1.11 ”C”

Воронежский государственный технический университет

394026 Воронеж, Московский просп., 14

СПРАВОЧНИК МАГНИТНОГО ДИСКА

(кафедра ПМ и ПТМ)

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению курсовой работы по дисциплине

 “Основы проектирования и конструирования машин”,

для студентов специальности 060800

 экстернатной формы обучения

Составители: Нилов В.А., Кирпичев Ю.В., Еськов Б.Б., Кирпичев И.Ю.

            Экстернат.doc                             1077  кб                       05.03.2002  

              (наименование файла)                        (объем)                             (дата)