Детали машин

Министерство  образования Российской Федерации   Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

 

Ульяновский государственный технический  университет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кафедра «Основы Проектирования Машин»

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 

 

к курсовому проекту по курсу «Детали машин»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент группы    ТМз – 31            шифр  187

 

                                                      Ермишин М. В.

  

 

Консультант                             Олешкевич А. В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ульяновск 2005

Ульяновский государственный  технический университет Кафедра «ОПМ»
Курсовой  проект по курсу «Детали машин»				КП  –7
1. Спроектировать привод к ленточному  конвейеру по схеме (рис.1) с  графиком нагрузки, данным на  рисунке. Окружное усилие на  барабане Ft = 3,7 кН, окружная скорость барабана v = 1 м/с и диаметр барабана D  = 300 мм.                                                                                                                            Рис. 1
Представить  расчетно–пояснительную записку   с полным расчетом привода и чертежи формата А1:   Двухступенчатого зубчатого редуктора                                -  1 лист; Рабочих чертежей деталей редуктора – крышки корпуса,      зубчатого  колеса тихоходной передачи и  его вала             -  1 лист; Общий вид привода                                                                -  1 лист; Рама                                                                                     - 0,5 листа.
Фамилия, И.О. студента	Группа ТМз - 31	Дата выдачи
Ермишин М. В.

Оглавление.

1. Кинематический расчет привода.
1. Выбор электродвигателя (с проверкой условия пуска).
2. Общее передаточное отношение привода, разбивка его по ступеням.
3. Определение крутящих моментов на валах и их частот вращения.
2. Расчет передач
1. Тихоходная ступень редуктора (указать тип передачи, исходные данные для расчета).
1. Выбор материала, термообработки колес и определение допускаемых напряжений.
2. Проектный расчет.

Определение геометрических параметров зацепления.

3. Проверочный расчет.

Проверка условий контактной и изгибной выносливости зубьев колес, условий контактной и изгибной прочности  зубьев при пиковой нагрузке.

4. Силы в зацеплении.
5. Конструкция колес.
2. Быстроходная ступень редуктора (аналогично п. 2.1.).
3. Открытая (цепная или ременная) передача.

Полный расчет при  одноступенчатом редукторе. Проектный  расчет при двухступенчатом редукторе.

3. Эскизная компоновка редуктора
1. Предварительный расчет диаметров валов.
2. Выбор подшипников.
3. Основные размеры корпуса редуктора.
4.   Конструирование и расчет валов, подшипников, шпоночных (шлицевых) соединений.
1. Тихоходный вал.
1. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов.
2. Расчет вала на сопротивление пластическим деформациям по сечению, в котором возникает наибольшее эквивалентное напряжение.
3. Расчет вала на сопротивление усталости.
4. Расчет подшипников тихоходного вала.
5. Расчет шпоночных соединений тихоходного вала.
2. Промежуточный вал (п. 4.2.1 –  4.2.5.).
3. Быстроходный вал (п. 4.3.1 –  4.3.5.).
5. Конструкция и эксплуатация установки.
1. Конструкция редуктора. Смазка зубчатых передач, подшипников. Для червячного редуктора - тепловой расчет.
2. Выбор стандартных муфт.
3. Конструкция рамы (плиты), выбор фундаментных болтов.
4. Эксплуатация установки. Техника безопасности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Кинематический  расчёт привода.

1.1. Выбор электродвигателя.                                                             [ 1 c. 4…6 табл. 1.1 – 1,2]

Потребляемая мощность на выходе Р_вых.

Р_вых = Ft* V

Окружное усилие на барабане F_t = 3,7 кН.

Окружная скорость барабана v = 1 м/с.

Р_вых = 3700 Вт.

 

Потребная мощность на входе Р_вход. 

Р_вход. =  Р_вых / h_общ.

                                                      Численное значение степеней равно количеству звеньев.

 

h_общ.  = h₁² * h₂² * h₃ * h₄³     - КПД механизма.

h₁ = 0,98 – КПД соединительных муфт ( 2шт.)

h₂ = 0,98 – КПД быстроходных передач ( 2шт.)

h₃ = 0,96 – КПД тихоходной передачи

h₄ = 0,99 – КПД подшипников качения ( 3пары)

h_общ. = 0,98² * 0,98² * 0,96 * 0,99³ = 0,9604*0,9604*0,96*0,970299 = 0,859

Р_вход. =  3700 / 0,859 = 4306,5 Вт.

 

Эквивалентная мощность с учётом данного графика нагрузки.

Р_экв. = к_э Р_вход.

к_э =             (bi² * ai )     < 1 - коэффициент учитывающий график нагрузки.

bi – коэффициент учитывающий момент Т.

ai -  коэффициент учитывающий время t.

к_э =            1² * 0,15  +   0,7² * 0,25  + 0,5² * 0,6 = 0,65

 

Р_экв. = 0,65*4306,5 = 2799,2 Вт.

 

Ориентировочная частота вращения электродвигателя n_дв.

n_дв.= n_вых*u_б*uт

n_вых = 60v/(pD) – частота вращения выходного вала.

D = 0.3 м. – диаметр барабана.

n_вых = 60/(3.14*0.3) = 63.69 мин^-1 

u_б = uт = 5 – передаточное число быстроходной и тихоходной передач.

n_дв.= 63,69*5*5 = 1592 мин^-1 

Принимаю электродвигатель серии 4А100L4  1430 об/мин   4 кВт      [ 1 c. 377 табл. 24,8]

Проверка условия пуска.

Тном = 9550Рн/n

Тном = 9550*4/ 1430 = 26.7 Нм

                                                                                                          Тср.пуск => Тпик

Тпик = bn*Т₁

bn = 1,3  - коэффициент нагрузки.

Т₁ = 26 Нм. – вращающий момент на входном валу

                                                                                                               Тпик = 1,3*26 = 34 Нм.

Тср.пуск = (ymax+ ymin)/2 * Тном

ymax = 2.2 – кратность максимального пускового момента.

ymin = 1.1 – кратность минимального пускового момента.

                                                                                           Тср.пуск = (2,2+ 1,1)/2 * 26.7 = 44 Нм.

1.2  Общее передаточное отношение привода и разбивка его по ступеням.

U_общ = n_вход / n_вых  = U_б* U_т  

U_общ = 1430 / 63,69 = 22,5  

U_т = 0,88      U_общ                                                                                                     [ 1 c. 7 табл. 1,3]                                            

 

U_т = 4,2

U_б = U_общ / U_т

U_б = 5,4

 

  1.3 Определение крутящих моментов на валах и их частот вращения.                 [ 1 c. 7-8]

         Т₃ = F_t D/2  - вращающий момент на выходном валу.

        Т₃ = 3700*0,3/2 = 555 Нм 

         Т₂ = Т₃ / (U_т*h₃)   - вращающий момент на промежуточном валу.

          Т₂ = 555 / (4,2*0,96) = 137,5 Нм

          Т₁ = Т₂ / (U_б*h₂)   - вращающий момент на входном валу.

          Т₁ = 137,5 / (5,4*0,98) = 26 Нм

 

        n₁ = n_дв = 1430 об/мин – частота вращения входного вала.

        n₂ = n₁/ U_б - частота вращения промежуточного вала.

        n₂ = 1430/ 5,4 = 264,8 об/мин.

        n₃ = n₂/ U_т - частота вращения выходного вала.

        n₃ = 264,8/ 4,2 = 63 об/мин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

 

     1. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. – М.: Высш.шк., 1985. – 416 с.

    2. Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для втузов / С.А.Чернавский и др. – М.: Машиностроение, 1984. – 560 с.

    3. Детали машин: Атлас конструкций: В 2 ч. / Под общ. ред. Д.Н. Решетова. – М.: Машиностроение, 1992.- Ч.1; 352 с.

    4. Расчет зубчатых и червячных передач / Сост. В.Н.Демокритов,

А.И. Ерепов, К.Ф. Лагунов, А.В. Олешкевич. – Ульяновск, 1991. – 112 с.

    5. Расчет и конструирование валов: Методические указания / Сост.

В.И. Тарханов. – Ульяновск: УлПИ, 1994. – 40 с.

    6. Расчет и выбор подшипников качения: Методические указания / Сост. В.И. Тарханов. – Ульяновск: УлПИ, 1993. – 60 с.

7. Шпоночные и шлицевые соединения: Методические указания / Сост. В.И. Тарханов. – Ульяновск: УлГТУ, 1995. – 32 с.