|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ ИМЕНИ К.Г. РАЗУМОВСКОГО»
Филиал ФГБОУ ВПО «МГУТУ имени К.Г. Разумовского» в г. Омске
Кафедра Проектирования и автоматизации производств
УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой ________________________ "______" ___________2013 г.
МЕХАНИКА Методическое пособие по выполнению и оформлению курсовых проектов (курсовых работ) для студентов специальности 262000, 262200.
Дисциплина
по учебному плану направления
подготовки:
262000
«Технология изделий легкой
промышленности»
262200«Конструирование
изделий легкой промышленности»
Уровень
подготовки:
Бакалавр
Форма
обучения
заочная
Омск 2013 |
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ ИМЕНИ К.Г. РАЗУМОВСКОГО»
Филиал ФГБОУ ВПО «МГУТУ имени К.Г. Разумовского» в г. Омске
Кафедра «Проектирования и автоматизации производств»
Белоусов В.П.
МЕХАНИКА
Курсовой проект
Прямозубая цилиндрическая передача
Методическое пособие по выполнению и оформлению
курсовых проектов (курсовых работ) для студентов специальности
262000, 262200.
Омск – 2013
УДК 621.852.4(07)
Печатается по решению учебно-
методического Совета филиала
МГУТУ имени К.Г. Разумовского в г. Омске
Механика
Курсовой проект (курсовая работа)
Методические указания по выполнению и оформлению курсовых проектов (курсовых работ).
Автор: Белоусов В.П. – филиал ФГБОУ ВПО «МГУТУ им. К.Г. Разумовского» в г. Омске, 2013. – 80 с.
Изложена методика выполнения курсовых проектов для студентов – заочников инженерно-технических специальностей высших учебных заведений.
Дисциплина: механика.
Библиография: 7 наименований.
Московский государственный университет технологий и управления, филиал ФГБОУ ВПО «МГУТУ им. К.Г. Разумовского» в г. Омске, 2013г.
Содержание
Общие замечания 5
Задание курсового проекта 6
Расчет привода ленточного конвейера 7
1.Оценка КПД и мощности, выбор электродвигателя, определение передаточных отношений, угловых скоростей и крутящих моментов. 8
2. Расчёт клиноремённой передачи. 16
3. Расчёт закрытой прямозубой цилиндрической передачи 23
4. Конструктивные размеры корпуса и крышки редуктора. 48
5. Первый этап эскизной компоновки редуктора. 49
6. Проверка условия прочности при совместном действии изгиба и кручения. 52
7. Проверка долговечности подшипников 62
8. Проверка прочности шпоночных соединений 66
9. Уточненный расчет вала. (Расчет на сопротивление усталости) 70
10. Выбор сорта масла 78
11. Смазывание подшипников 80
Библиография 81
Общие замечания
В данном пособии теоретический материал не приводится, так как расчетные формулы с полным обоснованием излагаются во всех учебниках по деталям машин.
При самостоятельном выполнении курсового проекта трудно выбрать порядок его расчета, а также найти и применить учебно-справочный материал. Поэтому приводится конкретный расчет курсового проекта и весь необходимый справочный материал.
Для всех расчетных формул и для всех таблиц справочного материала указаны первоисточники. Такой подход позволяет быстро и легко самостоятельно выяснить возникшие непонятные моменты при расчете курсового проекта.
Задание курсового проекта
Последняя цифра шифра |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Вид передач |
Прямозубая |
Косозубая |
||||||||
Р3, кВт |
6,0 |
7,1 |
8,2 |
9,3 |
10,4 |
11,5 |
12,6 |
13,7 |
14,8 |
15,9 |
Предпоследняя цифра шифра |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Расположение валов от стенок редуктора |
Валы расположены по разные стороны |
Валы расположены по одну сторону |
||||||||
3, с-1 |
8,0 |
8,1 |
8,2 |
8,3 |
8,4 |
8,5 |
8,6 |
8,7 |
8,8 |
8,9 |
Схема привода ленточного конвейера
Рис. 1. Схема привода:
1 – электродвигатель, 4 – клиноремённая передача, 5 – шкив, 6 - барабан,
7 – плоскоремённая передача, 8 – муфта, 9 – редуктор.
Р1, Р2, Р3 – мощности и 1, 2, 3 – угловые скорости 1-го, 2-го, 3-го валов.
Расчет привода ленточного конвейера
Рис. 2. Схема привода
Дано: прямозубая цилиндрическая передача,
Р3 = 15 кВт,
валы расположены по разным сторонам от стенок редуктора,
3 = 8,5 с-1.
1.Оценка кпд и мощности, выбор электродвигателя, определение передаточных отношений, угловых скоростей и крутящих моментов.
1.1. Оценка кпд привода.
В соответствии с кинематической схемой определим места и узлы, где происходит потеря мощности при передаче её от двигателя на вал исполнительного механизма.
Все элементы привода соединены последовательно, тогда соотношение для оценки КПД привода будут следующее:
или
, (1.1)
где η – общий КПД привода.
Далее, согласно таблице 1.1 [1] принимаем:
=
0,98 – КПД соединительной муфты;
=
0,99 – КПД одной пары подшипников качения;
=
0,94 – КПД клиноременной передачи;
=
0,96 - КПД цилиндрической косозубой
передачи.
Тогда по формуле (1.1) получим:
.
Таблица 1.1, [1]
Рекомендации по выбору основных характеристик механических передач
Виды передач и их элементы |
Передаточное |
КПД при номинальном режиме |
Относительное |
||
Среднее |
Наибольшее |
Размеры |
Стоимость |
||
Цилиндрические зубчатые: прямозубые косозубые |
2…5 3…7 |
10…12 12…15 |
0,9…0,98 0,9…0,98 |
1,0 0,8 |
1,0 1,1 |
Конические зубчатые |
2…4 |
5…9 |
0,88…0,94 |
1,2 |
1,3 |
Винтовые зубчатые |
1…4 |
8…10 |
0,75…0,9 |
1,4 |
1,3 |
Червячные: однозаходные самотормозящие однозаходные не самотормозящие двухзаходные многозаходные |
30…100
30…60 15…40 10…20 |
300
до 300 50…60 30…40 |
0,5
0,5…0,7 0,7…0,8 0,8…0,9 |
0,5
- - - |
0,7
- - - |
Ременные: плоские клиновые круглые |
2…4 2…6 2…3 |
5…7 8…10 6 |
0,8…0,95 0,9…0,95 0,8…0,9 |
2…7
|
0,6 0,7 0,5 |
Фрикционные |
2..3 |
6 |
0,75…0,9 |
1…1,5 |
0,7 |
Цепные: закрытая открытая |
2…4 2…4 |
8…10 8…10 |
0,95…0,97 0,9…0,957 |
1,5…3
|
1,0
|
Потери на трениях в опорах по каждому валу |
|
|
0,99…0,995 |
|
|
Муфты соединительные |
|
|
0,98 |
|
|
Оценка требуемой мощности двигателя.
Требуемую мощность электродвигателя определяем по формуле:
Р1 = Р3 /η
или
Р1 = 15/0,849 = 17,67 кВт.
Оценка передаточного числа привода.
Из схемы привода следует, что передаточное отношение
, (1.2)
Общая рекомендация по разбивке – это в первом приближении выполнение условия
По формуле (1.2), используя данные таблицы 1.1., [1], находим:
,
т.е.
.
Оценка возможной частоты вращения вала двигателя.
Для
оценки скорости вращения вала 1
электродвигателя необходимо использовать
общее передаточное отношение
и частоту вращения вала исполнительного
механизма, т.е. вала 3.
Заданное значение угловой скорости
с-1
переведем число оборотов в минуту при
,
т.е.
об/мин.
Общее
передаточное отношение
можно записать и так:
,
тогда
или
мин-1.
Выбор электродвигателя.
В данном случае, т.е. при
об/мин (п.
1.4)
и
кВт (п.
1.2)
для обеспечения работы машины и минимальных габаритов привода, рационально принять двигатель с синхронной частотой вращения вала (таб. 1.2., [1]).
об/мин,
а двигатель мощностью 18,5 кВт. Условное его обозначение – 4А 180 М 6У3, скольжение S = 2,7% и отношение
.
Определяем номинальную (под нагрузку) частоту вращения вала электродвигателя:
об/мин,
т.е.
об/мин,
а угловая скорость
с-1.
Таблица 1.2 [1]
Электродвигатели асинхронные серии 4А, закрытые обдуваемые
(ГОСТ 19523-81)
Мощность, кВт |
Синхронная частота вращения, об/мин. |
|||||||||||
3000 |
1500 |
1000 |
750 |
|||||||||
Типоразмер |
S, % |
|
Типоразмер |
S, % |
|
Типоразмер |
S, % |
|
Типоразмер |
S, % |
|
|
0,55 |
63В2 |
8.5 |
|
71А4 |
7.3 |
|
71И6 |
10 |
|
80В8 |
9 |
|
0,75 |
71А2 |
5.9 |
|
71В4 |
7.5 |
|
80А6 |
8.4 |
|
90LA8 |
8.4 |
|
1,1 |
71B2 |
6.3 |
|
80A4 |
5.4 |
|
80B6 |
8.0 |
|
90LB8 |
7.0 |
1.6 |
1,5 |
80A2 |
4.2 |
|
80B4 |
5.8 |
|
90L6 |
6.4 |
|
100L8 |
7.0 |
|
2,2 |
80B2 |
4.3 |
2.0 |
90L4 |
5.1 |
2.0 |
100L6 |
5.1 |
2.0 |
112MA8 |
6.0 |
|
3,0 |
90L2 |
4.3 |
|
100S4 |
4.4 |
|
112MA6 |
4.7 |
|
112M8 |
5.8 |
1.8 |
4,0 |
100S2 |
3.3 |
|
100L4 |
4.7 |
|
112MB6 |
5.1 |
|
132S8 |
4.1 |
|
5,5 |
100L2 |
3.4 |
|
112M4 |
3.7 |
|
132S2 |
3.3 |
|
132M8 |
4.1 |
|
7,5 |
112M2 |
2.5 |
|
132S4 |
3.0 |
|
132M6 |
3.2 |
|
160S8 |
2.5 |
1.4 |
11,0 |
132M2 |
2.3 |
1.6 |
132V4 |
2.8 |
|
160S6 |
2.7 |
|
160M8 |
2.5 |
|
15 |
160S2 |
2.1 |
|
160S4 |
2.3 |
|
160M6 |
2.6 |
|
180M8 |
2.5 |
|
18,5 |
160M2 |
2.1 |
|
160M4 |
2.2 |
|
180M6 |
2.7 |
|
200M8 |
2.3 |
|
22 |
180S2 |
2.0 |
|
180S4 |
2.0 |
|
200M6 |
2.8 |
|
200L8 |
2.7 |
|
30 |
180M2 |
1.9 |
1.4 |
180M4 |
1.9 |
1.4 |
200L6 |
2.1 |
|
225M8 |
1.8 |
1.2 |
37 |
200M2 |
1.9 |
|
200M4 |
1.7 |
|
225M6 |
1.8 |
|
250S8 |
1.5 |
|
45 |
200L2 |
1.8 |
|
200L4 |
1.6 |
|
250S6 |
1.4 |
1.2 |
250M8 |
1.4 |
|
55 |
225M2 |
1.8 |
|
225V4 |
1.4 |
|
250M6 |
1.3 |
|
280S8 |
2.2 |
|
75 |
250S2 |
1.4 |
|
250S4 |
1.2 |
|
280S6 |
2.0 |
|
280M8 |
2.2 |
|
90 |
250M2 |
1.4 |
1.2 |
250M4 |
1.3 |
1.2 |
280M6 |
2.0 |
|
315S8 |
2.0 |
1.0 |
110 |
280S2 |
2.0 |
|
280S4 |
2.3 |
|
315S6 |
2.0 |
|
315M8 |
2.0 |
|
Примечание:
Пример условного обозначения электродвигателя мощностью 11 кВт, синхронная частота вращения 1500 об/мин. Электродвигатель 4 А132М4У3.
Значения символов в условиях обозначениях: цифра 4 указывает порядковый номер серии, буква А род двигателя – асинхронный. Следующие за буквой А числа (двух- или трехзначное) соответствует высоте оси вращения, мм, буквы L, S и М относятся к установочным размерам по длине станины. Цифры 2,4,6 и 8 обозначают число полюсов. Последние два знака УЗ показывают, что двигатель предназначен для эксплуатации в зоне умеренного климата.
В графе S указано скольжение %; в графе даны значения отношения величин пускового и номинального вращающих моментов.
Определяем передаточное отношение и разбиваем его по ступеням.
Передаточное число привода
,
т.е.
.
Для передаточного отношения первой ступени (клиноремённая передача) принимаем (табл. 1.1, табл. 1.4 [1]).
.
Передаточное отношение второй ступени (прямозубая цилиндрическая передача) определяется из предыдущей формулы (1.2), т.е.
,
где отклонения от стандартного числа и = 3,15 (табл. 1.4 [1]):
,
следовательно, принимаем нестандартное значение
.
Таблица 1.4 [1]
Номинальные передаточные числа u (из СТ СЭВ 221-75).
1 ряд чисел |
1 |
1,25 |
1,6 |
2,0 |
2,5 |
3,15 |
4 |
5 |
6,3 |
8 |
10 |
2 ряд чисел |
1,4 |
1,8 |
2,24 |
2,8 |
3,55 |
4,5 |
5,6 |
7,1 |
9 |
|
|