Санкт-Петербургский государственный
экономический университет
Филиал в г. Сосновый Бор
Курсовая работа по дисциплине " Детали машин и основы конструирования "
Студент группы 45 _____________
(подпись)
Руководитель доцент ______________
(подпись)
Задание защищено с оценкой « »
Дата « » ____________ 20____ г.
Санкт-Петербург - Сосновый Бор
20____
Содержание
Расчет механизмов электромеханического подъемника…………..4
1 Расчет силовой винтовой передачи …………………………….4
2 Проверка на прочность поперечной балки ………………….....8
3 Определение параметров мотора-редуктора………………........9
4 Контрольные вопросы …………………………………………..11
5 Варианты заданий……………………………….........................12
Список использованных источников……………………………..…13
Приложение А. Требования к оформлению ……………………......14
Приложение Б. Параметры трапецеидальной резьбы……………..15
Приложение В. Технические данные асинхронных двигателей переменного тока серии RA…………………………........................16
Приложение Г. Примеры расчётов……………….............................17
Расчет механизмов электромеханического подъемника
Задание: В соответствии с индивидуальным вариантом исходных данных выполнить расчёт основных механизмов электромеханического подъемника и определить параметры электродвигателя для его привода.
1 Расчет силовой винтовой передачи
Проектируемая винтовая передача в зависимости от числа стоек подъемника воспринимает часть общего веса. Поэтому вначале определяем вес Q, приходящийся на каждую стойку.
Средний диаметр резьбы винта и гайки d2 определяем из расчета резьбы на износостойкость
,
(1)
где Q - вес, приходящийся на каждую стойку, Н;
k1 - отношение высоты гайки h к среднему диаметру резьбы, принимаем k1 = h/d2 = 1,6;
k2 - коэффициент зависит от вида резьбы. Для трапецеидальной резьбы k2 = 0,5;
[q] - допускаемое давление для резьбы, [q] = 10МПа.
С учётом запаса прочности, необходимого для грузового винта подьёмника, принимаем трапецеидальную однозаходную правую резьбу с диаметром и шагом в соответствие с ГОСТ 24737-81. Параметры трапецеидальной резьбы которая применяется для грузовых винтов указаны в приложении Б.
Принимаем материал винтовой пары: для винта Сталь 45, для гайки – бронза Бр ОЦС-6-6-3.
Затем проверяем условия самоторможения винта
<
r,
(2)
где L - угол подъема винтовой линии;
r - угол трения, для винтовой пары сталь - бронза r = 40.
Угол подъема винтовой линии определяем выражением
,
(3)
где р - шаг резьбы.
Если условия самоторможения не выполняется, принимаем для расчетов винт с меньшим шагом резьбы.
Коэффициент полезного действия винтовой пары определяется выражением
(4)
На винт совместно действуют напряжение растяжения и касательное напряжение от приложенного к винту крутящего момента (рисунок 1).
Рисунок 1 - Пример конструктивного исполнения верхней опоры грузового винта
Выполним проверку винта на прочность с учетом совместного действия деформации растяжения и кручения.
Условия прочности
sпр £ [s], (5)
где sпр - приведенное напряжение от действия деформации растяжения и кручения, МПа;
[s] - допускаемое напряжение, МПа.
Приведенное напряжение sпр равно
,
(6)
где sр - напряжение растяжения, МПа;
t - касательное напряжение МПа.
Допускаемое напряжение [s] для материала Сталь 45 равно 160МПа .
Напряжение растяжения sр равно
sр
=
(7)
Касательные натяжения t определим по формуле
t
=
,
(8)
где Мкр - крутящий момент прилагаемый к винту, Н × м;
Wр - полярный момент сопротивления, м3
Величина крутящего момента Мкр определяется выражением
Мкр
=
,
(9)
где Мn - момент трения на опорах винта
Мn
=
,
(10)
где f0 - коэффициент трения в подшипниках, f0 = 0,01
Величина полярного момента сопротивления для круглого сечения, вычисляется по выражению
,
(11)
где d1 - внутренний диаметр резьбы, мм
Подставив значения указанных величин в формулы (8), (9), (10), (11) определим значение касательного напряжения действующего на винт.
Затем определим приведенное напряжение в соответствии с формулой (6).
Если условие прочности по приведенному напряжению действующему на винт не соблюдается, принимают винт большего диаметра и повторяют расчет.
Затем определим необходимое число витков резьбы в гайке Z из расчета по допускаемому давлению
,
(12)
где [g] - допускаемое давление в сопряжении винт-гайка, Н/м2;
d - наружный диаметр винта, м;
d1 - внутренний диаметр винта, м.
Для пары сталь - бронза допускаемое удельное давление [g] = 7…13МПа. Примем [g] = 12 МПа.
Подставив в формулу (12) значения указанных величин, получим требуемое число витков с округлением до ближайшего целого значения.
Определим высоту гайки по формуле
h = Р × z , (13)
где Р - шаг резьбы.
Наружный диаметр гайки Dн определим из расчета на растяжение
,
(3.14)
где [sр] - допустимое напряжение в гайке на растяжение, [sр] = 40МПа;
d - наружный диаметр резьбы;
k - коэффициент запаса прочности, k = 1,5.