Добавил:

Mehanik Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

0062 / Новая папка / 22

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

10.02.2023

Размер:

739.65 Кб

Скачать

☆

1 / 21 2 > Следующая >>>

1.ВВЕДЕНИЕ

В основу методики работы над проектом вчетырех стадиях проектирования (техническом задании,эскизном,техническом проектах и рабочей документации) положено его деление на ряд последовательно решаемых задач.Это систематизирует работу над проектом; создается необходимая ритмичность его выполнения,которая обеспечивает своевременность как сдачи отдельных задач,так и защиты проекта.

Проектирование это разработка общей конструкции изделия. Конструирование это дальнейшаядетальнаяразработка всех вопросов,решение

которых необходимо для воплощения принципиальной схемы вреальную конструкцию.

Проект это документация,получаемая врезультате проектирования и конструирования.

Правила проектирования и оформления конструкторской документации стандартизированы.ГОСТ2.103-68устанавливает стадии разработки конструкторской документации на изделиявсех отраслей промышленности и этапы выполнения работ: техническое задание,техническое предложение (при курсовом проектировании не разрабатывается),эскизный проект,технический проект,рабочая документация.

Техническое задание на проект содержит общие сведения о назначении и разработке создаваемой конструкции,предъявляемые к ней эксплутационные требования,режим работы,ее основные характеристики (геометрические,силовые, кинематические и др.).

Эскизный проект (ГОСТ 2.119-73) разрабатываетсяобычно внескольких (или одном) вариантах и сопровождается обстоятельным расчетным анализом,врезультате которого отбираетсявариант дляпоследующей разработки.

Технический проект (ГОСТ 2.120-73) охватывает подробнуюконструктивную разработкувсех элементовоптимального эскизного варианта с внесением необходимых поправок и изменений,рекомендованных при утверждении эскизного проекта.

Рабочаядокументация заключительная стадия Работая над проектом,следует провести краткое описание работы привода,то есть

произвести кинематические расчеты,определить силы,действующие на звеньяузла, произвести расчеты конструкции на прочность,выбрать соответствующие материалы, указать преимущества и недостатки,а также особенности конструкции и расчета.

Работу проводить,используя действующие стандарты,нормали и справочную литературу.

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

2. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА

2.1. Исходные данные

2.1.1.Мощность на валу 3: P3 = 6кВт;

2.1.2.Угловая скорость вала 3: ω3 = 2.4 π сек-1;

2.1.3.Срок службы: L = 7лет;

2.1.4.На рис.1 приведена кинематическая схема привода в соответствии с заданием

Рис.1 Кинематическая схема привода
2.2. Определение мощностей, передаваемых валами.
2.2.1. Значения ηi для каждой передачи принимаем по рекомендациям см.	[1, 6]
а) η1 = 0.95 -КПД клиноременной передачи между валами дв.-1.;
б) η2 = 0.97 - КПД зубчатой цилиндрической передачи между валами 1-2;
в) ηпод = 0.99 - одной пары подшипников.
г) ηмуф = 0.98 -КПД муфты.;
2.2.3 Общий КПД привода:
η = η1 η2 ηпод3 ηмуф = 0.95 0.97 0.993 0.98 = 0.876	[1, 5] тогда:
Вал 3: P3 = 6 кВт

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

Вал 2:

6.18

кВт;

ηмуфηпод

0.98 0.99

Вал 2:

6.18

6.5

кВт;

η2 ηпод2

0.97 0.992

Вал дв:

Pдв =

6.5

= 6.84

кВт;

η1

0.95

2.3. Выбор электродвигателя 2.3.1. Выбор электродвигателя ведем из условия:

Pдв.ном ≥ Pдв.тр

где Pдв.тр - требуемая мощность электродвигателя

Pдв.ном - мощность двигателя, указаннаяв каталоге на двигатели Pдв.тр = Pдв = 6.8 кВт

2.3.2. Характеристика принятого двигателя типа IM1081.

По таблице 24.7 [2, 457] по требуемой мощности выбираем трехфазный асинхронный электродвигатель АИР132S4 единой серии АИР с короткозамкнутым ротором, с мощностью Pэдв = 7.5кВт, dэл = 38мм, Kп_н = 2синхронной частотой вращения nсин = 1500об/мин и

скольжением

s = 3

%, закрытый, обдуваемый.

2.3.3. Скорость

вала

двигателя

nдв =

nсин − nсин

= 1500 − 1500

= 1455.0

об/мин;

[1, 8]

100

2.4. Разбивка передаточного числа привода .

2.4.1. Требуемое число оборотов вала 4 (

ω3 30

= 2.4 π 30

72.0

об/мин;

2.4.1. Требуемое передаточное число привода .

Uобщ

nдв

1455.0

= 20.2

[1, 8]

72.0

2.4.2. Передаточное число привода представим в виде

Uобщ = U1_2 U2_3

см. [1, 8]

где

U1_2 := 8

- передаточное число зубчатой между валами 1 и 2 передачи по ГОСТ 2185-66; [1, 36]

Uдв_

1 := 2.5

передаточное число клиноременной передачи между валами дв. и 1;

Uобщ_р = Uдв_1 U1_2 = 2.5 8 = 20.0

Отклонение составит

U =

Uобщ− Uобщ_р

100 =

20.2 − 20.0

100 = 1.0

% находится в пределах

20.0

Uобщ_р

допустимых значений (-4%<

<4%)

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

2.5. Расчет частот вращений валов 2.5.1. Используем зависимость

ni = ni/U i-1_i

Вал дв:

nдв = 1455

об/мин;

[1, 5]

Вал 1:

n1 =

nдв

1455.0

= 582.0

об/мин;

Uдв_1

2.5

Вал 2:

582.0

72.7

об/мин;

U1_2

Вал 3:

= n2 = 73

об/мин;

2.5.2 Расчет угловых скоростей валов

= π·n /30

см. [1, 290]

ωдв

π nдв

π 1455.0

152.0

-1

Вал дв:

;

ω1

π n1

π 582.0

60.9

-1

Вал 1:

;

Вал 2:

ω2

π n2

π 72.7

7.61

-1

;

Вал 3:

ω3

π n3

π 72.7

7.61

-1

;

2.6. Расчет крутящих моментов

Ti = Pi/ωi

см. [1, 290]

Вал дв:

Tдв

Pдв 103

6.84 103

= 45.0

Нм;

ωдв

152.0

Вал 1:

T1 =

P1 103

6.5 103

= 107.0

Нм;

ω1

60.9

Вал 2:

T2 =

P2 103

6.18 103

= 812.0

Нм;

ω2

7.61

Вал 3:

T3 =

P3 103

6 103

= 788.0

Нм;

ω3

7.61

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

2.6.2. Расчет сведен в таблицу 1

Таблица 1.

Передаточное

Крутящий момент

Мощность на

Частота

Угловая скорость

К.П.Д.

вращения валов

число

на валу, (Н·м)

валах, (кВт)

(об/мин)

(1/c)

передачи

Tдв = 45

Pдв = 6.8

nдв = 1455

ωдв = 152

Uдв_1 = 2.5

η1 = 0.95

T1 = 107

= 6.5

= 582

ω1

= 60.9

U1_2 = 8

η2 = 0.97

= 812

= 6.2

= 73

ω2

= 7.6

= 788

= 6

= 72.7

ω3

= 7.6

2.7. Выводы

2.7.1. Расчеты Pi, Ti, ni, являются предварительными и могут бытьизменены и уточнены при

дальней - ших расчетах привода.

2.7.2. Данные таблицы 1 являются исходными данными для дальнейших расчетов.

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

3.Расчет цилиндрической зубчатой передачи междувалами 1-2.

3.1. Исходные данные:

T1 = 107 Н·м; T2 = 812 Н·м; n1 = 582 об/мин; n2 = 73 об/мин; U1_2 = 8

ω1 = 60.9 c-1;

Срок службы передачи: L = 7 лет;

Коэффициенты α1 := 10− 4 α2 := 0.4 α3 := 0.3 α4 := 0.3 β1 := 0.75 β2 := 0.4 KГ := 0.2 KС := 0.3

График нагрузки рис 3.

Рис 3.График нагрузки.

3.1.2 Время работы передачи: ts = L 365 KГ 24 KС = 7 365 0.2 24 0.3 = 3679.0часов; 3.1.3. Определение коэффициентов эквивалентности для графика нагрузки (NHE):

							4	T2							4				β1 T2					4				β2 T2						4
	Kп_н T2							T2											β1 T2									β2 T2
NHE1	:= 60 L n2 ts						α1	+								α2	+									α3	+							α4
NHE1	:= 60 L n2 ts	T		2			α1	+		T			2			α2	+			T		2				α3	+		T		2			α4
				2									2									2									2
					2 812.0			4			− 4					812.0				4						0.75 812.0						4				0.4 812.0		4
					2 812.0			10			− 4			+		812.0						0.4 +				0.75 812.0								0.3	+	0.4 812.0			0.3
NHE1 = 60 7 72.7 3679.0					812.0			10						+		812.0						0.4 +					812.0							0.3	+		812.0		0.3
NHE1 = 5.664× 107					812.0											812.0											812.0										812.0
NHE1 = 5.664× 107
						9		T2						9				β1 T2					9					β2 T2					9
	Kп_н T2							T2										β1 T2										β2 T2
NFE1	:= 60 L n2 ts						α1	+							α2		+								α3		+							α4
NFE1	:= 60 L n2 ts	T	2				α1	+	T			2			α2		+			T	2				α3		+		T	2				α4
			2									2									2									2

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

				2 812.0	9		− 4		812.0			9				0.75 812.0			9		0.4 812.0			9
				2 812.0		10	− 4	+	812.0				0.4		+	0.75 812.0			0.3	+	0.4 812.0				0.3
NFE1 = 60 7 72.7 3679.0				812.0		10		+	812.0				0.4		+		812.0		0.3	+			812.0		0.3
NFE1 = 5.322× 107				812.0					812.0								812.0						812.0



3.1.4 Наработка (N			):
C := 1	- число вхождений в зацепление зубьев колеса за один его оборот;
NHG := 100 106
NHG := 100 106		циклов - базовое число циклов напряжений; рис. 4.6																					[4. 82]
								6					6

										NHG						100 106
3.1.5. Коэффициент долговечности KHd1 =										NHG	=					100 106		= 1.1		=>		KHd1 := 1
3.1.5. Коэффициент долговечности KHd1 =										NHE1	=			5.66393089e7				= 1.1		=>		KHd1 := 1
										NHE1				5.66393089e7

3.1.6. Коэффициент долговечности по изгибу(KFd):

NFG :=

4 106

- база изгибных напряжений;

KFd1 =

4 106

= 0.75

При любых значениях NHE коэффициент контактной

NFE1

5.32245817e7

KFd1 = 1

долговечности должен находиться в пределах 1 ≤ KFd1 ≤ 1.3 тогда примем

3.2. Выбор материалов

3.2.1. Примем для шестерни сталь 45 ГОСТ1050-88 с термообработкой - улучшение твердость (полагая,

что диаметр заготовки шестерни не превысит 90 мм. т. 3.3 [1])

HB1 := 220

3.2.1. Примем для колеса сталь 45 ГОСТ1050-88 с термообработкой - улучшение

твердость

HB2 := 200

3.2.1.2. Механические характеристики стали 45

для шестерни

МПапредел прочности

σв1 := 780

σT1 := 440

МПапредел текучести

для колеса

σв2 :=

690

МПа

σT2 := 340

МПа

3.2.3. Допускаемые контактные напряжения для расчета на предотвращение усталостного выкрашивания

и изгибным напряжениям.

для ведущего колеса

[σ]H01 = 2HB1 + 70 = 2 220 + 70 = 510.0

МПа;

табл. 3.2 [1. 34]

SH := 1.1

см. [1. 33];

[σ]H1 =

[σ]H01

510.0

= 464.0

МПа;

[1. 292]

1.1

[σ]F01 := 700

МПа;

SF := 1.5

[σ]F01

см [1. 44];

[σ]F1 =

700

= 467.0

МПа;

1.5

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

для ведомого колеса

[σ]H02 = 2HB1 + 70 = 2 220 + 70 = 510.0МПа;

[σ]H2 =

[σ]H02

510.0

= 464.0

МПа;

1.1

[σ]F02 := 700

МПа;

[σ]F2 =

[σ]F02

700

= 467.0МПа;

1.5

3.3.1. Определяем коэффициент нагрузки (KH,KF);

3.3.2 Предворительное значение окружной скорости по формуле (V'):

Cv := 15по табл. 4.9 [4. 95];

ψa := 0.315коэффициент ширины по табл. 3.3 [4. 53]; тогда:

		3				3
	n1		T1 103
V' =				=	582.0		107.0 103	= 0.677м/с;
	103 Cv		U1_22 ψa
					103 15		82 0.315

3.3.3 Степень точности по табл. 4.10 [4. 96]: m := 7;

Отношение ширины колесо к диаметру шестерни:

ψa

U1_2

+ 1

8 + 1

= 0.315

= 1.42

3.3.4

Коэффициенты нагрузки на контактную выносливость.

По таб. 4.7 (1. 93] определяем коэффициент концентрации

KHβ0 :=

1.17

x := 0.75

таб. 4.1 [4. 77].

KHβ :=

KHβ0 (1 − x) + x = 1.042

KHα := 1.1

По рис. 4.7 [4. 92] определяем коэффициент распределения нагрузки

По таб. 4.11 [4. 96] определяем коэффициент динамичности: KHv :=

1.1

тогда: KH := KHα KHβ KHv = 1.261

3.3.5 Коэффициенты нагрузки на изгибную выносливость

3.3.5.1 По таб. 4.8 [4. 94] определяем коэффициент концентрации: KFβ0 := 1.15 x := 0.5 таб. 4.1 [4. 77].

KFβ := KFβ0 (1 − x) + x = 1.075

3.3.6Определяем коэффициент распределения нагрузки: KFα := 1 [4. 92]

3.3.7По таб. 4.12 [4, 97] определяем коэффициент динамичности KFv := 1.04

тогда: KF := KFα KFβ KFv = 1.12

3.4.1 Предварительное межосевое расстояниепо формуле:

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

K := 270для косозубых передач

	3					3
	3		2	T 103
		K	2	T 103			270	2	812.0 10	3
αw = (U1_2 + 1)		K		2	=	(8 + 1)	270		812.0 10	=	215.0мм

		[σ]H2 U1_2		ψa			464.0 8		0.315
		[σ]H2 U1_2		ψa			464.0 8		0.315

см [4. 98]

Принимаем с соответствии с единымрядом глабных параметров [4,51] стандартное значение:

ГОСТ 2185-66

αw. := 250

мм

5.4.2 Действительная2 αw. π n1 скорость2 250по формуле582.0 :

1.69

м/с см [4. 98]

(U1_2 + 1) 60 103

(8 + 1) 60 103

3.4.2 Фактические контактные напряжения

b2 := 55

мм - ширина колеса

U1_2 + 1

U1_2

+ 1

8 + 1

σH

T2 103

8 + 1

812.0 103

= 270

443.0

МПа

αw. U1_2

250 8

[σ]H2 = 464

МПа

[4. 98]

Недогруз (перегруз)

Δσ :=

[σ]H2 − σH

100 = 4.526

[σ]H2

3.5.1Следующии этап - определение модуля.

3.5.2Окружная сила по формуле

Ft2

T2 103 (U1_2 + 1)

812.0 103 (8 + 1)

3654.0

см [1. 99]

αw. U1_2

250 8

Mодуль по формуле (

ширина шестерни по

b1 := 1.12 b2

= 61.6

примем

b1. := 55

мм;

формуле:

для косозубых передач

3.5 Ft2 KFd1 KF

= 0.56 мм;

см [1. 104]

b1. [σ]F1

Полученное значение модуля округляем до ближайшего в соответствии с единым рядом главных параметров [4, 53]; mn. := 2мм.

3.6 Определение чисел зубьев. 3.6.1 Угол подъема линии зуба:

β'

3.5 mn.

180

3.5 2

180

asin

= 7.31

см [4. 100]

Суммарное число зубьев.

2 αw.

cos

β'

2 250

cos

7.31

248.0

см [4. 100]

mn.

180

примем Z := 248

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

Окончательный угол подъема линии зуба:

Z mn.

180

248 2

180

= acos

7.25

С см [4. 100]

2 αw.

2 250

Фактический коэффициент осевого перекрытия.

sin

7.25

εβ =

180

1.1 см [4. 105]

Число зубьев шестерни

Z'1 := U1_2 + 1 = 27.556

примем Z1 := 27 Число зубьев колеса

Z2 := Z − Z1 = 221

Фактическоепередаточнре число

= 8.19

а принятое

1_2

= 8

1_2

σF1

Проверяем фактическое

напряжение изгиба зубьев шестерни (

Приведенное число зубьев:

Zv1 =

= 27.7

cos

7.25

180

Коэффициент формы зуба по табл. 4.13 [4. 101]

YF1 := 3.2

Коэффициент наклона зуба:

Yβ1

−

7.25

0.948

140

Тогда:

YF1 Yβ1

σF1

KFd1

3.2 0.948

3654.0

1.12

113.0МПа а допускаемое

55 2

Ft2

[σ]F1 = 467 МПа;

Проверяем фактическое напряжение изгиба зубьев колеса (

σF2

Приведенное число зубьев:

Zv2 =

221

226.0

cos

7.25

180

Коэффициент формы зуба по табл. 4.13 [4. 101]

F2 := 3.1

Коэффициент наклона зуба:

Yβ2

−

7.25

0.948

140

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

1 / 21 2 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке Новая папка

#
10.02.2023739.65 Кб2022.pdf
#
10.02.202335.95 Кб20Tishkin.docx
#
10.02.20231.06 Mб20рпз.pdf