Добавил:

Mehanik Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

0091 / рпз

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

10.02.2023

Размер:

853 Кб

Скачать

☆

1 / 51 2 3 4 5 > Следующая >>>

1.ВВЕДЕНИЕ

В основу методики работы над проектом в четырех 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 дальнейшая детальная разработка всех вопросов, решение которых необходимо для воплощения принципиальной схемы в реальную конструкцию.

Проект это документация, получаемая в результате проектирования и конструирования.

Правила проектирования и оформления конструкторской документации стандартизированы. ГОСТ 2.103-68 устанавливает стадии разработки конструкторской документации на изделия всех 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) разрабатывается обычно в нескольких (или одном) вариантах и сопровождается обстоятельным расчетным анализом, в результате которого отбирается вариант для последующей разработки.

Технический проект (ГОСТ 2.120-73) охватывает подробную конструктивную разработку всех элементов оптимального эскизного варианта с внесением необходимых поправок и изменений, рекомендованных при утверждении эскизного проекта.

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

произвести кинематические расчеты, определить силы, действующие на звенья узла, 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.Крутящий момент на валу 4: T4 = 2.5 кН·м;

2.1.2.Угловая скорость вала 4: ω4 = 4 сек-1;

2.1.3.Срок службы: L = 3 года;

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 Передаваемым валом 1 по заданию (P1)

P4 = T4 ω4

2.5 4

10.0 кВò

2.2.2. Значения η i для каждой передачи принимаем по рекомендациям см.

[1, 6]

à)

η1

:= 0.95

-КПД клино-ременной передачи между валами 1-2.;

б)

η2

:= 0.9

- КПД червячной передачи в закрытом корпусе между валами 2-3;

в)

η3

:= 0.97

- КПД зубчатой передачи в закрытом корпусе между валами 3-4;

д) ηмуф := 0.98

-КПД муфты.;

2.2.3 Общий КПД привода:

η = η3 η2 η1 ηмуф

0.97 0.9 0.95 0.98 = 0.813

[1, 5]

тогда:

Âàë 4: P4 = 10 кÂò

Вал 3: P3

10.0

= 10.2 êÂò;

ηмуф

0.98

Âàë 2:

10.2

= 10.5

êÂò;

η3

0.97

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

Âàë 1:	P1 =		P2	=	10.5		= 11.7		êÂò;
			η2		0.9
Âàë дв:		Pдв	=	P1	=	11.7		= 12.3		êÂò;
				η1
						0.95

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

Pдв.ном ≥ Pдв.тр

ãäå

Pдв.тр - требуемая мощность электродвигателя

Pдв.ном - мощность двигателя, указанная в каталоге на двигатели Pдв.тр = Pдв = 12.3 êÂò

2.3.2. Характеристика принятого двигателя типа IM1081.

По таблице 24.7 [2, 457] по требуемой мощности выбираем трехфазный асинхронный электродвигатель АИР160S4 единой серии АИР с короткозамкнутым ротором, с мощностью Pэдв = 15 êÂò, dэл = 38 мм,

Kп_н

= 2

синхронной частотой вращения

nсин = 1500

об/мин и скольжением

s = 3.2

%, закрытый,

обдуваемый.

2.3.3. Скорость вала двигателя

= n

− n

= 1500 − 1500

3.2

1452.0

îá/ìèí;

[1, 8]

100

дв

син

100

2.4. Разбивка передаточного числа привода .

2.4.1. Требуемое число оборотов вала 4 (n4).

ω4 30

4 30

= 38.2

об/мин;

2.4.1. Требуемое передаточное число привода .

Uобщ

nдв

1452.0

= 38.0

[1, 8]

38.2

2.4.2. Передаточное число привода представим в виде

Uобщ = U1_2 U2_3 U3_4

см. [1, 8]

ãäå

U3_4 := 2.5

- передаточное число зубчатой между валоми 2 и 3 передачи по ГОСТ 2185-66;

[1, 36]

U2_3 := 10

- передаточное число червячной передачи между валоми 1 и 2;

U1_2 := 1.5

- передаточное число ременной передачи между валоми дв. и 1;

Uобщ_р = U1_2 U2_3 U3_4 = 1.5 10 2.5 = 37.5

Отклонение составит

U =

Uобщ

− Uобщ_р

100

38.0 − 37.5

100

= 1.33

% находится в пределах

Uобщ_р

37.5

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

Âàë дв:

nдв = 1452

îá/ìèí;

[1, 5]

Âàë 1:

n1 :=

nдв

1452.0

= 968.0

îá/ìèí;

U1_2

1.5

Âàë 2:

n2 =

968.0

= 96.8

îá/ìèí;

U2_3

Âàë 3:

96.8

= 38.7

îá/ìèí;

U3_4

2.5

Âàë 4:

n4 = n3 = 39

îá/ìèí;

2.5.2 Расчет угловых скоростей валов

ωi = π·ni/30

см. [1, 290]

π nдв

1452.0

-1

Âàë дв:

ωдв

= 152.0

;

π n1

968.0

-1

Âàë 1:

ω1

101.0

;

π n2

96.8

-1

Âàë 2:

ω2

10.1

;

π n3

38.7

-1

Âàë 3:

ω3

4.05

;

π n4

38.7

-1

Âàë 4:

ω4

4.05

;

2.6. Расчет крутящих моментов

Ti = P

i/ωi

Pдв 103

12.3 103

см. [1, 290]

Âàë дв:

Tдв =

= 80.9

152.0

ωдв

Íì;

Âàë 1:

T1 =

P1 10

11.7 103

= 116.0

Íì;

ω1

101.0

Âàë 2:

P2 103

10.5 103

= 1039.0

Íì;

ω2

10.1

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Âàë 3:

P3 103

10.2 103

= 2518.0

Íì;

ω3

4.05

Âàë 4:

P4 103

10.0 103

= 2469.0

Íì;

ω4

4.05

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 = 81

Pдв = 12.3

nдв = 1452

ωдв = 152

= 116

P1 = 11.7

n1 = 968

ω1

= 101

U1_2 =

1.5

η1 = 0.95

= 1039

P2 = 10.5

n2 = 97

ω2

= 10.1

U2_3 =

η2 = 0.9

= 2518

P3 = 10.2

n3 = 38.7

ω3

= 4.1

η3 = 0.97

U3_4 = 2.5

= 2469

P4 = 10

n4 = 39

ω4 = 4.1

2.7.Выводы

2.7.1.Расчеты Pi, Ti, ni, являются предварительными и могут быть изменены 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 КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ

3.1.Исходные данные

Pдв = 12.3 êÂт nдв = 1452 îá/ìин Tдв = 80.9 Нм

T1 = 80.9 Нм U1_2 = 1.5 ωдв = 152 с-1

3.2. Расчетная схема передачи.

Рис. 3.2 Схема клиноременной передачи. 3.3. Расчет основных параметров передачи.

3.3.1. Выбор типа ремня. Выбираем в зависимости от n1 è P1 По номограмме [1] стр. 134

[1] стр. 129 рекомендуется ремень типа "Б"

Рис.3.2 Сечение клинового ремня

3.3.2.. Основные размеры клинового ремня "Б" [1] таблица 7.7 по ГОСТ 1284.1-8

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

3.3.2.1.

lp =

ìì

W = 17

ìì

TO = 10.5

ìì

A = 133

мм2

L = 40

ìì

ϕ = 40

mрем = 0.18

кг/ì

3.3.2.2.

Диапазон

äëèí

Lд = "800 - 6300 мм"

3.3.2.3

Диаметр ведущего шкива определяют

по эмперической формуле

3.5 T 103 =

3.5 80.9 103

= 151.0

мм

дв

Полученное значние округляем до ближайшего большого значения [1] таб. 2.2.4 ГОСТ 20889-88 и при условии что миниамльно допустимый диаметр ведущего шкива [1] таблица 7.7 для ремня

типа "Б" dmin = 125 мм тогда примем в расчет d1. = 140 мм.

3.3.2.4.Диаметр ведомого шкива определяют с учетом относительного скольжения ремня ε = 0.02 d2 = U1_2 d1. = 1.5 140 = 210.0 ìì

3.3.2.5.Примем из стандартного ряда диаметров табл 2.2.4 [1]

d2. = 210 мм.

3.3.2.6. Уточненное значение передаточного отношения

u1_2.

d2.

210

= 1.53

d1. (1 −

ε)

140 (1 − 0.02)

3.3.2.7.

Погрешность составляет

u =

U1_2 − u1_2.

100

1.5 − 1.53

100 = −2.0

U1_2

1.5

и находится в допустимых пределах

-4% <

u < 4%

3.3.2.8.

Межосевое расстояние a назначим, ориентируясь на amin , amax.

amin

= 0.55 (d1. + d2.) + TO

= 0.55 (140 + 210) + 10.5 = 203.0

ìì

= 2 (d1. + d2.)

= 2 ( 140 + 210)

= 700.0

amax

ìì

a = 360

примем в расчет

мм.

3.3.2.9.

Угол обхвата на ведущем шкиве

α =

180 −

d2. − d1.

= 180 −

210 − 140

57 = 169.0

360

3.3.2.10.

Длина ремня

LP =

2 a + 0.5 π (d2. + d1.)

(d2. − d1.)2

= 2 360 + 0.5 π (210 + 140) +

(210 − 140)

= 1273.0

мм

4 a

4 360

Примем стандартное значение длины ремня

L = 1400

мм

3.3.2.11 Cкорость ремня

v1 = ω1

d1. 10−3

140 10−3

101.0

7.07

ì/ñ

3.3.2.12.

Расчет числа ремней.

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

3.3.2.14. Число ремней определяют из условия обеспечения тяговой способности

передачи

P1 Kд

z ≥ P0 Kα Kz KL

где

P0 = 3

кВт - определено интерполяцией табличных данных 2.2.7 [2] мощность, передаваемая одним

ремнем, при n1 = 1452

; P1 = 12.3 кВт; U1_2 = 1.5

;

Kд = 1.1

- коэффициент динамической нагрузки;

Kα := 0.893- коэффициент угла обхвата

KL := 0.9- коэффициент учитывающий влияние длины ремня

Kz := 0.95

тогда

P1 Kд.

12.3 1.1

z = P0 Kα Kz KL

= 3 0.893 0.95 0.9

= 5.91

3.3.2.15.

Принимаем

z := 6

3.3.2.16. Предворительное натяжение ветви клинового ремня

850 P1 Kд. KL

850 12.3 1.1 0.9

z v1 Kα

+ θ v1

6 7.07 0.893

+ 0.18 7.07

= 282.0

Н;

3.4.

Усилия, действующих на вал.

2 F

z sin

α π

2 282.0 6 sin 169.0 π = 3368.0 Н;

180 2

3.5.

Разработка конструкции шкивов

3.5.1.

Разработка

конструкции шкива ведомого

3.5.2.

Диаметр отверстия для вала dø

τadm := 20 МПа - допускаемое напряжение при предварительном расчете (для быстроходных валов)

T 103

dш

= 27.2

мм

0.2 τadm

Примем dш := 35

Ширина обода шкива Bш

для ремня типа А

f := 10 мм

eр := 15 мм

тогда Bш := 2 f + eр (z − 1) = 95

мм

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

4. Расчет червячной передачи.

4.1. Исходные данные: T1 = 116 Н·м;

T2 = 1039 Н·м; n1 = 968 îá/ìèí; n2 = 97 îá/ìèí; U2_3 = 10

ω2 = 10.1 c-1;

Срок службы передачи: L = 3 года; Расчетная схема приведена на рис 4.

Коэффициенты α1 := 10−3 α2 := 0.7 α3 := 0.3 α4 := 0 β1 := 0.9 β2 := 0.5 KГ := 0.8 KС := 0.3 График нагрузки рис 5.

Рис 4. Cхема червячной передачи.

4.1.1.Время работы передачи: ts = L 365 KГ 24 KС = 3 365 0.8 24 0.3 = 6307.0 часов;

4.1.2.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		T2			α1	+						T2			α2 +			T2				α3 +		T2					α4
								4						−3			1039.0			4				0.9 1039.0		4						0.5 1039.0	4
NHE1 =			2 1039.0											−3		+	1039.0				0.7		+	0.9 1039.0				0.3 +				0.5 1039.0		0
NHE1 =	60 3 96.8 6307.0										10					+					0.7		+					0.3 +						0
NHE1 = 1.003 × 108				1039.0													1039.0							1039.0								1039.0
NHE1 = 1.003 × 108
						4					T2					4		β1 T2					4	β2 T2						4
		Kп_н T2									T2							β1 T2						β2 T2
NHE2 :=	60 L n3 ts					α1	+									α2 +							α3 +								α4
NHE2 :=	60 L n3 ts		T2			α1	+							T2		α2 +			T2				α3 +		T2						α4			4
									4					−3			1039.0				4			0.9 1039.0			4					0.5 1039.0		4
NHE2 =			2 1039.0											−3		+	1039.0				0.7		+	0.9 1039.0				0.3 +				0.5 1039.0			0
NHE2 =	60 3 38.7 6307.0			1039.0								10				+	1039.0				0.7		+	1039.0				0.3 +				1039.0			0
				1039.0													1039.0							1039.0								1039.0

NHE2 = 4.01 × 107

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

		Рис 5. График нагрузки.
4.1.3 По рекомендации [1, 33] принимаем число заходов червяка						z1	= 4
4.1.4. Определяем число зубьев колеса:					z2 = z1 U2_3 = 4 10		= 40.0
4.1.5. Принимаем значение z2 = 41
4.2 Âыбор ìатериала
4.2.1 Предворительно примем скорость скольжения в зациплении
vск	= 4.5 10−4 n1 3 T2		= 4.5 10−4 968 3 1039.0 = 4.41				ì/ñ
4.2.2 Выбор материала примем относящиеся к 2 группе
Для червяка примем Сталь 40Х с термообработкой улучшение табл 2.3								[2, 18]
Для венца червячного колеса БрАЖ9-4					(îòливка â кокиль) табл 2.14			[2, 31]
4.3 Допускаемые контактные напряжения
Для венца червяного колеса
4.3.1. Предел прочности при диаметре заготовки не привышающее 200 мм по табл. 2.14
σв1 = 450 ÌÏа								[2, 12]
4.3.2. Значение контактного напряжения ( σHadm01)
KH0	= 0.75 - для шлифованных и полированных червяков с твердстью HB<350.
при базовом цикле NHO := 107 переменных напряжений
σHadm01 = KH0 σв1 = 0.75 450 =					337.0 ÌÏà			[2, 31]
4.3.3 Коэффициент долговечности ( KHL)
Суммарное число циклов переменных напряжений
NHE1 = 1.003 × 108
								Лист
Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата

1 / 51 2 3 4 5 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке 0091

#
10.02.202368.04 Кб16Предворительная эскизаня компоновка.cdw
#
10.02.2023326.59 Кб16привод.dwg
#
10.02.2023152.35 Кб14рама.dwg
#
10.02.2023689.66 Кб13Редуктор.doc
#
10.02.2023235.04 Кб15Редуктор.dwg
#
10.02.2023853 Кб13рпз.pdf
#
10.02.2023329.28 Кб13Сборочный.cdw
#
10.02.2023209.3 Кб13Спец.frw
#
10.02.2023212.56 Кб13Стр 7, 22-24.cdw
#
10.02.202375.28 Кб13Эпюры валов.cdw