Добавил:

Mehanik Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

0354 / вариант 5 / сдать / рпз

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

14.02.2023

Размер:

703.06 Кб

Скачать

☆

1 / 41 2 3 4 > Следующая >>>

Перв. примен.

Справ. №

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

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 необходимаяритмичность его выполнения,которая обеспечивает своевременность как сдачи отдельных задач,так и защиты проекта.

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

которых необходимо для воплощения принципиальной схемы вреальную конструкцию.

Проект это документация,получаемая врезультате проектированияи конструирования.

Правила проектирования и оформленияконструкторской 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 сведенияо 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 отбирается вариант 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 заключительнаястадия 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,используядействующие стандарты,нормали и справочную литературу.

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

Перв. примен.

Справ. №

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

2. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА

2.1. Исходные данные

2.1.1.Мощность на валу электродвигателя : P1 = 10кВт;

2.1.2.Число оборотов вала электродвигателя n1 = 1450 об/мин;

2.1.3.Число оборотов вала 4 n4 = 35 об/мин;

2.1.4.Срок службы: ts = 15000часов;

2.1.5.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 Определение числа оборотов, передаваемым валом 4 (n4) n4 = 35 об/мин;

2.2.2.1. Значения ηi для каждой передачи принимаем по рекомендациям см. [1, 5] а) η4 = 0.95 - конической передачи;

б) η3 = 0.97 - цилиндрической прямозубой передачи в закрытом корпусе между валами 3-2; в) η2 = 0.97 - цилиндрической прямозубой передачи в закрытом корпусемежду валами 2-1; г) ηпод = 0.99 - одной пары подшипников.

д) ηмуф = 0.98 - муфты. 2.2.3 Общий КПД привода:

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

Перв. примен.

Справ. №

Инв. №подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

η = η3 η2 ηпод3 η4 ηмуф

0.97 0.97 0.993 0.95 0.98 = 0.85

[1, 5] тогда:

Вал 1:

= 10

кВт;

Вал 2:

η2 ηпод2 ηмуф

= 10 0.97 0.992

0.98 = 9.32

кВт;

Вал 3:

P2 η3

ηпод =

9.32 0.97

0.99 = 8.95

кВт;

[1, 5]

Вал 4:

η4

= 8.95 0.95

= 8.5

кВт;

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 = P1 = 10 кВт

2.3.2. Характеристика принятого двигателя.

По таблице 24.9 [1, 417] по требуемой мощности выбираем трехфазный асинхронный электродвигатель АИР132M4 единой серии АИР с короткозамкнутым ротором, с мощностью

Pэдв = 11 кВт, dэл = 38мм,

Kп_н

= 2.2

синхронной частотой вращения

nсин = 1500

об/мин и скольжением

s = 3.33

обдуваемый.

закрытый,

2.3.3. Скорость вала двигателя

n1 =

nсин − nсин

= 1500 − 1500

3.33

1450.0

об/мин;

[1, 8]

100

2.4. Разбивка передаточного числа привода .

2.4.1. Требуемое передаточное число привода .

Uобщ

1450.0

= 41.4

[1, 8]

2.4.2. Передаточное число привода представим в виде

Uобщ = U1_2 U2_3 U3_4

см. [1, 8]

где

U2_3 = 4.5

- передаточное число зубчатой между валоми 1 и 2 передачи

по ГОСТ 2185-66; [3, 36]

U3_4 = 5.6

- передаточное число зубчатой передачи между валоми 2 и 3;

U1_2 = 1.6

- передаточное число конической передачи между валоми 3 и 4 ;

Uобщ_р =

U1_2 U2_3 U3_4 =

1.6 4.5 5.6 =

40.3

Отклонение составит

U =

Uобщ − Uобщ_р

100 =

41.4 − 40.3

100 = 2.73

% находится в пределах

40.3

Uобщ_р

допустимых значений (-4%<

<4%)

2.5. Расчет частот вращений валов

2.5.1. Используем зависимость

ni = ni/U i-1_i

[1, 5]

Вал 1:

n1 = 1450

об/мин;

Лист

Изм. Лист № докум.

Подпись Дата

Перв. примен.

Справ. №

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

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:

T2 = 277 Н·м;

n2 = 322 об/мин;

примен

U2_3 = 4.5

Перв.

ω2 = 33.7

c-1;

часов ;

Срок службы передачи: ts = 15000

Расчетная схема приведена на рис 4.

Коэффициенты α1

= 10− 4 α2 = 0.25 α3

= 0.25 α4

= 0.5

β1 = 0.7 β2 = 0.4

KГ = 0.2 KС = 0.3

График нагрузки рис 4.

Справ. №

и дата

Подпись

3.1.2. Определение коэффициентов эквивалентности для графика нагрузки (NHE):

№ дубл.

C = 1 - число вхождений в зацепление зубьев колеса за один его оборот;

тогда: N

ts 60 U2_3 C = 2.9× 108 циклов

ts α1

15000 10− 4

[3, 15]

Инв.

Kп_н T2 =

2.2 277.0 =

609.0Н·м;

1.5 часов;

№

T2 = 277.0Н·м;

ts α2 =

15000 0.25 =

3750.0часов;

β1

T2 =

0.7 277.0

194.0Н·м;

ts α3

15000 0.25

= 3750.0часов;

инв

β2

T2 =

0.4 277.0

111.0Н·м;

ts α4

15000 0.5

7500.0часов;

Взам.

тогда:

и дата

KHE =

Подпись

KHE =

609.0 3

1.5

277.0

3750.0

194.0

3750.0

111.0

7500.0

0.717

277.0

15000

277.0

15000

277.0

15000

277.0

15000

подл.

Лист

Инв. №

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

Перв. примен.

Справ. №

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

3.1.3 Наработка (N

C := 1

- число вхождений в зацепление зубьев колеса за один его оборот;

тогда:

N = ts 60

C = 15000 60

1450.0

2.9e8

циклов

[3, 15]

U2_3

4.5

NHG := 100 106

циклов - базовое число циклов напряжений; рис. 4.6

[4. 82]

3.1.4. Коэффициент долговечности KHd =

KHE

0.72

2.9e8

= 1.03

100 106

NHG

3.1.5. Коэффициент долговечности по изгибу(KFd):

KFE := 0.752

- коэффициент эквивалентности по изгибу; табл. 4.1

[4. 77]

m := 6

NFG :=

4 106

- база изгибных напряжений;

KFd =

KFE

= 0.752

2.9e8

= 1.54

[1. 33]

NFG

4 106

3.2. Выбор материалов 3.2.1. Примем для шестерни сталь 45 ГОСТ1050-88 с термообработкой - улучшение твердость

(полагая, что диаметр заготовки шестерни не превысит90 мм. т. 3.3 [1]) HB1 := 230

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

HB2 := 200

3.2.1.4. Механические характеристики стали 45 для шестерни

			МПапредел прочности
	σв1	:= 780	МПапредел прочности
	σT1 := 440		МПапредел текучести
для колеса
	σв2	:= 690	МПа
	σT2 := 340		МПа

3.2.2. Допускаемые контактные напряжения для расчета на предотвращение усталостного выкрашивания и изгибным напряжениям.

для ведущего колеса

σHlimb1 = 2HB1 + 70 = 2 230 + 70 = 530.0МПа; табл. 3.2 [1. 34]

SH := 1.1

см. [1. 33];

σHadm1 =

σHlimb1

530.0

= 482.0

МПа;

[1. 292]

1.1

σFlimb1 := 700

МПа;

SF := 1.5

см [1. 44];

σFlimb1

σFadm1 =

700

467.0МПа;

1.5

для ведомого колеса

σHlimb2 = 2HB1 + 70 = 2 230 + 70 = 530.0МПа;

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

σHadm2 =

σHlimb2

530.0

482.0МПа;

1.1

σFlimb2:= 700МПа;

.примен

σFadm2 =

σFlimb2

700

467.0МПа;

1.5 =

Перв

3.3.1. Определяем коэффициент нагрузки (KH,KF);

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

Cv := 15 по табл. 4.9 [4. 95];

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

тогда:

V' =

T2 103

322.0

3 277.0 103

U2_32 ψa

= 0.755м/с;

№

103

103 15

4.52

0.315

3.3.3 Степень точности по табл. 4.10 [4. 96]:

m := 8;

Справ

3.3.1.3 Отношение ширины колесо к диаметру шестерни:

U2_3 + 1

4.5 + 1

d1 = ψa

0.315

0.866

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

По рис. 4.7 [4. 92] определяем коэффициент распределения нагрузки KHα := 1.1

и дата

По таб. 4.11 [4. 96] определяем коэффициент динамичности: KHv := 1.1

тогда:

KH :=

KHα KHβ KHv = 1.3

Подпись

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].

дубл.

KFβ := KFβ0 (1 − x) + x = 1.075

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

.№

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

Инв

тогда: KF =

KFα KFβ KFv

1.075 1.04 = 1.12

. №

3.4.1 Предварительное межосебое расстояние по формуле:

K := 270

- для косозубых передач

инв

T2 103

Взам.

270

277.0 103

αw =

(U2_3 + 1)

= (4.5 + 1)

131.0

ψa

482.0 4.5

0.315

дата

мм

σHadm2 U2_3

см [4. 98]

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

Подпись

ГОСТ 2185-66 αw. := 180мм

3.4.2 Действительная скорость по формуле:

подл.

Лист

Инв. №

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

2 αw. π n3

2 180 π 57.5

0.197м/с см [4. 98]

(U2_3 + 1)

60 103

(4.5 + 1) 60 103

3.4.3 Фактические контактные напряжения

примен

b2 := 60мм - ширина колеса

U2_3 +

U2_3

+ 1

4.5 + 1

Перв.

σH

270

103

270

277.0 103 = 292.0

180 4.5

МПа

αw. U2_3

σHadm2 = 482 МПа

[4. 98]

Недогруз (перегруз)

Δσ :=

σHadm2 − σH

100 =

39.4

σHadm2

но изменить межосевое неможем так как его значение минимально допустимое во второй передачи

На этапе заканчиваются расчеты, связанные с контактной прочностью.

. №

3.5.1 Следующии этап - определение модуля.

3.5.2 Окружная сила по формуле

Справ

Ft2

T2 103 (U2_3 + 1)

277.0 103 (4.5 + 1)

1880.0Н

см [1. 99]

αw. U2_3

180 4.5

Mодуль по формуле (mn):

ширина шестерни по формуле: b1 := 1.12 b2

= 67.2

примем b1. := 30мм;

для косозубых передач

3.5 Ft2 KFd

0.81

мм;

см [1. 104]

b1.

σFadm1

Полученное значение модуля округляем до ближайшего в соответствии с единым рядом главных

и дата

параметров [4, 53]; mn. := 2мм.

3.6 Определение чисел зубьев.

Подпись

3.6.1 Угол подъема линии зуба:

β'

3.5 mn.

180

3.5 2

180

см [4. 100]

asin

= asin

6.7 С

. № дубл.

Суммарное число зубьев.

αw.

cos

β'

2 180

cos

6.7

179.0

см [4. 100]

180

Инв

примем Z :=

178

№

Окончательный угол подъема линии зуба:

инв.

Z mn.

180

acos

178 2

180

Взам.

β = acos

8.55 С см [4. 100]

αw.

2 180

Фактический коэффициент осевого перекрытия.

идата

8.55

εβ

sin β

180

sin

180

1.42см [4. 105]

Подпись

mn. π

2 π

Число зубьев шестерни

Z'1

= 32.4

U2_3 +

подл.

Лист

Инв. №

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

Перв. примен.

Справ. №

Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата

примем

Z1 := 32

Число

зубьев колеса

Z2 := Z − Z1 = 146

Фактическоепередаточнре число

4.56

а принятое

2_3

= 4.5

1_2

Проверяем фактическое напряжение изгиба зубьев шестерни (σF1

Приведенное число зубьев:

Zv1

= 33.1

cos β

cos 8.55

180

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

YF1 := 3.2

Коэффициент наклона зуба:

β1

= 1 −

8.55

= 0.939

140

Тогда:

YF1 Yβ1

σF1

Ft2

KFd KF

3.2 0.939

1880.0 1.54 1.12 =

162.0

МПа а допускаемое

30 2

σFadm1 = 467

МПа; Проверяем фактическое напряжение изгиба зубьев колеса (σF2

Приведенное число зубьев:

Zv2

146

= 151.0

cos β

cos 8.55

180

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

YF2

:= 3.1

Коэффициент наклона зуба:

β2

= 1 −

8.55

= 0.939

140

Тогда:

YF2 Yβ2

3.1 0.939

σF2

Ft2

KFd KF

1880.0 1.54 1.12 =

78.7

МПа а допускаемое

60 2

σFadm2 = 467

МПа;

Условия прочности изгибу колес выполнено.

3.1 Геометрический рачсчет

Делительные диаметры:

шестерни:

d1 =

mn. Z1

2 32

= 64.7

мм; см [4. 108]

cos β

cos 8.55

180

колеса:

mn. Z2

2 146

= 295.0

мм;

cos β

cos

8.55

180

d1 + d2

Проверяем условие

= 179.8 =

αw. = 180

мм

Диаметры вершин колес;

Лист

Изм. Лист № докум.

Подпись Дата

1 / 41 2 3 4 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке сдать

#
14.02.202356.91 Кб5Вал.cdw
#
14.02.202371.36 Кб5Колесо.cdw
#
14.02.202377.06 Кб5Компановка.cdw
#
14.02.2023136 Кб5Корпус.cdw
#
14.02.202398.44 Кб5привод.cdw
#
14.02.2023703.06 Кб5рпз.pdf
#
14.02.202340.94 Кб5Спецификация_привод.frw
#
14.02.202343.1 Кб5Спецификация_СБ.frw