Добавил:

Mehanik Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ"

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

0452 / Вариант 19 / Вариант 19 / вариант 19 / рпз

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

14.02.2023

Размер:

551.78 Кб

Скачать

☆

1 / 41 2 3 4 > 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.Окружное усилие цепи: F4 = 3.8кН;

2.1.2.Скорость цепи: Vл = 0.68м/сек;

2.1.3.Шаг цепи конвейера: tk = 100мм;

2.1.4.Число зубьев зведочки: Zk = 7;

2.1.5.Режим нагружения: Iн = 2;

2.1.6.Расчетный ресурс: S = 6лет;

2.1.7.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 мощности, передаваемым валом4.
P4 =	F4 Vл = 3.8 0.68 = 2.58 кВт		с. 5 [2]
2.2.2. Значения ηi для каждой передачи принимаем по рекомендациям см.			[1, 6]
а) η1 := 0.95 -КПД клино-ременной передачи между валами 1-2.;
б) η2 := 0.96 - КПД зубчатой передачи в закрытом корпусе между валами 2-3;
г) ηпод := 0.99 -одной пары подшипников.
д) ηмуф:= 0.98 -КПД муфты.;
2.2.3 Общий КПД привода:
				Лист
				Лист
Изм. Лист	№ докум.	Подпись Дата

η = η2 ηпод3 η1 ηмуф = 0.96 0.993 0.95 0.98 = 0.867

[1, 5] тогда:

Вал 4:

= 2.584

кВт;

Вал 3:

2.584

= 2.66

кВт

;

ηпод ηмуф

0.99 0.98

Вал 2:

2.66

2.8

кВт;

η2 ηпод

0.96 0.99

Вал 1: P1

2.8

2.98кВт;

η1 ηпод

0.95 0.99

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 = 3 кВт

2.3.2. Характеристика принятого двигателя типа IM1081.

По таблице 24.7 [2, 457] по требуемой мощности выбираем трехфазный асинхронный электродвигатель АИР112M8 единой серии АИР с короткозамкнутым ротором, с мощностью Pэдв = 3кВт, dэл = 24мм, Kп_н = 2синхронной частотой вращения nсин = 750об/мин и

скольжением

s = 6

%, закрытый, обдуваемый.

2.3.3. Скорость

вала

двигателя

n1 =

nсин − nсин

750 − 750

= 705.0

об/мин;

[1, 8]

100

2.4. Разбивка передаточного числа привода .

2.4.1. Требуемое число оборотов вала 4 (

Определение делительного диаметра тяговой звездочки:

Dз =

100

= 230.0

мм

sin

sin π

Определение частоты вращениявала 3:

6 104 Vл

6 104 0.68

56.5

об/мин;

π 230.0

π Dз

2.4.1. Требуемое передаточное число привода .

Uобщ =

705.0

= 12.5

[1, 8]

56.5

2.4.2. Передаточное число привода представим в виде

Uобщ = U1_2 U2_3

см. [1, 8]

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

где

U2_3 := 4

- передаточное число зубчатой между валоми 3 и 4 передачи

по ГОСТ 2185-

66;

[1, 36]

U1_2 := 3.1

- передаточное число ременной передачи между валоми 1 и 2;

Uобщ_р = U1_2 U2_3 = 3.1 4 = 12.4

Отклонение составит

Uобщ− Uобщ_р

12.5 − 12.4

U =

100 =

12.4

100 =

0.806

% находится в пределах

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 = 705

об/мин;

Вал 2:

705.0

227.0

об/мин;

U1_2

3.1

Вал 3:

227.0

= 56.7

об/мин;

U2_3

Вал 4:

n4 = n3 = 57

об/мин;

2.5.2 Расчет угловых скоростей валов

ωi = π·ni/30

см. [1, 290]

ω1

π n1

π 705.0

73.8

-1

Вал 1:

;

ω2

π n2

π 227.0

23.8

-1

Вал 2:

;

Вал 3:

ω3

π n3

π 56.7

5.94

-1

;

Вал 4:

ω4

π n4

π 56.7

5.94

-1

;

2.6. Расчет крутящих моментов

T = P /ω

см. [1, 290]

P1 103

Вал 1:

T1 =

2.98 103

= 40.4

Нм;

ω1

73.8

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

Вал 2:

T2 =

P2 103

2.8 103

= 118.0

Нм;

ω2

23.8

Вал 3:

T3 =

P3 103

2.66 103

= 448.0

Нм;

ω3

5.94

Вал 4:

T4 =

P4 103

2.584 103

= 435.0

Нм;

ω4

5.94

2.6.2. Расчет сведен в таблицу 1

Таблица 1.

Передаточное

Крутящий момент

Мощность на

Частота вращения

Угловая скорость

К.П.Д.

число

на валу, (Н·м)

валах, (кВт)

валов (об/мин)

вращения валов

передачи

= 40

= 3

= 705

ω1

= 73.8

U1_2 = 3.1

η1

= 0.95

= 118

= 2.8

= 227

ω2

= 23.8

U2_3 = 4

η2

= 0.96

T3 = 448

= 2.7

= 56.7

ω3

= 5.9

T4 = 435

= 2.584

= 57

ω4

= 5.9

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 КЛИНОРЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ

3.1.Исходные данные

P1 = 3 кВт

n1 = 705 об/мин

T1 = 40.4 Нм

T2 = 118 Нм

U1_2 = 3.1

ω1 = 74 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 и P1 По номограмме [1] стр. 134 [1] стр. 129 рекомендуется ремень типа "Б"

Рис.3.2 Сечение клинового 3.3.2.. Основные размерыремняклинового ремня "Б" [1] таблица 7.7 по ГОСТ 1284.1-80

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

3.3.2.1. lp = 14 мм W = 17 мм TO = 10.5 ммA = 133 мм2 L = 40 мм ϕ = 40 0 mрем = 0.18 кг/м

3.3.2.2.				Диапазон длин			Lд = "800 - 6300 мм"
3.3.2.3				Диаметр ведущего шкива определяют по эмперической формуле
				= 3.5 3		= 3.5 3			= 172.0
		d	1		T 103			118.0 103		мм
				2						большого значения [1] таб. 2.2.4 ГОСТ 20889-88 и при
Полученное значние округляем до ближайшего
условии что миниамльно допустимый диаметр ведущего шкива [1] таблица 7.7 для ремня
										d1. = 140 мм.
	типа "Б" dmin = 125 мм тогда примем в расче

3.3.2.4.Диаметр ведомого шкива определяют с учетом относительного скольжения ремня ε = 0.02 d2 = U1_2 d1. = 3.1 140 = 434.0мм

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

d2. = 430 мм.

3.3.2.6. Уточненное значение передаточного отношения

u1_2. =

d2.

430

3.13

d1. (1 − ε)

140 (1 − 0.02)

3.3.2.7. Погрешность составляет

u =

U1_2 − u1_2.

100 =

3.1 − 3.13

100 =

−0.968

U1_2

3.1

и находится в допустимых пределах -4% < Δu < 4%

3.3.2.8. Межосевое расстояниеa назначим, ориентируясь на amin , amax.

amin = 0.55 (d1. + d2.)

+ TO = 0.55 (140 + 430) + 10.5 = 324.0

мм

amax =

2 (d1. + d2.) =

2 (140 + 430)

1140.0

мм

a = 360

примем в расчет

мм.

ведущем шкиве

3.3.2.9. Угол обхвата на

α = 180 −

d2. − d1.

180

−

430 − 140

57 = 134.0

360

3.3.2.10. Длина ремня

LP = 2 a + 0.5 π (d2. + d1.) +

(d2. − d1.)2

2 360 + 0.5 π (430 + 140) +

(430 − 140)

= 1673.0

мм

4 a

4 360

Примем стандартное значение длины ремня

L = 1400

мм

3.3.2.11 Cкоростьремня

v1 = ω1

d1. 10− 3

73.8

140 10− 3

5.17м/с

3.3.2.12. Расчет числа ремней.

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

3.3.2.14. Число ремней определяют из условия обеспечениятяговой способности передачи

P1 Kд

z ≥ P0 Kα Kz KL где

P0 = 2.2 кВт - определено интерполяцией табличных данных 2.2.7 [2] мощность, передаваемая одним ремнем, при n1 = 705 ; P1 = 3 кВт; U1_2 = 3.1 ;

Kд = 1.1 - коэффициент динамической нагрузки;

Kα = 0.893 - коэффициент угла обхвата
KL := 0.9- коэффициент учитывающий влияние длины
K := 0.95
ремня
z
тогда
	P1 Kд.		2.98 1.1
z = P0 Kα Kz KL		=	2.2 0.893 0.95 0.9	= 1.95

3.3.2.15.Принимаем z := 2

3.3.2.16.Предворительное натяжение ветви клинового ремня

850 P1 Kд. KL

+ θ v1

850 2.98 1.1 0.9

+ 0.18 5.17

276.0

Н;

z v1 Kα

2 5.17 0.893

3.4.

Усилия, действующих на вал.

Fв

2 F0 z sin

α π

= 2 276.0 2 sin 134.0 π

= 1016.0

Н;

180 2

3.5. Разработка конструкции шкивов 3.5.1. Разработка конструкции шкива ведомого 3.5.2. Диаметр отверстия для вала dш

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

3
3	T 103
dш :=	2	= 30.9 мм

0.2 τadm

Примем dш := 30 Ширина ободашкива Bш

для ремня типа А f := 10мм

eр := 15мм

тогда Bш:= 2 f + eр (z − 1) = 35 мм

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

5.Расчет цилиндрической зубчатой передачи междувалами 3-4.

5.1. Исходные данные:

T2 = 118 Н·м; T3 = 448 Н·м; n2 = 227 об/мин;

n3 = 57 об/мин; U2_3 = 4

ω3 = 5.94 c-1;

Срок службы передачи: L = 4 года;

5.1.1.Время работы передачи: ts = L 365 0.5 24 0.33 = 4 365 0.5 24 0.33 = 5781.0часов;

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

KHE := 0.6

5.1.3 Наработка (N):

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

тогда:

= ts 60

C =

5781.0 60

227.0

1.97e7

циклов

U2_3

15]

100 10

циклов - базовое число циклов напряжений; рис. 4.6

NHG :=

[3,

[4. 82]

			3			3
				N
				N			1.97e7
5.1.4. Коэффициент долговечности K	Hd	= K				= 0.6	1.97e7	= 0.349
5.1.4. Коэффициент долговечности K		= K				= 0.6		= 0.349
		HE			NHG		100 106
					NHG		100 106

5.1.5. 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;

1.97e7 = 0.981

= 0.752

[1. 33]

NFG

4 106

5.2. Выбор материалов 5.2.1. 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 := 340

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

HB2 := 320

5.2.1.4. Механические характеристики стали 45 для шестерни

σв1 := 780 МПапредел прочности σT1 := 440 МПапредел текучести для колеса

Лист

Изм. Лист

№ докум.

Подпись Дата

		МПа
σв2 := 690		МПа
σT2 := 340		МПа

5.2.2. Допускаемые контактные напряжения для расчета на предотвращение усталостного

выкрашивания и изгибным напряжениям.

для ведущего колеса

σHlimb1 = 2HB1 + 70

= 2 340 + 70 = 750.0

МПа; табл. 3.2 [1. 34]

SH := 1.1

см. [1. 33];

σHadm1 =

σHlimb1

750.0

= 682.0

МПа;

[1. 292]

1.1

σFlimb1:= 700

МПа;

SF := 1.5

σFlimb1

см [1. 44];

σFadm1 =

700

= 467.0

МПа;

1.5

для ведомого колеса

МПа;

σHlimb2= 2HB2 + 70 = 2 320 + 70 = 710.0

σHadm2 =

σHlimb2

710.0

= 645.0

МПа;

1.1

σFlimb2:= 700

МПа;

σFadm2 =

Flimb2

700

= 467.0МПа;

1.5

5.3.1. Определяем коэффициент нагрузки (KH,KF);

5.3.2 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
	n2		T3 103
V' =				=	227.0		448.0 103	= 0.675м/с;
	103 Cv		U2_32 ψa
					103 15		42 0.315

5.3.3 Степень точности по табл. 4.10 [4. 96]: m := 8;

5.3.1.3 Отношение ширины колесо к диаметру шестерни:

ψa

U2_3

+ 1

0.315

4 + 1

= 0.787

5.3.4

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

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

1 / 41 2 3 4 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке вариант 19

#
14.02.202353.23 Кб14вал_тихоходный.cdw
#
14.02.2023120.22 Кб14Редуктор.cdw
#
14.02.2023551.78 Кб14рпз.pdf
#
14.02.2023129.18 Кб14сп1.cdw
#
14.02.2023246.37 Кб14сп2.cdw
#
14.02.202359.67 Кб15Эпюры валов.cdw