15

Министерство высшего и среднего специального образования РФ

Саратовский Государственный Технический Университет

Балаковский Институт Техники, Технологии и Управления

Факультет: вечерне-заочный

Кафедра: Управление и Информатика в Технических системах

Курсовой проект

по дисциплине

Анализ и синтез передаточных элементов в технических системах

Тема: Расчет привода технической системы.

Выполнила ст. гр УИТ – 52В

Допущена к защите Защитила с оценкой

Руководитель проекта

Козлова С.Н. Козлова С.Н.

« » 2002 г. « » 2002г.

2002 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Задание..……………….………………………………………………………………..3

1 Расчет привода….…………………………………………………………………….4

2 Выбор по ГОСТ и расчет фланцевой муфты (болты с зазором)…………………..7

3 Расчет плоскоременной передачи ………………………………………..………...10

Список литературы………………………………………………………..…………..15

Задание № 1.1

1. Выполнить полный расчет электромеханического привода.

2. Подобрать по ГОСТ и выполнить проверочный расчет муфты фланцевой (болты поставлены с зазором), соединяющей вал двигателя и передаточного механизма.

3. Рассчитать плоскоременную передачу.

Исходные данные:

P₃ = 2кВт – мощность на ведомом валу привода.

₃ = 2 рад/сек – угловая скорость ведомого вала привода.

Задана фланцевая муфта, болты поставлены с зазором

1 Расчет привода

1. Электродвигатель.

2. Муфта.

3. Ведущий вал привода.

4. Ведущий шкив.

5. Ремень.

6. Ведомый шкив.

7. Промежуточный вал привода.

8. Подшипники качения.

9. Шестерня закрытой цилиндрической зубчатой передачи.

10. Зубчатое колесо закрытой цилиндрической зубчатой передачи.

11. Корпус редуктора.

12. Ведомый вал привода.

13. Звездочка конвейера.

Рисунок 1 – Схема привода

1.1 Определяем КПД привода

С учетом потерь в подшипниках качения КПД плоскоременной передачи и закрытой цилиндрической прямозубой передачи 1; с. 3:

принимаем ,

.

Общий КПД (учитываются все потери мощности):

. (1.1)

1.2 Определяем мощность на ведущем валу привода

(1.2)

1.3 Подбираем двигатель по ГОСТ.

Двигатель выбираем по ГОСТ из условия . Выбираем двигатель 1, т.4 АОЛ2– 32 – 6 . Его параметры:

– номинальная мощность электродвигателя;

– число оборотов на валу двигателя;

– диаметр вала двигателя 1; с. 6.

1.4 Определяем мощность на каждом валу привода.

– мощность на ведущем валу привода;

– мощность на промежуточном валу привода.

1.5 Определяем общее передаточное отношение привода и разбиваем его по ступеням.

Общее передаточное отношение привода:

, (1.3)

где ₁ – угловая скорость на ведущем валу привода;

₂ – угловая скорость на промежуточном валу привода;

₃ – угловая скорость на ведомом валу привода.

(1.4)

(1.5)

(1.6)

(1.7)

Разбиваем передаточное отношение по ступеням:

, (1.8)

где u₁ – передаточное число плоскоременной передачи;

u₂– передаточное число закрытой цилиндрической прямозубой

передачи.

Назначаем 1; с. 28 . Тогда:

(1.9)

что соответствует рекомендуемым значениям 1; с. 28 u₂ = 2  4.

1.6 Рассчитаем число оборотов каждого вала привода (1.10)

n₁, n₂, n₃ – число оборотов соответственно на на ведущем, промежуточном и ведомом валу привода.

1.7 Рассчитаем крутящие моменты на ведущем, промежуточном и ведомом валу привода.

(1.11)

2 Выбор муфты по ГОСТ и расчет муфты и соединения муфты с ведущим валом привода.

Рисунок 2 – Фланцевая муфта (болты поставлены с зазором)

Фланцевые муфты надежно соединяют соосные валы и способны передавать большие моменты; они просты по конструкции, дешевы и могут соединять валы разных диаметров.

На работу муфты существенно влияют толчки, удары и колебания, обуславливаемые характером работы приводимой в движение машины. Поэтому расчет муфты ведут не по номинальному моменту Т, а по расчетному Т_р.

Принимая к_р=1,5, вычисляем расчетный момент:

(2.1)

где к_р – коэффициент режима работы;

Т – вращающий момент, Нм.

Выбираем по диаметру вала d_в=28 мм и по расчетному крутящему моменту Т_р [2,т.17.4]:

[Т_р]=63 Нм – допускаемый расчетный момент;

Д₀ = 75 мм – диаметр окружности, на которой расположены болты;

l = 50 мм– длина полумуфты;

L= 104 мм – длина муфты;

d_ст = 38 мм – диаметр ступицы;

Д = 100 мм – наружный диаметр муфты;

z = 4 – количество болтов марки М10.

Если все болты установлены в отверстия с зазором их рассчитывают на силу затяжки F_з, которая создает на стыке полумуфт силы трения, достаточные для передачи вращающего момента Т.

Условия прочности:

, (2.2)

где Д₀ – диаметр окружности, на которой расположены болты, мм;

z – общее число болтов;

f – коэффициент трения: f=0,15…0,20;

[F] – допускаемая осевая нагрузка для затянутых болтов, Н. Зависит от диаметра болта и от материала из которого изготавливаются болты.

Подбор болтов.

Болты выполняются из стали 35 (σ_т=320МПа), тогда допускаемое усилие

[F_з]=3,9кН условие прочности [2,т. 3.4]

Для болтов М10 [2,c.49]:

d=10 мм - наружный диаметр резьбы;

d₁=9,03 мм - средний диаметр резьбы;

d₂=8,38 мм - внутренний диаметр резьбы;

S=1,5 мм - шаг резьбы.

Выбор шпонки по ГОСТ 23360-78 [2, т. 4.1] Подбираем по диаметру вала d_в=28 мм:

в = 8 мм – ширина;

h = 7 мм – высота;

t₁ = 4 мм - глубина паза вала;

t₂ = 3,3 мм - глубина паза втулки;

l _ш = 45 мм - длина шпонки;

Расчет призматических шпонок.

Призматические шпонки рассчитывают на смятие:

(2.3)

(2.4)

(2.5)

(2.6)

Это значение значительно ниже допускаемого напряжения смятия .

2 Расчет плоскоременной передачи

Рисунок 3 – Плоскоременная передача

Назначаем материал шкивов – чугун СЧ15.

3.1 Диаметр малого (ведущего) шкива

(3.1)

где – крутящий момент на ведущем валу привода.

По ГОСТ принимаем 3; с. 120.

3.2 Диаметр большого шкива (ведущего):

(3.2)

По ГОСТ принимаем 3; с. 120.

3.3 Уточняем передаточное отношение

(3.3)

3.4 Скорость ремня

(3.4)

где

3.5 Минимальное допускаемое отношение диаметра малого шкива к толщине ремня 4; т. 18.

3.6 Толщина ремня:

(3.5)

где

принимаем по ГОСТ 3; т. 7.1-7.3.

3.7 Допускаемое приведенное полезное напряжение при уточненном значении:

(3.6)

где 4; с. 486.

3.8 Межцентровое расстояние

(3.7)

принимаем

3.9 Длина ремня

(3.8)

где ,

3.10 Угол обхвата малого шкива

(3.9)

переведем в градусы:

соответствует условию 150⁰<180⁰

3.11 Окружная сила

(3.10)

где

3.12 Площадь поперечного сечения ремня:

(3.11)

где

- коэффициент режима работы;

- коэффициент угла обхвата малого шкива,

(3.12)

где .

-коэффициент скорости ремня:

(3.13)

где

- коэффициент угла наклона ветви ремня к горизонту 4; т.19.

3.13 Ширина ремня:

(3.14)

где

принимаем по ГОСТ 3; с. 119-120.

3.14 Проверочный расчет ремня на долговечность:

- Число пробегов ремня:

(3.15)

где

- Долговечность ремня:

( 3.16 )

где

3.15 Конструктивные размеры ведомого шкива.

• Диаметр вала под шкивом:

( 3.17)

где

- допускаемое напряжение при кручении.

• Ширина обода шкива:

3; т.7.6.

• Длина ступицы шкива:

(3.18)

принимаем (условие соблюдается)

- Выпуклость обода шкива:

3; с.129 .

- Толщина края обода:

(3.19)

• Диаметр ступицы:

(3.20)

принимаем

• Рифт:

(3.21)

• Ширина спицы у основания:

принимаем

• Ширина спицы у обода:

(3.22)

• Размеры фасок принимаем в зависимости от диаметра вала:

2; т. 14.7.

принимаем

• Толщина спицы у основания:

(3.23)

• Толщина спицы у обода:

(3.24)

Список литературы

1 Козлова С.Н. Детали машин. Методические указания к курсовому проектированию и задания к курсовым проектам и работам. Саратов: Ротаприн, 1997

2 Кузьмин А.В. и др. Расчеты деталей машин: Справочное пособие - Минск: Высшая школа, 1986

3 Устюгов И.И. Детали машин М.: Высшая школа 1981

4 Решетов Д.П. Детали машин М.: 1968

5 Мовнин М.С., Израелит А.В., Рабашкин А.Г. Основы технической механики –Л.: Судостроение, 1969