Разработка привода стойки для поворота якорей в локомотивном депо
Разработка кинематической схемы привода, определение срока его службы. Выбор двигателя и его обоснование, проверка на перегрузку и определение силовых, кинематических параметров. Вычисление допускаемых напряжений. Расчет прямозубой конической передачи.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.10.2012 |
| Размер файла | 1,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Для одноступенчатых редукторов при смазывании окунанием объем масляной ванны определяют из расчета 0,4…0,8 л масла на 1 кВт передаваемой мощности.
Определение уровня масла при окунании в масляную ванну колеса:
mmn hм 0,25de2
1,5 hм 65,8 мм
В коническом редукторе должны быть полностью погружены в масляную ванну зубья конического колеса, поэтому принимаем hм = 20 мм.
Уровень масла, находящееся в корпусе редуктора, контролируется круглым маслоуказателем.
При работе передачи масло постепенно загрязняется продуктами износа деталей передачи. С течением времени оно стареет, свойства его ухудшаются. Поэтому масло, налитое в корпус редуктора, периодически меняют. Для этой цели в корпусе предусмотрено сливное отверстие, закрываемое пробкой с конической резьбой.
При длительной работе в связи с нагревом масла и воздуха повышается давление внутри корпуса. Это приводит к просачиванию масла через уплотнения и стыки. Чтобы избежать этого, внутренняя полость корпуса сообщена с внешней средой путем установки отдушины в смотровом люке.
12. Проверочные расчеты
После завершения конструктивной компоновки редуктора проводят ряд проверочных расчетов, которые должны подтвердить правильность принятых конструкторских решений.
12.1 Проверочный расчет шпонок
Проверка шпонок производится на смятие.
Рисунок 11.1. Шпоночное соединение
Проверка шпонки тихоходного вала - под элементом открытой передачи.
Параметры шпонки: b = 5 мм; h = 5 мм; l = 10 мм; t1 = 3 мм; t2 = 2,3 мм.
Условие прочности:
Н/ммІ
[у]см = 110 - 190 Н/ммІ - допускаемое напряжение на смятие, при колебаниях нагрузки уменьшаем [у]см на 25%: [у]см = 110 0,75 = 82,5 Н/ммІ;
ммІ - площадь смятия:
где lp = l - b = 10 - 5 = 4 мм - рабочая длина шпонки со скругленными торцами.
Проверка шпонки быстроходного вала - под полумуфтой.
Параметры шпонки: b = 6 мм; h = 6 мм; l = 14 мм; t1 = 3,5 мм; t2 = 2,8 мм.
Условие прочности:
Н/ммІ
[у]см = 82,5 Н/ммІ - допускаемое напряжение на смятие;
ммІ - площадь смятия:
где lp = l - b = 6 мм - рабочая длина шпонки со скругленными торцами.
12.2 Проверочный расчет стяжных винтов
Расчет производится по наибольшей из реакций в вертикальной плоскости в опорах подшипников.
Определяем силу, приходящуюся на один винт:
FB = 0,5 RDy = 497,3 Н.
Принимаем K3=3 - коэффициент затяжки при переменной нагрузке; х = 0,27 - коэффициент основной нагрузки при соединение чугунных деталей без прокладок.
Определяем механические характеристики материала винтов:
Винты изготовлены из стали 35, класса точности 5.6 (первое число, умноженное на 100 определяет предел прочности уВ = 500 Н/ммІ; произведение чисел умноженное на 10 определяет предел текучести ут = 300 Н/ммІ; допускаемое напряжение [у]= 0,2ут= 0,2300 = 60 Н/ммІ.
Определяем расчетную силу затяжки винтов:
Fр = [K3 (l - x) + x] FB =1127,14 Н.
Определяем площадь опасного сечения винта:
ммІ
где dp - расчетный диаметр винта;
p = 1,75 мм - шаг резьбы.
Определяем эквивалентные напряжения:
Н/ммІ
13. Расчет технического уровня редуктора
Технический уровень целесообразно оценивать количественным параметром, отражающим соотношение затраченных средств и полученного результата.
«Результатом» для редуктора является его нагрузочная способность, в качестве характеристики которой принимается вращающий момент Т2, Нм.
Рис. 13.1. График для определения коэффициента заполнения конического одноступенчатого редуктора
Объективной мерой затраченных средств является масса редуктора m, кг, в которой практически интегрирован весь процесс его проектирования. Поэтому за критерий технического уровня можно принять относительную массу г = m/T2 т.е. отношение массы редуктора (кг) к вращающему моменту на его тихоходном валу (Нм). Этот критерий характеризует расход материалов на передачу момента и легок для сравнения.
13.1 Определение массы редуктора
кг
где ц = 0,42 - коэффициент заполнения, определяемый по графику в зависимости от Re;
с = 7,4103 кг/мі - плотность чугуна;
13.2 Определение критерия технического уровня редуктора
г = m / T2 = 0,65
Рекомендации по уменьшению критериев технического уровня редуктора: для повышения технического уровня редуктора необходимо уменьшить толщину стенок редуктора и повысить твёрдость зубчатого колеса и шестерни.
14. Разработка рабочих чертежей деталей редуктора
14.1 Тихоходный вал
а) Обозначаются базы под изображением вала: база Е - поверхность пятой ступени вала; база Ж - поверхность второй ступени.
б) Наносятся комбинированным способом осевые размеры под изображением вала: сопряженный (14 мм) - длина шпоночного паза; габаритный (236 мм) - длина вала; посадочные (22, 47, 49 мм); координирующий положение шпоночного паза (6 мм). Размеры 27, 49, 91 мм отвечают последовательным этапам токарной обработки вала.
в) Проставляются диаметральные размеры ступеней вала: 1-я ступень - Ш40 мм; 2-я ступень - Ш28 мм; 3-я ступень - Ш30 мм; 4-я ступень - Ш30 мм; 5-я ступень - Ш25 мм.
г) На сопрягаемые диаметральные и линейные размеры задаются поля допусков:
Ш 28к6 для посадочных мест вала (2-я и 5-я ступени) под установку подшипников качения;
Ш 40n6 для посадочного места вала (1-я ступень) под установку шкива открытой передачи;
Ш 28d9 для посадочного места вала (2-я ступень) под манжетное уплотнение;
Ш 28a11 для монтажного размера (2-я ступень) под дистанционную втулку;
Ш 30n6 для посадочного места вала (3-я ступень) под установку зубчатого колеса;
6Р9 для ширины шпоночного паза на 1-й ступени - на размер 350 мм (d - t1, где t1= 3,5 мм - глубина шпоночного паза на 1-й ступени) назначается нижнее отклонение - 0,1 мм, так как сечении шпонки 6х6 мм;
на глубину шпоночного паза t1 = 3,5 мм (1-я ступень) назначается верхнее отклонение + 0,1 мм, так как сечение шпонки 6х6 мм;
14H15 на длину шпоночного паза первой ступени;
22h12 и 91h12 для линейных размеров, определяющих положение опор, фиксирующих осевое положение вала;
д) Наносятся и назначаются условные обозначения допусков формы и расположения поверхностей:
допуск цилиндричности на Ш 40k6 и Ш 35n6 - 4 мкм; на Ш 36n6 - 5 мкм;
допуск соосности относительно оси поверхностей Е и Ж на Ш 40k6 - 10 мкм; на диаметре Ш 36n6 - 20 мкм;
допуск перпендикулярности торца вала на Ш 40 мм относительно оси поверхностей Е и Ж - 20 мкм.
е) Проставляются на чертеже вала условные обозначения шероховатости поверхностей и назначаются параметры шероховатости. Обозначения параметров шероховатости проставляется на верхних частях изображения вала, а на торцевых поверхностях - под изображением вала:
на Ш 40k6 и Ш 35n6 под установку подшипников и элемента открытой передачи - 0,8 мкм;
на Ш 36n6 под установку зубчатого колеса - 0,8 мкм;
на Ш 40d9 под установку резиновой манжеты - 0,4 мкм;
на торцы вала для базирования подшипников, зубчатого колеса - 1,6 мкм;
на остальные поверхности вала - 6,3 мкм (указано в правом верхнем углу чертежа).
ж) Участок второй ступени вала длиной 30 мм подвергнуть термической обработке на глубину h = 0,8…1,0 мм до твердости 40…50 HRC и отполировать. Обозначение термической обработки - утолщенная штрихпунктирная линия.
14.2 Зубчатое колесо
привод двигатель напряжение передача
а) Обозначается база А - внутренняя посадочная поверхность ступицы колеса.
б) Наносятся осевые размеры под изображением колеса координатным способом. Проставляются диаметральные размеры колес.
в) На сопрягаемые линейные и диаметральные размеры задать поля допусков (Ш 36H7 для посадочного места колеса). На размер шлицевого паза d + t2 назначается верхнее отклонение +0,1 мм, так как сечение шлица <6х6 мм.
г) Наносятся условные обозначения допусков формы и расположения поверхностей:
допуск цилиндричности на Ш 36H7 - 8 мкм;
допуск перпендикулярности торца колеса на Ш 58 мм относительно оси поверхности А - 30 мкм.
д) Проставляются условные обозначения шероховатости поверхностей и назначаются параметры шероховатости. Обозначения параметров шероховатости проставляется на верхних частях изображения колеса, а на торцевых поверхностях - под изображением колеса:
посадочная поверхность отверстия ступицы Ш 36H7 - 0,8 мкм;
торец ступицы колеса - 1,6 мкм;
поверхность шлицевого паза: рабочая / нерабочая - 1,6 / 3,2 мкм;
профиль зуба зубчатого венца - 1,6 мкм;
на остальные поверхности назначается шероховатость - 6,3 мкм (указывается в правом верхнем углу чертежа).
е) Составляются технические требования в следующем порядке:
требования к материалу зубчатых колес: 269…302 НВ;
радиусы скруглений - 2 мм max;
неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий +t2, валов - t2, остальных ±t2/2.
ж) Составляется таблица параметров зубчатого венца.
Заключение
В результате разработки сборочного чертежа редуктора были внесены следующие изменения:
1 Подшипники заменены на более нагруженные;
2 Изменения внесены в корпус редуктора с целью уменьшения его массы;
3 Упругая втулочно-пальцевая муфта заменена упругой муфтой с торообразной оболочкой
Основные параметры привода:
- Рабочий ресурс привода Lh = 70000 ч;
- Серия асинхронного двигателя 4АМ71В4У3 с номинальной мощностью Pном = 0,55 кВт;
- Передаточное отношение: привода - uобщ = 18,3; закрытой передачи - uзп = 6,3; открытой передачи - uоп = 2,91;
- Средний окружной модуль mnm = 3 мм;
- Вращающий момент на тихоходном валу T2 = 22,4 Нм;
- Марка материалов зубчатого колеса и шестерни - сталь 40Х;
- Допускаемое контактное напряжение [у]Hрас = 514,3 Н/ммІ.
Список используемой литературы
1. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие / Шейнблит А.Е. - Калининград 1999 г. - 454 с.
2. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие / Дунаев П.Ф., Леликов О.П. - Москва 2003 г. - 496 с.
3. Упрощенные расчеты на прочность зубчатых передач. Ч. 2. Примеры расчетов конических передач: Учебное пособие / Р.Д. Сухих, А.П. Цупиков, О.Н. Лущик - СПб: ПГУПС, 2004 г. - 32 с.
4. Курсовое проектирование деталей машин: Методические указания к курсовой работе / доцент В.А. Шаханов - Кафедра «Теория механизмов и РТС» ПГУПС 2004 г.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Преимущества и недостатки асинхронного двигателя. Расчет электродвигателя для привода компрессора, построение его механических характеристик. Определение значений моментов двигателя для углов поворота вала компрессора. Проверка двигатель на перегрузку.
контрольная работа [2,1 M], добавлен 08.03.2016Анализ кинематической схемы привода. Определение мощности, частоты вращения двигателя. Выбор материала зубчатых колес, твердости, термообработки и материала колес. Расчет закрытой цилиндрической зубчатой передачи. Силовая схема нагружения валов редуктора.
курсовая работа [298,1 K], добавлен 03.03.2016Разработка кинематической схемы машинного агрегата. Выбор двигателя и расчет привода. Определение номинальной мощности и номинальной частоты вращения. Допускаемые контактные напряжения для зубьев шестерни и колеса. Расчет зубчатых передач редукторов.
курсовая работа [470,9 K], добавлен 30.09.2014Общий коэффициент полезного действия привода. Определение его кинематических и силовых характеристик. Частота вращения приводного вала рабочей машины. Разбивка передаточного числа привода для приемлемого варианта типа двигателя. Вращающий момент на валах.
контрольная работа [127,7 K], добавлен 10.04.2015Рассмотрение кинематической схемы лифта. Определение параметров нагрузки двигателя. Расчет параметров схемы замещения асинхронного двигателя по справочным данным. Вычисление IGBT транзистора по номинальному току. Описание модели двигателя в Simulink.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 27.12.2014Подбор электродвигателя, определение кинематических параметров на валах привода. Расчет клиноременной передачи, проектный и проверочный. Выбор материала и параметры колес зубчатой передачи. Этапы компоновки редуктора. Выбор смазочных материалов.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 08.07.2012Кинематический расчет привода. Определение передаточного числа привода и его ступеней. Силовой расчет частоты вращения валов привода, угловой скорости вращения валов привода, мощности на валах привода, диаметра валов. Силовой расчет тихоходной передачи.
курсовая работа [262,3 K], добавлен 07.12.2015Срок службы приводного устройства. Определение номинальной мощности и номинальной частоты вращения двигателя. Расчет передаточного числа привода и его ступеней. Силовые и кинематические параметры привода. Зубчатые и открытые передачи редукторов.
курсовая работа [774,3 K], добавлен 02.05.2015Расчет системы автоматизированного электропривода рабочей машины. Определение мощности асинхронного двигателя привода. Проверка правильности выбора мощности двигателя по нагреву методом средних потерь. Расчет механической характеристики рабочей машины.
курсовая работа [334,3 K], добавлен 24.03.2015Принципы работы механического привода электродвигателя редуктора. Кинематический и силовой расчёты привода, его мощности, выбор электродвигателя, вычисление основных его характеристик. Расчёт зубчатой передачи тихоходной и быстроходной ступени редуктора.
курсовая работа [132,0 K], добавлен 10.05.2010
