Привод механизма передвижения мостового крана

Срок 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.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 02.05.2015
Размер файла 774,3 K

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.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки

Псковский государственный университет

Кафедра теории механизмов и машин

Курсовой проект

Прикладная механика

Привод механизма передвижения мостового крана

2014

Исходные данные

№5

Сопротивление движения моста F, Кн

2

Скорость моста v, м/с

2

Диаметр колеса D, мм

500

Срок службы привода Lh, тыс.ч

20

1. Срок службы приводного устройства

Срок службы Lh, ч, определяем по формуле:

Lh=365LrKrtcLcKc;

Где Lr- срок службы привода, лет; Kr-коэффициент годового использования,

Kr=;

tc- продолжительность смены, ч; Lc- число смен; Kc- коэффициент сменного использования,

Kc=;

;

=;

Место установки

Lr

Lc

tc

Lh, ч

Характер нагрузки

Режим работы

ОАО "УфаГидромаш"

3

1

11

С малым колебаниями

Реверсивный

2. Выбор двигателя. Кинематический расчет. Расчет привода

2.1 Определение номинальной мощности и номинальной частоты вращения двигателя

1. Определяем требуемую мощность рабочей машины Pрм, кВт;

Pрм=FJ;

Pрм=;

2. Определяем общий коэффициент полезного действия (КПД) привода:

;

;

3. определяем требуемую мощность двигателя Pдв, кВт:

;

;

4. Определяем номинальную мощность двигателя Pном, кВт.

; ;

5. Выбираем тип двигателя:

4AM132S4У3

; Pном=7,5 кВт;

2.2 Определение передаточного числа привода и его ступеней

1. Определяем частоту вращения приводного вала рабочей машины nрм, мин-1

, отсюда ;

Где скорость тягового органа, м/с; D- диаметр колеса, мм;

;

2. Определяем передаточное число привода при заданной номинальной мощности Pном принимая Uзп=4,5;

; ;

3. Определяем максимальное допускаемое отклонение частоты вращения приводного вала рабочей машины , мин-1;

;

4. Определяем допускаемую частоту вращения приводного вала рабочей машины с учетом отклонения , мин-1:

;

5. Определить фактическое передаточное число привода UФ:

;

6. уточним передаточные числа закрытой и открытой передач в соответствии с выбранным вариантом разбивки передаточного числа привода:

При этом предпочтительнее уточнить Uоп оставив неизменным значение Uзп.

Таким образом, выбираем двигатель 4AM132S4У3 nном=1455 мин-1, Pном=7,5 кВт, передаточные числа, привода U=21, редуктора Uзп=4,5, открытой передачи Uоп=4,6.

2.3 Определение силовых и кинематических параметров привода

3. Выбор материала зубчатых передач

Определение допускаемых напряжений.

1. Выбор твердости, термообработки и материала колес.

Параметр

Шестерня

Колесо

Материал

Сталь 40ХН

Сталь 40ХН

Термообработка

Улучшение

Улучшение

Твердость

269…302 HB

235…262 HB

Допускаемое напряжение при числе циклов перемены напряжений NHO; NFO; H/мм2

1,8HBср+67=

1,8HBср+67=

1,03HBср=

1,03HBср=

2. Определение допускаемых контактных напряжений

а) Определить коэффициент долговечности для зубьев шестерни KHL1 и колеса KHL2:

KHL1=; KHL2= ;

Где NНО- число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости; N- число циклов перемены напряжений за весь срок службы (наработка), N=573Lh. Здесь - угловая скорость соответствующего вала, с-1; Lh- срок службы привода (ресурс), ч.

HBср1=; HBср2=;

N1=; N2=;

KHL1=;

KHL2= ;

б) Определить допускаемые контактные напряжения для зубьев шестерни и колеса :

=; =.

= =;

3. Определение допускаемых напряжений изгиба , H/мм2.

а) Коэффициент долговечности для зубьев шестерни KFL1 и колеса KFL2.

KFL1=

KFL2=;

б) Допускаемое напряжение изгиба для зубьев шестерни колеса

; ;

;

Для реверсивных передач уменьшают на 25%:

;

4. Табличный ответ к задаче 3:

Элемент передачи

Марка стали

Dпред

Термообработка

HB1cp

Sпред

HB2cp

Н/мм2

Шестерня

40ХН

315

Улучшение

285,5

800

630

380

96,135

200

Колесо

40ХН

200

Улучшение

248,5

700

300

1468,5

107,475

125

4. Расчет зубчатых передач редукторов

Расчет закрытой цилиндрической зубчатой передачи.

Проектный расчет

1. Определить главный параметр- межосевое расстояние aw, мм:

;

Где Ка- вспомогательный коэффициент, для косозубых передач Ка=43.

- коэффициент ширины венца колеса, равный 0,28…0,36- для шестерни расположенной симметрично относительно опор в проектируемых нестандартных одноступенчатых редукторах;

U- передаточное число редуктора;

T2- вращающий момент на тихоходном валу при расчете редуктора или на приводном валу рабочей машины, ;

- допускаемое контактное напряжение с менее прочным зубом или среднее допускаемое контактное напряжение, ;

- коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба, для прирабатывающихся зубьев =1;

;

Округляем значение до ближайшего табличного, =120 мм.

2. Определяем модуль зацепления m, мм;

;

Округляем значение m=2,33 до ближайшего табличного значения m=3мм;

3. Определяем угол наклона зубьев для косозубых передач:

;

4. Определяем суммарное число зубьев шестерни и колеса:

; ;

5. Уточним действительную величину угла наклона зубьев для косозубых передач:

; ;

6. Определить число зубьев шестерни:

; ;

7. Определяем число зубьев колеса:

; ;

8. Определить фактическое передаточное число и проверить его отклонение от заданного:

;

9. Определяем фактическое межосевое расстояние:

; ;

10. Определяем фактические основные геометрические параметры передачи, мм:

Параметр

Шестерня

Колесо

Диаметр

Делительный

51,96

187,2

Вершин зубьев

56,96

193,2

Впадин зубьев

44,76

180

Ширина венца

=41

37

5. Расчет открытых передач

привод двигатель редуктор передача

Расчет открытой цилиндрической зубчатой передачи.

1. Определить главный параметр- межосевое расстояние aw, мм:

;

Где Ка- вспомогательный коэффициент, для косозубых передач Ка=43.

- коэффициент ширины венца колеса, равный 0,28…0,36- для шестерни расположенной симметрично относительно опор в проектируемых нестандартных одноступенчатых редукторах;

U- передаточное число редуктора;

T2- вращающий момент на тихоходном валу при расчете редуктора или на приводном валу рабочей машины, ;

- допускаемое контактное напряжение с менее прочным зубом или среднее допускаемое контактное напряжение, ;

- коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба, для прирабатывающихся зубьев =1;

;

Округляем значение до ближайшего табличного, =190 мм.

2. Определяем модуль зацепления m, мм;

;

3. Определяем суммарное число зубьев шестерни и колеса:

; ;

4. Определить число зубьев шестерни:

; ;

5. Определяем число зубьев колеса:

; ;

6. Определить фактическое передаточное число и проверить его отклонение от заданного:

;

7. Определяем фактическое межосевое расстояние:

; ;

10. Определяем фактические основные геометрические параметры передачи, мм:

Параметр

Шестерня

Колесо

Диаметр

Делительный

65

315

Вершин зубьев

75

325

Впадин зубьев

53

303

Ширина венца

=56

53

6. Расчет нагрузки валов

6.1 Силы в зацеплении закрытой передачи

6.2 Силы в зацеплении открытой передачи

Консольные силы.

7. Разработка чертежа общего вида редуктора

7.1 Определение размеров ступеней валов одноступенчатых редукторов

Ступень вала и ее размеры d; l

Вал-шестерня цилиндрическая

Вал колеса

1-я под элемент открытой передачи или полумуфту

d1

l1

2-я под уплотнение крышки с отверстием и подшипник

d2

l2

3-я под шестерню, колесо

d3

l3

l3 определить графически на эскизной компоновке

4-я под подшипник

d4

l4

5-я упорная или под резьбу

d5

Не конструируют

l5

Определить графически

7.2 Предварительный выбор подшипников

Передача

Вал

Тип подшипника

Серия

Схема установки

Цилиндрическая косозубая

Б

№207 35х72х17

Легкая

Враспор

Т

№209 45х85х19

;

;

;

;

8. Разработка чертежа общего вида привода

Конструирование зубчатых колес.

Колеса зубчатые цилиндрические.

Элемент колеса

Размер

Способ получения заготовки

Штамповка

Обод

Диаметр

da=315

Толщина

Ширина

Ступица

Диаметр

внутренний

Диаметр

наружный

Толщина

Длина

Диск

Толщина

Радиусы

закруглений

и уклон

;

Отверстия

-

Выбор соединения колеса с валом.

Для соединения вала с колесом применим соединение с натягом. Эти соединения имеют упрощенную технологию изготовления за счет отсутствия шпонки и двух пазов в сопрягаемых деталях; они не чувствительны к реверсивным нагрузкам, хорошо воспринимают динамические нагрузки. Обеспечивают хорошее базирование, исключают ослабление вала шпоночным пазом. Недостаток этих соединений- трудоемкость сборки, сложность контроля качества соединения.

Подбор посадки с натягом проводится в следующем порядке:

1. Определяем среднее контактное напряжение , H/мм2, на посадочной поверхности:

;

Где K- коэффициент запаса сцепления деталей, принимаем K=3,5 т.к. на конце вала установлена шестерня.

f- коэффициент трения, принимаем f=0,08;

d и l-соответственно диаметр и длина посадочной поверхности, принимаем d=63 мм, l=100 мм;

Т- вращающий момент, принимаем Т=190,1 Hм;

Fa- осевая сила в зацеплении, принимаем Fa=460,81 H;

;

2. Определяем коэффициенты С1 и С2:

; ;

Где d- посадочный диаметр, принимаем d=63 мм;

d1- диаметр отверстия охватываемой детали, для сплошного вала принимаем d1=0; d2- диаметр охватывающей детали, принимаем d2=97,65мм;

- коэффициенты Пуассона охватываемой и охватывающей деталей, для стали принимаем =0,3;

; ;

3. Определить деформацию деталей, мкм;

;

Где E1 и E2- модули упругости материалов охватываемой и охватывающей детали, принимаем E1= E2=, H/мм2;

;

4. Определяем поправку на обмятие микронеровностей U, мкм;

;

Где и - среднее арифметическое отклонение профиля микронеровностей посадочных поверхностей отверстия и вала, принимаем и ;

5. Поправку на температурную деформацию , мкм , для зубчатых передач не подсчитывают, принимая =0.

6. Определяем минимальный требуемый натяг , мкм для передачи вращающего момента;

; ;

7. Определяем максимальное контактное давление, допускаемое прочностью охватывающей детали , Н/мм2 ;

;

Где -предел текучести охватывающей детали, принимаем ;

8. Определяем максимальную деформацию соединения, допускаемую прочностью охватывающей детали , мкм:

; ;

9. Определяем допускаемый натяг соединения, гарантирующий прочность охватывающей детали

; ;

10. По значениям выбираем стандартную посадку: , у которой .

11. Определяем давление от максимального натяга выбранной посадки , Н/мм2.

; ;

12. Определяем силу запрессовки детали, FП ,Н:

; ;

Таким образом, для сборки соединения требуется пресс, развивающий силу 200 кН.

Конструирование подшипниковых узлов.

В нашем случае мы применяем такую (см. рисунок 10.3) схему установки подшипников:

Плавающая опора. Внутреннее кольцо подшипника с обеих торцев закреплено на валу. Наружное кольцо в корпусе не закреплено и допускает осевое перемещение вала в обеих направлениях.

Фиксирующая опора. Внутреннее кольцо подшипника с обеих торцев закреплено на валу. Наружное кольцо также с двусторонним закреплением в корпусе ограничивает осевое перемещение вала в обоих направлениях.

Типы подшипников. Радиальные однорядные шариковые и роликовые и двухрядные сферические. Любой из типов подшипников плавающей опоры может быть применен с любым типом подшипника фиксирующей. В проектируемых редукторах приняты радиальные однорядные шарикоподшипники.

Достоинства: А) температурные удлинения вала не вызывают защемления тел качения в подшипниках. Б) не требует точного расположения посадочных мест подшипников по длине вала.

Рисунок 10.3 Осевое фиксирование вала в одной опоре одним подшипником.

Выбор муфт.

В проектируемых приводах применены компенсирующие разъемные муфты нерасцепляемого класса в стандартном исполнении.

Для соединения выходных концов двигателя и быстроходного вала редуктора, установленных, как правило, на общей раме, применены упругие втулочно-пальцевые муфты и муфты со звездочкой.

Для конструируемого редуктора выбираем втулочно-пальцевую муфту.

Применяемая муфта обеспечивает надежную работу привода с минимальными дополнительными нагрузками, компенсируя неточности взаимного расположения валов вследствие неизбежных осевых, радиальных и угловых смещений.

Смазывание.

Смазывание зубчатых и червячных зацеплений и подшипников применяют в целях защиты от коррозии, снижения коэффициента трения уменьшения износа, отвода тепла и продуктов износа от трущихся поверхностей, снижения шума и вибраций. Для редукторов общего назначения применяют непрерывное смазывание жидким маслом картерным непроточным способом (окунанием).

По таблице 10.29 выбираем масло ИГС-46.

Определение количества масла. Для одноступенчатых редукторов при смазывании объем масляной ванны определяют из расчета 0,4…08 л на 1 кВт передаваемой мощности. Исходя из мощности выбранного двигателя, принимаем количество масла 4,5л.

Определение уровня масла. В цилиндрических редукторах при окунании в масляную ванну колеса, уровень масла рассчитывают: , где m- модуль зацепления, d2-диаметр вершин зубьев колеса. .

Исходя из особенностей конструкции корпуса редуктора, выбираем круглый маслоуказатель.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Разработка 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 30.09.2014

  • Кинематический 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 07.12.2015

  • Общий 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 10.04.2015

  • Расчет и выбор электродвигателя. Определение общего передаточного числа по номограмме числа, зубьев по ступеням, геометрических размеров вала и зубчатого колеса на последнем валу, диаметров делительных окружностей колес. Проверка числа ступеней механизма.

    контрольная работа [84,2 K], добавлен 02.07.2014

  • Назначение и устройство проектируемого механизма. Кинематическая схема моста. Требования к электроприводу. Выбор типа крана по номинальной грузоподъемности. Расчет циклограммы. Предварительный расчёт мощности пусковых сопротивлений и выбор двигателя.

    курсовая работа [638,8 K], добавлен 07.03.2014

  • Расчет мощности электропривода механизма передвижения моста металлургического крана грузоподъемностью 200 тонн. Модернизация системы управления скоростью вращения электропривода, замена схемы управления на импульсную. Выбор аппаратуры управления и защиты.

    курсовая работа [9,0 M], добавлен 25.04.2015

  • Анализ 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 03.03.2016

  • Расчет номинальной мощности, выбор двигателя, редуктора. Определение оптимального передаточного числа редуктора. Проверочные соотношения момента инерции системы, приведенного к валу двигателя. Описание функциональной схемы электропривода переменного тока.

    контрольная работа [176,8 K], добавлен 25.08.2014

  • Построение нагрузочной диаграммы электродвигателя привода. Определение необходимой мощности асинхронного двигателя привода. Расчет продолжительности пуска электродвигателя с нагрузкой. Электрическая схема автоматического управления электродвигателем.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 07.05.2019

  • 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.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 11.10.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.