Курсовой проект по дисциплине "Прикладная механика" на тему: Тема: Проектирование механического привода технологической машины
У нас на сайте представлено огромное количество информации, которая сможет помочь Вам в написании необходимой учебной работы.
Но если вдруг:
Вам нужна качественная учебная работа (контрольная, реферат, курсовая, дипломная, отчет по практике, перевод, эссе, РГР, ВКР, диссертация, шпоры...) с проверкой на плагиат (с высоким % оригинальности) выполненная в самые короткие сроки, с гарантией и бесплатными доработками до самой сдачи/защиты - ОБРАЩАЙТЕСЬ!
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине «Прикладная механика»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Тема: Проектирование механического привода технологической машины
АННОТАЦИЯ
Данный курсовой проект предназначен для изучения методик расчёта деталей механизмов, для ознакомления с ГОСТами, регламентирующими строение машин и механизмов.
В курсовом проекте представлен расчёт червячного одноступенчатого редуктора.
THE SUMMURY
This course project is designed to study the methods of calculating the details and mechanisms for familiarization with the state standards governing the structure of machines and mechanisms.
In the course project presents the calculation of a warm single – stage gearbox.
СОДЕРЖАНИЕ
1. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПРИВОДА
1.1 Подбор двигателя по мощности
1.2 Определение требуемой мощности:
1.3 Подбор двигателя по рекомендованному интервалу передаточного числа:
1.4 Определение угловых скоростей валов на входном и выходном соответственно:
1.5 Определение крутящих моментов на валах на входном и выходном соответственно:
2. ПРОЕКТНЫЙ И ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ. МАТЕРИАЛЫ И ДОПУСТИМЕ НАПРЯЖЕНИЯ
2.1 В зависимости от скорости скольжения выбирают материал червяной передачи:
2.2 Допустимое контактное напряжение:
2.3 Допустимое напряжение изгиба при реверсивной передаче:
2.4 Расчёт межосевого расстояния и выбор основных параметров передачи.
2.5 Расчётное контактное напряжение
2.6 Определение основных размеров червяка
2.7 Определение основных размеров венца червячного колеса
3. ПРОВЕРКА РАССЧЕТНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИЗГИБА
4. СИЛЫ В ЗАЦЕПЛЕНИИ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ
5. ПРОЕКТНЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ РЕДУКТОРА.
6. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАССЧЕТ ВАЛОВ РЕДУКТОРА НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ.
7. ПОДБОР И ОЦЕНКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОДШИПНИКОВ РЕДУКТОРА
8. ВЫБОР И ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ СОЕДИНЕНИЯ ВАЛ – СТУПИЦА КОЛЕСА
1. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ПРИВОДА
1.1 Подбор двигателя по мощности
Дано:
Мощность на выходном валу редуктора Рвых=Р2=24 кВт
Частота вращения выходного вала n2=40мин-1
Расчет КПД двигателя:
–КПД муфты,
– КПД червячной передачи,
– КПД подшипника (квадрат КПД говорит о наличии двух подшипников: на тихоходном и быстроходном валу).
1.2 Определение требуемой мощности:
– потребляемая мощность привода (мощность на выходе),
- общий коэффициент полезного действия (КПД) передачи.
Выбор двигателя ближайшей большей мощности: 4A180M4 P=30кВт n1=1470 об/мин
1.3 Подбор двигателя по рекомендованному интервалу передаточного числа:
частота вращения вала исполнительного органа машины (выходного вала)
- действительное общее передаточное число привода
Двигатель 4A180M4 подходит по мощности и передаточному числу.
1.4 Определение угловых скоростей валов на входном и выходном соответственно:
1.5 Определение крутящих моментов на валах на входном и выходном соответственно:
2. ПРОЕКТНЫЙ И ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ. МАТЕРИАЛЫ И ДОПУСТИМЕ НАПРЯЖЕНИЯ
2.1 В зависимости от скорости скольжения выбирают материал червяной передачи:
2.2 Допустимое контактное напряжение:
св=0.8 - коэффициент, учитывающий износ материала колеса
- коэффициент долговечности.
- базовое число циклов
– эквивалентное число циклов переменного контактного напряжения,
Траб = 3000 ч. - ресурс работы, (час)
При
2.3 Допустимое напряжение изгиба при реверсивной передаче:
- базовое число циклов
– эквивалентное число циклов переменного контактного напряжения.
2.4 Расчёт межосевого расстояния и выбор основных параметров передачи.
Вычисление числа зубьев червячного колеса:
– число заходов червяка
- округляем до целых
Определение расчётного межосевой расстояния:
Предварительно принимаем коэффициент диаметра червяка
Расчет модуля зубьев червячного колеса в осевом сечении:
Подбираем значение коэффициента q, так чтобы:
Расчет значения межосевого расстояния при стандартном модуле и коэффициенте диаметра червяка:
2.5 Расчётное контактное напряжение
Нахождение отклонения полученного значения от допускаемого напряжения :
Результат удовлетворяет условию – расхождение не должно превышать 5% в сторону перегрузки и 15% в сторону нагрузки.
Проверяют предварительно принятую скорость скольжения
=96
2.6 Определение основных размеров червяка
Вычисление делительного диаметра:
Вычисление диаметра червяка:
Вычисление диаметра вершин витков:
Вычисление диаметра входных витков:
Минимальная длина нарезной части червяка:
Делительный угол подъема витков:
2.7 Определение основных размеров венца червячного колеса
Вычисление делительного диаметра:
Вычисление диаметра колеса:
Вычисление диаметра вершин зубьев:
Вычисление диаметра входных зубьев:
Вычисление наибольшего диаметра колеса:
Ширина зубчатой части колеса:
3. ПРОВЕРКА РАССЧЕТНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИЗГИБА
Окружная сила в зацеплении (тангенсальная)
Удельная окружная динамическая сила:
Коэффициент, учитывающий форму зуба:
По таблице выбираем
Расчётное напряжение изгиба зуба червячного колеса:
4. СИЛЫ В ЗАЦЕПЛЕНИИ ЧЕРВЯЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ
4.1 На червячном колесе.
Окружная сила (тангенсальная):
Осевая сила:
Радиальная сила:
4.2 На червяке.
Окружная сила (тангенсальная):
Осевая сила:
Радиальная сила:
5. ПРОЕКТНЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ РЕДУКТОРА.
Определение диаметра входного конца вала из расчёта прочности на кручение:
допускаемое напряжение при кручении для червяков.
По ГОСТу принимаем 50мм
Участок под манжету:
Участок под подшипник:
Участок вала под червяк:
Минимальная длина нарезной части червяка:
Определение диаметра выходного конца вала из расчёта на только на кручение:
допускаемое напряжение при кручении для всех валов кроме червяков
По ГОСТу принимаем 100 мм
Участок под манжету:
Участок под подшипник и втулку:
Участок под колесо:
Участок под буртик:
Проверочный расчёт выходного вала
Находим реакции опор в плоскости ХOУ:
Находим реакции опор в плоскостях ХOZ:
Определяем полные поперечные реакции:
Определяем изгибающие моменты в характерных точках вала с построением эпюр изгибающих моментов Ми1 и Ми2 в плоскостях ХОУ и ХОZ соответственно и вычисляем суммарный изгибающий момент Ми по формуле:
Эпюра изгибающих моментов представлена в приложении №1
6. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАССЧЕТ ВАЛОВ РЕДУКТОРА НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ.
Для опасного сечения - 4 (см. Приложение №2) сделаем проверочный расчёт на усталость для выходного вала (сечение круглое):
Марка бронзы:
Предел выносливости гладких стандартных цилиндрических образцов при симметричном цикле нагружения -
Предел выносливости гладких стандартных цилиндрических образцов при симметричном цикле кручения -
Коэфициент, характеризующий чувствительность материала вала к асимметрии цикла изменения напряжений по изгибу и по кручению -
Кэффициент концентрации напряжений по изгибу, кручению -
Коэфициент влияния абсолютах размеров поперечного сечения -
– постоянная составляющая напряжения кручения
(при реверсивном движении )
– амплитуда цикла напряжения кручения
- постоянная составляющая напряжения изгиба
при реверсивном движении )
– амплитуда цикла изменения напряжения изгиба
= 1740 – суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении (берем из эпюры см. приложение №2)
Определение коэффициента запаса прочности S:
Таким образом, получили значение коэффициента запаса прочности выше , поэтому условие прочности на усталость выполняется.
7. ПОДБОР И ОЦЕНКА ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОДШИПНИКОВ РЕДУКТОРА
Осевые составляющие радиальных реакций:
Осевые нагрузки подшипников:
Для правого подшипника:
Расчётная долговечность подшипника, млн. об.
– динамическая радиальная грузоподъемность.
Расчётная долговечность, ч:
8. ВЫБОР И ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ СОЕДИНЕНИЯ ВАЛ – СТУПИЦА КОЛЕСА
По диаметру вала d=50 мм принимаются размеры поперечного сечения шпонки:
Из условия прочности на сжатие вычисляется рабочая длина шпонки:
– напряжение смятия.
Вычисление полной длины шпонки:
Принимаем шпонку:
По диаметру вала d=100 мм принимаются размеры поперечного сечения шпонки:
Из условия прочности на сжатие вычисляется рабочая длина шпонки:
Вычисление полной длины шпонки:
Принимаем шпонку:
По диаметру вала d=120 мм принимаются размеры поперечного сечения шпонки:
Из условия прочности на сжатие вычисляется рабочая длина шпонки:
Вычисление полной длины шпонки:
Принимаем шпонку:
9. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец. учреждений среднего профессионального образования. - 5-е издание, дополн. - М.: Машиностроение, 2004. - 560 е., ил.;
2. С. А. Чернавский, К. Н. Боков, И. М. Чернин, Курсовое проектирование деталей машин; Москва 1998;