Реферати українською » Промышленность, производство » Проектування машинного агрегату


Реферат Проектування машинного агрегату

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Зміст

Технічне завдання

1.Кинематическая схема машинного агрегату

2. Вибір двигуна, кінематичний розрахунок приводу

3. Вибір матеріалівчервячной передачі й визначення що допускаються напруг

4. Розрахунок закритоючервячной передачі

5. Розрахунок відкритоїполиклиновой передачі

6.Нагрузки валів редуктора

7. Проектний розрахунок валів.Эскизная компонування редуктора

8. Розрахункова схема валів редуктора

9.Проверочний розрахунок підшипників

10. Конструктивна компонування приводу

11.Проверочние розрахунки

12. Розрахунок технічного рівня редуктора

Література


Технічне завдання

Прихід до хитному підйомника.

1 –Поликлиноременная передача, 2 – двигун, 3 – черв'ячний редуктор, 4 – тягова ланцюг, 5 – підйомний монорейка, 6 – вантаж, 7 – муфта пружна зторообразной оболонкою.

Вихідні дані:

Вантажопідйомність F,кН 1,0

Швидкість підйому м/с 0,55

Крок тягової ланцюга р, мм 125

Кількість зубів зірочкиz 9

>Допускаемое відхилення

швидкості вантажний ланцюга, % 4

Термін служби приводу Lр, років 6

агрегат двигун привід вал підшипник


1.Кинематическая схема машинного агрегату

Умови експлуатації машинного агрегату.

>Проектируемий машинний агрегат служить приводом хитного підйомника і можна використовувати на підприємствах різного напрями. Прихід складається з електродвигуна, вал якого черезпоклиновую ремінну передачу з'єднаний із провідним валомчервячного редуктора, ведений валчервячного редуктора через пружну муфту зторообразной оболонкою з'єднується зі зірочкою тягової ланцюга.Проектируемий привід працює у 2 зміни у реверсивному режимі. Характер навантаження - із малими коливаннями.  

Термін служби приводного устрою

Термін служби приводу визначається за такою формулою

Lh =365LРДоР>tзLзKз

де LР = 6 років – термін їхньої служби приводу;

ДоР – коефіцієнт річного використання;

ДоР = 300/365 = 0,82

де 300 – кількість робітників днів на рік;

>tз = 8 годин – тривалість зміни

Lз = 2 – число змін

Доз = 1 – коефіцієнт змінного використання.

Lh = 365·6·0,82·8·2·1 = 28800 години

З урахуванням часу затрачуваного на: ремонт, профілактику тощо. приймаємо ресурс приводу 28 ·103 годин.


Таблиця 1.1 Експлуатаційні характеристики машинного агрегату

Місце установки

Lр

Lз

>tз

Lh

Характер навантаження

Режим

роботи

Заводський цех 6 2 8 28000 З малими коливаннями >Реверсивний

2. Вибір двигуна, кінематичний розрахунок приводу

Визначення потужності і частоти обертання двигуна.

>Требуемая потужність робочої машини

Р>рм =Fv = 1,0·0,55 = 0,55 кВт

Частота обертання зірочки

n>рм = 6·104>v/zp = 6·104·0,55/9·125 = 29 об./хв

Загальний коефіцієнт корисної дії

> =>рп>>чп>пк2>м,

 дем = 0,98 – ККД муфти [>1c.40],

 >>чп = 0,80 – ККД закритоючервячной передачі,

 >>pп = 0,97 – ККД відкритої ремінної передачі,

>пк = 0,995 – ККД пари підшипниківкачения,

> = 0,97·0,80·0,9952·0,98 = 0,753.

>Требуемая потужність двигуна

Р>тр = Р>рм/> = 0,55/0,753 = 0,73 кВт.


Вибираємо асинхронний електродвигун4АМ71В4 [>1c.384]:

потужність - 0,75 кВт,

синхронна частота – 1500 об./хв,

робоча частота 1390 об./хв.

Визначення передатного числа приведення й його щаблів

Загальне передатне число приводу

u = n1/n>рм = 1390/29 = 47,93

>Рекомендуемие значення передатних чисел [>1c.43]:

- длячервячной передачі1035,5

- для відкритої ремінної24.

Приймаємо длячервячной передачі u2= 20, для відкритої передачі

u1=u/u2 = 47,93/20 = 2,397

приймаємо u1 = 2,4

Визначення силових і кінематичних параметрів приводу

>Числа оборотів валів і кутові швидкості:

n1 = n>дв =1390 об./хв w1 =>1390/30 =145,6рад/с

n2 = n1/u1 =1390/2,4 =580 об./хв w2=>580/30 = 60,7рад/с

n3 = n2/u2 =580/20 = 29 об./хв w3=29/30 = 3,04рад/с

Фактичне значення швидкості обертання колони

v =zpn3/6·104 = 9·125·29/6·104 = 0,54 м/с


Відхилення фактичного значення від заданого

> = (0,55 – 0,54)100/0,55 = 1,8% < 4%

Потужності передані валами:

>P1 =P>тр = 730 Вт

>P2 =P1>>рп>пк = 730·0,97·0,995 = 705 Вт

>P3 =P2>>чп>пк = 705·0,80·0,995= 561 Вт

>Крутящие моменти:

Т1 =P1/w1 = 730/145,6 = 5,0Н·м

Т2 = 705/60,7 = 11,6Н·м

Т3 = 561/3,04 = 184,5Н·м

Результати підрахунків зводимо в таблицю

Вал

Кількість оборотів

об./хв

>Угловая швидкість

>рад/сек

Потужність

кВт

>Крутящий момент

>Н·м

Вал електродвигуна 1390 145,6 0,730 5,0
Ведучий вал редуктора 580 60,7 0,705  11,6
Ведений вал редуктора  29 3,04 0,561  184,5

3. Вибір матеріалівчервячной передачі й визначення що допускаються

напруг

Приймаємо, відповідно до рекомендацій [>1c.53], для черв'яка сталь 45 з загартованістю до твердості >>HRC45.

>Ориентировочное значення швидкості ковзання:


v>s =4,2uw310-3M21/3 =4,220,03,0410-3>184,51/3 = 1,45 м/с,

при v>s <2 м/с рекомендується [1c54] чавунСЧ15, спосіб виливки – в землю:sв = 315МПа.

>Допускаемие контактні напруги:

[>s]H = 200 –35v>s = 200 –351,45 = 149МПа.

>Допускаемие напруги вигину при реверсивною передачі:

[>s]F =0,075sвKFL,

де ДоFL – коефіцієнт довговічності.

KFL = (106/N>еН)1/9,

де N>еН – число циклів зміни напруг.

N>еН =573w3Lh =5733,0428000 =4,9107.

KFL = (106/>4,9107)1/9 = 0,649

[>s]F =0,0753150,649 = 15МПа.

Таблиця 3.1.Механические характеристики матеріалівчервячной передачі

Елемент

передачі

Марка

стали

>Термоо-бработка

>в

>-1

[>]М

[>]F

>Н/мм2

Черв'як 45 >Закалка >>HRC45 780 335      
Колесо >CЧ15 315     149 15

4. Розрахунок закритоючервячной передачі

>Межосевое відстань

 = 61(184,5·103/1492)1/3 =124 мм

приймаємо аw = 125 мм

Основні геометричні параметри передачі

Модуль зачеплення:

>m = (>1,51,7)aw/>z2,

деz2 – число зубів колеса.

При передатному числі 20,0 число заходів черв'якаz1 = 2, тоді число зубів колеса:

>z2 =z1u =220,0 = 40

>m = (>1,51,7)125/40 =4,75,3 мм,

приймаємоm = 5,0 мм.

Коефіцієнт діаметра черв'яка:

>q = (>0,2120,25)z2 = (>0,2120,25)40 =8,210,0

приймаємоq = 10,0

Коефіцієнт усунення

x =a/m –0,5(q+z2) = 125/5,0 – 0,5(10,0+40) = 0


Фактичне значеннямежосевого відстані:

aw =0,5m(q+z2+>2x) =0,55,0(10+40 –20) = 125 мм

>Делительний діаметр черв'яка:

>d1 =qm =>105,0 = 50 мм

Початковий діаметр черв'якаdw1 =m(q+2x) = 5,0(10-2·0) = 50.0 мм

Діаметр вершин витків черв'яка:

>da1 =d1+>2m =50+25,0 = 60 мм.

Діаметр западин витків черв'яка:

>d>f1 =d1 –2,4m = 50 –2,45,0 = 38 мм.

Довжина нарізний частини черв'яка:

b1 = (>10+5,5|x|+z1)>m + З = (>10+5,50+2)5,0+0 = 60 мм.

при x < 0 ® З = 0.

>Делительний кут підйому лінії витка:

g =arctg(z1/>q) =arctg(2/10) =11,31

>Делительний діаметр колеса:

>d2 =mz2 =5,040 = 200 мм.


Діаметр виступів зубів колеса:

>da2 =d2+>2m(1+x) =200+25,0(1+0) = 210 мм.

Діаметр западин зубів колеса:

>d>f2 =d2 –2m(1,2 – x) = 200 –25,0(1,2 – 0) = 188 мм.

Найбільший діаметр зубів колеса:

>d>am2 =da2+>6m/(z1+2) =210+65,0/(2+2) = 218 мм.

>Ширина віденця колеса:

b2 =0,355aw =0,355125 = 44 мм.

Фактичне значення швидкості ковзання

v>s =uw2>d1/(>2000cosg) =203,0450/(2000cos11,31) = 1,55 м/с

Уточнюємо значеннядопускаемого контактного напруги

[>s]H = 200 –35v>s = 200 –251,00 = 175МПа.

Коефіцієнт корисної діїчервячной передачі

h = (>0,950,96)tgg/tg(g+j)

де j =2,50 - наведений кут тертя [>1c.74].


h = (>0,950,96)tg11,31/tg(11,31+2,50) = 0,78.

Сили які узацеплении

Окружна на колесі і осьова начервяке:

F>t2 = Fa1 =2Т2/>d2 =2184,5103/200 = 1845 H.

>Радиальная начервяке і колесі:

F>r1 = F>r2 = F>t2>tga =1845tg20° = 672 H.

Окружна начервяке і осьова на колесі:

F>t1 = Fa2 =2M1/>d1 =211,6103/50 = 464 H.

Розрахунковий контактне напруга

>sМ =340(F>t2>K/d1>d2)0,5,

де До – коефіцієнт навантаження.

Окружна швидкість колеса

v2 = w3>d2/2000 =3,04200/2000 = 0,30 м/с

при v2 < 3 м/с ® До = 1,0

>sМ =340(18451,0/50200)0,5 = 146МПа,

недовантаження (149 – 146)100/149 = 2,0% <15%.

Розрахунковий напруга вигину для зубів колеса


>sF =0,7YF2F>t2>K/(b2>m),

де YF2 – коефіцієнт форми зуба колеса.

>Эквивалентное число зубів колеса:

>z>v2 =z2/(>cosg)3 =40/(cos11,31)3 = 42,4 ® Y>F2 = 1,51.

>sF =0,71,5118451,0/(445,0) = 8,9МПа.

УмоваsF < [>s]F = 15МПа виконується.

Оскільки умови0,85<sH <1,05[sH] іsF < [>sF] виконуються, можна стверджувати, що стійка роботачервячной закритою передачі забезпечена протягом всього терміну служби приводу.

Таблиця 4.1. Параметричервячной передачі

Проектний розрахунок
>Параметр Значення >Параметр, мм Значення

>Межосевое відстань

, мм

125

>Ширина зубчастого віденця колеса b2

40
Модуль зачепленняm, мм 5,0

Довжинанарезаемой частини

черв'яка b1

60

Коефіцієнт діаметра

черв'якаq

10,0

 >Диаметри черв'яка: ділильнийd1 початковийdw1

вершин витківda1

западин витківd>f1

50

50

60

38

>Делительний кут

витків черв'яка , град

>11,31

Кут обхвати черв'яка вінцем колеса , град

116°

>Диаметри колеса: ділильнийd2=dw2

вершин зубівda2

западин зубівd>f2

найбільшийd>ам2

200

210

218

188

Кількість заходів черв'якаz1

2

Кількість зубів колесаz2

40
>Проверочний розрахунок
>Параметр >Допускаемие значення Розрахункові значення Примітка

Коефіцієнт корисної дії

0,80 78% -

Контактні напруги ,

>Н/мм2

149 146 2,0%

>Напряжения вигину ,Н/мм2

15 8,9 41%

5. Розрахунок і проектуванняполиклиновой ремінної передачі

відкритого типу

Вибір ременя

Пономограмме [>1c84] вибираємо ремінь перерізу До

>Диаметри шківів

Мінімальний діаметр малогошкиваd1>min =40 мм [>1c84]

Приймаємо діаметр малогошкива на 1…2 розміру більше

>d1 = 71 мм

Діаметр великогошкива

>d2 =d1>u(1-) = 712,40(1-0,01) = 168 мм

де = 0,01 – коефіцієнтпроскальзивания

приймаємоd2 = 160 мм

Фактичне передатне число

u =d2/>d1(1 –) = 160/71(1 – 0,01) = 2.28

>Межосевое відстань


a >0,55(d1+>d2) + H = 0,55(71+160) + 4,0 = 131 мм

h = 4,0 мм – висота ременя перерізом K

приймаємо а = 200 мм

Довжина ременя

L =2a + w +>y/4a

w =0,5(d1+>d2) =0,5(71+160) = 206

y = (>d2 -d1)2 = (160 – 71)2 = 7921

L = 2200 + 206 + 7921/4200 = 616 мм

приймаємо L = 630 мм

Уточнюємомежосевое відстань

a =0,25{(L – w) + [(L – w)2 –2y]0,5} =

= 0,25{(630 – 206) +[(630 – 206)2 - 2∙7921]0,5} = 208 мм

Кут обхвати малогошкива

>1 = 180 –57(d2 –d1)/a = 180 – 57(160- 71)/208 =156

Швидкість ременя

v =d1n1/60000 =711390/60000 = 5,2 м/с

Окружна сила

F>t =Р/v = 0,73103/5,2 = 140 H

>Допускаемая потужність передана одним ременем

Коефіцієнти 

З>p = 0,9 – спокійна навантаження придвухсменном режимі

З> = 0,93 – при1 =156

Зl = 0,98 – коефіцієнт враховує ставленняL/L0, L0=0,7 м

 

[Р] = Р0З>pЗ>

>P0 = 2,0 кВт – номінальна потужність передана одним ременем      

[Р] = 2,00,90,93·0,98 = 1,64 кВт

Кількість клинів

Z =10Р/[Р] = 10·0,73/1,63 = 4,5

приймаємо Z = 5

>Натяжение галузі ременя

F0 =850Р /VC>pЗ> =

= 8500,73/5,20,930,9 = 143 H

Сила діюча на вал

Fв =2F0>sin(1/2) =2143sin(156/2) = 279 H

Міцність ременя за максимальними напругам всечении провідною галузі ременя

>>max =1 +і+v < [>]>p = 10Н/мм2

>1 – напруга розтяги


>1 = F0/A + F>t/>2A = 143/47 + 140/247 = 4,53Н/мм2

А – площа перерізу ременя

А =0,5b(2H – h)

b – ширина ременя

b = (>z –1)p +2f = (5– 1)2,4 + 2·3,5 = 16,6 мм

А = 0,5·16,6(2·4,0 – 2,35) = 47 мм2

>і – напруга вигину

>і = Eі>h/d1 = 802,35/71 = 2,65Н/мм2

Eі = 80Н/мм2 – модуль пружності

>v =v210-6 = 1300∙5,22∙10-6 = 0,04Н/мм2

     > = 1300кг/м3 – щільність ременя

>>max = 4,53+2,65+0,04 = 7,22Н/мм2

умова>max < [>]>p виконується

>Таблица5.3 Параметри відкритоїклиноременной передачі, мм

>Параметр Значення >Параметр Значення
Тип ременя >Поликлиновой

Частота пробігів ременя ,1/с

     8,3

>Межосевое відстань

    208

Діаметр ведучогошкива

       71
перетин ременя        До

Діаметр відомогошкива

       160
Кількість ременів Z       5

 Максимальне напруга ,Н/мм2

       7,22

Довжина ременя

      630

Попереднє напруга ременя , М

       143

Кут обхвати ведучогошкива , град

      156

Сила тиску ременя на вал , М

       279

 

6.Нагрузки валів редуктора

Сили які узацеплениичервячной передачі

Окружна на колесі і осьова начервяке:

F>t2 = Fa1 = 1845 H.

>Радиальная начервяке і колесі:

F>r1 = F>r2 = 672 H.

Окружна начервяке і осьова на колесі:

F>t1 = Fa2 = 464 H.

>Консольная сила від ремінної передачі діюча на швидкохідний вал F>оп = 279 М

>Консольная сила від муфти діюча на тихохідний вал

Fм =250·Т31/2 = 250·184,51/2 = 3396 М


 

>Рис. 6.1 – Схема навантаження валівчервячного редуктора

7. Проектний розрахунок валів.Эскизная компонування редуктора

Матеріал швидкохідного валу – сталь 45,

термообробка – поліпшення:в = 780МПа;

>Допускаемое напруга на крутіння [>]до =1020МПа

Діаметр швидкохідного валу

де Т – рухаючись момент;

>d1 = (11,6·103/>10)1/3 = 18 мм


 приймаємо діаметр вихідного кінцяd1 = 20 мм;

довжина вихідного кінця:

l1 = (>1,01,5)d1 = (>1,01,5)20 =2030 мм,

приймаємо l1 = 30 мм.

Діаметр валу під ущільненням:

>d2 =d1+>2t =20+22,0 = 24,0 мм,

деt = 2,0 мм – висотабуртика;

приймаємоd2 = 25 мм:

довжина валу під ущільненням:

l2 »1,5d2 =>1,525 = 38 мм.

Діаметр валу під підшипник:

>d4 =d2 = 25 мм.

Вал виконано разом із черв'яком

Діаметр вихідного кінця тихохідного валу:

>d1 = (184,5·103/>15)1/3 = 39 мм

приймаємо діаметр вихідного кінцяd1 = 40 мм;

Діаметр валу під ущільненням:

>d2 =d1+>2t =40+22,5 = 45,0 мм,

деt = 2,5 мм – висотабуртика;

приймаємоd2 = 45 мм .

Довжина валу під ущільненням:

l2 »1,25d2 =>1,2545 = 56 мм.

Діаметр валу під підшипник:

>d4 =d2 = 45 мм.

Діаметр валу під колесом:

>d3 =d2 +3,2r =45+3,23,0 = 54,6 мм,

приймаємоd3 = 55 мм.

Вибір підшипників.

У зв'язку з тим, що учервячномзацеплении виникають значні осьові навантаження, попередньо призначаєморадиально-упорние конічні підшипники середньої серії №7305 длячервячного валу,устанавливаемее в що фіксує опорі У як здвоєні. У плаваючою опорі А використовується радіальнийшарикоподшипник №305, сприймає лише радіальні навантаження. Для тихохідного валу вибираєморадиально-упорние шарикопідшипники легкої серії №7209.

Таблиця 2. Розміри і характеристика обраного підшипника

>d, мм D, мм B, мм З,кН

З0,кН

е Y
7305 25 62 17  29,6 20,9 0,36 1,66
 306 25 62 17  22,5 11,4        
 7209 45 85 21 42,7 33,4 0,41 1,45

Таблиця 7.3. Матеріал валів, розміри щаблів, підшипники

Вал

(матеріал –

сталь 45

 = 780Н/мм2

= 540Н/мм2

= 335Н/мм2)

Розміри щаблів, мм >Подшипники
>d1 >d2 >d3 >d4 >Типо-размер

>dxDx

>B(T), мм

Динамічна

вантажопідйомність

З>r,кН

Статична вантажопідйомність

З0>r,кН

>l1 >l2 >l3 >l4
Швидкохідний 20 25   25

7305

305

>25x62x17

>25x62x17

29,6

22,5

20,9

11,4

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація