Реферати українською » Промышленность, производство » Розрахунок і проектування приводу тягової лебідки для транспортування ЛА на стартовому майданчику


Реферат Розрахунок і проектування приводу тягової лебідки для транспортування ЛА на стартовому майданчику

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Міністерство освіти і науки України

Національний аерокосмічний університет імН.Е. Жуковського

ХАІ

Кафедра 202

>Пояснительная записка до курсовому проекту

Дисципліна - “Конструювання машин та правових механізмів”

Розрахунок і проектування приводу тягової лебідки транспортуванняЛА на стартовою майданчику

Виконавець: студент групи 432

А.В. Герасимчук

Керівник: викладач

>Ф.Ф.Кузьминов

Харків - 2005


>Реферат

 

Сторінок 52, малюнків 16, таблиць 2.

Цей проект є першою конструкторської роботою. Робота є завершальним етапом в циклі базових загальнотехнічних дисциплін.

Основними завданнями є:

1. розширити і поглибити знання, отримані щодо попередніх курсів;

2. засвоїти принцип розрахунку конструювання типових деталей та вузлів;

3. ознайомитися з ГОСТами тощо.

У результаті курсового проекту були спроектовані привід тягової лебідки транспортуванняЛА по стартовою майданчику, розраховані планетарніпрямозубие циліндричні передачідвухступенчатого циліндричного редуктора, проведено перевірочні розрахунки шестерні і колесапрямозубой циліндричною передачі, і навіть швидкохідного і тихохідного валів,болтових сполук.

У результаті розрахунків розробили такі креслення: складальний кресленнядвухступенчатого циліндричного редуктора та її основних вузлів, креслення тихохідного валу, креслення зубчастого колеса, креслення барабана ікомпоновочний креслення приводу.

>Шестерня, сателіт,межосевое відстань, модуль, ділильний діаметр, умовасоосности, вал,болтовое з'єднання, трос, водив,шлицевое з'єднання.


Вихідні дані

 

Мал.1 – Схема приводу тягової лебідки транспортуванняЛА на стартовою майданчику

Зусилля в тросі

Окружна швидкість барабана

Режим роботи .

Термін служби .

Довжина троса .

Тип мастила –окунанием.

>Редуктор за схемою –Л-1033.


Зміст

 

>Реферат

Вихідні дані

Запровадження

Список умовних позначень, символів, скорочень

1. Визначення основних параметрів складального вузла

1.1 Визначення потужності двигуна і елементів виконавчого органу

1.2 Визначенняразривного зусилля і діяти вибір діаметра барабана

1.3 Визначення передатного відносини редуктора

2. Розрахунокпрямозубой циліндричною передачіI-ой щаблі

2.1Проектировочний розрахунок

2.1.1 Підбір матеріалів

2.1.2 Визначення числа циклів зміни напруг колеса і шестерні

2.1.3 Визначення що допускаються напруг

2.1.3.1 Визначення контактних що допускаються напруг

2.1.3.2. Визначенняизгибних що допускаються напруг

2.1.3.3 Визначення граничних що допускаються напруг

2.1.4 Визначення коефіцієнтів розрахункової навантаження

>2.1.5Определение початкового (>делительного) діаметра шестерні

2.1.6 Визначення модуля зачеплення

2.2Проверочний розрахунок

2.2.1 Перевірка передачі на контактну витривалість

2.2.2 Перевірка зубів передачі наизгибную витривалість

2.2.3 Перевірка на контактну іизгибную міцність при дії максимальної навантаження

2.2.4 Визначення геометричних та інших розмірів колеса і шестерні

3. Розрахунокпрямозубой циліндричною передачіII-ой щаблі.

3.1Проектировочний розрахунок

3.1.1 Підбір матеріалів

3.1.2 Визначення числа циклів зміни напруг колеса і шестерні

3.1.3 Визначення що допускаються напруг

3.1.3.1 Визначення контактних що допускаються напруг

3.1.3.2 Визначенняизгибних що допускаються напруг

3.1.3.3 Визначення граничних що допускаються напруг

3.1.4 Визначення коефіцієнтів розрахункової навантаження

>3.1.5Определение початкового (>делительного) діаметра шестерні

3.1.6 Визначення модуля зачеплення

3.2Проверочний розрахунок

3.2.1 Перевірка передачі на контактну витривалість

3.2.2 Перевірка зубів передачі наизгибную витривалість

3.2.3 Перевірка на контактну іизгибную міцність при дії максимальної навантаження

3.2.4 Визначення геометричних та інших розмірів колеса і шестерні

4. Розрахунок барабана

5.Проектировочний і перевірочний розрахунок деяких деталей та вузлів

5.1 Тепловий розрахунок

5.2 Перевірка критерієм ">теплостойкость"

5.3 Розрахунок валів [6]

5.3.1 Розрахунок валів на складне опір

5.3.2 Розрахунок валів навиносливость[1]

5.3.2.1 Розрахунок швидкохідного валу на витривалість

5.3.2.2 Розрахунок тихохідного валу на витривалість

5.4 Розрахунок підшипників на довговічність.

5.5 Розрахунокшпоночного сполуки

5.6Проверочний розрахунок болтового сполуки

5.7 Розрахунок корпусу редуктора

6. Компонування й розробка креслення редуктора

Укладання

Список використовуваної літератури


Запровадження

 

>Редукторами називаються механізми, які з передач зачеплення з їх постійнимпередаточним ставленням, укладені окремий корпус і призначені для зниження кутовий швидкості вихідного валу проти вхідним.Редуктор - невід'ємна складова частина сучасного устаткування.

Уприводахобщемашиностроительного призначення, розроблюваних при курсовому проектуванні, редуктор є основним і найбільш трудомістким вузлом.

Основна мету цього курсового проекту з технічної механіці – прищепити студентові навички конструкторського праці: вміння самостійно, виходячи з заданої схеми, вибрати конструкцію механізму, обгрунтувати її розрахунком і конструктивно розробити лише на рівні технічного проекту.


Список умовних позначень, символів, скорочень

 

 - ефективна потужність, кВт;

 - потужність двигуна, кВт;

- діаметр троса, мм;

 - діаметр барабана, мм;

 - передатне ставлення;

 - крутний момент,Нмм;

 -допускаемое контактне напруга,МПа;

 -изгибноедопускаемое напруга,МПа;

 - ділильний діаметр, мм;

 - модуль зачеплення;

 -межосевое відстань, мм;

 - діаметр вершин зубів, мм;

 - діаметр западин зубів, мм;

 - ширина зубчастого віденця, мм;

 — базове число циклів зміни напруг;

 — розрахункове число циклів зміни напруг;

 — запас міцності по нормальним напругам;

 — запас міцності по дотичним напругам;

 — динаміка загального запасу міцності;

 — окружна сила, H;

 — радіальна сила, H.


1. Визначення основних параметрів складального вузла

 

1.1Визначення потужності двигуна і елементів виконавчого органу

Потужність двигуна визначається, як

,

- ККД редуктора, перебувають розслідування щодо формулі:

де - ККД муфти,

 - ККД підшипника,

 - ККД звичайною зубчастою передачі,

 - ККД на перемішування олії.

Частота обертання магнітного поля, створюваногостатором електродвигуна:

,

де - число пар полюсів електродвигуна,

- частота мережі, .

>Подбираем двигун по :

. Тип двигуна4АМ112М4У3.

Частота обертання з урахуванням ковзання .

  , .

1.2Визначення >разривного зусилля і діяти вибір діаметра барабана

Визначаєморазривающее зусилля на тросі з коефіцієнтом запасу :

.

По визначаємо діаметр троса:

>Канат сталевої по ГОСТ 3067-74. Маркірувальна група з тимчасовому опору розриву .

Розрахунковийразривное зусилля сумарне всіх дротів в линві
.

Діаметр каната .

Діаметр центральної дроту: 7 дротів .

Діаметр дроту в шарах: 126 дротів .

Розрахункова площа перерізу всіх дротів .

Розрахункова маса1000мсмазанного каната .

Визначаємо діаметр барабана тягової лебідки:


З конструктивних міркувань приймаємо .

1.3 Визначення передатного відносини редуктора

 

>Линейная швидкість обертання барабана визначається за такою формулою:

.

Звідки визначаємо частоту обертання барабана:

.

Істинне передатне ставлення редуктора знаходимо за такою формулою:

.

>Разбиваем передатне ставлення на щаблі

,

де - передатне ставлення першої циліндричною щаблі;

 - передатне ставлення другий циліндричною щаблі.


2. Розрахунокпрямозубой циліндричною передачі1-ой щаблі

 

Прихід від електродвигуна

Потужність,подводимая до валу шестерні .

Частота обертання шестерні .

Термін служби .

Приймаємо число зубів шестерні однакову .

По заданому передатному відношенню обчислюємо число зубів шестерні:

.

Визначаємо частоти обертання і кутові швидкості валів:

—ведучого:

 

—відомого:

 .


 

2.1Проектировочний розрахунок

 

2.1.1 Підбір матеріалів

Таблиця 1

Прийняті матеріали для колеса і шестерніI-ой щаблі

Елемент передачі Заготівля Марка стали

>Термо-

обробка

>Твердость серцевини >Твердость поверхні щонайменше Базове число циклів
шестірня >поковка >40ХН

>Улучше-

>ние

850 750 >HB 230-305 >HRС45-48

колесо -//-// -//-//- -//-//- -//-//- -//-//- -//-//- >HRC40-45

2.1.2 Визначення числа циклів зміни напруг колеса і шестерні

>Числа циклів зміни напруг шестерні і колеса:

 

що й - кількість контактів зубів шестерні і колеса відповідно за оборот (приймаємо їх рівними 1).

2.1.3 Визначення що допускаються напруг

2.1.3.1 Визначення контактних що допускаються напруг

,

де - межа контактної витривалості

 - коефіцієнт безпеки дляповерхностно-уплотненних зубів (цементація) дорівнює 1,1.

 - коефіцієнт, враховує шорсткість поверхні пов'язаних зубів, беруть у залежність від класу шорсткості: для 5-го класу - .

 - коефіцієнт довговічності, адже й то

Приймаємо окружну швидкість , для відкритих передач для .

.

Як розрахункового значення приймаємо .

2.1.3.2  Визначенняизгибних що допускаються напруг

 

,


адже й , то .

Коефіцієнт безпеки під час роботи зубів на вигин

,

де - коефіцієнт, враховує нестабільність властивостей матеріалу зубчастого колеса і рівень відповідальності передачі;

(для поковок) - коефіцієнт, враховує спосіб отримання заготівлі колеса.

Тоді

.

 - коефіцієнт, враховує шорсткість перехідною поверхні зуба. Для шліфованих іфрезерованних зубів при класі шорсткості не нижче 4-го .

 - коефіцієнт, враховує зміцнення перехідною поверхні зуба. За відсутності зміцнення .

 - коефіцієнт, враховує вплив двостороннього докладання навантаження: - під час роботи зубів однією стороною

 по

.

редуктор привід тяговий лебідка


 

2.1.3.2  Визначення граничних що допускаються напруг

.

 

2.1.4  Визначення коефіцієнтів розрахункової навантаження

Коефіцієнти розрахункової навантаження відповідно під час розрахунків на контактну іизгибную витривалість

,

що й - коефіцієнти нерівномірності розподілу навантаження за довжиною контактних ліній ;

 - коефіцієнти динамічності навантаження .

2.1.5 Визначення початкового (>делительного) діаметра шестерні

 

де за- коефіцієнт ширини шестерні щодо неї діаметра;

 - для сталевих коліс при 20-градусномузацеплении без усунення рекомендують вживати при розрахункупрямозубих циліндричних передач.

>Вращающий момент на валу колеса:

.

Отже,

.

З конструктивних міркувань приймаємо .

2.1.6 Визначення модуля зачеплення

 

.

>Округляя це значення до найближчого стандартного поГОСТ9563-60, отримуємо .

>Межосевое відстань

.

Тоді

,

.

2.2Проверочний розрахунок

 

2.2.1 Перевірка передачі на контактну витривалість

 

,

де

 - коефіцієнт, враховує форму пов'язаних поверхонь зубів;

 - коефіцієнт, враховує механічні властивості матеріалів пов'язаних коліс;

 - коефіцієнт, враховує сумарну довжину контактних ліній.

Уточнюємо окружну швидкість:

.

Уточнюємо коефіцієнтрасчетной навантаження:

,

де

 - питома окружна динамічна сила;

 - коефіцієнт, враховує вплив виду звичайною зубчастою передачі й модифікації профілю зубів;

 - коефіцієнт, враховує вплив різниці основних кроків зачеплення зубів шестерні і колеса;

 - питомарасчетная окружна сила у зоні найбільшої концентрації;

 - корисна окружна сила;

 - радіальна сила;

 - ширина зубчастого віденця.

>Cледовательно,

;

;

.

>Определю питому розрахункову окружну силу:


,

,

в такий спосіб, недовантаження 3,9%.

2.2.2 Перевірка зубів передачі наизгибную витривалість

 

>Определю коефіцієнти форми зубів шестерні і колеса:

 для

 для

, ,

оскільки 80,8<84 перевіряємо зуб шестерні:

.

,

де - коефіцієнт, враховує перекриття зубів, при 5-ї ступеня точності


; ;

 - коефіцієнт, враховує нахил зубів

.

2.2.3 Перевірка на контактну іизгибную міцність при дії максимальної навантаження

Перевірка на перевантаження, на запобігання пластичної деформації чи тендітного зламу.

,

.

2.2.4 Визначення геометричних та інших розмірів колеса і шестерні

- діаметр вершин зубів:

,

,

- діаметр западини зубів:

,

.

, .

Визначаємо діаметр отвори під вал в колесі:

,

,

де .

Приймаємо з конструктивних міркувань .


 

3. Розрахунок планетарноїпрямозубой циліндричною передачі II-ой щаблі

 

Прихід від електродвигуна

.

Потужність,подводимая до валу шестерні .

Частота обертання шестерні .

Термін служби .

Приймаємо число зубів шестерні однакову .

По заданому передатному відношенню обчислюємо число зубів шестерні:

.

Визначаємо частоти обертання і кутові швидкості валів:

—ведучого:

 

—відомого:

 .


3.1Проектировочний розрахунок

 

3.1.1 Визначення числа циклів зміни напруг колеса і шестерні

>Числа циклів зміни напруг шестерні і колеса:

 

що й - кількість контактів зубів шестерні і колеса відповідно за оборот (приймаємо їх рівними 1).

3.1.2 Визначення початкового (>делительного) діаметра шестерні

 

де за- коефіцієнт ширини шестерні щодо неї діаметра;

 - для сталевих коліс при 20-градусномузацеплении без усунення рекомендують вживати при розрахункупрямозубих циліндричних передач.

>Вращающий момент на валу колеса:

.

Отже,


.

З конструктивних міркувань приймаємо .

3.1.3 Визначення модуля зачеплення

 

.

>Округляя це значення до найближчого стандартного поГОСТ9563-60, отримуємо .

Тоді

,

.

>Межосевое відстань

.

3.2Проверочний розрахунок

 

3.2.1 Перевірка передачі на контактну витривалість

 

,


де

 - коефіцієнт, враховує форму пов'язаних поверхонь зубів;

 - коефіцієнт, враховує механічні властивості матеріалів пов'язаних коліс;

 - коефіцієнт, враховує сумарну довжину контактних ліній.

Уточнюємо окружну швидкість:

.

Уточнюємо коефіцієнтрасчетной навантаження:

,

де

 - питома окружна динамічна сила;

 - коефіцієнт, враховує вплив виду звичайною зубчастою передачі й модифікації профілю зубів;

 - коефіцієнт, враховує вплив різниці основних кроків зачеплення зубів шестерні і колеса;

 - питомарасчетная окружна сила у зоні найбільшої концентрації;

 - корисна окружна сила;

- радіальна сила;

 - ширина зубчастого віденця.

>Cледовательно,

;

;

.

>Определю питому розрахункову окружну силу:

,

,

в такий спосіб, недовантаження 8,6%.

3.2.2 Перевірка зубів передачі наизгибную витривалість

 


>Определю коефіцієнти форми зубів шестерні і колеса:

 для

 для

, ,

оскільки 76,5<82,9 перевіряємо зуб шестерні:

.

,

де

 - коефіцієнт, враховує перекриття зубів, при 5-ї ступеня точності

;

 

;

 - коефіцієнт, враховує нахил зубів

.


 

3.2.3 Перевірка на контактну іизгибную міцність при дії максимальної навантаження

Перевірка на перевантаження, на запобігання пластичної деформації чи тендітного зламу.

,

.

3.2.4 Визначення геометричних та інших розмірів колеса і шестерні

- діаметр вершин зубів:

,

,

- діаметр западини зубів:

,

.

, ;

.

Визначаємо діаметр отвори під вал в колесі:

,

,

де

.

Приймаємо з конструктивних міркувань .


 

4. Розрахунок барабана

Барабани виготовляємо як циліндра зі сталі15Л. Як органнавивки гнучкого елемента – троса, барабаннарезается по гвинтовій лінії містить жолоб, відповідний виду гнучкого органу.

Термін служби каната значно збільшується, коли він вкладається на барабан до одного шар в спеціально готовий до нього жолоб півкруглого профілю радіусом

,

де - діаметр каната.

Крок нарізки канавки визначається за такою формулою:


Довжина нарізаною частини барабана приоднослойнойнавивке одного троса

,

де - число витків, обумовлений за такою формулою

;

 - довжина троса;

- числонесмативаемих витків, однакову двом.

З конструктивних міркувань загальну довжину барабана приймаємо , оскільки трос можна намотувати на барабан на кілька верств.

Максимальне напруження як у небезпечномусечении барабана виходить у результаті спільного дії вигину, крутіння й стиску.Трос,навитий при постійному натягу на барабан, стискує його стінки радіальними силами тиску. Максимальна величина напруги стискування

,

де - максимальне натяг каната;

- мінімальна товщина стінки барабана.

При попередніх розрахунках часто користуються емпіричними формулами визначення :

.


Оскільки , то приймаємо .

>Допускаемие напруги стискування для стали15Л .

Отже

.

Для кріплення використовуються планки,прижимаемие болтами. Наявність у планці подовжньоготрапециидального вирізу з кутом збільшує силу тертя.

Сила тертя лежить на поверхні дотику каната з барабаном і планками має дорівнювати чи перевищувати силу натягу в закріпленій його кінці

.

Оскільки

,

,

,

,

,


де - коефіцієнт тертя;

- найменший кут обхвати барабана в радіанах ( при );

- приймаємо з конструктивних міркувань.

Отже, отримуємо

.

>Осевое зусилля,нагружающее болт, одно

,

де - число болтів.

Напруга всечении з діаметру болта

,

де

 -изгибающий момент;

 - коефіцієнт, враховує скручування тіла болта моментом.

Для У розділі ст. 4 приймаю .

У наближеному розрахунку приймаємо . Тоді

.

Оскільки ми враховували дію навантаження , те з конструктивних міркувань приймаємо і робимо перевірку:

.

По ГОСТ 7798-70 приймаємо .

Підбір шпонки: приймаюпризматическую шпонку з розмірами

 ГОСТ 23360-78

потрібна довжина шпонки визначається з умови міцностішпоночного сполуки насмятие:

.

З конструктивних міркувань приймаємо .


5.Проектировочний і перевірочний розрахунок деяких деталей та вузлів

5.1 Тепловий розрахунок

 

Потрібно здійснити перевірку температури олії на редукторі, яка повинна перевищуватидопускаемую . Температура повітря поза корпусу редуктора . Температура олії на корпусі циліндричною передачі при безупинної роботі без штучного охолодження визначається за такою формулою:

,

де - площатеплоотдающей поверхні корпусу редуктора;

=>9…17Вт/()- коефіцієнт теплопередачі.

<.

Приймаємо оліюИ-40А ГОСТ 20799-75.

5.2 Перевірка критерієм ">теплостойкость"

Визначення кількості тепла, що утворюється внаслідок втрат потужності.


,

деh=0,87% – ККД редуктора;

 – потужність на провідному валі:

.

Отже,

.

5.3 Розрахунок валів [6]

Основними умовами, яким має відповідати конструкція валу є достатня міцність, забезпечує нормальну роботузацеплений і підшипників; технологічність конструкції і економію матеріалу. Як матеріалу для валів використовуютьуглеродистие і леговані стали.

Розрахунок валу виконується вчетверо етапу:

· Орієнтовний розрахунок на крутіння (провели вище);

· Розрахунок на складне опір (крутіння, вигин);

· Розрахунок на витривалість.

За матеріал валів приймаємо сталь12ХН3А, з характеристикою:

- тимчасове опір розриву;

- межа витривалості за симетричного циклі напруг вигину;

- межа витривалості за симетричного циклі напруг крутіння;

-коефіцієнти чутливості матеріалу до асиметрії циклу напруг відповідно на вигині ікручении.

5.3.1 Розрахунок валів на складне опір

Для розрахунку валу на складне опір необхідно скласти його розрахункову схему:

- розмітити точки, де розташовані умовні опори;

- визначити величину і напрям діючих на вал сил: окружної , радіальної , осьової . До того ж точки їх докладання.

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація