Проектирование приводной станции к кормораздатчику (стр. 1 из 6)
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра "Сопротивление материалов и детали машин"
Курсовой проект
по дисциплине "Детали машин"
На тему: "Проектирование приводной станции к кормораздатчику"
Минск 2008
Реферат
Курсовой проект по дисциплине "Прикладная механика" состоит из пояснительной записки и графической части.
Графическая часть состоит из трех чертежей формата А1, чертежа формата А3 и трех чертежей формата А4.
Пояснительная записка содержит 37 листов машинописного текста, 5 листов приложений (спецификации редуктора и приводной станции). В пояснительной записке содержится 6 рисунков и 6 таблиц.
Ключевые слова: редуктор, зубчатая передача, вал, подшипник, корпус редуктора, прочность, выносливость, шпонка, муфта.
СОДЕРЖАНИЕ
Реферат
Введение
1. Энергетический и кинематический расчеты привода
2. Расчет клиноременной передачи
3. Расчет зубчатых цилиндрических передач редуктора
4. Предварительный расчет валов. Выбор муфты
5. проверка долговечности подшипников по динамической грузоподъемности
6. Проверка шпоночных соединений
7. Уточненный расчет валов
8. Назначение посадок основных деталей редуктора
9. смазка редуктора
Заключение
Литература
Проектирование узлов и деталей имеет важное значение в машиностроении. От качества проекта и его грамотного оформления зависит то, как машина будет выполнять возложенные на нее функции, вероятность безопасной для человека и окружающей среды работы машины также напрямую зависит от конструкции машины.
Курсовой проект по конструированию деталей машин является неотъемлемой частью подготовки инженеров в большинстве технических вузов. Кроме получения навыков проектирования, студенты углубляют и расширяют свои знания в области стандартизации, получают навыки работы с государственными стандартами и другой строгой технической документацией.
Полученные навыки грамотного оформления технических проектов могут быть использованы в последующей практической деятельности, а также при выполнении дипломного проекта.
1. Энергетический и кинематический расчеты привода
Определение расчетной мощности привода
Определим КПД привода. По [1], стр. 13 находим:
КПД одной пары подшипников качения hподш= 0,993;
КПД закрытой цилиндрической прямозубой передачи hз.п1 = 0,965;
КПД клиноременной передачи hкл.рем=0,940;
КПД муфты hм = 0,985.
Общий КПД привода с учетом того, что в приводе имеется три пары подшипников определяем по формуле
hпр= hз.п1.×hз.п2.×hподш×hподш×hподш·hкл.рем ·hм(5.1)
Получаем
hпр=0,965*0,965*0,992*0,992*0,992*0,940*0,985=0,842.
Мощность электродвигателя определяем по формуле
,(5.2)где Рп = 2,5 кВт – мощность, необходимая для привода кормораздатчика
кВт.Выбор электродвигателя
Выбираем асинхронный двигатель серии А4 основного исполнения с синхронной частотой вращения n1 = 1500 мин-1. Обозначение – 4А100S4У3 ([1], с. 280).
Параметры выбранного электродвигателя: мощность Рдв = 3,0 кВт; асинхронная частота вращения nдв = 1500 мин-1.
Определение общего передаточного числа привода и разбивка его по отдельным передачам
Определяем передаточное число привода
uобщ = nдв /nп = 1415/80 = 17,69, (5.3)
где nп=80 мин-1 – частота вращения приводного вала конвейера.
Рекомендуемые передаточные числа для закрытой зубчатой передачи uз.п.=2,5…4,0, для клиноременной передачи uкл=2…5 [1, стр. 13]. Предварительно принимаем uкл=2,5, тогда передаточное число редуктора uобщ/uкл=17,69/2,5=7,08. Предварительно делим передаточное число редуктора поровну между быстроходной и тихоходной ступенями: uз.п.1=2,66, uз.п.2=2,66.
Определение силовых и кинематических параметров привода
Определяем частоты вращения валов:
быстроходный вал редуктора nб= nд/uкл.рем. =1415/2,5 = 566 мин-1;
промежуточный вал редуктора nп= nб/uз.п.1=566/2,66=212,79 мин-1;
тихоходный вал редуктора nт= nп/uз.п.2= 212,79/2,66= 80 мин-1;
технологический вал nпх= nт = 80 мин-1.
Определяем мощности на валах:
вал двигателя Nд=2,97 кВт;
быстроходный вал редуктора Nб=Nд·hподш×hкл.рем=2,97*0,94= 2,79 кВт;
промежуточный валNп= Nб·hподш×hз.п1=2,79*0,993*0,965=2,67 кВт;
тихоходный вал редуктора Nт= Nп·hподш×hз.п2=2,67*0,993*0,965=2,56 кВт;
технологический вал Nтх=Nт·hподш×hм=2,56*0,993*0,985= 2,50кВт.
Определяем крутящие моменты на валах
вал электродвигателя Тд= 9550·Nд/nд = 9550*2,97/1415= 20,04 Н×м;
быстроходный вал редуктора Тб=9550×Nб/nб=9550*2,79/566= 47,08Н×м;
промежуточный вал Тп=9550×Nп/nп=9550*2,67/212,79=119,83Н×м;
тихоходный вал редуктора Тт=9550×Nт/nт=9550*2,56/80=305,6 Н×м;
технологический вал Ттх=9550×Nп/nп=9550*2,5/80=298,44 Н×м.
2. Расчет клиноременной передачи
Исходные данные для расчета клиноременной передачи:
частота вращения ведущего шкива n1=nэд=1415 мин-1,
мощность на ведущем шкиву Р1=Рэд=2,97 кВт,
крутящий момент на ведущем шкиву Т1=Тэд=20,04 Н·м,
передаточное число передачи uкл.рем=2,5,
наклон передачи к горизонту a=0,
режим работы передачи – средний.
Расчетный передаваемый момент
Т1р=Т1Ср,
гдеСр=1 – коэффициент, учитывающий динамичность нагружения передачи и режим ее работы [1, стр. 16].
Получаем Т1р=20,04*1=20,04 Н*м.
Исходя из расчетного момента выбираем сечение ремня А [1, стр. 16]. В соответствие с выбранным сечением принимаем минимальный диаметр ведущего шкива d1=90 мм; рабочая ширина ремня Вр=11 мм; полная ширина ремня В=13 мм; рабочая высота ремня Нр=8 мм; рабочая высота от средней линии Н=2,8 мм.
Расчетный диаметр ведомого шкива
d'2=d1*uкл.рем=90*2,5=225мм.
Принимаем по [1, стр. 17] диаметр ведомого шкива d2=224мм.
Действительное передаточное число проектируемой передачи
uд=d2/[d1(1-e)],
гдеe = 0,015 – коэффициент упругого скольжения [1, стр. 16]
Получаемuд=224/[90*(1-0,015)]=2,53.
Минимальное межосевое расстояние
а'min=0,55(d1+d2)+Hр=0,55*(90+224)+8=180,7 мм.
Расчетная длина ремня
L'р=2а'min+0,5p(d1+d2)+0,25(d2-d1)2/a'min=
=2*180,7+0,5*3,14*(90+224)+0,25*(224-90)2/180,7=879,22 мм.
По [1, стр. 17] можно принять длину ремня 900 мм. Однако по конструктивным соображениям, чтобы более рационально разместить двигатель и редуктор на раме, принимаем длину ремня Lр=1120 мм
Действительное межосевое расстояние
а=а'min+0,5(Lp-L'р)=180,7+0,5*(1120-879,22)=301,09 мм.
Коэффициент, учитывающий длину ремня определяем по [1, стр. 17] СL=0,89.
Угол обхвата ремнем меньшего шкива
=180-57*(224-90)/301,09=154,63°.Коэффициент угла обхвата принимаем по [1, стр. 14] Сa=0,93.
Скорость ремня
v=pd1n1/(60*103)=3,14*90*1415/(60*103)=6,66 м/с.
По выбранному сечению ремня и рассчитанной скорости определяем номинальную мощность, передаваемую одним ремнем Р0=1,05 кВт [1, стр. 17].
Предварительно принимаем коэффициент, учитывающий число ремней в передаче Сk=1.
Число ремней передачи
z=Р1Ср/(Р0СLCaCk)=2,97*1/(1,05*0,89*0,93*1)=3,42.
Принимаем z=4 (округляем рассчитанное значение до ближайшего большего целого), затем уточняем коэффициент числа ремней Сk=0,8 [1, стр. 17].
Перерассчитываем z:
z=Р1Ср/(Р0СLCaCk)=2,97*1/(1,05*0,89*0,93*0,8)= 4,27.
Принимаем z=5, опять уточняем Сk=0,79.
Перерассчитываем z:
z=Р1Ср/(Р0СLCaCk)=2,97*1/(1,05*0,89*0,93*0,79)= 4,32.
Количество ремней не изменится, т.е. z=5.
Окружное усилие на ведущем шкиву
Ft=2*103Т1/d1=2*1000*20,04/90=445,33 Н.
Предварительное натяжение ремня
F0=0,5*Ft/j=0,5*445,33/0,5=445,33 Н,
гдеj=0,5 – коэффициент тяги [1, стр. 16].
Сила, нагружающая вал редуктора
Fкл.рем=2F0*sin(
/2)=2*445,33*sin(154,53/2)=836,84 Н.3. Расчет зубчатых цилиндрических передач редуктора
Уточнение кинематических параметров приводной станции
Действительное передаточное число клиноременной передачи отличается от принятого. В связи с этим пересчитаем кинематические параметры редуктора табл. 3.1.