курсовая по дм. Эскизный проект Выбор электродвигателя. Кинематический растёт привода

• Название: Эскизный проект Выбор электродвигателя. Кинематический растёт привода
• Анкор: курсовая по дм
• Дата: 20.11.2021
• Размер: 50.64 Kb.
• Имя файла: 1111.docx
• Тип: Документы; #277232

Эскизный проект

2.Выбор электродвигателя. Кинематический растёт привода

2.1. Определить требуемую мощность и частоты вращения двигателя.

2.1.1. Определить общий коэффициент полезного действия (КПД) всего привода



Где: -коэффициент полезного действия открытой передачи

- коэффициент полезного действия открытой передачи(редуктора)

-коэффициента полезного действия подшипников качения

- коэффициента полезного действия подшипников скольжения

– коэффициент полезного действия муфты



2.1.2. Определить требуемую мощность двигателя кВт:



Выбираем тип двигателя с =5,5 кВт. Этому условию соответствует 4 типа двигателей с различными синхронными частотами вращения 3000;1500;1000;750;

Таблица№1 Марки двигателей

Вариант	Тип двигателя	Номинальная мощность P ном, кВт	Частота вращения n,об/мин
			Синхронная	номинальная
1	4АМ100L2Y3	5,5	3000	2880
2	4AM100L4Y3	5,5	1500	1445
3	4AM132S6Y3	5,5	1000	965
4	4AM132M8Y3	5,5	750	720

2.2 Определение передаточного числа привода и его ступеней

2.2.1. Определяем частоту вращения приводного вала рабочей машины



2.2.2. Определить передаточное число привода для всех четырех ва­риантов типа двигателя при заданной номинальной мощности









2.2.2. Произвести разбивку общего передаточного числа, для всех ва­риантов передаточное число редуктора взять постоянным

Для первого варианта – передаточное число открытой передачи равно



Для второго варианта – передаточное число открытой передачи равно



Для третьего варианта – передаточное число открытой передачи равно



Для четвертого варианта – передаточное число открытой передачи равно



Анализируя полученные значения чисел переходим к выводу

Первый вариант затрудняет реализацию принятой схемы двухступенчатого привода из-за большего значения передаточного числа всего привода

Из оставшихся вариантов предпочтительнее второй вариант об/мин

2.2.3. Допускаемое максимальное отклонение частоты вращения приводного вала рабочей машины



Где: -допускаемое отклонения скорости приводного вала рабочей машины.

Определяем допускаемую частоту вращения приводного вала подшипника, приняв

±5.73 об/мин



Фактическое передаточное число привода



Передаточное число передачи



Таким образом выбираем двигатель 4AM100L4Y3 Р_ном=5,5кВт, n_ном=1445, передаточные числа Привода:­­­­­ u=26.9, редуктора u_ЗП=4.0, u_оп=6.72

2.3. Определение силовых кинематических параметров привода

2.3.1. Мощность двигателя



2.3.2. Определение мощности на быстроходном валу Р₁(кВт)



2.3.3. Определяем мощность на тихоходном валу редуктора Р₂(кВт)



2.3.4. Определяем мощность на валу рабочей машины



2.3.5. Определяем частоты вращения n об/мин и угловой скорости на быстроходном валу





2.3.6. Определение частоты вращения n об/мин и угловой скорости на тихоходном валу редуктора





2.3.7. Определяем частоту вращения и угловую скорость на валу рабочей машины





2.3.8. Определяем значение вращательного момента М_ДВ(Н*м) двигателя



2.3.9. Определение значении вращательного момента на быстроходном валу М₁(Н*м)



2.3.10. Определение значении вращательного момента на тихоходном валу редуктора М₁(Н*м)



2.3.11. Определение значений вращательного момента М_РМ (Н*м) на валу рабочей машины

Тип двигателя Nном=5,5 кВт; nном=1445 об/мин
Параметр	Передача			Параметр		Вал
	закрытая	открытая	Двигателя			Редуктора		Приводной рабочей машины
						быстро­ходный	тихо­ходный
Передаточное число, и			Расчетная мощность N, кВт
			Угловая скорость со, 1/с
кпд			Частота вращения п, об/мин
			Вращающий момент М, Нм

3.Расчет зубчатой прямозубой передачи редуктора

выбираем материал зубчатой передачи.

Определяем марку стали

Для шестерни - 40Х, твердость ≥45HRC₁;

Для колеса - 40Х, твердость ≤350HB₂

Разность средних твердостей HB₁-HB_2ср≥70

Определяем механические характеристики стали 40Х; для шестерни твердость 40…50HRC₁,проводим термообработку D_пред=125мм; для колеса твердость 269…302HB₂, проводим термообработку S_пред=80мм;

Определяем среднею твердость зубьев шестерни и колеса: HRC_1cp=(45+50)/2=47.5



Определяем допускаемые контактные напряжения для зубьев шестерни и колеса

рассчитываем коэффициент долговечности K_HL

Наработка на весь срок службы:

Для колеса =

Где



Для шестерни =

Число циклов перемены напряжения N_НО соответствует пределу выносливости



Т.К. N₁ N_но1 и N₂ N_ном2 то коэффициенты долговечности K_HL1=1 и K_HL2=1

5.2. определяем допускаемое контактное напряжения советующее число циклов перемены напряжений N_НО

Для шестерни =

Для колеса =

5.3. Определяем допускаемое контактное напряжение:

Для шестерни =

Для колеса =

Так как , то косозубая передача рассчитывается на прочность по среднему допускаемому контактное напряжению:



При этом условии соблюдается

6. Определяем допускаемые напряжения изгиба для зубьев шестерни и колеса

Рассчитываем коэффициент долговечности

Наработка за весь срок службы

Для шестерни = циклов

Для колеса = циклов

Число циклов перемены напряжении, соответствующее пределу выносливости N_F0=4* для обоих колес

Так как N₁ N_F01 и N₂ N_F02 то коэффициенты долговечности K_FL1=1 и K_FL2=1

Определяем допускаемое напряжение изгиба соответствующее числу циклов перемены напряжении N_F0

Для шестерни =

Для колеса =

Определяем допускаемое напряжение изгиба

Для шестерни =

Для колеса =

Так как передача реверсивная то





3.2Проектный расчет

3.2.1. Определить главный параметр -межосевого расстояния



6.2. Определить модуль зацепления m, мм



Полученное значение модуля m округлить в большую сторону до стандартного из ряда чисел

3.2.2. Определить суммарное число шестерни колеса

=

3.2.3. Определить число зубьев шестерни

=

3.2.4. Определить число зубьев колеса



3.2.5. Определить фактическое число и проверить его отклонения от заданного u



3.2.6. Определить фактическое межосевое расстояние



3.2.7. Определить основные геометрические параметры

а) Делительный диаметр шестерни



б) делительный диаметр колеса


в) диаметр вершин зубьев шестерни



г) диаметр вершин зубьев колеса





е) диаметр впадин зубьев колеса



ж) ширина венца зубьев шестерни



з) ширина венца зубьев колес



3.3. Проверочный расчет

3.3.1. Проверить межосевое расстояние



3.3.2. Проверить контактные напряжения



Где К=436 – вспомогательный коэффициент

окружная сила зацепления

=1 коэффициент учитывающий распределение нагрузки между зубьев зависит от скорости колес и степени точности



Степень точности =6

Коэффициент учитывающий распределение нагрузки между зубьями

=1.02 коэффициент динамической нагрузки зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи



3.3.3Проверяемзубья колеса на напряжение изгиба



Где: m-модуль зацепления, мм

b₂ – ширина зубчатого венца колеса, мм

– окружная сила в зацеплении, Н

– 1 коэффициент учитывающий распределение нагрузки между зубьями зависит от степени передачи

-1 коэффициент неравномерной нагрузки по длине зуба для прерывавшихся колес

-1,05 коэффициент динамической нагрузки, зависевший от окружной скорости и степени точности передачи

– коэффициент формы зуба колеса определяется эквивалентного числа скорости зубьев колеса



Принимаем
3.3.4. проверяем зубья шестерни по напряжению изгиба





4.Нагрузка на валах редуктора

4.1. Определение сил зацепления

4.1.1. быстроходная прямозубая цилиндрическая передача

Окружная сила

На шестерне - 1319,1Н

На колесе -

Радиальная сила

На шестерне

На колесе

5.Проектный расчет валов. Эскизная компоновка редуктора

5.1. выбор материалов и допускаемых напряжении для валов

В проектируемом редукторе применяется материал валов сталь 40Х

Механические характеристики стали изготовления валов

Марка стали	Твердость заготовки	Термо-обработка
35	163…192HB	нормализация	550	270	235

5.2. Проектный расчет валов

Проектный расчет валов выполняется по напряжениям кручения, как при чистом кручении, т.е. при этом не учитывается напряжение изгиба, концентрации напряжении и переменность напряжении во времени. Поэтому для компенсации приближенности метода расчета допускаемые напряжения на кружение применяем заниженными =10…20H/мм². При этом меньшее значение - для быстроходного вала больше для тихоходного вала



Редукторный вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступеней зависит от количества и размеров установленных на вал деталей

5.2.1. Проектный расчет быстроходного вала

1.Опредиляем диаметр и длину первой ступени быстроходного вала



Принимаем d₁=28



Принимаем l₁=42

2. Определяем диаметр и длину второй ступени быстроходного вала



Принимаем



Принимаем =53

3. Определяем диаметр и длину третьей ступени быстроходного вала:

На третьей ступени располагается шестерня



Применяем 40

l₃ определяется графически на эскизной компоновке

4. Определяем диаметр и длину четвертой ступени быстроходного вала

На 4 ступени располагается подшипник

d₄=35

l₄ равен толщине подшипника

5.2.2. Проектный расчет тихоходного вала

1.Опредиляем диаметр и длину первой ступени тихоходного вала



Принимаем d₁ =34

Длина ступени вала



2. Определяем диаметр второй ступени тихоходного вала

На второй ступени располагается подшипник



Принимаем



Принимаем =56

3.Опредиляем диаметр и длину третьей ступени тихоходного вала

На третьей ступени располагается зубчатое колесо



Принимаем =62

l₃ определяется графически на эскизной комноновке

4.Опредиляем диаметр и длину четверной ступени тихоходного вала

На четвертой ступени располагается подшипник



l₄- принимаем по толщине подшипника

5.5. Предварительный выбор типа подшипников

5.3.1. Для опор обоих валов редуктора поскольку передача цилиндрическая прямозубая и =125мм принимается радиальные шарика подшипники легкой серии типа 200 с установкой по типу

5.3.2. Основным параметром, по которому выбирается номер подшипника, является диаметр опорной поверхности вала.

Вал	Типоразмер подшипника	Размеры в мм				Грузоподъемность
		d	D	B	r	C	C0
Б	207	35	72	17	2	63.7	36.5
Т	209	45	85	19	2	87.1	52

6. Определение реакции опорах подшипников

6.1. Быстроходный вал

6.1.1. Вычерчиваем расчетную схему вала в соответствии с выполненной схемой награждения вала

6.1.2. Определение реакции в опорах вала вертикальной плоскости