Курсовой проект Детали машин. Проектирование трехступенчатого редуктора
 Скачать 1.42 Mb.
| Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей |
 Министерство образования и науки УкраиныДонецкий национальный технический университет Кафедра Основы проектирования машин КУРСОВОЙ ПРОЕКТ По курсу «Детали машин» на тему «Проектирование трехступенчатого редуктора» Исполнитель ст. гр. МВС-09 оз С.П. Бородаева Консультант П.М. Матеко Нормоконтролер П.М. Матеко Донецк 2012 РЕФЕРАТ Курсовой проект: страниц, табл., рис., источников, приложения. Объект работы – редуктор привода цепного конвейера. Цель работы: спроектировать трехступенчатый редуктор привода пластинчатого конвейера. В курсовом проекте выполнен расчет исходных данных для проектирования привода: передаточных чисел, частот вращения, мощности, моментов для всех валов редуктора. Проведены проектировочные расчеты передач, валов, подшипников, шлицевого соединения. Кроме этого приведены проверочные расчеты наиболее нагруженной ступени редуктора и наиболее нагруженного вала. Выбраны стандартизированные детали, масло. Разработаны: общий вид редуктора, сборочный чертеж редуктора в трех проекциях, рабочие чертежи четырех деталей. КОНВЕЙЕР, ПРИВОД, ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ, МУФТА, ПОДШИПНИК, ВАЛ, ШЕСТЕРНЯ, КОЛЕСО ЗУБЧАТОЕ. СОДЕРЖАНИЕ
Графическая часть ВВЕДЕНИЕ Машина – это механическое устройство, осуществляющее движение с целью преобразования энергии, материала или информации. Машина состоит из трех основных блоков:
Комплекс двух блоков – двигатель и трансформирующий механизм является приводом машины. Редуктором называют механизм, состоящий из вмонтированных в отдельном закрытом корпусе передач зацепления, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине. Редуктор состоит из корпуса, в котором помещают элементы передачи – зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. Назначение редуктора – понижение скорости вращения и, соответственно, повышение крутящего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим. Подобные механизмы, которые используются для увеличения скорости вращения и уменьшения крутящего момента, называют мультипликаторами. Валы редукторов подразделяются на входные (быстроходные), выходные (тихоходные) и промежуточные. Размещение передач в отдельном закрытом корпусе гарантирует достаточную точность монтажа, хорошую смазку и соответственно высокий КПД, надежную защиту передач от влияния окружающей среды. Редуктора различных типов с постоянным передаточным числом чрезвычайно широко используют во всех сферах хозяйства. Коробки скоростей используют в основном в приводе транспортных машин, металлообрабатывающих станков и некоторых других машин, где необходимо изменение угловой скорости приводного вала рабочего органа. Мультипликаторы применяют реже, только в приводах, где требуются высокие скорости вращения рабочих органов – центрифуг, сепараторов и др. Самыми распространенными являются редуктора, состоящие из цилиндрических зубчатых передач. Их используют как в кинематических цепях различных приборов, так и в высокомощных приводах машин, способных передавать мощность в десятки тысяч киловатт. Редуктора, в состав которых входят конические зубчатые и червячные передачи, в основном применяют для передачи малых и средних мощностей (десятки киловатт, иногда 100 – 200 кВт). 1 Выбор электродвигателя Определение нагрузочно-кинематических параметров рабочего органа К нагрузочно-кинематическим параметрам рабочего органа привода относятся: - крутящий момент Тр, Нм, - мощность Рр, кВт, - угловая скорость ωр, 1/с. Для начала определим делительный диаметр звездочки. Нам задана линейная скорость цепи конвейера vt [м/с], шаг цепи t [мм], число зубьев тяговой звездочки z и максимальная сила тяги Ft max [кН]. Тогда делительный диаметр звездочки:   При заданной линейной скорости цепи конвейера vр [м/с] и силе Fр [кН], которую необходимо приложить, угловая скорость рабочего органа и крутящего момента определяются по формулам: Угловая скорость:   Крутящий момент:   Далее находим мощность на валу рабочего органа:   Определение нагрузочно-кинематических параметров электродвигателя Для определения параметров электродвигателя необходимо знать передаточное число и общий коэффициент полезного действия(КПД) привода. Передаточное число un равно сумме передаточных чисел ui отдельных ступеней.  ,где k – число ступеней передач в приводе. На данном этапе мы не можем знать точные значения передаточного числа каждой передачи, поэтому определяем диапазон возможных значений передаточного числа привода. Диапазон значений ui для отдельных передач, исходя из ограничений по габаритам, принимаем по данным Приложения 3 [1]. Диапазон возможных значений угловых скоростей ротора электродвигателя определяется по формуле:  .Меняем единицы измерения угловой скорости:  Таким образом, диапазон возможных значений передаточного числа:  ,где  - допустимое предат. число зубчатой шевронной передачи, - допустимое предат. число зубчатой конической передачи, - допустимое предат. число зубчатой цилиндрической передачи, - допустимое предат. число зубчатой цепной передачи,Соответственно, диапазон возможных значений угловых скоростей ротора электродвигателя имеет значение:  .Тогда диапазон частоты вращения ротора двигателя:  .Общий коэффициент полезного действия привода равен сумме КПД его отдельных m элементов, в которых имеют место потери механической энергии:  .Значения КПД элементов выбираем из Приложения 3.  ; где  - КПД привода; = 0,98 - КПД муфты; = 0,99 - КПД уплотнения; = 0,99 - КПД подшипника; = 0,95 - КПД зубчатой шевронной передачи; = 0,95 - КПД зубчатой конической передачи; =0,96 - КПД зубчатой цилиндрической передачи = 0,95 - КПД зубчатой цепной передачи.Максимальное значение мощности привода на валу эл.двигателя:  , [кВт] Максимальное значение крутящего момента на валу эл.двигателя можно определить только после выбора двигателя с конкретной угловой скоростью ротора. Выбор серии и конструктивного исполнения электродвигателя Наиболее распространены в промышленности трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Эти двигатели имеют наиболее простую конструкцию, наименьшую стоимость и минимальные нужды в обслуживании по сравнению с любыми другими электрическими двигателями. Также, важным преимуществом асинхронных двигателей является возможность их включения в электрическую сеть переменного тока без промежуточных преобразователей. Электропромышленностью выпускается единая серия 4А асинхронных двигателей общего использования с чугунным корпусом (ГОСТ 19523-81) для климатических условий типа У (номинальные – сухое, чистое отапливаемое помещение) категории 3. кроме того, для специальных условий эксплуатации (взрывоопасное и огнеопасное помещение) выпускаются взрывобезопасные электродвигатели серии ВР (ГОСТ 23111-78). Конструктивно электродвигатели выполняются с креплением на лапах (на горизонтальной плоскости) и с креплением при помощи фланца (к вертикальной плоскости). Крепление на лапах применяется при размерах двигателя и редуктора одного порядка. Крепление при помощи фланца применяется при существенно больших габаритах редуктора по сравнению с двигателем. Принимаем двигатель с креплением на лапах. (Если же по окончании проектирования редуктора возникнет необходимость, можно будет перейти к креплению редуктора при помощи фланца.) Выбор электродвигателя Электродвигатель является стандартным элементом привода, и его технические характеристики выбираем из Приложения 4 [1]. Основными техническими характеристиками эл.двигателя являются: - номинальная мощность Рдн – мощность, при которой двигатель работает без перегрева электрических обмоток; - номинальная частота вращения nн [об/мин] – скорость вращения при номинальной мощности. Асинхронные электродвигатели, применяющиеся в приводах общего назначения, для каждого значения номинальной мощности имеют несколько вариантов исполнений с разными частотами вращения ротора в зависимости от числа пар полюсов р обмотки статора и частоты переменного тока. Фиксированная частота вращения магнитного поля статора составляет:  Под нагрузкой электродвигатель уменьшает частоту вращения ротора вследствие так званого электрического скольжения, поэтому номинальная частота вращения ротора эл.двигателя, указываемая в каталогах, при номинальной нагрузке становится немного (на 2%...5%) меньше синхронной. С увеличением числа пар полюсов увеличивается стоимость двигателя. В связи с тем, что нагрузка на привод во время эксплуатации меняется, производить выбор электродвигателя по максимальной мощности не рекомендуется. Поэтому на основании диаграммы нагрузки, приведенной в задании, определяется среднеквадратичная мощность Рдск на валу электродвигателя – т.е. такая условная мощность, при которой нагрев двигателя будет таким же, как и в случае работы с переменной нагрузкой:  где Kne – коэффициент приведения эксплуатационной нагрузки к эквивалентной тепловой мощности двигателя.  .Значение среднеквадратичной мощности на валу эл.двигателя составит:  Для унификации расчетов и характеристик нагружения машин режимы и классы нагружения нормализованы. В соответствии с ГОСТом 21354-87 все реальные графики сведены к шести типичным [1, табл.2.2]. Диаграмма, данная в задании относится к I классу режима – очень тяжелый: Kne=0,76; в нашем случае Kne=0,765. По полученному значению Рдск с учетом условий эксплуатации привода, по табличным данным Приложения 4 [1] выбираем ближайшую большую номинальную мощность эл.двигателя Рдном. Должно выполняться условие:  . Однако нежелательно, чтоб Рдном превышала Рдск больше, чем в два раза.Каждому значению номинальной мощности электродвигателя соответствует несколько номинальных частот вращения ротора nдн. Выбираем все значения nдн, попадающие в диапазон частот вращения ротора электродвигателя, который был определен по формуле:  .Критерием выбора рационального варианта является результат проверки на возможность запуска электродвигателя под нагрузкой и относительная стоимость. Условие запуска электродвигателя под нагрузкой:  ,где  – соотношение пускового и номинального моментов эл.двигателя.Исключаем электродвигатели, для которых не выполняется данное условие.
Далее рационально было бы выбирать двигатель с минимальной относительной стоимостью или массой, однако исходя из дальнейших расчетов передаточного числа, выбираем вариант с наименьшей номинальной частотой вращения. Параметры выбранного электродвигателя вносим в табл. 1.1. Табл. 1.1 – Параметры выбранного электродвигателя
 перейти в каталог файлов | Образовательный портал Как узнать результаты егэ Стихи про летний лагерь 3агадки для детей | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Серия и типоразмер