Курсовая работа: Расчет электрического привода
Курсовая работа: Расчет электрического привода
1. Задание
на курсовой проект
Привод состоит
из следующих основных частей (рисунок 1.1):
1 –
электродвигатель;
2 –
клиноременная передача;
3 – конический
редуктор с прямыми зубьями;
4 – открытая
зубчатая пара с прямыми зубьями.
Рисунок
1.1 – Кинематическая схема привода
Исходные данные:
кВт;
об/мин.
Тип ремня – клиновой.
Тип зуба
конической и цилиндрической передач – прямой.
2. Кинематический расчет привода
Определим
требующую мощность электродвигателя /1, с. 5/
где – общий КПД
привода, определяемый как произведение КПД последовательно соединенных передач
/1, с. 5/.
,
где
– КПД
ременной передачи;
– КПД закрытой
конической передачи;
– КПД открытой
цилиндрической передачи.
кВт.
Примем кВт /1, с.
459/.
Перегрузка
составляет – привод
будет испытывать перегрузку по мощности, это связано с тем, что ряд мощностей
серии АИР не предусматривает промежуточных значений между и кВт.
Для того чтобы
размеры редуктора, открытой и ременной передач были средними, примем двигатель
марки AИР132М4 с синхронной частотой вращения 1500
об/мин /1,2/ (таблица 1).
Таблица 2.1.1 –
Характеристика принятого электродвигателя
Тип двигателя |
Мощность, кВт |
Синхр. частота вращения, об/мин |
Скольжение s, % |
КПД,
%
|
|
АИР 132М4 |
11 |
1500 |
3,5 |
87,5 |
2 |
Определим
номинальную частоту вращения вала электродвигателя
об/мин.
Определим
исходное суммарное передаточное число привода
,
где – асинхронная
частота вращения двигателя, об/мин.
.
По рекомендациям
/1, с. 7/ подберем передаточные числа привода.
Примем – ременная
передача;
– коническая закрытая
передача;
– цилиндрическая
открытая передача.
Определим
разницу между расчетными исходным передаточным числом привода и
новым принятым /2, с. 12/
;
;
– что допустимо.
об/мин;
об/мин;
об/мин;
об/мин;
рад/с;
рад/с;
рад/с;
рад/с.
2.4
Определение вращающих моментов и мощностей на валах привода
Нм;
Нм;
Нм;
Нм;
кВт;
кВт;
кВт;
кВт.
Для удобства
просмотра кинематический расчет сведем в таблицу (табл. 2.4.1)
Таблица 2.4.1 –
Результат кинематического расчета
№ вала |
n, об/мин |
, рад/с
|
Р, кВт |
Т, Нм |
|
|
|
1 |
1447 |
151,53 |
8 |
52,8 |
2,3 |
|
|
2 |
629 |
65,88 |
7,52 |
114,14 |
4 |
|
3 |
157 |
16,47 |
7,29 |
442,87 |
|
3,15 |
4 |
50 |
5,23 |
7 |
1339,25 |
|
|
3. Расчет закрытой конической
передачи
Индексы валов
привода, которые предложены в кинематическом расчете, поменяем следующем
образом, вал который является входным (быстроходным) в редуктор будет иметь
индекс «1», а выходной (тихоходный) – индекс «2», это связано с удобством
ведения расчета.
С целью
сокращения номенклатуры материала для шестерни и колеса выбираем одну и ту же
сталь – 40Х.
Назначаем для
шестерни и колеса твердость рабочих поверхностей зубьев – НB
300 /3, с. 129/ с термической обработкой – улучшение.
Расчет зубчатых
передач на прочность выполняют по допускаемым контактным и изгибным напряжениям.
Эти напряжения определяют по зависимостям, приведенным в ГОСТ 21354-87, но без
ряда коэффициентов, в большинстве случаев равных или близких единице /3, с.
130/.
3.2.1 Допускаемое контактное напряжение
Допускаемое
контактное напряжение, не вызывающее опасной контактной усталости материала
,
где – предел
контактной выносливости активных поверхностей зубьев, соответствующий базовому
числу циклов перемены напряжений, МПа;
– минимальный
коэффициент запаса прочности;
– коэффициент
долговечности, учитывающий влияние срока службы и режима нагрузки передачи.
МПа /3, с. 132/;
– для зубчатых колес с
одинаковой структурой материала при улучшении;
– для длительно
работающей передачи (с ресурсом ч).
МПа.
3.2.2 Допускаемое изгибное напряжение
Допускаемое
напряжение изгиба при расчете на прочность
,
где – предел
выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов
напряжений и определяемый экспериментально на основе кривых усталости /3, с.
132/, МПа;
– минимальный
коэффициент запаса прочности;
– коэффициент,
учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки;
– коэффициент
долговечности.
МПа /3, с. 132/;
– для зубчатых колес,
изготовленных из паковок;
– при одностороннем
приложении нагрузки;
– для длительно
работающей передачи (с ресурсом ч).
МПа.
3.3.1 Внешний делительный диаметр колеса ведомого колеса
,
где –
вспомогательный коэффициент;
– номинальный
вращающий момент на валу колеса, Нм;
–
коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине
зубчатого колеса;
Для
прирабатывающейся передачи (НВ<350) находим по следующей формуле
;
где – коэффициент
режима;
– при
умеренных колебаниях нагрузки;
–
коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине
зубчатого колеса до приработки зубьев.
Коэффициент принимаем
в зависимости от твердости рабочих поверхностей зубьев, расположения опор и
коэффициента /3, с. 136/.
;
;
;
– коэффициент вида
зубьев;
– для прямых зубьев.
мм.
Примем
стандартное значение мм /3, с. 145/.
3.3.2 Ширина венца колес
При одинаковой
твердости поверхностей ширину венца шестерни принимаем равной ширине венца
колеса мм.
3.3.3
Число зубьев передачи
Число зубьев
колеса
;
– коэффициент
определяемый от способа упрочнения зубьев /3, с. 146/.
.
Число зубьев
шестерни
.
Определим
фактическое передаточное число
Отклонение от
заданного передаточного числа отсутствуют.
3.3.3 Внешний окружной модуль
Минимальное
значение внешнего окружного модуля зубьев определим из условия прочности при
изгибе /3, с. 147/
,
Страницы: 1, 2, 3, 4
|