Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Февраля 2011 в 16:41, курсовая работа
Инженер-конструктор является творцом новой техники, и уровнем его творческой работы в большей степени опредеделяются темпы научно-технического прогресса. Деятельность конструктора принадлежит к числу наиболее сложных проявлений человеческого разума. Решающая роль успеха при создании новой техники определяется тем, что заложено на чертеже конструктора. С развитием науки и техники проблемные вопросы решаются с учетом все возрастающего числа факторов, базирующихся на данных различных наук. При выполнении проекта используются математические модели, базирующиеся на теоретических и экспериментальных исследованиях, относящихся к объемной и контактной прочности, материаловедению, теплотехнике, гидравлике, теории упругости, строительной механике. Широко используются сведения из курсов сопротивления материалов, теоретической механики, машиностроительного черчения и т. д. Все это способствует развитию самостоятельности и творческого подхода к поставленным проблемам.
З А Д А Н И Е
Спроектировать
привод.
В
состав привода входят
следующие передачи:
1 -
червячная передача.
Мощность на выходном валу Р = 4 кВт.
Частота
вращения выходного
вала n = 74 об./мин.
Коэффициент перегрузки Кп = 1,2.
Коэффициент годового использования Кг = 0,65.
Коэффициент использования в течении смены Кс = 0,7.
Срок службы L = 5 лет.
Число смен S = 2.
Продолжительность смены T = 8 ч.
Тип
нагрузки - переменный.
Содержание
Инженер-конструктор является творцом новой техники, и уровнем его творческой работы в большей степени опредеделяются темпы научно-технического прогресса. Деятельность конструктора принадлежит к числу наиболее сложных проявлений человеческого разума. Решающая роль успеха при создании новой техники определяется тем, что заложено на чертеже конструктора. С развитием науки и техники проблемные вопросы решаются с учетом все возрастающего числа факторов, базирующихся на данных различных наук. При выполнении проекта используются математические модели, базирующиеся на теоретических и экспериментальных исследованиях, относящихся к объемной и контактной прочности, материаловедению, теплотехнике, гидравлике, теории упругости, строительной механике. Широко используются сведения из курсов сопротивления материалов, теоретической механики, машиностроительного черчения и т. д. Все это способствует развитию самостоятельности и творческого подхода к поставленным проблемам.
При выборе типа редуктора для привода рабочего органа (устройства) необходимо учитывать множество факторов, важнейшими из которых являются: значение и характер изменения нагрузки, требуемая долговечность, надежность, КПД, масса и габаритные размеры, требования к уровню шума, стоимость изделия, эксплуатационные расходы.
Из всех видов передач зубчатые передачи имеют наименьшие габариты, массу, стоимость и потери на трение. Коэффициент потерь одной зубчатой пары при тщательном выполнении и надлежащей смазке не превышает обычно 0,01. Зубчатые передачи в сравнении с другими механическими передачами обладают большой надежностью в работе, постоянством передаточного отношения из-за отсутствия проскальзывания, возможностью применения в широком диапазоне скоростей и передаточных отношений. Эти свойства обеспечили большое распространение зубчатых передач; они применяются для мощностей, начиная от ничтожно малых (в приборах) до измеряемых десятками тысяч киловатт.
К недостаткам зубчатых передач могут быть отнесены требования высокой точности изготовления и шум при работе со значительными скоростями.
Косозубые колеса применяют для ответственных передач при средних и высоких скоростях. Объем их применения - свыше 30% объема применения всех цилиндрических колес в машинах; и этот процент непрерывно возрастает. Косозубые колеса с твердыми поверхностями зубьев требуют повышенной защиты от загрязнений во избежание неравномерного износа по длине контактных линий и опасности выкрашивания.
Одной из целей выполненного проекта является развитие инженерного мышления, в том числе умение использовать предшествующий опыт, моделировать используя аналоги. Для курсового проекта предпочтительны объекты, которые не только хорошо распространены и имеют большое практическое значение, но и не подвержены в обозримом будущем моральному старению.
Существуют различные типы механических передач: цилиндрические и конические, с прямыми зубьями и косозубые, гипоидные, червячные, глобоидные, одно- и многопоточные и т. д. Это рождает вопрос о выборе наиболее рационального варианта передачи. При выборе типа передачи руководствуются показателями, среди которых основными являются КПД, габаритные размеры, масса, плавность работы и вибронагруженность, технологические требования, предпочитаемое количество изделий.
При выборе типов передач, вида зацепления, механических характеристик материалов необходимо учитывать, что затраты на материалы составляют значительную часть стоимости изделия: в редукторах общего назначения - 85%, в дорожных машинах - 75%, в автомобилях - 10% и т. д.
Поиск путей снижения массы проектируемых объектов является важнейшей предпосылкой дальнейшего прогресса, необходимым условием сбережения природных ресурсов. Большая часть вырабатываемой в настоящее время энергии приходится на механические передачи, поэтому их КПД в известной степени определяет эксплуатационные расходы.
Наиболее полно требования снижения массы и габаритных размеров удовлетворяет привод с использованием электродвигателя и редуктора с внешним зацеплением.
По табл. 1.1[1] примем следующие значения КПД:
-
для закрытой червячной
передачи: h1
= 0,8
Общий
КПД привода будет:
h = h1 x ... x hn x hподш. 2 x hмуфты 2
= 0,8 x 0,99
2 x
0,98 2 = 0,753
где hподш. = 0,99 - КПД одного подшипника.
hмуфты = 0,98 -
КПД одной муфты.
Угловая
скорость на выходном
валу будет:
wвых.
= = = 7,749 рад/с
Требуемая
мощность двигателя
будет:
Pтреб. =
= = 5,312 кВт
В
таблице 24.7[2] по требуемой
мощности выбираем электродвигатель 132S4
(исполнение IM1081), с
синхронной частотой
вращения 1500 об/мин,
с параметрами: Pдвиг.=7,5
кВт. Номинальная частота
вращения с учётом скольжения nдвиг. = 1440
об/мин, угловая скорость
wдвиг. =
= = 150,796 рад/с.
Oбщее
передаточное отношение:
U
= = = 19,46
Руководствуясь
таблицами 1.2[2] и 1.3[2],
для передач выбрали
следующие передаточные
числа:
U1
= 20
Рассчитанные
частоты и угловые
скорости вращения валов
сведены ниже в
таблицу :
Вал 1-й | n1 = nдвиг. = 1440 об./мин. | w1 = wдвиг. = 150,796 рад/c. |
Вал 2-й | n2 = = = 72 об./мин. | w2 = = = 7,54 рад/c. |
Мощности
на валах:
P1 = Pтреб. x hподш. =
5,312 x 10
6 x
0,99 = 5258,88 Вт
P2 = P1 x h1 x hподш. =
5258,88 x 0,8 x 0,99 = 4165,033
Вт
Вращающие
моменты на валах:
T1
= = = 34874,135 Нxмм
T2 = = = 552391,645 Нxмм
По таблице 24.7(см.
приложение учебника
Дунаева/Леликова) выбран
электродвигатель 132S4 (исполнение IM1081),
с синхронной частотой
вращения 1500 об/мин,
с мощностью Pдвиг.=7,5
кВт. Номинальная частота
вращения с учётом скольжения nдвиг. = 1440
об/мин.
Передаточные числа и КПД передач
Передачи | Передаточное число | КПД |
1-я червячная передача | 20 | 0,8 |
Рассчитанные частоты, угловые скорости вращения валов и моменты на валах
Валы | Частота
вращения, об/мин |
Угловая
скорость, рад/мин |
Момент, Нxмм |
1-й вал | 1440 | 150,796 | 34874,1352-й вал |
72 | 7,54 | 552391,645 |