Материал: KP+DM

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра проектирования технологических машин

Пояснительная записка к курсовому проекту по деталям машин

на тему «Проектирование привода машины

для переработки и калибровки корнеплодов»

Обозначение проекта

Факультет: Механико-технологический

Группа ____ТА-801

Автор проекта

Дмитрук А. В. ________________

(подпись, дата)

Направление – 23.03.03. Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов (профиль Автомобильный сервис и фирменное обслуживание)

ДМОК.ТА801.КП7-1.00.00.00ПЗ

Руководитель проекта

Куликова Е. Г. _________________

(подпись, дата)

Проект выполнен. ___________________

(дата)

Проект защищен. ____________________

(дата)

Оценка ECTS ________________________

Балл:________________________________

Новосибирск, 2020

Техническое задание

Спроектировать механический привод к горизонтальному валу машины для переработки и калибровки корнеплодов (рис. 1). Момент и угловая скорость на валу исполнительного механизма представлены в таблице 1.

Рисунок 1 – Привод машины переработки корнеплодов

Таблица 1 – Исходные данные

Рисунок 2 – График нагрузки привода. – номинальный крутящий момент; – пусковой момент; – время эксплуатации привода

Таблица 2 – График нагрузки привода

– срок службы в годах; – коэффициент годового использования; – коэффициент суточного использования

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...5

1 Кинематический и силовой расчет привода…………………………………..6

1.1 Выбор двигателя…………………………………………………………...6

1.1.1 Расчет мощности двигателя…………………………………………6

1.1.2 Определение расчетной частоты вращения электродвигателя……7

1.2 Кинематический расчет привода…………………………………………8

2 Проектировочный расчет закрытой передачи……………………………….11

2.1 Выбор материала червяка………………………………………………..11

2.2 Расчет допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба червячных колес…………………………………………………………12

2.3 Проектировочный расчет червячной передачи………………………...13

2.4 Проверочный расчет……………………………………………………..15

2.4.1 Проверка прочности зубьев червячного колеса по контактным напряжениям………………………………………………………………………..15

2.4.2 Проверочный расчет зубьев червячного колеса на изгиб………..17

2.5 Определение КПД червячной передачи………………………………...18

2.6 Силы в зацеплении червячной передачи………………………………..19

2.7 Тепловой расчет червячной передачи…………………………………..19

2.8 Выбор смазки……………………………………………………………..20

3 Эскизная компоновка редуктора……………………………………………...21

4 Расчет цепной передачи……………………………………………………….24

4.1 Проектировочный расчет………………………………………………...24

4.2 Проверочный расчет……………………………………………………..27

5 Проверочный расчет валов……………………………………………………28

5.1 Расчет червячного вала…………………………………………………..28

5.2 Расчет вала червячного колеса…………………………………………..35

6 Подбор и проверка подшипников…………………………………………….42

6.1 Расчет подшипников быстроходного вала.……………………………..42

6.2 Расчет подшипников тихоходного вала.………………………………..44

7 Расчет шпоночных соединений……………………………………………….47

8 Выбор муфты…………………………………………………………………..48

Заключение……………………………………………………………………….49

Список литературы………………………………………………………………50

Введение

Инженер-конструктор является творцом новой техники, и уровнем его творческой работы в значительной степени определяются темпы научно-технического прогресса. С развитием науки и техники проблемные вопросы решаются с учетом все большего числа факторов, базирующихся на данных различных наук. При выполнении проекта используются математические модели, основанные на знаниях из теоретической механики, материаловедения, сопротивления материалов, теории упругости, теплотехники и т.д.

При выборе типа редуктора для привода исполнительного механизма учитывается множество факторов, важнейшие из которых: назначение, величина и характер нагрузок, требуемая надежность, долговечность, КПД, масса и габаритные размеры, требования к уровню шума, стоимость изделия.

Среди всех видов механических передач червячные передачи обладают наибольшим передаточным отношением в одной паре (значительно большим, чем у зубчатых передач), что позволяет значительно уменьшать габариты привода механизма. Также червячные передачи отличаются высокой кинематической точностью, плавностью и бесшумностью работы, возможностью самоторможения.

Недостатками червячных передач можно назвать сравнительно низкий КПД, повышенный износ и склонность к заеданию, необходимость применения для колес дорогих антифрикционных материалов (бронза), повышенные требования к точности сборки.

Целью данного проекта является развитие инженерного мышления путем решения комплексных задач по расчету, проектированию и конструкторскому оформлению механического привода.

1 Кинематический и силовой расчет привода

1.1 Выбор двигателя

1.1.1 Расчет мощности двигателя

Мощность, необходимая для работы исполнительного механизма:

Где – крутящий момент на валу исполнительного механизма, Н∙м;

– угловая скорость вала исполнительного механизма, рад/с.

Общий КПД привода:

где – КПД червячной передачи; – КПД цепной передачи; – КПД муфты (приложение П.1) [1].

Необходимая расчетная мощность двигателя:

По справочным данным (приложение П.2) [1] выбираем стандартный асинхронный двигатель мощностью кВт. Определим перегрузку мощности электродвигателя:

где и – действительная и расчетная мощность двигателя соответственно, кВт.

1.1.2 Определение расчетной частоты вращения электродвигателя

Частота вращения исполнительного механизма:

Передаточное отношение привода:

где , – частота вращения двигателя и исполнительного механизма соответственно, об/мин. Существует четыре двигателя мощностью 2,2 кВт с количеством оборотов в минуту равным 709, 945, 1395, 2850 (приложение П.2) [1]. Для двигателя с числом оборотов об/мин передаточное отношение привода равно

Расчетное передаточное отношение редуктора:

где и – передаточное отношение привода и цепной передачи соответственно.

По приложению П5 [1] принимаем .

Определим погрешность между требуемой и фактической величинами передаточного отношения редуктора:

где и – расчетное и действительное передаточные отношения редуктора.