Материал: Расчет привода механизма передвижения мостового крана

Расчет привода механизма передвижения мостового крана

Оглавление

Введение

Расчёт зубчатых колес редуктора

Выбор подшипников.

Конструктивные размеры шестерни и колеса.

Конструктивные размеры корпуса редуктора

Выбор муфты.

Первый этап компоновки редуктора

Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов

Проверка долговечности подшипников.

Уточненный расчёт валов

Расчет ведомого вала.

Проверка прочности шпоночных соединений.

Смазывание. Выбор сорта масла.

Сборка редуктора.

Список использованной литературы

Техническое задание 3

Вариант 1

ПРИВОД МЕХАНИЗМА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ МОСТОВОГО КРАНА

Исходные данные

Сопротивление движения моста    F = 1,5 кН

Скорость моста v = 1,0 м/с

Диаметр колеса D = 200мм

Допускаемое отклонение скорости моста δ = 3 %

Срок службы привода L_r = 5 лет

Введение

Курсовая работа по деталям машин является первой конструкторской работой студента, выполненной на основе знаний общеобразовательных дисциплин. Здесь есть все: и анализ назначения и условия работы проектируемых деталей; и наиболее рациональные конструктивные знания с условием технологических, монтажных, эксплуатационных и экономических требованиях; и кинематические расчеты и определение сил, действующих на детали и узлы, и расчеты конструкций на прочность, и выбор материалов, и процесс сборки и разборки конструкции и многое другое.

Таким образом, достигаются основные цели этого проекта:

Овладеть техникой разработки конструкторских документов на стадиях проектирования;

Приобрести навыки самостоятельного решения инженерно-технических задач и умения анализировать получение результаты;

Научиться работать со стандартами, различной инженерной, учебной и справочной литературой;

Уметь обоснованно защищать курсовую работу.

В результате приобретенных навыков и опыта проектирования машин и механизмов общего назначения станут базой для выполнения курсовых работ по специальным дисциплинам.

Поэтому необходимо применять материалы наиболее подходящие с учетом их стоимости и дефицитности, а также рассчитывать детали без лишних запасов. Работоспособность и надежность деталей машин характеризуется определенными критериями. Важнейшие критерии: прочность, жесткость, износостойкость, теплостойкость, виброустойчивость.

Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода

КПД закрытой передачи - η_зп = 0,98;

КПД открытой передачи - η_оп = 0,96;

КПД подшипников качения - η_пк = 0,98;

КПД подшипников скольжения - η_ск = 0,99.

Определяем общий КПД привода

η=η_зп*η_оп*η_пк²*η_ск

η=0,98*0,96*0,99²*0,98=0,9

Определяем требуемую мощность для работы конвейера

где F - тяговая сила цепи;

υ - скорость тяговой цепи.

Находим требуемую мощность электродвигателя

Определяем угловую скорость барабана

Определяем частоту вращения вала барабана

По требуемой мощности Р_тр=2,0 кВт выбираем двигатель с номинальной мощностью Р_ном=2.2 кВт, трехфазный, закрытый, обдуваемый, с синхронной

частотой вращения n_c=1000 об/мин 4А100L6 УЗ и скольжением S=5,1%.

Определяем номинальную частоту вращения

Находим угловую скорость двигателя

Проверим общее передаточное отношение

Делаем разбивку его для цилиндрической и клиноременной передачи. Для редуктора по ГОСТ 2185 - 66 U_ред=4, тогда для клиноременной передачи

Частоты вращения и угловые скорости валов редуктора и приводного барабана:

Вращающие моменты:

электродвигатель

на валу шестерни

на валу колеса

Вращающие моменты:

==32,27·4,95·0,96·0,99= 152 Н·м

Расчёт зубчатых колес редуктора

редуктор колесо шестерня шпоночный

Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними механическими характеристиками (табл. 3.3): для шестерни сталь 45, термическая обработка - улучшение, твердость HB 230; дляколеса - сталь 45, термическая обработка - улучшение, но твердость на 30 единиц ниже - HB 200.

Допускаемые контактные напряжения:

Предел контактной выносливости при базовом числе циклов (табл. 3.2):

2HB+70

Коэффициент долговечности:

Коэффициент безопасности:

Для прямозубых колес расчетное допускаемое контактное напряжение находим:

0,45

 МПа

 МПа

 МПа

 МПа

Тогда расчетное допускаемое контактное напряңение:

0,45МПа

Требуемое условие ≤ 1,23выполнено.

≤ 681

Принимаем коэффициент (табл. 3.1)

Принимаем для прямозубых колес коэффициент ширины венөа по меңосевому расстоянию

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев:

Для прямозубых колес , а передаточное число редуктора U= 5

мм

Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66 мм

Нормальный модуль зацепления:

мм

Принимаем по ГОСТ 9563-  мм

Определим число зубьев шестерни и колеса:

Принимаем ; тогда

Уточненное значение угла наклона зубьев:

Основные размеры шестерни и колеса:

Диаметры делительные

мм

мм

Проверка:

мм

Диаметры вершин зубьев:

мм

мм

Ширина колеса: мм

Ширина шестерни: мм

Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру:

Окружная скорость колес и степень точности передачи:

м/с

При такой скорости для прямозубых колес следует принять 8-ю степень точности.

Коэффициент нагрузки:

Из табл. 3.5 при  твердости НВ350 и консольным расположении зубчатых колес относительно опор

По табл. 3.4 при м/с и 8-й степени точности

По табл. 3.6 для прямозубых колес при  м/с имеем . Таким образом

Проверка контактных напряжений:

 МПа

Силы, действующие в зацеплении

окружная

радиальная

Проверяем зубья на выносливость по напряжениям изгиба:

Здесь коэффициент нагрузки  По табл. 3.7 при  твердости НВ и консольном расположении зубчатых колес относительно опор  По табл. 3.8 Таким образом, коэффициент  - коэффициент, учитывающий форму зуба и зависящий от эквивалентного числа зубьев

у шестерни

у колеса

=3,84 и 3,60

Допускаемое напряжение:

По табл. 3.9 для стали 45 улучшенной при твердости НВ350

Для шестерни МПа; для колеса МПа

- коэффициент безопасности, где (табл. 3.9), (для поковок и штамповок). Следовательно, .

Допускаемые напряжения:

для шестерни МПа

для колеса МПа

Находим отношения :

для шестерни МПа

для колеса МПа

Дальнейший расчет следует вести для зубьев колеса, для которого найденное отношение меньше. Определяем коэффициенты  и :