Лебёдка привода автомобильного подъемника
Определение мощности на валу приводного барабана и двигателя, условного давления в шарнирах цепи, частоты вращения вала исполнительного механизма, передаточного отношения привода и разбивка его по ступеням. Особенности проектирования приводного барабана.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.10.2011 |
| Размер файла | 1,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
23
Введение
При выполнении курсового проекта по деталям машин приобретаются навыки расчёта и конструирования деталей и узлов машин, изучаются методы, нормы и правила проектирования, обеспечивающие получение надёжных, долговечных и экономичных конструкций.
Темой курсового проекта является лебёдка привода автомобильного подъемника. Привод этого механизма включает электродвигатель, комбинированную муфту, коническо - цилиндрический редуктор, открытую цепную передачу и исполнительный механизм - барабан приводной. Система передач предназначена для передачи мощности от электродвигателя к исполнительному механизму, с уменьшением угловой скорости и увеличением вращающего момента.
Назначение редуктора - понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим валом. Муфту предохранительную, автоматически размыкающие приводную линию, применяют для предохранения приводных устройств от повреждений при возникновении случайных перегрузок, превышающих расчетную нагрузку. Муфты упругие применяют в приводах, испытывающих ударные нагрузки. Цепь роликовая однорядная применяется для понижения частоты вращения приводного вала.
1. Кинематический и силовой расчеты привода. Выбор электродвигателя и редуктора
1.1 Разработка кинематической схемы привода
В соответствии с комплексным техническим заданием, составляю кинематическую схему привода, используя кинематические обозначения - ГОСТ 2.105-95:
1.2 Определение мощности на валу приводного барабана
Мощность на валу исполнительного механизма вычисляется по формуле:
где Ft - окружное усилие на исполнительном механизме, Н;
Vt - окружная скорость исполнительного механизма, м/с;
кВт.
1.3 Определение расчётной мощности на валу двигателя
Расчётная мощность на валу двигателя определяется по мощности на валу исполнительного механизма с учётом потерь в приводе:
где - общий КПД привода.
=0,96•0,97 - КПД коническо - цилиндрического редуктора;
=0,93 - КПД цепной передачи;
=0,98 - КПД комбинированной муфты [2, стр. 6].
Тогда
кВт.
1.4 Определение частоты вращения вала исполнительного механизма
Частота вращения вала исполнительного механизма вычисляется по формуле:
где D - диаметр барабана, - окружная скорость вращения барабана (даны в техническом задании).
мин-1.
1.5 Выбор электродвигателя
Для этого определим частоту вращения вала электродвигателя:
где - передаточное отношение привода.
i1 = 6…24 - передаточное отношение коническо - цилиндрического редуктора;
i2 = 1,5…3 - передаточное отношение цепной передачи [2, стр. 7].
Тогда:
мин-1.
Типоразмер двигателя выбираем по расчетной мощности Р1 и по намеченной частоте n1 вращения вала.
Тип двигателя АИР112МА8/709 ТУ 16-525.564-84 (рисунок 2).
Техническая характеристика двигателя:
- мощность двигателя Рдв=2,2 кВт;
- отношение пускового момента к номинальному ;
- синхронная частота вращения nc=750 мин -1;
- асинхронная частота вращения n1=709 мин -1 [2, стр. 417].
Размещено на http://www.allbest.ru/
23
Рисунок 2. Габаритные и присоединительные размеры электродвигателя
1.6 Определение передаточного отношения привода и разбивка его по ступеням
Уточняем передаточное отношение привода по формуле:
.
Передаточное отношение редуктора примем =20.
Нахожу передаточное отношение открытой цепной передачи:
1.7 Выбор редуктора
Редуктор выбираем по номинальному крутящему моменту на выходном валу, по частоте вращения быстроходного вала:
Наиболее подходящим является редуктор КЦ-200-II-2-ЦУ2 с номинальным вращающим моментом на выходном валу 660 Нм и передаточным числом 20 [1, т. 3, стр 644].
1.8 Расчёт силовых и кинематических параметров привода
Связь между мощностями валов выражается зависимостями:
кВт;
кВт;
кВт;
кВт.
Нахожу частоты на валах:
мин -1;
мин -1.
Вращающие моменты на валу вычисляются по формуле:
Нм;
Нм;
Нм;
Нм.
Таблица 1. Силовые и кинематические параметры привода
|
№ Вала |
Мощность P,кВт |
Частота вращения n,мин-1 |
Вращающий момент T,Нм |
|
|
1 |
2,25 |
709 |
30,3 |
|
|
2 |
2,205 |
709 |
29,7 |
|
|
3 |
2,053 |
35,43 |
553,4 |
|
|
4 |
1,91 |
17,2 |
1060,5 |
Рисунок 3. Эскиз редуктора
2. Расчет открытой цепной передачи
n3 =35,43 мин -1, T3= 553,4 Н•м , i2 = 2,06.
В качестве цепи принимаем однорядную роликовую приводную цепь.
2.1 Выбор предварительного значения шага однорядной цепи
мм.
Ближайшее значение шага и соответствующей ему площади проекции шарнира для соответствующей цепи находим из таблицы 13.1 [3, стр. 390]:
- обозначение цепи - ПР-38,1-12700;
- t=38,1 мм, A=395 мм,
2.2 Определение числа зубьев ведущей и ведомой звездочек
Число зубьев ведущей звездочке определяется по формуле:
Число зубьев ведомой звездочки определим по формуле:
Уточняем передаточное число цепной передачи:
2.3 Определение коэффициента эксплуатации
Коэффициент эксплуатации определим по формуле:
где - небольшие колебания нагрузки;
- межосевое расстояние
- наклон линии центров звездочек передачи к горизонту равен 0;
- положение звездочек не регулируется;
- смазывание передачи нерегулируемое;
- работа односменная;
- температура окружающей среды [3, стр. 385].
2.4 Определение делительных диаметров малой и большой звездочки
Делительный диаметр ведущей звездочки определим по формуле:
Делительный диаметр ведомой звездочки определяется по формуле:
2.5 Определение окружной силы на звездочках
Окружная сила на звездочках определяется по формуле:
2.6 Определение условного давления в шарнирах цепи
где [p] = 35 МПа - допускаемое давление в шарнирах цепи [1, т. 2, стр. 617].
2.7 Определение диаметров окружностей вершин зубьев звездочек и ширины зуба звездочки
Диаметры окружностей вершин зубьев ведущей и ведомой звездочки определяется по формулам:
Ширина зуба звездочки определяется по формуле:
2.8 Выбор межосевого расстояния
Оптимальное межосевое расстояние определим по формуле:
мм.
Минимальное межосевое расстояние определим по формуле:
Т.к. расстояние от тихоходного вала редуктора до конца корпуса редуктора составляет 310 мм (см. рисунок 3), а диаметр приводного барабана - 400 мм (см. техническое задание), то из конструкторских соображений межосевое расстояние примем:
2.9 Выбор числа звеньев цепи
Число звеньев цепи определяем по формуле:
Принимаем W=76.
Уточняем межосевое расстояние по формуле:
2.10 Определение силы, действующей на валы передачи
Сила, действующая на валы передачи определяется по формуле:
3. Проектирование приводного барабана
3.1 Проектный расчет вала барабана
Определяем диаметр выходного конца вала барабана по формуле:
где [ф] - условные допускаемы напряжения при кручении.
Примем [ф] = 25 МПа [3, стр. 437].
Принимаем dв = 60 мм.
Диаметр вала в зоне подшипника: dп =65 мм.
Диаметр вала под ступицу барабану определяется по формуле:
Диаметр вала на свободном участке определяется по формуле:
Рисунок 4. Узел приводного барабана
Длина конца вала:
Принимаем lк = 100 мм.
Длина ступицы барабана:
Принимаем lст = 120 мм.
3.2 Предварительный подбор подшипников
Выбираем шарикоподшипники радиальные сферические двухрядные № 1213 по ГОСТ 28428-90 [1, т. 2, стр. 152].
Характеристика подшипника:
- диаметр отверстия dП = 65 мм;
- диаметр внешнего кольца D = 120 мм;
- ширина подшипника В = 23 мм;
- динамическая грузоподъёмность С = 31,2 кН.
Рисунок 5. Шарикоподшипник радиальный сферический двухрядный
Выбираем корпуса подшипников:
Корпус ШМ 120 ГОСТ 13218.1 - 80 [1, т. 2, стр. 233].
Ширина корпуса подшипника Bк = 58 мм.
Выбираем торцовые крышки подшипников с отверстием для манжетного уплотнения:
Крышка 12 - 120 ? 75 ГОСТ 18512 - 73 [1, т. 2, стр. 192].
Высота крышки подшипника hк = 23 мм.
Выбираем торцовые глухие крышки подшипников:
Крышка 32 - 120 ГОСТ 18511 - 73 [1, т. 2, стр. 190].
Выбор уплотнительной манжеты:
Манжета І.1 - 75 ? 100 - 1 ГОСТ 8752 - 79 [1, т. 3, стр. 270].
Принимаем: двигатель приводной барабан мощность
=10 мм - расстояние от торца крышки до ступицы звездочки;
= 30 мм - расстояние от торца крышки до торца барабана;
=10 мм - расстояние от торца ступицы барабана до торца барабана.
Расстояние между ступицами барабана определяется по формуле:
Определяем расстояние между осями подшипника и ступицей барабана:
Расстояние между осью подшипника и ступицей звездочки:
3.3 Определение опорных реакций
Окружное усилие на приводном барабане Ft = 5300 H (см. техническое задание).
Окружная сила на звездочках цепной передачи Ftз = 3640,8 H (см. расчет открытой цепной передачи).
Проверка:
Определяем реакции опор в плоскости yz:
Проверка:
Определяем реакции опор в плоскости xz:
В соответствии с рисунком 8:
Проверка:
3.4 Проверка вала барабана на прочность
Опасное сечение - сечение І.
Эквивалентный момент в опасном сечении определяется по формуле:
Эквивалентные напряжения определим по формуле:
где Wx = 0,1•dст3 - момент сопротивления сечения вала .
Допускаемое напряжение для стали 45 определяется по формуле:
где [n] = 2 - запас прочности по выносливости;
ут = 360 МПа - предел текучести при термообработке - улучшение [3, т. 1, стр. 62];
KТ = 2 - эффективный коэффициент концентрации напряжений в опасном сечении [3, стр. 435].
Условие выполняется.
3.5 Проверка ресурса подшипников
Расчет ведем по наиболее нагруженной опоре A.
Эквивалентная нагрузка определяется по формуле:
где kб = 1,8 - коэффициент нагрузки;
kТ = 1 - температурный коэффициент (температура эксплуатации подшипника
t<1000);
V =1, так как вращается внутреннее кольцо подшипника [3, стр. 466];
Расчетный ресурс в млн. об. определяется по формуле:
где а1 = 1 - коэффициент надежности, при 90% [3, стр 468];
а2 =0,75 - коэффициент, учитывающий качество материала и условия при конструировании [3, стр. 469].
Ресурс в часах определяется по формуле:
,
где L пр = 12000 ч. - ресурс работы привода (см. техническое задание).
Условие выполняется, подшипники выбраны правильно.
3.6 Расчет шпонок на валу барабана
Для соединения вала с деталями, передающими вращение, используют призматические шпонки из стали по ГОСТ 23360 - 78 [1, т. 2, стр. 717]. Материал шпонок - сталь 45, допускаемое напряжение смятия - [у]см = 100?120 МПа.
Рисунок 9. Соединение шпонкой призматической по ГОСТ 23360-78
Т = 1060,5 Нм - передаваемый крутящий момент;
b = 18 - ширина шпонки;
h = 11 - высота шпонки;
t1 = 7 - глубина паза на валу;
d - диаметр вала;
lp - рабочая длина шпонки;
l - полная длина шпонки.
Напряжение смятия узких граней шпонки не должно превышать допускаемого, т.е. должно удовлетворяться условие:
Полная длина шпонки определяется по формуле:
Рабочая длина шпонки определяется по формуле:
Условие выполняется.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Определение мощности двигателя и элементов исполнительного органа: разрывного усилия, диаметра троса и барабана, общего передаточного отношения редуктора и разбивка его по ступеням. Расчет первой и второй ступени редуктора, его валов. Выбор подшипников.
курсовая работа [811,2 K], добавлен 17.10.2013Выбор электродвигателя и его обоснование. Определение частоты вращения приводного вала, общего передаточного числа и разбивка его по ступеням, мощности, частоты вращения и крутящего момента для каждого вала. Расчет червячных передач, подбор смазки.
курсовая работа [286,5 K], добавлен 22.09.2013Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет. Определение коэффициента полезного действия привода передачи. Разбивка передаточного числа привода по ступеням. Частота вращения приводного вала. Выбор твердости, термообработки и материала колес.
задача [100,5 K], добавлен 11.12.2010Этапы проектирования привода галтовочного барабана. Энерго-кинематический расчет привода. Описание электродвигателей, соответствующих данной мощности. Расчет фактического передаточного числа цепной передачи. Проверка частоты вращения ведущей звездочки.
курсовая работа [124,4 K], добавлен 02.12.2010Выбор электродвигателя, кинематический расчет и схема привода. Частоты вращения и угловые скорости валов редуктора и приводного барабана. Расчет зубчатых колес редуктора. Выносливость зубьев по напряжениям изгиба. Расчёт вращающих моментов вала.
контрольная работа [693,6 K], добавлен 01.12.2010Разработка привода ленточного конвейера и гидропривода секторного затвора узла загрузки удобрений. Определение частоты вращения приводного барабана и расчет его вала. Крутящий момент на выходном валу редуктора. Техпроцесс изготовления детали фланец.
дипломная работа [428,5 K], добавлен 20.03.2017Срок службы приводного устройства. Определение мощности и частоты вращения двигателя; силовых и кинематических параметров привода, его передаточного числа и ступеней. Расчет закрытой червячной и открытой поликлиновой ременной передач. Выбор подшипников.
курсовая работа [100,1 K], добавлен 15.01.2015Кинематический и силовой расчёт привода барабана лебедки. Выбор электродвигателя. Передаточные отношения привода и отдельных передач. Частоты вращения, угловые скорости и мощности. Расчет зубчатых колес редуктора. Конструктивные размеры корпуса редуктора.
курсовая работа [332,0 K], добавлен 18.02.2012Кинематический, силовой расчёты привода. Определение мощности на валу исполнительного механизма. Определение расчётной мощности вала электродвигателя. Определение частоты вращения вала исполнительного механизма. Расчет закрытых цилиндрических передач.
курсовая работа [440,9 K], добавлен 11.10.2008Выбор двигателя и кинематический расчет привода. Определение требуемой мощности двигателя. Распределение передаточного числа привода по всем ступеням. Определение частот вращения, угловых скоростей, вращающих моментов и мощностей по валам привода.
курсовая работа [194,1 K], добавлен 01.05.2012
