Расчет электромеханического подъемника

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Санкт-Петербургский государственный

экономический университет

Филиал в г. Сосновый Бор

Курсовая работа по дисциплине

" Детали машин и основы конструирования "

Санкт-Петербург - Сосновый Бор 2014

Варианты заданий

Расчет механизмов электромеханического подъемника

Задание: В соответствии с индивидуальным вариантом исходных данных выполнить расчёт основных механизмов электромеханического подъемника и определить параметры электродвигателя для его привода.

Расчет силовой винтовой передачи

подъемник электродвигатель привод

Проектируемая винтовая передача в зависимости от числа стоек подъемника воспринимает часть общего веса. Поэтому вначале определяем вес Q, приходящийся на каждую стойку.

Средний диаметр резьбы винта и гайки d2 определяем из расчета резьбы на износостойкость

, (1)

где Q - вес, приходящийся на каждую стойку, Н;

k1 - отношение высоты гайки h к среднему диаметру резьбы, принимаем k1 = h/d2 = 1,6;

k2 - коэффициент зависит от вида резьбы. Для трапецеидальной резьбы k2 = 0,5;

[q] - допускаемое давление для резьбы, [q] = 10МПа.

Грузоподьёмность равна 18000 Н. Тогда Q = 9000Н.

По формуле (1) получим:

С учётом запаса прочности, необходимого для грузового винта подьёмника, принимаем трапецеидальную однозаходную правую резьбу с диаметром и шагом в соответствие с ГОСТ 24737-81. Параметры трапецеидальной резьбы которая применяется для грузовых винтов указаны в приложении Б.

Принимаем материал винтовой пары: для винта Сталь 45, для гайки - бронза Бр ОЦС-6-6-3.

Затем проверяем условия самоторможения винта

, (2)

где L - угол подъема винтовой линии;

- угол трения, для винтовой пары сталь - бронза = 40.

tg40 = 0,07.

Угол подъема винтовой линии определяем по формуле (3)

,

где Р - шаг резьбы.

Параметры трапецеидальной по ГОСТ 24737-81

Параметры трапецеидальной резьбы указаны на рисунке Б.1.

d - наружный диаметр резьбы винта и гайки; d1 - внутренний диаметр резьбы винта и гайки; d2 - средний диаметр резьбы винта и гайки; Н1- рабочая высота профиля резьбы, Н1 = d - d1; d = d2 + 0,5Н1; d1 = d2 - 0,5Н1; Н1 = 0,5Р.

Таблица Б.1 - Диаметры и шаги трапецеидальной резьбы по ГОСТ 24737-81

Внутренний диаметр резьбы равен: d2 - 0,5Р, а наружный диаметр: d2 + 0,5Р.

D1 Внутр. Д = 19-0,5*2=18 D Наруж. Д = 19+0.5*2=20

Если мы выбрали по таблице наружный диаметр d = 20 мм, то средний диаметр будет равен 19мм, а внутренний18 мм. Тогда

1,90<40, следовательно условие самоторможения выполняется.

Коэффициент полезного действия винтовой пары определяется выражением (4)

Выполним проверку винта на прочность с учетом совместного действия деформации растяжения и кручения.

Напряжение растяжения р по формуле равно

р = = = 31,7МПа

Момент трения на опорах винта Мn по формуле (10) равен

где f0 - коэффициент трения в подшипниках, f0 = 0,01

Мn = ==0,43Нм,

Величина крутящего момента Мкр определяется выражением (9)

Мкр = = = 9Нм

Величина полярного момента сопротивления для круглого сечения, вычисляется по выражению (11)

=

где d1 - внутренний диаметр резьбы, в нашем примере d1 = 18мм

Определим значение касательного напряжения действующего на винт по формуле.

= =

где Мкр - крутящий момент прилагаемый к винту, Н м;

Wр - полярный момент сопротивления, м3.

Затем определим приведенное напряжение в соответствии с формулой

=,

Допускаемое напряжение [] для материала Сталь 45 равно 160МПа. 35,3МПа<160МПа. Условие прочности по приведенному напряжению действующему на винт соблюдается.

Затем определим необходимое число витков резьбы в гайке Z из расчета по допускаемому давлению. Подставив в формулу значения указанных величин, получим требуемое число витков с округлением до ближайшего целого значения. Для пары сталь - бронза примем допускаемое удельное давление [g] = 12 МПа.

 =

Определим высоту гайки по формуле (13)

h = Р z = 212,5 =25мм

Определим наружный диаметр гайки по формуле (14)

=

где [р] - допустимое напряжение в гайке на растяжение, [р] = 40МПа;

d - наружный диаметр резьбы;

k - коэффициент запаса прочности, k = 1,5.

Определение параметров электродвигателя (мотора-редуктора)

Требуемую мощность для подъема груза находим по формуле

Nм = U • Fa ,

Nм =0,036666666*18000=660Вт

где U - скорость подъема груза, м/с;

Fa - вес автомобиля, Н.

Принимаем скорость подъема груза из задания.

Определим требуемую мощность двигателя по формуле

,

- общий КПД привода.

Общий КПД определяем из выражения

=

где - КПД подшипников качения, = 0,98;

- КПД цепной или клиноремённой передачи, =0,95

- КПД самотормозящейся передачи винт-гайка, определённый по формуле (4);

- КПД редуктора, = 0,96.

= 0,98*0,95*0,39*0,96=0,3485664

Подставив в формулу (22) значения указанных величин, получим значение , а затем, используя формулу (21) определим мощность электродвигателя.

Nдв=660/0,3485664=1893,469939

Nдв=1,8кВт

Определим частоту вращения грузового винта nв

где U - скорость подъема груза;

р - шаг резьбы ;

nр - число заходов резьбы, nр = 1.

2,2м,мин /2мм 2,2 /0.002=1100 об\мин

Далее принимаем, например, электродвигатель RA132S4 мощностью 5,5 кВт и с частотой вращения ротора nдв= 1450 мин-1.

Задаваясь частотой вращения ротора электродвигателя nдв мин-1, определяем передаточное отношение от электродвигателя к грузовому винту по формуле

,1450/1100=1,32

где nдв - частота вращения вала электродвигателя, в нашем примере nдв = 1450 мин-1;

nв - частота вращения грузового винта, мин-1.

Подставив в формулу (24) значение указанных величин, получим передаточное отношение от электродвигателя к грузовому винту.

Если i < 4, можно использовать для передачи крутящего момента от электродвигателя к винту клиноременную передачу. В противном случае необходимо подобрать редуктор.

Фактическое время подъема tп будет равно

, 1,5/2,2=0,68

где L - полная высота подъема, м.

Высота подъема L указана в индивидуальном задании.

Список использованных источников

Бондаренко, Е. В. Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования : учеб. / Е. В. Бондаренко, Р. С. Фаскиев. - М. : Академия, 2011.

Типаж и техническая эксплуатация оборудования предприятий автосервиса : учеб. пособие / В. А. Першин [и др.]. - Ростов н/Д : Феникс, 2008.

Дунаев, П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин : учеб. пособие / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. - 10-е изд., стер. - М. : Академия, 2007.

Луканин, В. Н. Сарбаев, В. И. Механизация производственных процессов технического обслуживания и ремонта автомобилей : учеб. пособие / В. И. Сарбаев, В. Н. Коноплев, С. С. Селиванов. - 2-е изд., стер. - М. : МГИУ, 2006.

Техническое обслуживание и ремонт автомобилей: механизация и экологическая безопасность производственных процессов : учеб. пособие / В. И. Сарбаев [и др.]. - 2-е изд. - Ростов н/Д : Феникс, 2005.

ГАРО-Трейд Оборудование для автосервиса. Каталог. - Великий Новгород, 2009.

Размещено на Allbest.ru