Файл: Лабораторная работа 1 по дисциплине Детали машин 2023. 1200. 00. 00. Пз редуктор двухступенчатый. Обучающийся группы 1.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.12.2023

Просмотров: 27

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ"

(КНИТУ-КАИ)

Институт авиации, наземного транспорта и энергетики

Кафедра конструирования и проектирования летательных аппаратов

24.03.04 Авиастроение

Кафедра машиноведения и инженерной графики

Лабораторная работа 1

по дисциплине: Детали машин

2023.1200.00.00. ПЗ

Редуктор двухступенчатый.

Обучающийся группы 1200 __________ Тазова Т.Ю.

Руководитель: доцент кафедры МиИГ __________ Егоров С.В.

Казань 2023

Оглавление


Прототип 94

1 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ НА ВАЛАХ ПРИВОДА 96

1.1 Исходные данные для расчета 98

1.1.1 Номинальная мощность на приводной звёздочке. 99

1.1.2 Требуемая мощность электродвигателя с учётом коэффициента полезного действия привода. 99

1.1.3 Частота вращения вала звёздочки (вал В4). 100

1.1.4 Выбор возможной частоты вращения электродвигателя. 100

1.1.5 Выбор марки электродвигателя. 101

1.2. Подбор МУВП. 102

1.3 Кинематический и силовой расчёт привода. 103

1.4 Определение частот вращения на валах привода. 105

1.5 Определение крутящих моментов всех валах привода. 105

1.6. Ориентировочный расчет вала 105

1.8. Подбор шпонок по диаметру вала 108

1.9 Итоговые данные 109

Список литературы 111


Прототип


Горизонтальная проекция редуктора прототип [1] с.199



Фронтальная проекция редуктора прототип [1] с.200







1 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ НА ВАЛАХ ПРИВОДА


По техническому заданию привод (пр) состоит из электродвигателя, редуктора, цилиндрического двухступенчатого с разветвленной тихоходной ступенью, открытой конической передачей, установленной на валу открытой передачи и звездочки цепной передачи привода конвейера.

Кинематическая схема привода представлена на рисунке 1.1



Рисунок 1.1 кинематическая схема привода

ЭД – электрический двигатель,

МУВП – муфта упругая втулочная пальцевая,

Редуктор – редуктор (р) цилиндрический двухступенчатый с разветвленной тихоходной ступенью,

БП – быстроходная передача косозубая цилиндрическая,

ТП – тихоходная передача прямозубая цилиндрическая разветвленная,

ОП – открытая коническая прямозубая передача,

Зв – звёздочка цепи,

В1 – быстроходный вал (входной),

В2 – промежуточный вал,

В3 – тихоходный вал (выходной),

В4 – вал открытой передачи,

ПП – пара подшипников.
Источником мощности является электродвигатель. Крутящий момент электродвигателя передается посредством шпонки на МУВП. Далее с МУВП на В1 также посредством шпонки. С В1 момент передается на шестерню БП через шпонку. Шестерня БП момент через зубчатое зацепление передается через колесо БП. С колеса БП момент передается на В2 посредством шпонки. С В2 момент передается на шестерню ТП посредством шпонки. С шестерни ТП момент посредством зубчатого зацепления передается на колесо ТП. С колеса ТП момент передается на В3 посредством шпонки. С В3 момент передается на шестерню конической ОП через шлицевое соединение. С шестерни открытой передачи ОП через зубчатое зацепления момент передается на колесо ОП. С колеса ОП момент через шпоночное соединение передается на В4 ОП. С В4 момент передается через шпоночное соединение на звездочку.[1]



По техническому заданию необходимо спроектировать привод, работающий с нагрузкой, распределения которой отображено циклограммой.

Заданный период работы 10000 часов.

1.1 Исходные данные для расчета


F= 10000 Н — окружное усилие на звёздочке;

v = 0.25 м/с — окружная скорость на звёздочке;

Dзв =300 мм — диаметр приводной звёздочки.

1.1.1 Номинальная мощность на приводной звёздочке.

Nзв = = = 2,5 кВт

1.1.2 Требуемая мощность электродвигателя с учётом коэффициента полезного действия привода.


Где ηпр = ηБП ηТП ηОП η4пп — общий коэффициент полезного действия привода.

ηБП, ηТП, ηОП, — к.п.д. механических передач;

ηпп — к.п.д. одной пары подшипников (в рассматриваемом приводе четыре подшипников)

Значения к.п.д. для различных типов передач и подшипников приведены в табл. 1.

Таблица № 1.1

Tипы передач и подшипников

к.п.д.

Закрытые передачи

Открытые передачи

Цилиндрическая зубчатая передача

0,97…….0,98

0,94…0,96

Коническая зубчатая передача

0,95….0,97

0,93…0,95

Одна пара подшипников каченея или скольжения

0,985…..0,995

-

Выберем из табл. 1 ηБП = ηТП = 0,98,

ηОП = 0,95, ηпп = 0,99, тогда

ηпр = 0,98 × 0,98 × 0,95 × 0,994 =0,88

и требуемая мощность электродвигателя.


1.1.3 Частота вращения вала звёздочки (вал В4).



1.1.4 Выбор возможной частоты вращения электродвигателя.


Предварительно оценим общее передаточное числа привода Uпр
:

Uпр= UБП * UТП * UОП, рекомендуемые передаточные числа передач, входящих в привод UБП , UТП , UОП взять из табл. 2

Прикинем Uпр по средним значениям передаточных чисел передач: UБП = UТП =4 , UОП =6

Тогда Uпр = 4*4*6=96

Таблица № 1.2

Тип передачи

Рекомендуемая передаточная частота

Закрытая цилиндрическая зубчатая передача

2………6

Открытая зубчатая передача (цилиндрическая или коническая)

4………7

По ГОСТ 2185-66. Передачи зубчатые цилиндрические. Основные параметры. [4]



Фактические значения передаточных чисел не должны отличаться от номинальных более чем на 2,5% при  4,5 и на 4% при  4,5.
Возможная частота вращения электродвигателя

nэл = nВ4 * Uпр = 15,92*96= 1528,32 об/мин.

Можно взять синхронную частоту вращения электродвигателя nэл=1500 об/мин.

1.1.5 Выбор марки электродвигателя.


При выборе мощности электродвигателя допускается перегрузка не более 5….6 %.

Таким образом, из справочника Курмаз выбираем трёхфазный асинхронный закрытый обдуваемый электродвигатель переменного тока.

[3 стр 296]



[3 стр 297]


Выбран электродвигатель со следующими параметрами: 4A100S4У3, мощностью NЭД = 3,0 кВт, частота вращения nЭД =1415 мин-1, длина l1 = 60 мм, диаметр вала d1 = 28 мм, шпонка b1*h1 = 8*7 мм2, высота до оси вала h = 100 мм.

1.2. Подбор МУВП.


По техническому заданию используется муфта упругая втулочно-кольцевая [3 с.252]





Выбрана муфта, передающая крутящий момент 125 Н*м, диаметром d = 25 мм, длиной l = 60 мм исполнения 1.
Муфта 125-28-1 ГОСТ 21424-93 (одинаковый диаметр и длина с электродвигателем)

1.3 Кинематический и силовой расчёт привода.


Определяем Uпр = nвх / nвых=1415/15,92=88,88

Разбавка общего передаточного числа привода по ступеням по условиям удобства смазки, когда диаметры колес обеих ступней получаются приблизительно одинаковыми.

Сначала назначаем передаточное число открытой передачи в соответствии с таблицей № 2

Примем UОП = 5,6

Тогда Uредуктора= Uпр/UОП=88,88/5,6=15,87

Некоторые рекомендации по разбивке передаточных чисел редукторов между их ступенями приведены в табл. № 4., (где UБ,UТ –соответственно передаточные числа быстроходной (первой) и тихоходной (второй) ступеней редуктора, U редуктора.) и ГОСТ 2185-66.

Таблица № 1.3

Тип редуктора.

Распределение передаточного числа редуктора по ступеням.

Применение.

1

2

3

Двухступенчатый цилин-дрический редуктор, вы-полненный по разверну-той схеме (по условиям удобства смазки, когда диаметры колес обеих ступней получаются при-близительно одинаковы-ми)







Uпр= UБП * UТП * UОП=5,6*2,8*5,6=87,81

Определим погрешность разбиения передачных чисел для этого сравним с получившимся

Δ=(88,88-87,81)/88,88*100%=1,2%

Что является допустимым отклонением.

Окончательно принимаем передачные числа UБП=5,6 UТП=2,8, UОП = 5,6

1.4 Определение частот вращения на валах привода.


nэл= 1415 об/мин


1.5 Определение крутящих моментов всех валах привода.



1.6. Ориентировочный расчет вала


Ориентировочно диаметр вала определяют из расчета только на кручение при косвенном учете действия изгиба за счет занижения допускаемых напряжений на кручение.

dв= ,мм

Где Т- крутящий момент, передаваемый валом, Н мм

заниженные допускаемые напряжения на кручение, Н/мм

= 12-20 Н/мм2 - для быстроходных валов,

= 20-25 Н/мм2 - для промежуточных и тихоходных валов.

Полученные из ориентировочного расчета величины диаметров валов округляют в большую сторону до чисел кратных пяти и больше dэл=28 мм.

dв1= =30 мм

dв2= =30 мм

dв3= =40,7=45 мм

dв4= =71,16=75 мм

1.7. Подбор подшипников

Выбираем шариковые подшипники радиальные однорядные (ШПРО): для В1 – легкая серия (200), для В2, В3 и В4 – средняя серия (300) [Error: Reference source not found, стр. 107, Error: Reference source not found]

Для вала 1 подобран ШПРО №206


Для вала 2 подобран ШПРО №306


Для вала 3 подобран ШПРО №309


Для вала 4 подобран ШПРО №315


1.8. Подбор шпонок по диаметру вала




[Error: Reference source not found, стр. 125, 7]

Длину шпонки можно определить по формуле L=Lст-(3…5)-2*lфаска, при этом, она необходимо выбрать ближайшую большую согласно табл. 10.1.3

Шпонка вала 1 и шпонка вала 2 (длина, как у электродвигателя, но ближайшее меньше) Шпонка 8*7*60 ГОСТ 23360-78 и шпонка 8*7*56 ГОСТ 23360-78




Шпонка вала 3 (Шпонка 14*9*63 ГОСТ 23360-78)



Шпонка вала 4 (Шпонка 20*12*56 ГОСТ 23360-78)




1.9 Итоговые данные


Итоговая таблица №1.4

№ вала

Частота вращения валов, мин-1

Крутящие моменты на валах

d, мм

Dп, мм

Bп, мм

Rп, мм

Шпонки

bш, мм

hш, мм

T,Н мм

Н.м

В1

1415

20451,87

20,45

30

62

16

2

8

7

В2

252,68

111117,46

111,12

30

72

19

2

8

7

В3

90,24

301857,24

301,86

45

100

25

2.5

14

9

В4

16,12

1640026.59

1640

75

160

37

3.5

20

12

UБП=5,6 UТП=2,8, UОП=5,6

Электродвигатель: 4А112МА6УЗ, мощностью NЭД = 3,0 кВт, частота вращения nЭД =1415 мин-1, длина l1 = 60 мм, диаметр вала d1 = 28 мм, шпонка b1*h1 = 8*7 мм2,

Список литературы


  1. Л.В. Курмаз, А.Т. Скойбеда Детали машин. Проектирование [Книга]. – М.: Высшая школа, 2004. – 312 с

  2. ГОСТ 2.104-2006 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Основные надписи (с Поправками) [Текст]. – М.: Стандартинформ, 2011

  3. ГОСТ 21424-93. Муфты упругие втулочно-пальцевые. Параметры и размеры

  4. ГОСТ 2185-66. Передачи зубчатые цилиндрические. Основные параметры. (с Изменениями N 1, 2, 3)

  5. ГОСТ 2.104-2006 ЕСКД. Основные надписи

  6. ГОСТ 2.109-73 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Основные требования к чертежам (с Изменениями N 1-11) [Текст]. – М.: Стандартинформ, 2011

  7. ГОСТ 23360-78 Основные нормы взаимозаменяемости. Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечений пазов. Допуски и посадки (с Изменениями N 1, 2) [Текст]. – М. Изд-во стандартов, 2005

  8. ГОСТ 20226-82 (СТ СЭВ 2794-80) Подшипники качения. Заплечики для установки подшипников качения. Размеры [Текст] - М.: Издательство стандартов, 1989 год

  9. ГОСТ Р 7.0.5-2008 СИБИД. Библиографическая ссылка

  10. ГОСТ 7.1-2003. Библиографическая запись. Общие требования и правила составления

  11. Казанский национальный исследовательский технический университет им А. Н. Туполева – КАИ [Электронный ресурс] –Режим доступа: https://kai.ru/, свободный.

  12. Аскон [Электронный ресурс] - Санкт-Петербург: 2016. -Режим доступа: http://www.ascon.ru , свободный.

  13. Система проектирования Компас—3D [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://kompas.ru/ ,свободный.


Глоссарий файлов