Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Тульский государственный университет»
Политехнический институт
Кафедра «Проектирование механизмов и деталей машин»
Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине:
«Детали машин и основы конструирования»
на тему:
«Проектный расчет привода поворота крана»
Выполнил: студент гр. 620761 ________________________ Гудков К.В.
Проверил: доц. каф. ПМДМ _________________________ Судаков С.П.
Тула, 2018г.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
2
КПДМОК 06.09.01.00.000 ПЗ
Содержание
Глава 1. Кинематический расчет привода ........................................................ 3
1.1 Подбор электродвигателя .................................................................................... 3
1.2 Расчет значений крутящих моментов на валах привода .................................. 6
1.3 Расчет значений частот вращения валов привода ............................................. 6
1.4 Расчет значений угловых скоростей валов привода ......................................... 6
1.5 Расчет значений мощностей на валах привода .................................................. 7
Глава 2. Эскизное проектирование червячного редуктора ............................. 7
2.1 Проектирование червячной передачи ................................................................... 8
2.2 Проектный расчет валов ....................................................................................... 12
2.3 Подбор подшипников качения для валов редуктора ......................................... 12
2.4 Расчет значений зазоров между внутренними элементами редуктора ........... 13
2.5 Разработка эскизного проекта червячного редуктора ....................................... 13
Глава 3. Подбор соединительной муфты ........................................................ 14
Глава 4. Проектирование открытой передачи. ............................................... 15
4.1 Проектирование открытой передачи. .................................................................. 15
2.1 Проектирование зубчатой передачи .................................................................... 15
Глава 5. Проверочные расчеты валов редуктора на усталостную выносливость.
................................................................................................................................... 19
5.1 Разработка расчетных схем валов редуктора ..................................................... 19
5.2 Определение значений реактивных сил в опорах валов редуктора. ................ 20
5.3 Определение опасных сечений на валах редуктора .......................................... 26
5.4 Определение коэффициента запаса усталостной выносливости в опасных
сечениях валов редуктора ......................................................................................... 26
Глава 6. Проверочные расчеты подшипников качения валов редуктора по
динамической нагрузке ........................................................................................... 28
6.1 Проверочные расчеты подшипников входного вала ......................................... 28
6.2 Проверочные расчеты подшипников выходного вала ...................................... 29
Глава 7. Проверочные расчеты соединений “Вал-ступица” ......................... 31
Глава 8. Проектирование корпуса редуктора и системы смазки ................. 32
Заключение ........................................................................................................ 34
Список использованной литературы ............................................................... 35
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
3
КПДМОК 06.09.01.00.000 ПЗ
Глава 1. Кинематический расчет привода
Цель: определить ресурс приводного устройства, подобрать электромотор,
определить мощность, частоту вращения, крутящие моменты и угловые скорости
на всех валах двигателя.
Срок службы (ресурс) определим по формуле
чггс
где принимаем Lг=6 лет – срок службы привода, Кг=0,9 – коэффициент
годового использования, tс=8 часов – продолжительность смены, Кс=0,6 –
коэффициент сменного использования, с=2
тогда чч
1.1 Подбор электродвигателя
Двигатель выбирают по требуемой мощности и по частоте вращения вала
двигателя. Подберем двигатель по требуемой мощности
дв рм
пр
рмкВт
пр оп ппкчппкмуф
где ч=0,8 – КПД червячной передачи,
оп =0,935 – КПД открытой цилиндрической передачи,
муф=0,98 - КПД упругой муфты,
ппк=0,98 - КПД пары подшипников качения,
дв
кВт
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
4
КПДМОК 06.09.01.00.000 ПЗ
По таблице К9 из пособия А.Е. Шейнблита выбираем двигатель серии 4А с
номинальной мощностью Рном=0.75 кВт так как двигателей с P=0.57 кВт не
имеется. Варианты двигателей приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1.
Варианты двигателей серии 4А
Вариант
Тип двигателя
Номинальная
мощность, кВт
Синхронная
частота
вращения,
об/мин
Частота
вращения при
номинальном
режиме, об/мин
1
4АМ80LA8У3
0.75
750
700
2
4АМ80А6У3
1000
915
3
4АМ71В4У3
1500
1390
4
4АМ71А2У3
3000
2840
Определяем частоту вращения приводного вала рабочей машины рм ,
об/мин:
где, скорость рабочей машины, м/с; D – диаметр поворотной колонны,
мм.
Определяем передаточное число привода для всех приемлемых вариантов
двигателя при заданной номинальной мощности Рном=3 кВт.
Передаточное число привода определяется:
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
5
КПДМОК 06.09.01.00.000 ПЗ
Значит из 4 вариантов выбираем 3 вариант с частотой вращения 1500
об/мин.
Мотор подобран по двум критериям. Передаточное отношение редуктора и
открытой передачи рассчитаны и представлены в таблице 1.2.
Таблица 1.2.
Подобранный мотор
Вариант
Тип двигателя
Номинальная
мощность, кВт
Синхронная
частота
вращения,
об/мин
Частота
вращения при
номинальном
режиме,
об/мин
3
4АМ71В4У3
0.75
1500
1390
Марка
двигател
я
Число
пар
полюсо
в
Габаритные
размеры, мм
Установочные и
присоединительные размеры,
мм
Масса,
кг
4А71
2-8
h
15.1/1
4
28
5
20
1
17
0
4
0
90
45
1
9
7
11
2
7
1
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
6
КПДМОК 06.09.01.00.000 ПЗ
1.2 Расчет значений крутящих моментов на валах привода
рм м
вых