Расчет элементов привода (аппарата, устройства)

Контрольная работа по дисциплине «Прикладная механика»

тема: «Расчёт элементов привода (аппарата, устройства)»

Содержание Введение

1. Расчет и выбор электродвигателя

2. Определение общего передаточного числа

3. Проверка числа ступеней механизма

4. Определение передаточных чисел по номограмме

5. Определение числа зубьев по ступеням

6. Определение диаметров делительных окружностей колёс и геометрических размеров зубчатого колеса на последнем валу

7. Уточнённый расчет мощности двигателя

8. Определение геометрических размеров вала и расчёт на прочность

9. Подбор подшипников качения

10. Расчет штифта Заключение Список используемой литературы

Введение

Прикладная механика — это область науки и техники, которая включает совокупность средств, способов и методов человеческой деятельности, направленных на создание и применение новой техники, машин, конструкций, сооружений, приборов, технических систем и технологий новых материалов. Она интегрирует с одной стороны циклы общеобразовательных дисциплин таких как: физика, математика, теоретическая механика, материаловедение, инженерная графика, а с другой стороны — это первая инженерная дисциплина, которая преподается студентам технических специальностей.

И не случайно курсовая работа по прикладной механике является первой значительной по всем параметрам расчетно-графической работой в плане подготовки будущих специалистов. Зачастую объектами курсового проектирования являются приводы различных машин и механизмов (например, ленточных и цепных конвейеров, индивидуальные, испытательных стендов), использующие большинство деталей и узлов общемашиностроительного применения. Конструирование — процесс творческий. Известно, что каждая конструкторская задача может иметь несколько решений. Важно по определенным критериям сопоставить конкурирующие варианты и выбрать один из них — оптимальный для данных конкретных условий.

При выполнении курсового проекта студент последовательно проходит от выбора схемы механизма через многовариантность проектных решений до его воплощения в рабочих чертежах; приобщаясь к инженерному творчеству, осваивая предшествующий опыт, учится предвидеть новые идеи в создании машин, надежных и долговечных, экономичных в изготовлении и эксплуатации, удобных и безопасных в обслуживании.

1. Расчет и выбор электродвигателя Для проектируемого механизма при параллельном разветвлении потока мощность на входе P₁ равна:

где и — полезная мощность на выходе редуктора, соответственно на валах 4 и 3;

и — Общие КПД передачи от двигателя до объекта потребления мощности.

и

где, , — КПД соответственно пары конических и цилиндрических колёс и пары подшипников качения,

=0,96…0,98,

=0,97…0,99,

=0,98…0,995.

.

.

P_двиг =P₁=(18/0,941 431)+(28,8/0,95 572)=49,259 Вт По таблице 1 выбираем двигатель, мощность которого близка к расчётной. Данному значению мощности удовлетворяет двигатель АПН-011−4, полезная мощность 50 Вт, скорость вращения 1390 об/мин, пусковой момент 0,45 Нм. Напряжение питания у данного двигателя стандартное для России (220 В).

2. Определение общего передаточного числа

;

;

где и — соответственно угловые скорости ведущего и ведомого звеньев;

и — техническая угловая скорость, мин^-1.

щ₁ =

i₁₄=

3. Проверка числа ступеней механизма

q=1,85*lg i₁₄,

где — передаточное число редуктора.

q=1,85*lg (36,37)=2,89.

Принимаем q = 3.

4. Определение передаточных чисел по номограмме По номограмме определяем передаточное число каждой ступени. i₁₂=2,45. Передаточное отношение оставшихся двух ступеней:

i₂₃=3,4

Эта методика даёт возможность разработать кинематическую схему механизма с малым приведённым моментом инерции, малым мёртвым ходом при умеренных его габаритах: .

5. Определение числа зубьев по ступеням Общее передаточное число редуктора:

.

Передаточные числа определяем по номограмме:

;; ,

принимаем z_min=20

Тогда;; .

6. Определение диаметров делительных окружностей колёс и геометрических размеров зубчатого колеса на последнем валу Принимаем модуль m=1

Тогда: D₁=m*z₁=1*20=20

D₂=1*49=49

D₃=1*20=20

D₄=1*68=68

D₅=1*20=20

D₆=1*88=88

Эскиз зубчатого колеса По таблице для m=1 подбираем размеры колеса.

7. Уточнённый расчет мощности двигателя Аналогично:

P_двиг=

Уточненный расчёт двигателя показал, что выбранный ранее двигатель, подходит для этого механизма.

8. Определение геометрических размеров вала и расчёт на прочность Оси и валы предназначены для крепления вращающихся деталей механизмов.

Осью называют деталь, поддерживающую часть механизма; валом — деталь, вращающуюся в опорах и предназначенную для передачи крутящих моментов. Главным отличием оси от вала является то, что она, поддерживая деталь, не участвует в передаче механической энергии. При работе ось испытывает только деформацию изгиба, тогда как вал подвергается ещё и деформации кручения. Вал всегда вращается.

Ось же может быть как вращающейся, так и неподвижной. Конструктивно оси можно разделить на сплошные и полые. Валы различают по следующим признакам: по конструкции (жесткие и гибкие) и по нагрузкам (легко и тяжело нагруженные). Жесткие валы, так же как оси, бывают сплошные и полые. Так как валы передают крутящие моменты, то они испытывают напряжение от совместного действия изгиба и кручения. Легко нагруженными валами считают такие, у которых крутящие моменты значительно больше изгибающих, а тяжело нагруженными — такие, у которых крутящие и изгибающие моменты соизмеримы.

Расчёт валов на прочность.

Исходя из расчёта на прочность, производим расчёт только на кручение при пониженном допускающем напряжении:

где T — крутящий момент, действующий в расчётном сечении вала;

— допускаемое касательное напряжение при кручении (для стальных валов = 20 МПа);

— момент сопротивления кручению.

.

Выбираем ближайший стандартный подшипник.

Это подшипник с внутренним диаметром кольца 12 мм.

Уточнённый расчёт на прочность.

При передаче движения от шестерни 9 к колесу 4 от силы движения по линии зацепления действуют силы:

Рассчитаем точный диаметр подшипника.

Ближайший стандарт 12 мм.

Расчёт валов на жесткость.

Жесткость

9. Подбор подшипников качения

d=12 мм;

Подшипник № 201

d=12 мм (внутренний диаметр)

D=32 мм (внешний диаметр)

B=10 мм (ширина подшипника) Грузоподъёмность

10. Расчет штифта Ближайший стандарт штифта d_шт=1,2 мм. Выбираем его.

Заключение

электродвигатель колесо механизм геометрический Осью называют деталь, поддерживающую часть механизма; валом — деталь, вращающуюся в опорах и предназначенную для передачи крутящих моментов. Главным отличием оси от вала является то, что она, поддерживая деталь, не участвует в передаче механической энергии. При работе ось испытывает только деформацию изгиба, тогда как вал подвергается ещё и деформации кручения. Вал всегда вращается. Ось же может быть как вращающейся, так и неподвижной. Конструктивно оси можно разделить на сплошные и полые. Валы различают по следующим признакам: по конструкции (жесткие и гибкие) и по нагрузкам (легко и тяжело нагруженные). Жесткие валы, так же как оси, бывают сплошные и полые. Так как валы передают крутящие моменты, то они испытывают напряжение от совместного действия изгиба и кручения. Легко нагруженными валами считают такие, у которых крутящие моменты значительно больше изгибающих, а тяжело нагруженными — такие, у которых крутящие и изгибающие моменты соизмеримы.

Курсовая работа по прикладной механике является первой значительной по всем параметрам расчетно-графической работой в плане подготовки будущих специалистов. Зачастую объектами курсового проектирования являются приводы различных машин и механизмов (например, ленточных и цепных конвейеров, индивидуальные, испытательных стендов), использующие большинство деталей и узлов общемашиностроительного применения.

При выполнении курсового проекта студент последовательно проходит от выбора схемы механизма через многовариантность проектных решений до его воплощения в рабочих чертежах; приобщаясь к инженерному творчеству, осваивая предшествующий опыт, учится предвидеть новые идеи в создании машин, надежных и долговечных, экономичных в изготовлении и эксплуатации, удобных и безопасных в обслуживании.

Список используемой литературы

1. Вопилкин Е. А. Расчёт и конструирование механизмов приборов и систем. М.: Высшая школа, 2010.

2. Дунаев П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин. — 5 изд. 2008.

3. Красковский Е. Я., Дружинин Ю. А., Филатова Е. М. Расчёт и конструирование механизмов приборов и вычислительных систем. М.: Высшая школа, 1983.

4. Рощин Г. И. Несущие конструкции и механизмы РЭА. М.: Высшая школа, 2009.