Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

№11033 методичка

.pdf
Скачиваний:
18
Добавлен:
25.03.2016
Размер:
1.79 Mб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет» Машиностроительный институт

Кафедра механики

Задания и методические указания к выполнению курсового проекта

по дисциплине «Теоретическая и прикладная механика»

для студентов всех форм обучения направления подготовки 051000.62 Профессиональное обучение (по отраслям)

профиля подготовки «Металлургия»

Екатеринбург

РГППУ

2013

1

Задания и методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Теоретическая и прикладная механика». Екатеринбург: ФГАОУ ВПО «Рос. гос. проф.-пед. университет, 2013. 39 с.

Автор: доц., канд. техн. наук

Н.Н.Эльяш

Одобрены на заседании кафедры механики. Протокол от 24 . 01. 2013г.,

№ 5

Зав. кафедрой

О.С. Лехов

Рекомендованы к печати методической комиссией Машиностроительного института РГППУ. Протокол от 12 февраля 2013 г., № 6

Председатель методической

 

комиссии МаИ РГППУ

А.В. Песков

ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально – педагогический университет», 2013.

© Н.Н.Эльяш, 2013

2

ВВЕДЕНИЕ Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой

дисциплины «Теоретическая и прикладная механика».

Выполнение курсового проекта способствует формированию базовой общеинженерной подготовки студентов. Работа над курсовым проектом представляет собой практическое решение последовательных и взаимосвязанных задач, реализуемых с обязательным учетом междисциплинарных связей.

Объектом курсового проектирования по дисциплине обычно являются приводы машин общего машиностроения (например, ленточных и цепных конвейеров, транспортёров, лебёдок, и др.), в которых используется большое количество типовых узлов и деталей. В такие приводы входят редукторы общего назначения (рис.1 и 2), при расчёте и конструировании которых возможно закрепление большинства изучаемых разделов дисциплины

«Теоретическая и прикладная механика». В задачу студента входит расчет и проектирование редуктора (позиция 3 на рис. 1 или рис. 2). Варианты заданий на курсовое проектирование даны в табл. 1.

Выполненный курсовой проект должен содержать:

расчетно-пояснительную записку, объемом 20-25 листов,

графическую часть в виде сборочного чертежа редуктора в двух проекциях (1 или 2 листа формата А1);

деталировочные чертежи двух основных деталей редуктора (листы формата А4 или А3).

Расчетно-пояснительная записка должна содержать:

1. Индивидуальное задание; 2. Расчет энергосиловых параметров привода;

3. Расчёт передачи редуктора; 4. Расчёт валов; 5. Выбор подшипников и расчёт их на долговечность; 6. Выбор и расчёт шпонок; 8. Выбор смазки.

9. Список литературы. 10. Спецификации к сборочным чертежам).

3

Курсовой проект следует выполнять в соответствии с требованиями к чертежам и технической документации по стандартам ЕСКД. Подробные правила выполнения и оформления курсового проекта изложены в литературных источниках [1, 2].

Таблица 1.

Задание № 1. Проектирование привода ленточного конвейера (рис.1)

Номер

F, кН

V, м/с

dБ, мм

n дв , об\мин.

uО. П.

варианта

 

 

 

 

 

01

3,8

1,0

400

1500

5,0

 

 

 

 

 

 

02

4,0

0,9

450

1500

5,0

 

 

 

 

 

 

03

3,9

0,8

315

1000

4,0

 

 

 

 

 

 

04

3,5

1,1

355

1000

4,0

 

 

 

 

 

 

05

4,1

0,7

400

1500

5,5

 

 

 

 

 

 

06

2,9

1,5

450

1000

4,0

 

 

 

 

 

 

07

2,6

1,2

315

1000

4,0

 

 

 

 

 

 

08

3,2

0,8

355

1500

4,5

 

 

 

 

 

 

09

4,4

0,6

400

1500

5,5

 

 

 

 

 

 

10

4,1

0,7

450

1500

5,0

 

 

 

 

 

 

Задание № 2. Проектирование привода шнекового транспортера

(рис.2)

Номер

F, кН

V, м/с

dБ, мм

n дв , об\мин.

uО. П.

варианта

 

 

 

 

 

01

3,8

1,0

400

1500

5,0

 

 

 

 

 

 

02

4,0

0,9

450

1500

5,0

 

 

 

 

 

 

03

3,9

0,8

315

1000

4,0

 

 

 

 

 

 

04

3,5

1,1

355

1000

4,0

 

 

 

 

 

 

05

4,1

0,7

400

1500

5,5

 

 

 

 

 

 

06

2,9

1,5

450

1000

4,0

 

 

 

 

 

 

07

2,6

1,2

315

1000

4,0

 

 

 

 

 

 

08

3,2

0,8

355

1500

4,5

 

 

 

 

 

 

09

4,4

0,6

400

1500

5,5

 

 

 

 

 

 

10

4,1

0,7

450

1500

5,0

 

 

 

 

 

 

4

В таблице 1 приняты обозначения: F- окружное усилие на барабане конвейера или на ведомой звездочке цепной передачи; V – скорость на приводном барабане конвейера (транспортера); dБ - диаметр барабана (или звездочки); uО. П.- передаточное число открытой передачи (ременной или цепной).

Кинематические схемы приводов

dб

6 4

Рис. 1. Схема привода ленточного конвейера: 1-электродвигатель; 2-ременная передача; 3-редуктор цилиндрический одноступенчатый; 4-зубчатая муфта; 5-лента конвейера; 6- барабан конвейера

Нагруженность деталей зависит от места установки передачи в силовой цепи и распределения общего передаточного числа между отдельными передачами. По мере удаления по силовому потоку от двигателя в понижающих передачах нагруженность деталей растет. Следовательно, в области малых

5

частот вращения n (и соответственно больших вращающих моментов Т)

целесообразно применять передачи с высокой нагрузочной способностью

(например, зубчатые, цепные).

Рис.2. Кинематическая схема привода шнекового транспортера с открытой цепной передачей:

1 – электродвигатель; 2 – упругая муфта; 3 – редуктор; 4 – муфта зубчатая; 5 – открытая цепная передача

Индивидуальное задание студента обозначается набором следующих цифр:

-первые две цифры (01 или 02) – это номер задания, принятый по табл.1.

-следующие две цифры – это вариант одной из шести схем редукторов,

представленных на рис.3, (01 – прямозубый, 02 – косозубый цилиндрический редуктор, и т.д., … 06 - червячный с нижним расположением червяка).

- последние две цифры – это вариант числовых значений исходных данных, которые содержатся в соответствующей строке заданий из табл.1.

Например, задание 0204- 09 означает, что студент получил задание на проектирование привода шнекового транспортера (см. табл.1, задание № 2,

рис.2) с коническим редуктором (см. рис.3); числовой вариант - строка № 9.

6

2

1

3

4

5

6

Рис. 3. Кинематические схемы редукторов:

1 – цилиндрический прямозубый; 2 – цилиндрический косозубый; 3 – цилиндрический шевронный; 4 – конический; 5 – червячный с верхним

расположением червяка; 6 – червячный с нижним расположением червяка

7

1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

(пример оформления)

dб

6 4

Рис. 4. Схема привода ленточного конвейера: 1-электродвигатель; 2-ременная передача; 3-редуктор цилиндрический косозубый одноступенчатый; 4-зубчатая муфта; 5-лента конвейера; 6- барабан конвейера

F, кН

V, м/с

dБ, мм

n дв , об/мин.

uО. П.

3,8

1,0

400

1500

5,0

 

 

 

 

 

8

2. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ. РАСЧЕТ КИНЕМАТИЧЕСКИХ И

ЭНЕРГОСИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕДУКТОРА

2.1. Выбор электродвигателя

Выбор электродвигателя производят в зависимости от требуемой

мощности Рдв.треб. и частоты вращения вала электродвигателя nдв.треб.

Требуемую мощность электродвигателя определяют по формуле

Pдв.треб

Рв ых

,

(2.1)

 

 

 

 

где Рвых – мощность на выходном валу привода, определяемая из исходных

данных, кВт

Рв ых

F V

(2.2)

 

 

η – общий КПД привода, который определяется произведением КПД

элементов привода и характеризует потери мощности при передаче энергии от электродвигателя к исполнительному механизму.

Если привод состоит из электродвигателя, открытой передачи,

одноступенчатого редуктора и двух муфт, то

 

 

о.п.

2

 

ред

 

о.п.

2

 

зп

 

n

2

 

(2.3)

 

 

 

м

 

 

м

 

 

,

 

 

где ηо.п. – КПД открытой передачи;

ηм – КПД муфты; ηред – КПД редуктора

(ηред = ηзп ∙ ηп2) ;

ηзп – КПД зубчатой передачи; ηп

КПД одной пары

подшипников, значения которых принимают по табл.2 [ 1, с.7 ].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вид передачи

 

 

 

 

 

 

 

 

КПД

 

 

Зубчатая редукторная цилиндрическая передача

 

 

 

0,97 – 0,98

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зубчатая редукторная коническая передача

 

 

 

 

 

0,96 – 0,97

 

 

Червячная редукторная передача:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при числе заходов червяка

 

 

 

 

 

z1 = 1

 

 

 

0,70 – 0,75

 

 

при числе заходов червяка

 

 

 

 

 

z1= 2

 

 

 

0,80 – 0,85

 

 

при числе заходов червяка

 

 

 

 

 

z1= 4

 

 

 

0,85 – 0,95

 

 

Цепная открытая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,90 – 0,95

 

 

Клиноременная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,95 – 0,97

 

 

Одна пара подшипников качения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,99

 

 

Муфта соединительная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,98

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

Требуемая частота вращения двигателя определяется по диапазону

возможных частот вращения вала электродвигателя

n

n

u

u

 

 

дв. min

в ых

о.п.

 

ред. min

 

n

n

u

u

 

(2.4)

 

дв. max

в ых

о.п.

 

ред. max

 

nвых. определяется по известным из теоретической механики зависимостям

nв ых

60V 103

.

(2.5)

d

 

 

 

Значение uо.п. принимается для ременной или цепной передачи в соответствии с исходными данными. Если в приводе нет открытой передачи, то uо.п.= 1.

Значения uред.min и uред.max выбираются на основании табл. 3 [1, с. 8].

Таблица 3 Рекомендуемый диапазон значений передаточных чисел редуктора

Вид передачи

uред.min

uред.max

 

 

 

Зубчатая цилиндрическая

2,5

5

Зубчатая коническая

 

 

1,5

4,0

Червячная

 

 

16

50

 

 

 

Затем по каталогу выбирают электродвигатель, имеющий ближайшую

большую мощность, чем рассчитанная по (2.1), и частоту вращения в диапазоне

от nдв. min до nдв. max, определенную по (2.4).

Таблица 4 Каталог двигателей закрытых обдуваемых единой серии 4А

(тип / асинхронная частота вращения nдв, об/мин) ГОСТ 19523-81

Мощность

 

Синхронная частота nдв , об/мин

 

Рдв, кВт

3000

1500

1000

750

1,1

-

80A4/1420

80B6/920

90LB8/700

1,5

80А2/2850

80B4/1415

90L6/935

100L8/700

2,2

80В2/2850

90L4/1425

100L6/950

112MA8/700

3

90L2/2840

100S4/1435

112MA6/955

112MB8/700

4

100S2/2880

100L4/1430

112MB6/950

132S8/720

5,5

100L2/2880

112M4/1445

132S6/965

132M8/720

7,5

112M2/2900

132S4/1455

132M6/970

160S8/730

11

132M2/2900

132M4/1460

160S6/975

160M8/730

 

 

 

 

 

Примечание: после значка / указана асинхронная частота, которую и следует принимать в дальнейших расчетах.

10