|
Перв. примен.
|
|
Содержание:
Исходные данные для расчёта курсовой работы…………3
Введение…………………………………………………….3
Заключение………………………..………………………...14
Список используемой литературы………………………...15
|
|
Справ. №
|
|
|
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № дубл.
|
|
|
|
Взам. инв. №
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № Подл.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Содержание
|
Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
Изм.
|
Лист.
|
№ Докум
|
Подпись
|
Дата
|
|
|
|
Перв. примен.
|
|
Исходные данные для расчета курсовой работы.
Вариант
Нагрузка Т4,
Нм
4, с-1
К
18
4,5
4
1,6
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.
|
|
Справ. №
|
|
|
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № дубл.
|
|
|
|
Взам. инв. №
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № Подл.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Введение
|
Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
Изм.
|
Лист.
|
№ Докум
|
Подпись
|
Дата
|
|
|
|
Перв. примен.
|
|
1. Расчёт и выбор электродвигателя.
Согласно исходным данным определяется мощность
Р4=Т4w4, а Р3=KP4,
где Т4 – нагрузка (крутящий момент на выходе);
– угловая скорость;
К – коэффициент нагрузки на третьем валу.
P4=4,5*4=18 Вт,
P3=1,6*18=28,8 Вт.
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,
hк=0,96...0,98,
hц=0,97...0,99,
hп=0,98...0,995.
.
.
Pдвиг =P1=(18/0,941431)+(28,8/0,95572)=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).
|
|
Справ. №
|
|
|
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № дубл.
|
|
|
|
Взам. инв. №
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № Подл.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выбор электродвигателя
|
Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
Изм.
|
Лист.
|
№ Докум
|
Подпись
|
Дата
|
|
|
|
Перв. примен.
|
|
2. Определение общего передаточного числа.
;
;
где и – соответственно угловые скорости ведущего и ведомого звеньев;
и – техническая угловая скорость, мин-1.
1 =
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:
.
|
|
Справ. №
|
|
|
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № дубл.
|
|
|
|
Взам. инв. №
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № Подл.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определение передаточных чисел ступеней механизма
|
Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5
|
|
|
|
Изм.
|
Лист.
|
№ Докум
|
Подпись
|
Дата
|
|
|
|
Перв. примен.
|
|
5. Определение числа зубьев по ступеням.
Общее передаточное число редуктора:
.
Передаточные числа определяем по номограмме:
; ; ,
принимаем zmin=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.
|
|
Справ. №
|
|
|
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № дубл.
|
|
|
|
Взам. инв. №
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № Подл.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчёт общего передаточного числа механизма и распределение его по ступеням.
|
Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6
|
|
|
|
Изм.
|
Лист.
|
№ Докум
|
Подпись
|
Дата
|
|
|
|
Перв. примен.
|
|
7. Уточнённый расчёт мощности двигателя.
Аналогично:
Pдвиг=
Уточненный расчёт двигателя показал, что выбранный ранее двигатель, подходит для этого механизма.
|
|
Справ. №
|
|
|
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № дубл.
|
|
|
|
Взам. инв. №
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № Подл.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уточнённый расчёт мощности двигателя.
|
Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7
|
|
|
|
Изм.
|
Лист.
|
№ Докум
|
Подпись
|
Дата
|
|
|
|
Перв. примен.
|
|
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.
8.1. Расчёт валов на прочность.
8.1.1. Предварительный расчёт.
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.
|
|
Справ. №
|
|
|
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № дубл.
|
|
|
|
Взам. инв. №
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № Подл.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определение геометрических размеров вала и расчёт вала на прочность
|
Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8
|
|
|
|
Изм.
|
Лист.
|
№ Докум
|
Подпись
|
Дата
|
|
|
|
Перв. примен.
|
|
откуда
.
Выбираем ближайший стандартный подшипник.
Это подшипник с внутренним диаметром кольца 12 мм.
8.1.2. Уточнённый расчёт на прочность.
При передаче движения от шестерни 9 к колесу 4 от силы движения по линии зацепления действуют силы:
-
|
|
Справ. №
|
|
|
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № дубл.
|
|
|
|
Взам. инв. №
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № Подл.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчёт валов на прочность
|
Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9
|
|
|
|
Изм.
|
Лист.
|
№ Докум
|
Подпись
|
Дата
|
|
|
|
Перв. примен.
|
|
Рассчитаем точный диаметр подшипника.
Ближайший стандарт 12 мм.
|
|
Справ. №
|
|
|
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № дубл.
|
|
|
|
Взам. инв. №
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № Подл.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчёт валов на прочность
|
Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10
|
|
|
|
Изм.
|
Лист.
|
№ Докум
|
Подпись
|
Дата
|
|
|
|
Перв. примен.
|
|
8.2 Расчёт валов на жесткость.
Жесткость
|
|
Справ. №
|
|
|
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № дубл.
|
|
|
|
Взам. инв. №
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № Подл.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчёт валов на жёсткость
|
Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11
|
|
|
|
Изм.
|
Лист.
|
№ Докум
|
Подпись
|
Дата
|
|
|
|
Перв. примен.
|
|
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
|
|
Справ. №
|
|
|
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № дубл.
|
|
|
|
Взам. инв. №
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № Подл.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подбор подшипников качения
|
Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12
|
|
|
|
Изм.
|
Лист.
|
№ Докум
|
Подпись
|
Дата
|
|
|
|
Перв. примен.
|
|
10. Расчёт штифта.
Ближайший стандарт штифта dшт=1,2 мм. Выбираем его.
|
|
Справ. №
|
|
|
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № дубл.
|
|
|
|
Взам. инв. №
|
|
|
|
Подп. и дата
|
|
|
|
Инв. № Подл.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчёт штифта
|
Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13
|
|
|
|
Изм.
|
Лист.
|
№ Докум
|
Подпись
|
Дата
|
|
|
Заключение
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:
- Вопилкин Е. А. Расчёт и конструирование механизмов приборов и систем. М.:Высшая школа, 2010.
- Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин 5 изд. 2008.
- Красковский Е. Я., Дружинин Ю. А., Филатова Е. М. Расчёт и конструирование механизмов приборов и вычислительных систем. М.:Высшая школа, 1983.
- Рощин Г. И. Несущие конструкции и механизмы РЭА. М.:Высшая школа, 2009.