Курсовая работа: Расчет и проектирование привода тяговой лебедки для транспортирования ЛА на стартовой площадке

Курсовая работа: Расчет и проектирование привода тяговой лебедки для транспортирования ЛА на стартовой площадке

Министерство образования и науки Украины

Национальный аэрокосмический университет им Н.Е. Жуковского

ХАИ

Кафедра 202

Пояснительная записка к курсовому проекту

Дисциплина - “Конструирование машин и механизмов”

Расчет и проектирование привода тяговой лебедки для транспортирования ЛА на стартовой площадке

Исполнитель: студент группы 432

А.В. Герасимчук

Руководитель: преподаватель

Ф.Ф. Кузьминов

Харьков - 2005

Реферат

Страниц 52, рисунков 16, таблиц 2.

Данный проект является первой конструкторской работой. Работа является завершающим этапом в цикле базовых общетехнических дисциплин.

Основными задачами являются:

1.  расширить и углубить знания, полученные при изучении предшествующих курсов;

2.  усвоить принцип расчета и конструирования типовых деталей и узлов;

3.  ознакомиться с ГОСТами и т.п.

В ходе курсового проекта были спроектированы привод тяговой лебедки для транспортирования ЛА по стартовой площадке, рассчитаны планетарные прямозубые цилиндрические передачи двухступенчатого цилиндрического редуктора, проведены проверочные расчеты шестерни и колеса прямозубой цилиндрической передачи, а также быстроходного и тихоходного валов, болтовых соединений.

В ходе расчетов были разработаны следующие чертежи: сборочный чертеж двухступенчатого цилиндрического редуктора и его основных узлов, чертеж тихоходного вала, чертеж зубчатого колеса, чертеж барабана и компоновочный чертеж привода.

Шестерня, сателлит, межосевое расстояние, модуль, делительный диаметр, условие соосности, вал, болтовое соединение, трос, водило, шлицевое соединение.

Исходные данные

Рис.1 – Схема привода тяговой лебедки для транспортирования ЛА на стартовой площадке

Усилие в тросе

Окружная скорость барабана

Режим работы .

Срок службы .

Длина троса .

Тип смазки – окунанием.

Редуктор по схеме – Л-1033.

Содержание

Реферат

Исходные данные

Введение

Список условных обозначений, символов, сокращений

1. Определение основных параметров сборочного узла

1.1 Определение мощности двигателя и элементов исполнительного органа

1.2 Определение разрывного усилия и выбор диаметра барабана

1.3 Определение передаточного отношения редуктора

2. Расчет прямозубой цилиндрической передачи I-ой ступени

2.1 Проектировочный расчет

2.1.1 Подбор материалов

2.1.2 Определение числа циклов перемены напряжений колеса и шестерни

2.1.3 Определение допускаемых напряжений

2.1.3.1 Определение контактных допускаемых напряжений

2.1.3.2. Определение изгибных допускаемых напряжений

2.1.3.3 Определение предельных допускаемых напряжений

2.1.4 Определение коэффициентов расчетной нагрузки

2.1.5Определение начального (делительного) диаметра шестерни

2.1.6 Определение модуля зацепления

2.2 Проверочный расчет

2.2.1 Проверка передачи на контактную выносливость

2.2.2 Проверка зубьев передачи на изгибную выносливость

2.2.3 Проверка на контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки

2.2.4 Определение геометрических и других размеров колеса и шестерни

3. Расчет прямозубой цилиндрической передачи II-ой ступени.

3.1 Проектировочный расчет

3.1.1 Подбор материалов

3.1.2 Определение числа циклов перемены напряжений колеса и шестерни

3.1.3 Определение допускаемых напряжений

3.1.3.1 Определение контактных допускаемых напряжений

3.1.3.2 Определение изгибных допускаемых напряжений

3.1.3.3 Определение предельных допускаемых напряжений

3.1.4 Определение коэффициентов расчетной нагрузки

3.1.5Определение начального (делительного) диаметра шестерни

3.1.6 Определение модуля зацепления

3.2 Проверочный расчет

3.2.1 Проверка передачи на контактную выносливость

3.2.2 Проверка зубьев передачи на изгибную выносливость

3.2.3 Проверка на контактную и изгибную прочность при действии максимальной нагрузки

3.2.4 Определение геометрических и других размеров колеса и шестерни

4. Расчет барабана

5. Проектировочный и проверочный расчет некоторых деталей и узлов

5.1 Тепловой расчет

5.2 Проверка по критерию "теплостойкость"

5.3 Расчет валов [6]

5.3.1 Расчет валов на сложное сопротивление

5.3.2 Расчет валов на выносливость[1]

5.3.2.1 Расчет быстроходного вала на выносливость

5.3.2.2 Расчет тихоходного вала на выносливость

5.4 Расчет подшипников на долговечность.

5.5 Расчет шпоночного соединения

5.6 Проверочный расчет болтового соединения

5.7 Расчет корпуса редуктора

6. Компоновка и разработка чертежа редуктора

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Редукторами называются механизмы, состоящие из передач зацепления с постоянным передаточным отношением, заключенные в отдельный корпус и предназначенные для понижения угловой скорости выходного вала по сравнению с входным. Редуктор - неотъемлемая составная часть современного оборудования.

В приводах общемашиностроительного назначения, разрабатываемых при курсовом проектировании, редуктор является основным и наиболее трудоемким узлом.

Основная цель этого курсового проекта по технической механике – привить студенту навыки конструкторского труда: умение самостоятельно, на основании заданной схемы, выбрать конструкцию механизма, обосновать ее расчетом и конструктивно разработать на уровне технического проекта.

Список условных обозначений, символов, сокращений

 - эффективная мощность, кВт;

 - мощность двигателя, кВт;

- диаметр троса, мм;

 - диаметр барабана, мм;

 - передаточное отношение;

 - крутящий момент, Нмм;

 - допускаемое контактное напряжение, МПа;

 - изгибное допускаемое напряжение, МПа;

 - делительный диаметр, мм;

 - модуль зацепления;

 - межосевое расстояние, мм;

 - диаметр вершин зубьев, мм;

 - диаметр впадин зубьев, мм;

 - ширина зубчатого венца, мм;

 — базовое число циклов перемены напряжений;

 — расчетное число циклов перемены напряжений;

 — запас прочности по нормальным напряжениям;

 — запас прочности по касательным напряжениям;

 — общий запас прочности;

 — окружная сила, H;

 — радиальная сила, H.

1. Определение основных параметров сборочного узла

1.1Определение мощности двигателя и элементов исполнительного органа

Мощность двигателя определяется, как

,

- КПД редуктора, находится по формуле:

где  - КПД муфты,

 - КПД подшипника,

 - КПД зубчатой передачи,

 - КПД на перемешивания масла.

Частота вращения магнитного поля, создаваемого статором электродвигателя:

,

где  - число пар полюсов электродвигателя,

- частота сети, .

Подбираем двигатель по :

. Тип двигателя 4АМ112М4У3.

Частота вращения с учетом скольжения .

  , .

1.2Определение разрывного усилия и выбор диаметра барабана

Определяем разрывающее усилие на тросе с коэффициентом запаса :

.

По  определяем диаметр троса:

Канат стальной по ГОСТ 3067-74. Маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву .

Расчетное разрывное усилие суммарное всех проволок в канате

.

Диаметр каната .

Диаметр центральной проволоки: 7 проволок .

Диаметр проволоки в слоях: 126 проволок .

Расчетная площадь сечения всех проволок .

Расчетная масса 1000м смазанного каната .

Определяем диаметр барабана тяговой лебедки:

Из конструктивных соображений принимаем .

1.3 Определение передаточного отношения редуктора

Линейная скорость вращения барабана определяется по формуле:

.

Откуда определяем частоту вращения барабана:

.

Истинное передаточное отношение редуктора находим по формуле:

.

Разбиваем передаточное отношение на ступени

,

где  - передаточное отношение первой цилиндрической ступени;

 - передаточное отношение второй цилиндрической ступени.

2. Расчет прямозубой цилиндрической передачи 1-ой ступени

Привод от электродвигателя

Мощность, подводимая к валу шестерни .

Частота вращения шестерни .

Срок службы .

Принимаем число зубьев шестерни равное .

По заданному передаточному отношению вычисляем число зубьев шестерни:

.

Определяем частоты вращения и угловые скорости валов:

—ведущего:

—ведомого:

 .

2.1 Проектировочный расчет

2.1.1 Подбор материалов

Таблица 1

Принятые материалы для колеса и шестерни I-ой ступени

2.1.2 Определение числа циклов перемены напряжений колеса и шестерни

Числа циклов перемены напряжений шестерни и колеса:

где  и  - количество контактов зубьев шестерни и колеса соответственно за один оборот (принимаем их равными 1).

2.1.3 Определение допускаемых напряжений

2.1.3.1 Определение контактных допускаемых напряжений

,

где  - предел контактной выносливости

 - коэффициент безопасности для поверхностно-уплотненных зубьев (цементация) равен 1,1.

 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности сопряженных зубьев, принимают в зависимости от класса шероховатости: для 5-го класса - .

 - коэффициент долговечности, так как  и  то

Принимаем окружную скорость , тогда для открытых передач  для  .

.

В качестве расчетного значения принимаем .

2.1.3.2  Определение изгибных допускаемых напряжений

,

так как  и , то .

Коэффициент безопасности при работе зубьев на изгиб

,

где  - коэффициент, учитывающий нестабильность свойств материала зубчатого колеса и степень ответственности передачи;

(для поковок) - коэффициент, учитывающий способ получения заготовки колеса.

Тогда

.

 - коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности зуба. Для шлифованных и фрезерованных зубьев при классе шероховатости не ниже 4-го .

 - коэффициент, учитывающий упрочнение переходной поверхности зуба. При отсутствии упрочнения .

 - коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки:  - при работе зубьев одной стороной

 по

.

редуктор привод тяговый лебедка

2.1.3.2  Определение предельных допускаемых напряжений

.

2.1.4  Определение коэффициентов расчетной нагрузки

Коэффициенты расчетной нагрузки соответственно при расчетах на контактную и изгибную выносливость

,

где  и  - коэффициенты неравномерности распределения нагрузки по длине контактных линий ;

 - коэффициенты динамичности нагрузки .

2.1.5 Определение начального (делительного) диаметра шестерни

где  по- коэффициент ширины шестерни относительно ее диаметра;

 - для стальных колес при 20-градусном зацеплении без смещения рекомендуется принимать при расчете прямозубых цилиндрических передач.

Страницы: 1, 2