Детали машин. Технологическая карта

1.

Детали машин

2.

Технологическая карта по дисциплине
Техническая механика (Детали машин)
5 семестр – спец. 050501
Машиноведение (Детали машин)
7 семестр – спец. 050502

3. Примерная таблица процентного распределения объема выполненной работы и баллов рейтинга по курсовому проекту Критерии оценки

курсового проекта

4. Требования к оформлению черновика и расчетно-пояснительной записки к КП

1.
2.
3.
4.
5.
Отдельная тетрадь
Использовать корректор
Описывать выполняемые действия
Правильно оформлять формулы: d m Z 2 20 40 мм
Ссылки на источник [1, c 5, табл. 3]

5. Примерная схема привода общего назначения

6. Список литературы

1.
2.
3.
4.
5.
6.
Ш е й н б л и т А. Е. Курсовое проектирование деталей
машин: Учеб. пособие. - Калининград: Янтар. сказ,
2006. - 454 с.
Курсовое проектирование деталей машин /Чернавский
С.А. М.: Машиностроение, 1999.
Детали машин и основы конструирования: Учеб.
пособие для вузов, (ГРИФ) // М.Н. Ерохин, А.В. Карп, и
др. – М.: Колос, 2005.
Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб.
пособие для машиностроит. спец. учреждений среднего
проф. образ. - 5-е изд., дополн., (ГРИФ) // П.Ф. Дунаев,
О.П. Леликов. – М.: Машиностроение, 2004.
Курмаз Л.В., Скойбеда А.Т. Детали машин.
Проектирование. – Минск, 2005.
Атлас конструкций деталей машин./Решетов Д.Н. М.:
Машиностроение, 1979, 364с.

7.

Курсовой проект должен содержать:
1. Сборочный чертеж редуктора
2. Расчетно-пояснительную записку

8. Содержание расчетно-пояснительной записки

1. Титульный лист
2. Техническое задание
3. Введение
4. Выбор двигателя. Кинематический расчет привода.
5. Выбор материалов зубчатых передач. Определение допускаемых
напряжений.
6. Проектный и проверочный расчеты передач привода.
7. Проектный расчет валов. Эскизная компоновка редуктора. Расчетные
схемы нагружения валов (эпюры).
8. Проверочный расчет подшипников.
9. Разработка чертежа общего вида редуктора:

9.

- конструирование зубчатых колес;
- конструирование валов;
- конструирование подшипниковых узлов;
- конструирование корпуса редуктора;
- выбор соединений.
10. Выбор муфт.
11. Выбор смазывающих устройств.
12. Проверочные расчеты:
- проверочный расчет валов;
- проверочный расчет шпонок;
- проверочный расчет стяжных винтов подшипниковых узлов;
- проверочный расчет соединений.
13. Расчет технического уровня редуктора.
14. Описание сборки редуктора.
15. Литература.

10.

Условные графические
изображения
элементов привода

11. Валы и электродвигатели

12. Подшипники качения и скольжения

13. Муфты

14. Ременные передачи

15. Цепные и зубчатые передачи

16. Конические и червячные передачи

17. Закрытые передачи (редукторы)

Цилиндрические одно- и двухступенчатые

18. Червячные редукторы

19. Конический редуктор

20. Элементы привода:

1 - электродвигатель,
2 - муфта,
3 - цилиндрический горизонтальный
редуктор,
4 - цепная передача,
5 - рабочая машина

21. Условные изображения элементов привода:

22.

Кинематическая схема привода

23. Условие задачи:

Спроектировать привод, состоящий из
электродвигателя, цилиндрического
двухступенчатого вертикального редуктора
и соединительных муфт.
Мощность на валу рабочей машины:
Р = 4 кВт
Число оборотов вала рабочей машины:
n3 50об / мин

24.

Кинематическая схема привода

25.

Кинематическая схема привода

26.

Кинематическая схема привода

27.

Кинематическая схема привода

28.

Кинематическая схема привода

29. Кинематическая схема привода

1 – электродвигатель,
2 – муфта упругая,
3 – редуктор цилиндрический двухступенчатый вертикальный
4 – муфта упругая,
5 – рабочая машина

30. Условия эксплуатации:

Привод предназначен для передвижения тележки
мостового крана.
Работа в течение 5 лет, в 2 смены, нагрузка постоянная,
режим работы реверсивный, продолжительность смены - 8
часов.

31. 1. Ресурс привода:

Lh 365Lr tc Lc 365 5 8 2 29200ч
где Lr срок службы привода
tc продолжительность смены
Lc число смен
Lh 29200 0,85 24820ч
Принимаем рабочий ресурс привода 25 000 ч.

32. Кинематический расчет привода

Цель:
1. Определить мощность электродвигателя.
2. Выбрать и обосновать выбор электродвигателя.
3. Определить общее передаточное число привода.
4. Определить кинематические и силовые
параметры привода.

33. Мощность рабочей машины:

P F
где F - тяговая сила, кН;
- линейная скорость тягового органа рабочей машины,
м/с.
P T
где T - вращающий момент вала рабочей машины, кН м
- угловая скорость тягового органа рабочей машины,
рад/с.

34. Общий КПД привода

3
2
общ м2 зп
пк

35.

36. Общий КПД привода

3
общ м2 зп2 пк
0,982 0,9652 0,9933
1, с.5, табл.1.1

37.

Мощность электродвигателя
Р рм
Pпол
общ
Рдв
Рзат
Рдв
Р рм
общ

38. Двигатели асинхронные короткозамкнутые трехфазные серии 4А общепромышленного применения. Технические данные

39.

Обоснование выбора электродвигателя
Номинальная частота вращения
двигателя nном , об/мин
Требуемое общее передаточное
число редуктора, uобщ.
Передаточное число
быстроходной cтупени uБ .
Передаточное число тихоходной
cтупени uТ .
Фактическое общее
передаточное число редуктора,
uф.общ.
Отклонение фактического
передаточного числа редуктора
от требуемого, %
720
965
1445
2880

40. Требуемое общее передаточное число привода

uтреб . общ
nном
n рм

41. Требуемая частота вращения вала рабочей машины (об/мин):

n3
30 3
60 1000
Для ленточных конвейеров: n3
;
D
Для цепных конвейеров:
60 1000
n3
z p

42.

Обоснование выбора электродвигателя
Номинальная частота вращения
двигателя nном , об/мин
Требуемое общее передаточное
число редуктора, uобщ.
Передаточное число
быстроходной cтупени uБ .
Передаточное число тихоходной
cтупени uТ .
Фактическое общее
передаточное число, uф.общ.
Отклонение фактического
передаточного числа редуктора
от требуемого, %
720
965
1445
2880
14,4
19,3
28,9
57,6

43. Разбивка передаточного числа по ступеням

u ред uБ uT

44. Рекомендуемые стандартные значения передаточных чисел

45. Рекомендации при разбивке общего передаточного числа по ступеням:

1. Цилиндрический двухступенчатый горизонтальный:
d2 d4
d4 d2
uБ uT
uБ 0,7uред (0,01 0,02)uред
3
2
2. Цилиндрический двухступенчатый соосный:
uT 0,9 uред.
uT uред.
uБ uT
Т
1,5
Б
Т
1,7
Б

46. Рекомендации при разбивке общего передаточного числа по ступеням:

3. Цилиндрический двухступенчатый вертикальный:
uБ 0,88 uред
uТ
uред
uБ
Т
1,3
Б
4. Коническо-цилиндрический редуктор:
uТ 0,633 u2
uБ (0,22 0,28)u
uБ uT

47. Рекомендации при разбивке общего передаточного числа по ступеням:

5. Цилиндрическо-червячный редуктор:
6. Червячно-цилиндрический:
7. Червячный двухступенчатый:
uÁ (0,03 0,09)u ðåä
uÒ (0,03 0,09)u ðåä
AT 2 AБ

48.

49. Передаточное число быстроходной ступени

uб 0,88 uред
uб 4
u ред 19,3

50.

Обоснование выбора электродвигателя
Номинальная частота вращения
двигателя nном , об/мин
Требуемое общее передаточное
число редуктора, uобщ.
Передаточное число
быстроходной cтупени uБ .
Передаточное число тихоходной
cтупени uТ .
Фактическое общее
передаточное число, uф.общ.
Отклонение фактического
передаточного числа редуктора
от требуемого, %
720
965
1445
2880
14,4
19,3
28,9
57,6
4
4
4
4

51. Рекомендуемые стандартные значения передаточных чисел

Закрытые зубчатые передачи (редукторы) одноступенчатые цилиндрические
и конические (ГОСТ 2185- 66): 1-й ряд - 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3;
2-й ряд - 2,24; 2,8; 3,55; 4,5; 5,6; 7,1.
Значения 1-го ряда следует предпочитать значениям 2-го ряда.
Закрытые червячные передачи (редукторы) одноступенчатые для червяка с
числом витков Z1=1; 2; 4 (ГОСТ 2144-75):
1-й ряд - 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5;
2-й ряд - 11,2; 14; 18; 22,4 28; 35,5.
Значения 1-го ряда следует предпочитать значениям 2-го ряда.
Открытые зубчатые передачи: 3...7
Цепные передачи: 2. ..4
Ременные передачи (все типы): 2...3

52.

Обоснование выбора электродвигателя
Номинальная частота вращения
двигателя nном , об/мин
Требуемое общее передаточное
число редуктора, uобщ.
Передаточное число
быстроходной cтупени uБ .
Передаточное число тихоходной
cтупени uТ .
Фактическое общее
передаточное число, uф.общ.
Отклонение фактического
передаточного числа редуктора
от требуемого, %
720
965
1445
2880
14,4
19,3
28,9
57,6
4
4
4
4
3,55
5
7,1
-

53. Фактическое передаточное число редуктора

uф uб uт

54.

Обоснование выбора электродвигателя
Номинальная частота вращения
двигателя nном , об/мин
Требуемое общее передаточное
число редуктора, uобщ.
Передаточное число
быстроходной cтупени uБ .
Передаточное число тихоходной
cтупени uТ .
Фактическое общее
передаточное число, uф.общ.
Отклонение фактического
передаточного числа редуктора
от требуемого, %
720
965
1445
2880
14,4
19,3
29,3
57,6
4
4
4
4
3,55
5
7,1
-
14,2
20
28,4
-

55. Отклонение фактического передаточного числа от требуемого

u
uф uтреб .
uтреб .
100 %

56.

Обоснование выбора электродвигателя
Номинальная частота вращения
двигателя nном , об/мин
Требуемое общее передаточное
число редуктора, uобщ.
Передаточное число
быстроходной cтупени uБ .
Передаточное число тихоходной
cтупени uТ .
Фактическое общее
передаточное число редуктора,
uф.общ.
Отклонение фактического
передаточного числа редуктора
от требуемого, %
720
965
1445
2880
14,4
19,3
28,9
57,6
4
4
4
4
3,55
5
7,1
-
14,2
20
28,4
-
1
3,5
3
-

57.

Обоснование выбора электродвигателя
Номинальная частота вращения
двигателя nном , об/мин
Требуемое общее передаточное
число редуктора, uобщ.
Передаточное число
быстроходной cтупени uБ .
Передаточное число тихоходной
cтупени uТ .
Фактическое общее
передаточное число редуктора,
uф.общ.
Отклонение фактического
передаточного числа редуктора
от требуемого, %
720
965
1445
2880
14,4
19,3
28,9
57,6
4
4
4
4
3,55
5
7,1
-
14,2
20
28,4
-
1
3,5
3
-

58.

1. Тихоходный электродвигатель с номинальной
частотой вращения 720 об/мин - более
металлоемок т.к. больше по габаритам, чем
быстроходный, такие двигатели применяются
только в исключительных случаях (когда нет
другого варианта).

59.

Обоснование выбора электродвигателя
Номинальная частота вращения
двигателя nном , об/мин
Требуемое общее передаточное
число редуктора, uобщ.
Передаточное число
быстроходной cтупени uБ .
Передаточное число тихоходной
cтупени uТ .
Фактическое общее
передаточное число редуктора,
uф.общ.
Отклонение фактического
передаточного числа редуктора
от требуемого, %
720
965
1445
2880
14,4
19,3
28,9
57,6
4
4
4
4
3,55
5
7,1
-
14,2
20
28,4
-
1
3,5
3
-

60.

2. Высокоскоростной двигатель (2880 об/мин) дает
нам очень большое передаточное число, которое
не возможно разбить по ступеням посредством
нашей кинематической схемы.

61.

Обоснование выбора электродвигателя
Номинальная частота вращения
двигателя nном , об/мин
Требуемое общее передаточное
число редуктора, uобщ.
Передаточное число
быстроходной cтупени uБ .
Передаточное число тихоходной
cтупени uТ .
Фактическое общее
передаточное число редуктора,
uф.общ.
Отклонение фактического
передаточного числа редуктора
от требуемого, %
720
965
1445
2880
14,4
19,3
28,9
57,6
4
4
4
4
3,55
5
7,1
-
14,2
20
28,4
-
1
3,5
3
-

62.

3. Двигатель с номинальной частотой вращения
1455 об/мин может быть использован для нашего
привода. Отклонение фактического передаточного
числа редуктора от требуемого находится в
допустимых пределах, но передаточное число
тихоходной ступени очень большое, выбирать
такие передаточные числа для цилиндрических
редукторов не рекомендуется.

63.

Обоснование выбора электродвигателя
Номинальная частота вращения
двигателя nном , об/мин
Требуемое общее передаточное
число редуктора, uобщ.
Передаточное число
быстроходной cтупени uБ .
Передаточное число тихоходной
cтупени uТ .
Фактическое общее
передаточное число редуктора,
uф.общ.
Отклонение фактического
передаточного числа редуктора
от требуемого, %
720
965
1445
2880
14,4
19,3
28,9
57,6
4
4
4
4
3,55
5
7,1
-
14,2
20
28,4
-
1
3,5
3
-

64.

4. Оптимальным вариантом для данного привода
является двигатель с номинальной частотой
вращения 965 об/мин.

65. Фактическая частота вращения вала рабочей машины

n рм( ф )
nном
об / мин
uф
Отклонение фактической частоты вращения
вала рабочей машины (в процентах)
n рм
n рм ( треб ) n рм( ф)
n рм ( треб )
100% 4%

66.

Максимально допускаемое отклонение частоты
вращения вала рабочей машины
n рм
5%
n рм.треб .
100
об/мин, где
- допускаемое отклонение скорости
приводного вала рабочей машины
Отклонение частоты вращения вала рабочей машины
n n рм ( треб ) n рм ( ф )
Условие выполняется!

67.

Выбранный двигатель (мощностью 5,5 кВт) будет
работать с недогрузкой, поэтому в дальнейших
расчетах следует исходить не из номинальной
мощности двигателя, а из требуемой
Pдв 4,6кВт

68. Последовательность соединения элементов привода

ДВ М ЗП ЗП М РМ

69. Силовые и кинематические параметры привода

Параметр
Мощность
P, кВт
Частота
вращения n,
об/мин
Угловая
скорость
, 1/с
Вал
Дв
Б
P1 Pдв оп пк
P1 Pдв м пк
Рм
P2 P1 зп пк
Pрм P2 м пс
P2 P1 зп пк
Pрм P2 оп пс
Дв
nном
Т
Б
Т
Рм
Вращающий момент Т, Н м
Последовательность соединения элементов
привода по кинематической схеме
Дв ОП ЗП М Рм
Дв М ЗП ОП Рм
Рдв
Рдв
Дв
Б
Т
Рм
n
n1 ном
uоп
n2
n1
uзп
nрм n2
Т дв
nном
30
1 ном
uоп
2
1
uзп
рм 2
Рдв 103
ном
Т1 Т дв uоп оп пк
Т 2 Т1 uзп зп пк
Т рм Т 2 м пс
nном
n1 nном
nном
1 ном
n2
n1
uзп
2
nрм
n2
uоп
рм
Т дв
30
1
uзп
2
uоп
Рдв 103
ном
Т1 Т дв м пк
Т 2 Т1 uзп зп пк
Т рм Т 2 uоп оп пс

70. Силовые и кинематические параметры привода

Параметр
Мощность
P, кВт
Вал
Дв
Б
Угловая
скорость
, 1/с
P2 P1 зп пк
Т
P3 P2 зп пк
Pрм P3 м
Дв
nном
nном 30
Б
n1 nном
n2 n1 uзп
1 ном
2 1 uзп
3 2 uзп
рм 3
Пр
Т
Рм
Вращающий
момент Т, Н м
P1 Pдв м пк
Пр
Рм
Частота
вращения n,
об/мин
Последовательность соединения элементов привода по кинематической схеме
Дв М ЗП ЗП M Рм
Рдв
n3 n2 uзп
nрм n3
Дв
Т дв Рдв 103 ном
Б
Т1 Т дв м пк
Пр
Т 2 Т1 uзп зп пк
Т 3 Т 2 uзп зп пк
Т рм Т 3 м
Т
Рм

71. Мощность на валах редуктора (кВт)

Быстроходный вал
Р1 Рдв м пк
Промежуточный вал
Р2 Р1 зп пк
Тихоходный вал
Р3 Р2 зп пк
Вал рабочей машины
Р рм Р3 м
или
Ррм Рдв
2
м
2
зп
3
пк

72. Угловая скорость (1/с) и частота вращения (об/мин)

Быстроходный вал
1 ном
2
3
1
nном
30
Промежуточный вал
uб
Тихоходный вал
2
n2
n3
uт
uт
рм 3
Вал рабочей машины
рм
ном
u ред
или
n рм
n1 nном
n1
n2
uб
nном
u ред
n рм n3

73. Вращающие моменты (Н м)

Вал двигателя и быстроходный вал
Tдв
Рдв 103
ном
Т1 Т дв м пк
Промежуточный вал
Т 2 Т1 зп пк uб
Тихоходный вал
Т 3 Т 2 зп пк uт
Вал рабочей машины
или
Т рм Т 3 м
Т рм Т дв общ u ред

74. Табличный ответ к 1 задаче

Переда
точное
число
u
КПД
Расчетная
мощность Р,
кВт
Угловая
скорость ,
1/с
Частота
вращения n,
об/мин
Вращающий
момент Т,
Нּ м
Тихоходный
Промежуточный
Двигателя
Вал
Редуктора
Быстроходный
Параметр
Приводной рабочей
машины
, номинальная частота вращения -
Закрытая
тихоходная
Параметр
Закрытая
быстроходная
Тип двигателя:
об/мин.
Передача

75. Вывод:

1. Выбрали электродвигатель.
2. Определили кинематические параметры привода.

76. Элементы привода:

Электродвигатель;
Ременная передача;
Червячный редуктор;
Муфта;

77. Условные изображения элементов привода:

78. Кинематическая схема привода (вид сверху)

1 – электродвигатель,
2 – ременная передача,
3 – редуктор червячный
4 – муфта,
5 – рабочая машина

79. Общий КПД привода:

общ рем зп м
2
пк

80. Последовательность соединения элементов привода:

ДВ ОП ЗП М РМ
Общее передаточное число привода:
uтреб . общ
nном
n рм

81. Двигатели асинхронные короткозамкнутые трехфазные серии 4А общепромышленного применения. Технические данные

82. Рекомендуемые стандартные значения передаточных чисел

Закрытые зубчатые передачи (редукторы) одноступенчатые цилиндрические
и конические (ГОСТ 2185- 66): 1-й ряд - 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3;
2-й ряд - 2,24; 2,8; 3,55; 4,5; 5,6; 7,1.
Значения 1-го ряда следует предпочитать значениям 2-го ряда.
Закрытые червячные передачи (редукторы) одноступенчатые для червяка с
числом витков Z1=1; 2; 4 (ГОСТ 2144-75):
1-й ряд - 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5;
2-й ряд - 11,2; 14; 18; 22,4 28; 35,5.
Значения 1-го ряда следует предпочитать значениям 2-го ряда.
Открытые зубчатые передачи: 3...7
Цепные передачи: 2. ..4
Ременные передачи (все типы): 2...3

83. Разбивка передаточного числа привода:

uоп 2
uред
uобщ
uоп

84. Рекомендуемые стандартные значения передаточных чисел

Закрытые зубчатые передачи (редукторы) одноступенчатые цилиндрические
и конические (ГОСТ 2185- 66): 1-й ряд - 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3;
2-й ряд - 2,24; 2,8; 3,55; 4,5; 5,6; 7,1.
Значения 1-го ряда следует предпочитать значениям 2-го ряда.
Закрытые червячные передачи (редукторы) одноступенчатые для червяка с
числом витков Z1=1; 2; 4 (ГОСТ 2144-75):
1-й ряд - 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5;
2-й ряд - 11,2; 14; 18; 22,4 28; 35,5.
Значения 1-го ряда следует предпочитать значениям 2-го ряда.
Открытые зубчатые передачи: 3...7
Цепные передачи: 2. ..4
Ременные передачи (все типы): 2...3

85. Передаточные числа ступеней:

uоп 2
uред 14

86. Фактическое передаточное число привода:

uф uоп uред
u
uф uтреб .
uтреб .
100 %

87. Мощность

2
Р рм Рдв оп зп пк
м

88.

Угловая скорость и частота вращения
рм
n рм
ном
uоп u зп
nном
uоп u зп

89. Вращающий момент

Т рм Т дв uобщ общ

90.

91. Мощность на валах редуктора

Рдв
Быстроходный вал
Ð1 Ðäâ îï ïê
Тихоходный вал
Ð2 Ð1 çï ïê
Вал рабочей машины
Ððì Ð2 ì
или
Ððì Ðäâ îï çï ïê2 ì

92. Угловая скорость и частота вращения

ном
1
2
nном
30
ном
nном
Быстроходный вал
uоп
1
uðåä
ðì 2
рм
Тихоходный вал
Вал рабочей машины
ном
uобщ
или
n рм
nном
uобщ
nном
n1
uоп
n1
n2
uðåä
n ðì n2

93. Вращающие моменты

Вал электродвигателя
Быстроходный вал
Тихоходный вал
Вал рабочей машины
или
Tдв
Рдв 103
ном
Ò1 Òäâ uîï îï ïê
Ò2 Ò1 u ðåä çï ïê
Òðì Ò2 ì
Òðì Òäâ uîáù îáù

94.

Табличный ответ к 1 задаче