Xreferat.com » Рефераты по промышленности и производству » Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин

Размещено на /

Министерство образования РФ

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)

Кафедра «КМиСТ»


Курсовая работа

По дисциплине материаловедение:

«Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин»


Выполнил: студент гр.11 ОПУТ

Трофимов Б. С.

Принял: Матюхин В.И.


Омск 2007г.

Содержание


Введение

1. Назначение, область применения и краткое описание изделия

2. Кинематический расчёт механизма

2.1 Выбор электродвигателя

3. Выбор материала и вида термообработки. Расчет допускаемых напряжений

3.1 Конструирование цилиндрической передачи редуктора

4. Разработка вала привода

4.1 Расчет вала привода

4.2 Расчет вала на усталостную прочность

5. Построение эпюры

Заключение

Список литературы


Введение


Курсовой проект по механике является первой расчётно-графической работой, при выполнении которой студенты применяют на практике знания, полученные на общетехнических дисциплинах: черчении, ТКМ, стандартизации и технических измерениях.

Целью курсового проектирования является закрепление и расширение теоретических знаний, развитие расчётно-графических навыков студентов, ознакомление с устройством механизмов, их узлов и деталей, привитие студентам навыков самостоятельного решения простых инженерно-технических задач.

Курсовой проект по механике представляет собой совокупность конструкторских документов и состоит из трёх этапов: эскизного, технического и рабочего проектов. Эскизный проект включает кинематическую схему машины и компоновку редуктора, технический проект представлен общим видом редуктора, а рабочий проект – пояснительной запиской, спецификацией и чертежами деталей.

Кинематическая схема машины вычерчивается на формате А2. Над штампом выполняют спецификацию основных узлов и деталей машин, изображённых на кинематической схеме. Таким образом, первый лист графической части курсового проекта даёт представление о строении машины. Выше спецификации приводят краткую техническую характеристику машины.


1. Назначение, область применения и краткое описание изделия


Шнековый транспортёр – это транспортная машина предназначенная для перемещения сыпучих, кусковых и полужидких вязких тел. Он может работать в горизонтальном, вертикальном или наклонном положении. Может перемещать транспортный уголь, металлическую стружку, отходы линейного производства, мясо, сырую резину, горячую пластмассу, тесто и т.д.


2. Кинематический расчёт механизма


Кинематический расчёт механизма предназначен для определения основных его кинематических параметров: угловой скорости вращения всех валов или частоты их вращения, передаточных отношений всех передач, шага тягового вала, чисел зубьев зубчатых колёс, звёздочек передач, уточнения скорости рабочего органа.


2.1 Выбор электродвигателя


1) Определяем полезную мощность рабочего органа:


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин,(1)

где Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин кВт,


2) Определяем мощность электродвигателя


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин,(2)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин кВт

3) Выбрать электродвигатель единой серии, у которого мощность Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин. Тип электродвигателя 160 S6, частота вращения nэ-975 об/мин.

4) Составить уравнение кинематического баланса машины


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин,(3)


и определяем передаточное число


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин,(4)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин

где Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин, Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин


5) Определить передаваемую валами мощность


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин об./мин.

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин с-1

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин=975∙1,36=711,75 об/мин

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин с-1

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин=975∙1/4·0,73=177,9 об/мин

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин с-1


6) Определить крутящие моменты на каждом валу:


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин Н·м

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин


3. Выбор материала и вида термообработки. Расчет допускаемых

напряжений


Основным материалом для изготовления зубчатой пары являются термически обработанные стали.

Мы выбираем для работы сталь 40Х

Допускаемое контактные напряжения при расчетах на выносливость определяются отдельно для зубьев шестерни [σнр]1,для колеса [σнр]2 по выражению:


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин, (5)


где σнlim -предел контактной выносливости, соответствующий эквивалентному числу перемен напряжений, МПа;

Sн - коэффициент безопасности;

ZR- коэффициент, учитывающий шероховатость рабочих поверхностей зубьев (ZR=1 при Ra=1,25,……0,63; ZR=0,93 при Ra=2,5,……1,25; ZR=0,9 при Ra=40,……10 мкм);

ZV- коэффициент, учитывающий влияние окружной скорости (ZV=1).

[σнр]1=963,3/1,1·0,93·1=814,5

[σнр]2=1152,4/1,1·0,93=974,3

σнlim= σн lim b·KHL,

σнlim1=(2·250+70)·1,69=963,3

σнlim2=(2·300+70)·1,72=1152,4


σн lim b- предел контактной выносливости, соответствующий эквивалентному числу перемен напряжений, МПа;

KHL, - коэффициент долговечности


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин,(6)


где NHO =30·HB2,4-базовое число циклов изменения напряжений;

NHE-эквивалентное число циклов изменений напряжений.


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин,(7)


где Тi-величина i-го момента гистограммы;

Т-величина расчетного момента;

ni-частота вращения вала, по которому ведется расчет передачи, об/мин; ti-продолжительность действия нагрузки Ti,ч.

NHE=60·80·7971,6·2,197·0,004=336261,22

NHO1 =30·(280)2,4=22402708,6

NHO2 =30·(300)2,4=26437005,78

Общее время работы привода:

t=(срок службы, лет)·ксут·кгод·365 дней 24 час,

t=5·0,26·0,7·365·24=7971,6

Проверочный расчет зубчатых передач на изгиб выполняется отдельно для зубьев шестерни и колеса по допускаемым напряжениям изгиба [σFP]1 и [σFP]2,которые определяются по формуле (8).


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин,(8)


где - σF lim-предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий эквивалентному числу циклов перемен напряжений, МПа;

SF-коэффициент безопасности;

YS-коэффициент, учитывающий чувствительность материала к концентрации напряжений;

YR-коэффициент, учитывающий шероховатость поверхностей.( YS=1, YR=1)


[σFP]1=636,6/1,75·1·1=554

[σFP]2=454,5/1,75=322,1

σF lim=σF lim b·KFL

σF lim=1,8·350·1,01=636,6

σF lim=1,8·250·1,01=454,5


σF lim b-предел выносливости зубьев при изгибе, соотвествующий базовому числу циклов перемен напряжений, МПа;

КFL-коэффициент долговечности.


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(9)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машинРазработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин


NFO=4·106-базовое число циклов перемен напряжений; NFЕ-эквивалентное число циклов переменных напряжений;mF=6


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(10)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин


3.1 Конструирование цилиндрической передачи редуктора


1.Определить вспомогательный коэффициент ψba по вспомогательному параметру ψbd,отражающему зависимость рабочей ширины зацепления относительно диаметра шестерни:


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(11)

тогда Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(12)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин


2.Определяем вспомогательный коэффициент ка в зависимости от вида передачи:ка=49

3.Определяем коэффициент распределения нагрузки между зубьями кα=1

4.Определяем коэффициент неравномерности нагрузки по ширине венца кβ1=1,06, кβ2=1

5.Определяем коэффициент динамической нагрузки кV=1,1.

6.Определяем межосевое расстояние по выражению:


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(13)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машинмм

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машинмм


7.С этого блока проводится проверочный расчет на контактную прочность при действии максимальной(пусковой) нагрузки для предотвращения остаточной деформации или хрупкого разрушения поверхностного слоя зубчатых колес.

Контактное напряжение при действии максимальной нагрузки определить из выражения:


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин,МПа(14)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин=928,67 МПа

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин=1110,8 МПа


8.Определить допускаемое контактное напряжение при действии максимальной нагрузки:


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(15)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машинМПа


σH max<[ σHP max]-данное условие выполняется

9.Выбираем угол наклона β=0

10.Выбираем число зубьев шестерни Z1=25

11.Рассчитать число зубьев колеса Z2=Z1·U=25·3,12=78

12.Определить модуль передачи


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(16)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин


Округляем до ближайшего целого числа 3.

13.Определение рабочую ширину зацепления:


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(17)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин


14.Определяем проверку зубьев для предотвращения усталостного излома.

YF1=3,92, YF2=3,61

15.Определить наиболее слабый элемент передачи по минимальному соотношению:


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин[σFP]/YF=min(18)

205,7/3,92=52,47-слабое звено передачи шестерня

322,1/3,61=89,22


16.Для наиболее слабого звена определяем напряжения изгиба, действующего в ножке зуба:

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(19)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин МПа


σF<[σFP] условие выполняется

17.Осуществляем проверочный расчет для предотвращения остаточной деформации.


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин,(20)


где σFP lim max-предельное напряжение, не вызывающее остаточных деформаций и хрупкого излома, МПа;


σFP lim max=4,8·HB-при нормализации и улучшении.

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машинМПа


18.Определить слабый элемент передачи:


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин[σFP max]/YF=min(21)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин960/3,92=244,89

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин960/3,61=265,9- слабый элемент передачи колесо


19.Определить максимальное напряжение изгибу при действии максимальной нагрузки:

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(22)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин МПа

σF max<Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин[σFP max],условие выполняется.

20.Определить размеры зубчатой пары: -ширину колеса b=b2=45,86 мм

-ширину шестерни b1=b2+5=50,86 мм

-высоту ножки зуба ha=m=2,9 мм

-диаметры окружностей впадин:


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин;Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(23)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин;Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин


-диаметры вершин зубьев:


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин;Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(24)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин;Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин


-диаметры окружностей впадин:


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин;Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин.(25)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин=65;Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин


21.Определить силы, действующие в зацеплении:

-окружную силу


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(26)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин Н

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин Н

-радикальную силу


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(27)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин Н

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин Н


-осевую силу


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(28)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин Н

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин Н


4. Разработка вала привода


Разработка валов привода содержит в себе все основные стадии проектирования: техническое предложение, эскизный проект, технический проект.

В начальной стадии разработки выполняется компоновка валов по полуэмпирическим зависимостям от крутящего момента. После отработки компоновки производится проектировочный расчет диаметра валов по приведенному моменту, т.е. с учетом изгибающих моментов.

Проверка окончательной конструкции проводится в форме проверочного расчета по коэффициентам запаса выносливости в опасных сечениях. Опасными сечениями являются сечениями, в которых действуют максимальные нагрузки или имеются концентраторы напряжений: шпоночный паз, галтель и т.д.


4.1 Расчет вала привода


Исходные данные:

-межосевое расстояние, а=150 мм,

-диаметры колес, dw1=72,5 dw2=226,2,da1=78,5, da1=232 мм,

-ширина колес, b1=114, b1=45,86 мм,

Диаметры валов dвал1=39,31, dвал2=28,55 мм,

Размеры ступиц колес:

Lст=Dст=1,8·39,31=70,758 мм,

Lст=Dст=1,7·28,55=48,535 мм,

δ=10 мм,

с2=3 мм,

с3=7 мм,

с4=13 мм,

с5=12 мм,

с6=27 мм,

с7=7 мм,

к=f(dбай)=40 мм,

S=40+10+6=56 мм,

D1=55 мм,

B1=9 мм,

R1=0,5 мм,

D2=62 мм,

B2=9 мм,

R2=0,5 мм,

h=6,4 мм,

h1=8 мм,

h2=h1=8 мм,

h3=6 мм,

h4=5 мм,

h5=3 мм.


4.2 Расчет вала на усталостную прочность


1. Определить опорные реакции.

Исходные даны:

l1=70 мм

l2=50 мм

l3=52 мм

Реакции опоры вала от сил Ft1,Ft2


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин;Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(29)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машинH∙м; Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машинH∙м


Реакции опоры от сил Fr1,Fr2


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин;(30)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(31)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машинН∙м; Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машинН∙м


Реакции опоры от силы Fx1


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(32)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин

Суммарные реакции:


Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин(33)

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин Н∙м

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин

Разработка технологического маршрута, термической обработки стальных заготовок и деталей машин Н∙м


3.Определить изгибающие моменты

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: