Детали машин

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

 

«Воронежская государственная  лесотехническая академия»

 

Кафедра деталей машин  и инженерной графики

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

 

по учебной  дисциплине

«Детали машин  и подъемно-транспортные

устройства»

 

 

 

 

Студент: __________________             /_____Зайцев Д.В ______________/ 

                        подпись, дата                                                    фамилия, инициалы

 

Группа: __ЛИ2-111-ОБ_________

 

Руководитель проекта: __________________ /_________________________/

                                                       подпись, дата                 должность, фамилия, инициалы

 

Проект допущен к защите: ________________  

                                                                    дата  

 

Защита  состоится: ________________                Оценка ________________

                                                дата     

 

доц.   Ткачёв В. В.

 

 

 

ВОРОНЕЖ  2013

 

Задание на курсовой проект

Задание №6 ;Вариант 1

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Одним из важнейших факторов научно-технического прогресса, способствующих скорейшему совершенствованию общественного  производства и росту его эффективности, является проблема повышения уровня подготовки специалистов.

Решению этой задачи способствует выполнение курсового проекта по «Деталям машин и ПТУ», базирующегося на знаниях физико-математических и общетехнических дисциплин- математики, механики, сопротивления материалов, технологии металлов, черчения.

Объектом курсового проектирования является механический привод общего назначения- устройство для приведения в действие машин. Состоит из двигателя, силовой передачи и  одноступенчатого цилиндрического редуктора. Различают приводы групповой (для нескольких машин или рабочих органов) и индивидуальный (для отдельной машины или для каждого рабочего органа).

Привод может  использоваться для самых различных  целей, где необходимы высокие крутящие моменты на исполнительном механизме  в сочетании с низкими скоростями перемещения: ленточные транспортёры, подъёмно-транспортные устройства и  т. п.

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

Расчетно-пояснительная записка содержит 37 с., 1 рис., список используемых источников из 3 наименований. Графическая часть включает 2 чертежа формата А1. Электродвигатель, цепная передача, редуктор, модуль, вал, шестерня, колесо, подшипник, шпонка, звёздочка, цепь, смазка. Спроектирован механический привод общего назначения, состоящий из электродвигателя, цепной передачи, червячного одноступенчатого зубчатого редуктора. Выполнен кинематический расчет привода с разбивкой общего передаточного отношения по ступеням и подбором стандартных электродвигателя и выбора типа цепи. Рассчитаны: закрытая червячная зубчатая передача (редуктор), и валы привода. Подобраны смазка, подшипники качения, проверена прочность шпоночных соединений .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание пояснительной  записки

Введение…………………………………………………………………… 3

Реферат……………………………………………………………………. 4

1.Кинематический расчёт  привода и выбор электродвигателя……….. 6

2. Расчёт закрытой червячной передачи………………………............... 8

3.Тепловой расчёт и выбор смазки редуктора …………………………..16

4. Расчёт цепной   передачи …………………………………………….. 18

5.Конструирование валов………………………………………………. 24

6.Проектный расчёт………………………………………………………29

7.Расчёт призматических шпонок………………………………………. 33

8.Подбор подшипников качения……………………………………….. 33

Заключение………………………………………………………………. 35

Список используемых источников……………………………………..37 Спецификации ……………………………………………………………… 38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Кинематический  расчёт привода и выбор электродвигателя

1.1 Общий КПД привода

                         (1.1)

 

где    - КПД упругой муфты ;  [1,c 4]

         - КПД закрытой червячной передачи (редуктора) ; 

         - КПД цепной передачи ;  [1,c 4]

       – КПД одной пары подшипников  (m- число пар подшипников. Согласно схеме m =3).

 

 

1.2 Расчётная мощность  электродвигателя 

                                                        (1.2)

 

где – мощность на  выходному валу привода [согласно заданию].

Выбираем электродвигателя марки 4А132М4УЗ мощностью , .[1,с 4].

1.3 Общее передаточное  число привода 

(1.3)

 

где – частота вращения выходного вала [согласно заданию].

 

1.4 На основании рекомендаций  таблицы 1.1 [1,c 4] выполним разбивку общего передаточного числа привода. Очевидно, что:

                                                          (1.4)

 

где – передаточное число закрытой червячной передачи (редуктора) ;

      – передаточное число цепной передачи .

Если назначить по таблице 1.1 [1,c 4] , тогда :

 

Полученное значение удовлетворяет  условию :

 

 

1.5 Частоты вращений валов привода:

• Быстроходного вала редуктора    [1,c 10] ;    (1.5)
• Промежуточного вала редуктора   ; (1.6)
• Выходного вала редуктора .               (1.7)

 

1.6 Мощность, передаваемая  каждым валом:

 

• Быстроходный вал ;  (1.8)
• Промежуточный вал (1.9)      
• Выходной вал       (1.10)

1.7 Вращающие моменты на  валах 

 

• Быстроходный вал (1.11) 
• Промежуточный вал (1.12)
• Выходной вал (1.13)

1.8 Срок службы:

                         (1.15)

где  - срок службы в годах;

-коэффициент  использования года;

- коэффициент  использования суток; 

.

 

 

2.Расчёт закрытой  червячной передачи

2.1 Приближённая скорость  скольжения:

(2.1)

 

Согласно [1,c 55] для изготовления колеса принимаем безоловянные бронзы БрАЖ9-4, для которой допускаемые напряжения :

2.2 Предельные допускаемые  напряжения:

                                                     (2.2)

 

                                                  (2.3)

 

2.3 Если передаточное число  , то согласно [1,с 4] число заходов червяка Тогда :

 (2.4)

 

2.4 Коэффициент режима:

 (2.5)

 

2.5 Межосевое расстояние:

;                         (2.6)

 

Согласно ГОСТ 2144-76 [1,c 59] принимаем

2.6 Диапазон изменений  модуля:

                                          (2.7)

 мм

Согласно [1,c 56] принимаем .

2.7 Коэффициент диаметра  червяка:

                                                        (2.8)

 

Согласно [1,c 56] принимаем

2.8 Коэффициент смещения:

                                            (2.10)

 

что удовлетворяет условию  [1,c 60].

2.9 Угол подъёма червяка:

                                                    (2.11)

 

2.10 Фактическая скорость  скольжения:

 (2.12)

 

2.11 Фактическое напряжение:

                             (2.13)

=196.5 МПа.

 

2.12 Максимальное контактное  напряжение:

(2.14)

 

Условие прочности  выполнено.

2.13 Окружная сила на  валу колеса:

                                                         (2.15)

 

2.14 Эквивалентное число  зубьев:

 (2.16)

 

2.15 Фактическое напряжение  изгиба:

                                        (2.17)

где  - коэффициент формы зуба. [1,c 64];

- коэффициент  нагрузки. [1,c 64].

 

Условие прочности  выполнено.

2.16 Проверочный расчёт  на изгиб при максимальной  нагрузке:

                                             (2.18)

 

Условие прочности  выполнено.

2.17 Основные параметры  червяка:

2.17.1 Делительный диаметр:

                                                         (2.19)

 

2.17.2 Начальный диаметр:

 (2.20)

 

2.17.3 Диаметр вершин витков:

                                                   (2.21)

 

2.17.4 Диаметр впадин витков:

                                                  (2.22)

 

 

2.17.5 Осевой шаг:

                                                           (2.23)

 

2.17.6 Ход витка:

 (2.24)

 

2.17.7 Длина нарезанной  части:

(2.25)

 

Так как витки шлифуются, то

2.18 Основные параметры  колеса:

2.18.1 Делительный диаметр:

 (2.26)

 

2.18.2 Начальный диаметр:

                                                    (2.27)

 

2.18.3 Диаметр вершин зубьев:

                                     (2.28)

 

 

2.18.4 Диаметр впадин зубьев:

                                            (2.29)

 

2.18.5 Наибольший диаметр:

 (2.30)

 

2.18.6 Ширина зубчатого  венца:

                                                    (2.31)

 

2.19 Основные параметры  собранной передачи:

2.19.1 Передаточное число:

                                                       (2.32)

 

2.19.2 Межосевое расстояние:

                                                        (2.33)

 

2.19.3 Условный угол обхвата:

 (2.34)

 

2.19.4 КПД передачи:

                                                     (2.35)

где - приведённый угол трения . [1, c 62].

 

2.20 Силы в зацеплении:

 (2.36)

 

 (2.37)

 

 (2.38)

 

 

 

 

 

 

 

3. Тепловой расчёт  и выбор смазки редуктора

3.1 Исходя из условий,  что теплоотдающая поверхность  равна: 

[1, c 65] найдём рабочую температуру масла:

                                           (3.1)

где - температура воздуха, [1, c 65];

-коэффициент  теплоотдачи. Так как редуктор  работает в помещении , то согласно [1, c 65] ;

-допускаемая  температура масла.  [1, c 65].

 

 

что не удовлетворяет условию  Увеличиваем теплоохлаждающую поверхность за счёт оребрения . При общая площадь рёбер [1, c 65].

3.2 Суммарная поверхность охлаждения:

 (3.2)

 

Тогда:

 

что не удовлетворяет условию  Применяем искусственное охлаждение вентилятором, крыльчатка которого установлена на валу червяка. В этом случае рабочая температура масла:

 

где - коэффициент теплоотдачи поверхности корпуса редуктора.

  [1, c 66].

 

что  удовлетворяет условию .

3.3 Диаметр крыльчатки  вентилятора:

                                             (3.3)

 

Выбор смазки редуктора

3.4 Окружная скорость червяка: