Конический редуктор и ремённая передача

ФГОУ ВПО Красноярский государственный аграрный университет

 

 

 

 

Кафедра «Детали машин  и технология металлов»

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема: Конический редуктор и ремённая передача

 

                                                                              

 

 

 

 

выполнил: студент гр.9999

проверил: преподаватель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Красноярск 2007

 

Техническое задание № 12-10

Спроектировать привод ленточного транспортёра состоящей из электродвигателя, ремённой передачи  и одноступенчатого конического зубчатого редуктора.

Кинематическая схема  привода изображена на рисунке 1.

 

                     

Рисунок 1 – Кинематическая схема  привода

 

 

 

Таблица 1 – Исходные данные

 

Тяговое усилие на выходном валу, Н	Окружная скорость выходного  вала, м/с	Применяемая муфта
6000	1,25	МЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Техническое задание                                                                                   

Введение                                                                                                        

1 Кинематический расчёт                                                                            

1.1 Выбор электродвигателя                                                              

1.2 Определение передаточных чисел                                              

1.3 Кинематические параметры                                                        

2 Расчёт передач                                                                                           

2.1 Расчёт зубчатой конической передачи                                       

2.1.1 Выбор материала и определение  допускаемых 

напряжений                                                                               

2.1.2 Геометрический расчёт передачи                                

2.2 Расчёт ремённой передачи                                                        

3 Конструирование тихоходного  вала                                                     

4 Поверка подшипников  на долговечность                                             

5 Конструирование корпуса                                                                      

6 Расчёт соединения с натягом                                                                 

7 Выбор смазки                                                                                           

Список литературы                                                                                    

Приложения                                                                                                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Цель курсового проектирования – систематизировать, закрепить, расширить  теоретические знания, а также развить расчетно-графические навыки студентов. Основные требования, предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность, надежность, технологичность, минимальные габариты и масса, удобство в эксплуатации и экономичность. В проектируемых редукторах используются различные передачи. Передачи классифицируются:

По принципу действия:

а) с использованием сил трения (фрикционные, ременные);

б) работающие в результате возникновения  давления между зубьями и кулачками.

Редуктором называется механизм, состоящий  из зубчатых и червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине;

Назначение редуктора - понижение  угловой скорости и повышение  вращающего момента ведомого вала по сравнению сведущим валом;

Механизм для повышения угловой  скорости, выполненный в виде отдельного агрегата, называется ускорителем или мультипликатором;

Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или сварного стального), в который помещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д

Редуктор классифицируется по следующим  основным признакам:

тип передачи (зубчатые, червячные, зубчато-червячные);

число ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые  и т.д.);

тип зубчатых колес (цилиндрические, конические и т.д.);

относительное расположение валов в пространстве (горизонтальное, 
вертикальное);

особенность кинематической схемы (развернутая, с раздвоенной 
ступенью и т.д.);

Детали машин должны быть надежными, т.е. сохранять работоспособность  в течение заданного срока службы;

Важнейшие      критерии:      прочность,      жесткость,      износостойкость, теплостойкость и вибростойкость;

Нагрузки на детали машин и напряжения в них могут быть постоянными  и переменными во времени.

 

 

 

                                             1 Кинематический расчёт

1.1 Выбор электродвигателя

 

Найдём требуемую мощность двигателя

 

,                                                (1.1.1)

 

где - требуемая мощность двигателя, кВт;

  - мощность на выходном валу, кВт;

       - общий КПД привода.

 

,                                                 (1.1.2)

 

где - соответственно КПД ремённой и зубчатой передач

 

=0,95•0,96=0,912,

=2,9/0,912=3,18.

 

Учитывая , что  выбираем несколько вариантов электродвигателей (см. таблица 1.1).

 

Таблица 1.1 Варианты электродвигателей

 

Типоразмер	, кВт	n, синхронная об/мин	n, асинхронная об/мин
100S2	4	3000	2850
100L4	4	1500	1410
112MB6	4	1000	950
132S8	4	750	716

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Определение передаточных чисел

 

Определим общее передаточное число:

 

,                                  (1.2.3)

 

где - угловая скорость электродвигателя;

  - асинхронное число оборотов;

 

,                                         (1.2.4)

 

откуда находим:

 

Принимаем предварительное передаточное число гибкой связи :

возьмём =3,0, тогда передаточное число конической передачи:

 

                                                    (1.2.5)

 

откуда находим:

 

 

Выбираем вариант, при  котором  , с этим условием подбираем электродвигатель АИР 112МВ6 , асинхронной частотой оборотов 950 об/мин.

 

Назначаем передаточное число конической передачи по ГОСТ .

 

 

 Уточняем передаточное число ремённой передачи:

 

                                                 (1.2.6)

 

 

 

1.3 Кинематические параметры

 

 

Найдём следующие кинематические параметры на каждом из валов привода:

- мощность на соответствующем  валу;

- частота оборотов на соответствующем  валу;

-угловая скорость на соответствующем  валу,

-крутящий момент на соответствующем  валу.

I вал – вал электродвигателя

=3,18 кВт,

950 об/мин,

=99,43 ,

3,18•10³/99,43=31,98 Н•м.

 

II вал – вал быстроходный

3,18•0,95=3,021 кВт,

950/2,7=315,85 об/мин,

99,43/2,7=36,83 с^-1,

=31,98•2,7•0,95=82,03 Н•м.

 

II вал – вал тихоходный

3,021•0,96=2,9 кВт,

351,85/4=87,96 об/мин,

=36,83/4=9,2075 с^-1,

82,03•4•0,96=315 Н•м.

 

Проверка правильности расчётов: должно выполнятся условие 

 

                                       (1.3.1)

=2900/9,2=315

2 Расчёт передач

 

2.1 Расчёт зубчатой  конической передачи

Исходные данные для расчёта:

3,18 кВт;  3,021 кВт; 2,9 кВт; =351,85 об/мин; =87,96 об/мин; =82,03 Н•м; =315 Н•м.

 

 

 

2.1.1 Выбор материала  и определение допускаемых напряжений

 

Принимаем твёрдость  шестерни и колеса соответственно 50HRC и 45HRC.

Допускаемое контактное напряжение для шестерни и для колеса определяем по зависимости:

 

,                                (2.1.1.1)

 

где -предел контактной выносливости МПа;

  -коэффициент запаса прочности;

  -коэффициент долговечности.

Предел контактной выносливости находим по формуле:

 

=17HRC+200,                                (2.1.1.2)

 

откуда  =17•50+200=1050, =17•45+200=965.

Коэффициент долговечности  :

 

,                                   (2.1.1.3)

 

где - число циклов соответствующее перелому кривой усталости;

  - ресурс передачи в числах циклов перемены напряжений.

Величину  находим при условии что =30•НВ^2,4 12•10⁷, отсюда =9•10⁷, =7•10⁷.

 

 

 

 

 

 

 Ресурс передачи :

,                                          (2.1.1.4)

 

где - ресурс в часах;

  - коэффициент находим по формуле , откуда =0,766.

 

 

,                                           (2.1.1.5)

 

где n – число оборотов, об/мин;

       L – срок службы, тыс. час.

 

 

.

 

Учитывая выше найденные величины  и формулу (2.1.1.4) находим:

 

;

.

Далее учитывая, что коэффициент  долговечности  1 1,8, по формуле (2.1.1.3)  находим:

 

;

,

 

откуда, учитывая, что  =1,2  по формуле (2.1.1.2) находим:

 

;

.

Окончательно  находим по формуле:

 

;                                (2.1.1.6)

.

 

 Допускаем напряжение изгиба находится аналогично допускаемому контактному напряжению .

При закалке ТВЧ предел контактной выносливости равен 600 и 550 МПа соответственно для шестерни и колеса.

При нахождении коэффициента долговечности  , число циклов принимаем как для колеса так и для шестерни 4•10⁶ МПа, ресурс в часах остаётся прежним. Найдём коэффициент по формуле:

 

,

 

откуда  =0,65.

Далее находим:

 

;

;

, принимаем равным 1;

, принимаем равным 1.

 

Учитывая, что коэффициент  запаса прочности равен 1,17, находим:

 

;

.

.