Схема привода с коническо-цилиндрическим двухступенчатым редуктором

 Министерство образования и науки Украины

Херсонский  национальный технический университет

Кафедра основ конструирования

 

 

 

 

Пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине

«Детали машин»

 

 

 

Выполнила:                                                                  

Студентка группы                                           

 

 

Проверил:                                                                      

      

 

 

Н-контроль:                                                                     Селиверстов И.А.

 

 

 

Херсон – 2012

 

 

Схема привода  с коническо-цилиндрическим двухступенчатым  редуктором

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

   В данной расчетно-пояснительной записке содержится вся информация о проделанной работе по выполнению курсового проекта.

   Курсовой проект заключается в конструировании привода общего назначения по заданным выходным параметрам и по заданной схеме привода. Данный привод состоит из электродвигателя , двухступенчатого горизонтального коническо-цилиндрического редуктора и втулочно-пальцевой муфты.

   Работоспособность спроектированного привода подтверждается проверочными расчетами. Обработка деталей и сборка привода приведены в графической части курсового проекта.

   Расчетно-пояснительная записка содержит:

листов- 63

рисунков -

таблиц-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 
Введение………………………………………………………………………….6

1.Кинематический расчет привода  …………………………………………....7

1.1. Выбор электродвигателя………………………………………………….7

    1.2. Определение передаточного числа привода и разбивка его

            по ступеням…………...............................................................................9

3. Определение угловых скоростей, мощностей и моментов на

        каждом валу привода…………………………………………………10

2. Расчет закрытой конической зубчатой передачи………………………….12

    2.1. Выбор материала колес. Определение допускаемых напряжений …12

    2.2. Определение геометрических  параметров конической передачи…..13

    2.3.  Проверка  по контактным напряжениям………………………………15

    2.4. Проверка зубьев на  выносливость по напряжениям  изгиба…………16

3. Расчет закрытой  цилиндрической зубчатой передачи……………………18

    3.1. Выбор материалов  зубчатых передач. Определение допускаемых    

           напряжений……………………………………………………………..18

    3.2. Определение  геометрических параметров цилиндрической

           передачи…………………………………………………………………19

    3.3. Проверка  по контактным напряжениям……………………………….21

    3.4. Проверка  зубьев на выносливость по  напряжениям изгиба………….21

4. Расчет валов………………………………………………………………….25

    4.1. Расчет входного  вала…………………………………………………...25

    4.2. Расчет промежуточного  вала…………………………………………..29

    4.3. Расчет выходного  вала…………………………………………………32

5. Подшипники  качения………………………………………………………..35

    5.1. Характеристика подшипников качения и выбор типа подшипника...35

    5.2 Выбор и  проверка подшипников для быстроходного  вала…………..36

    5.3. Выбор и проверка  подшипников для промежуточного  вала………..39

    5.4. Выбор и проверка  подшипников для тихоходного  вала…………….42

6. Смазывание. Смазочные  устройства………………………………………45

    6.1. Смазывание зубчатого  зацепления……………………………………45

    6. 2.Смазывание подшипников…………………………………………….46

7. Выбор муфты………………………………………………………………..48

8. Проверочные расчеты………………………………………………………50

     8.1. Проверочный расчет  валов……………………………………………50

     8.2. Проверочный  расчет шпонок…………………………………………56

9. Расчет корпуса редуктора…………………………………………………..58

10. Обоснования выбора  посадок…………………………………………….60

Список использованных стандартов…………………………………………61

Заключение……………………………………………………………………...62

Список использованной литературы………………………………………...63

Документация………………………………………………………………….64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

           Технический уровень всех отраслей народного хозяйства в значительной мере определяется уровнем развития машиностроения. На основе развития машиностроения осуществляется комплексная механизация и автоматизация производственных процессов в промышленности,   строительстве,   сельском    хозяйстве,    на транспорте.

         Выполнением курсового проекта по « Деталям машин» завершается общетехнический цикл подготовки студентов. Это наша вторая самостоятельная творческая инженерная работа, при выполнении которой активно используются знания из ряда пройденных предметов: механики, сопротивления материалов, технологии металлов и др.

       Объектами курсового проектирования являются обычно приводы различных машин и механизмов, в данном случае цепного конвейера, использующие   большинство  деталей   и   узлов   общего

назначения.

          При выполнении курсового проекта  студент последовательно проходит  от выбора схемы механизма  через многовариантность  решения  до его воплощения в рабочих  чертежах; приобщаясь к инженерному  творчеству, осваивая предшествующий  опыт, учится нащупывать и предвидеть новые идеи в создании машин, надёжных и долговечных, экономичных в изготовлении и  эксплуатации, удобных и безопасных в обслуживании.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Кинематический расчет привода

 

Кинематический силовой  расчет привода включает определение угловых скоростей, частот вращения, передаточных отношений, мощностей и вращающихся моментов на каждом валу.

 

1.1. Выбор электродвигателя

        Выбрать электродвигатель для  привода  =3 кН; =1.5 м/с; =6 рад/с.

           Приступая к выполнению проекта, в первую очередь выбирают электродвигатель, для этого определяют его мощность и частоту вращения.

            Потребляемую мощность привода (мощность на выходе) определяют по формуле:

                                         =3*1.5=4.5 кВт           (1.1)[1с.4]

     

            После вычисления мощности в определяют потребляемую мощность электродвигателя

                                        ,                                       (1.2)[1с.4]

где

           Общий КПД привода

      =0,98*0,97*0,96*0,99 *0,92=0,82

где по табл. 1.1 [1] принимаем:

кпд муфты  =0,98;

кпд цилиндрической зубчатой передачи =0,96…0,98;

кпд конической передачи =0,95…0,97;

кпд опор (подшипников) =0,99;

кпд цепной передачи =0,92…0,95.

           Потребляемая мощность двигателя кВт.

Далее определяют частоту вращения вала электродвигателя

                                                                      (1.3)[с.5]

где - передаточные числа кинематических пар изделия;

 

            Рекомендуемые значения передаточных чисел принимаем по табл.1.2[1]:

=3,15 

=4

=2,0

       Значения передаточных чисел и   подставляем в формулу (1.3):

 об/мин.

       После этого по табл. 24.8 подбираем  для =4,375 кВт электродвигатель закрытый обдуваемый 4А112М4/1445: Р=5,5 кВт,

=1445 мин

            Вычисляем частоту вращения ротора двигателя:

с^-1,

                                          

1.2. Определение передаточного числа привода и разбивка его по ступеням

 

           После окончательного выбора определяют общее передаточное число привода:

                                                     (1.4)[1, с.7]

        

           Передаточное число цепной передачи =2, тогда передаточное число редуктора :

                                                                          (1.5)[1, с.7]

           Подставляя формулу (5) полученные значения, получаем

         

           По  формуле из табл. 1.3 [1, с.7] имеем

                                                    (1.6) [1, с.7]

                                                         (1.7) [1, с.7]

          По СТ  СЭВ 221-75 принимаем  ,

 

 

1.3. Определение угловых скоростей, мощностей и моментов на каждом валу привода

 

         Угловые скорости на всех валах определяем из выражения:

 рад/с

 рад/с

 рад/с

 рад/с

           Мощность  передаваемая колесом:

 кВт

=5.5*0,95*0,99*0,99=5.12 кВт

=5.12*0,97*0,95*0,99 =4.625 кВт

=4,625*0,95*0,99*0,99=4,3 кВт

          Крутящие моменты для всех валов привода:

36.3 Н*м                         (1.8)[1, с.8]

 н/м

 н/м

 рад/с

Таблица 1.1

Таблица исходных данных для расчета привода

 

№ вала	Р, кВт	ω, рад/с	Т,
1	5.5	151,24	36.3
2	5.12	75	68.26
3	4.625	25	185
4	4.3	6,25	716.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчет закрытой конической зубчатой передачи

2.1. Выбор материала колес. Определение допускаемых напряжений

Так как в задании  нет особых требований в отношении  габаритов передачи, выбираем материал со средними механическими характеристиками, пользуясь табл. 3.3 [2, с. 185]; для шестерни сталь 45, термообработка – улучшение, твердость ; для колеса – сталь 45, термообработка – улучшение, но твердость на 30 единиц ниже - .

Допускаемые контактные напряжения

                                                  (2.9)[1, с.19]

где - предел контактной выносливости при базовом числе циклов. По табл. 3.2 для углеродистых сталей с твердостью поверхности зубьев менее и термообработкой (улучшение)

;

где - коэффициент долговечности; при числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимают ;

      - коэффициент учитывающий шероховатость поверхности, =0,95;

     - коэффициент учитывающий скорость, =1;

     - коэффициент безопасности, =1,1 (для однородной структуры материала).

            Принимаем допускаемое напряжение  по колесу:

=537,18 Мпа

 

 

 

2.2. Определение геометрических параметров

конической  передачи

          Определяем главный параметр – внешний делительный диаметр колеса, мм:

                           ,                                  (2.10)[1, с.16]

где Т₃=185 Н*м – вращательный момент на валу;

       =1 – коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца;

        =1 – коэффициент вида конических колес.

       =155 мм

         Определяем углы делительных  конусов шестерни  и колеса :

                         = arctg u =arctg 3,15=72,38                             (2.11а)[1, с.17]

                         =90 - 72,39 =17,62                                      (2.11б)[1, с.17]

         Определяем  внешнее конусное  , мм:

                          мм                   (2.12)[1, с.17]

         Определяем  ширину зубчатого венца шестерни  и колеса b, мм:

                           ,                                                            (2.13)[1, с.13]

где =0,285 – коэффициент ширины венца.

                           b=0,285*81,322=25 мм

          Определяем  внешний окружной модуль  :

                                                                (2.14)[1, с.17]