Расчет редуктора

Коэффициент запаса прочности  по нормальным напряжениям:

S_s = s_-1 / ((k_s / (e_s · b)) · s_v + y_s · s_m) , где: 

- амплитуда цикла нормальных  напряжений:

s_v = M_изг. / W_нетто = 344390,879 / 15306,85 = 22,499 МПа, 

здесь

W_нетто = p · D³ / 32 - b · t₁ · (D - t₁)²/ D 

W_нетто = 3,142 · 60³ / 32 - 18 · 7 · (60 - 7)²/ 60 = 15306,85 мм³,

где b=18 мм - ширина шпоночного паза; t₁=7 мм - глубина шпоночного паза;

- среднее напряжение  цикла нормальных напряжений:

s_m = F_a / (p · D² / 4) = 0 / (3,142 · 60² / 4) = 0 МПа, 

здесь: F_a = 0 МПа - продольная сила,

- y_s = 0,2 - см. стр. 164[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- k_s = 1,8 - находим по таблице 8.5[1];

- e_s = 0,82 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_s = 335,4 / ((1,8 / (0,82 · 0,97)) · 22,499 + 0,2 · 0) = 6,587.

Коэффициент запаса прочности  по касательным напряжениям:

S_t = t_-1 / ((k _t / (e_t · b)) · t_v + y_t · t_m), где: 

- амплитуда и среднее  напряжение отнулевого цикла:

t_v = t_m = t_max / 2 = 0,5 · T_кр. / W_{к нетто} 

t_v = t_m = t_max / 2 = 0,5 · 393026,021 / 36512,6015,382 МПа,

здесь

W_{к нетто} = p · D³ / 16 - b · t₁ · (D - t₁)²/ D 

W_{к нетто} = 3,142 · 60³ / 16 - 18 · 7 · (60 - 7)²/ 60 = 36512,601 мм³,

где b=18 мм - ширина шпоночного паза; t₁=7 мм - глубина шпоночного паза;

- y_t = 0.1 - см. стр. 166[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- k_t = 1,7 - находим по таблице 8.5[1];

- e_t = 0,7 - находим по таблице 8.8[1];

Тогда:

S_t = 194,532 / ((1,7 / (0,7 · 0,97)) · 5,382 + 0,1 · 5,382) = 13,882.

Результирующий коэффициент  запаса прочности:

S = S_s · S_t / (S_s² + S_t²)^1/2 = 6,587 · 13,882 / (6,587² + 13,882²)^1/2 = 5,951 

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

 

9.  Тепловой расчёт редуктора

Для проектируемого редуктора  площадь теплоотводящей поверхности  А = 0,73 мм² (здесь учитывалась также площадь днища, потому что конструкция опорных лап обеспечивает циркуляцию воздуха около днища).

По формуле 10.1[1] условие  работы редуктора без перегрева  при продолжительной работе:

Dt = t_м - t_в = P_тр · (1 - h) / (K_t · A) £ [Dt], 

где Р_тр = 4,715 кВт - требуемая мощность для работы привода; t_м - температура масла; t_в - температура воздуха.

Считаем, что обеспечивается нормальная циркуляция воздуха, и принимаем  коэффициент теплоотдачи K_t = 15 Вт/(м²·^oC). Тогда:

Dt = 4715 · (1 - 0,772) / (15 · 0,73) = 98,175^o  >  [Dt],

где  [Dt] = 50^oС - допускаемый перепад температур.

Для уменьшения Dt следует соответственно увеличить теплоотдающую поверхность корпуса редуктора пропорционально отношению:

Dt / [Dt] = 98,175 / 50 = 1,964, сделав корпус ребристым.

 

10.  Выбор сорта масла

Для уменьшения потерь, мощности на трение и снижения интенсивности  износа трущихся поверхностей, а также  для предохранения их от заедания, задиров, коррозии и лучшего отвода теплоты поверхности деталей  должны иметь надежную смазку.

Для смазывания передачи применяем картерную систему. В корпус редуктора заливается масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. При их вращении масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей.

Принцип назначения сорта  масла следующий: чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла, и чем выше контактные давления в зацеплении, тем большей вязкостью должно обладать масло. Поэтому требуемую вязкость масла определяем в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес.

Масло заливается внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего  погружение элемента передачи примерно на 10-20 мм. Объём масляной ванны V определяется из расчёта 0,25 дм³ масла на 1 кВт передаваемой мощности:

V = 0,25 · 4,715 = 1,179 дм³.

По таблице 10.8[1] устанавливаем  вязкость масла. При контактных напряжениях s_H = 488,553 МПа и скорости v = 1,134 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 40 · 10^-6 м/с². По таблице 10.10[1] принимаем масло индустриальное И-40А (по ГОСТ 20799-75*).

Для слива масла используется сливное отверстие, закрываемое  пробкой, с цилиндрической резьбой, для замера уровня масла используем щуп и для вентиляции картера используем пробку–отдушину.

Выбираем для подшипников  качения пластичную смазку УТ-1 по ГОСТ 1957-73 (см. табл. 9.14[1]). Камеры подшипников  заполняются данной смазкой и периодически ею пополняются.

 

Заключение

 

При выполнении курсового  проекта по “Деталям машин” были закреплены знания, полученные за прошедший период обучения в таких дисциплинах как: теоретическая механика, сопротивление материалов, материаловедение.

Целью данного проекта является проектирование привода цепного конвейера, который состоит как из  простых стандартных деталей, так и из деталей, форма и размеры которых определяются на основе конструкторских, технологических, экономических и других нормативов.

В ходе решения поставленной передо мной задачей, была освоена методика выбора элементов привода, получены навыки проектирования, позволяющие  обеспечить необходимый технический  уровень, надежность и долгий срок службы механизма.

Опыт и навыки, полученные в ходе выполнения курсового проекта,  будут востребованы при выполнении, как курсовых проектов, так и дипломного проекта.

Можно отметить, что спроектированный редуктор обладает хорошими свойствами по всем показателям.

По результатам расчета  на контактную выносливость действующие напряжения в зацеплении меньше допускаемых напряжений.

По результатам расчета  по напряжениям изгиба действующие  напряжения изгиба меньше допускаемых  напряжений.

Расчет вала показал, что запас прочности больше допускаемого.

Необходимая динамическая грузоподъемность подшипников качения меньше паспортной.

При расчете был выбран электродвигатель, который удовлетворяет  заданные требования.

 

Список использованной литературы

 

1. Чернавский С.А., Боков  К.Н., Чернин И.М., Ицкевич Г.М., Козинцов В.П. 'Курсовое проектирование деталей машин': Учебное пособие для учащихся. М.:Машиностроение, 1988 г., 416с.

2. Дунаев П.Ф., Леликов  О.П. 'Конструирование узлов и  деталей машин', М.: Издательский  центр 'Академия', 2003 г., 496 c.

3. Шейнблит А.Е. 'Курсовое проектирование деталей машин': Учебное пособие, изд. 2-е перераб. и доп. - Калининград: 'Янтарный сказ', 2004 г., 454 c.: ил., черт. - Б.ц.

4. Березовский Ю.Н., Чернилевский  Д.В., Петров М.С. 'Детали машин', М.: Машиностроение, 1983г., 384 c.

5. Боков В.Н., Чернилевский Д.В., Будько П.П. 'Детали машин: Атлас конструкций.' М.: Машиностроение, 1983 г., 575 c.

6. Гузенков П.Г., 'Детали  машин'. 4-е изд. М.: Высшая школа, 1986 г., 360 с.

7. Детали машин: Атлас  конструкций / Под ред. Д.Р.Решетова. М.: Машиностроение, 1979 г., 367 с.

8. Дружинин Н.С., Цылбов  П.П. Выполнение чертежей по  ЕСКД. М.: Изд-во стандартов, 1975 г., 542 с.

9. Кузьмин А.В., Чернин  И.М., Козинцов Б.П. 'Расчеты деталей  машин', 3-е изд. - Минск: Вышейшая  школа, 1986 г., 402 c.

10. Куклин Н.Г., Куклина Г.С., 'Детали машин' 3-е изд. М.: Высшая школа, 1984 г., 310 c.

11. 'Мотор-редукторы и  редукторы': Каталог. М.: Изд-во стандартов, 1978 г., 311 c.

12. Перель Л.Я. 'Подшипники  качения'. M.: Машиностроение, 1983 г., 588 c.

13. 'Подшипники качения': Справочник-каталог / Под ред. Р.В. Коросташевского и В.Н. Нарышкина. М.: Машиностроение, 1984 г., 280 с.

14. 'Проектирование механических  передач' / Под  ред. С.А. Чернавского, 5-е изд. М.: Машиностроение, 1984 г., 558 c.