Курсовая работа: Расчет редуктора
Название: Расчет редуктора Раздел: Рефераты по транспорту Тип: курсовая работа | |||||||||||||||||||||||||
СодержаниеВведение.1. Кинематический расчет привода.1.1 Исходные данные:1.2 Выбор электродвигателя.1.3 Определение передаточного числа привода, и отдельных передач.1.4 Расчет кинематических параметров на каждом валу привода.1.5 Результаты кинематических расчетов сводим в таблицу:2.Расчет ременной передачи.2.1 Исходные данные:2.2 Выбор и обоснование типа ремня:2.3Расчет основных параметров клиноременной передачи.2.4 Рассчитываем силы действующие на валы:3. Расчет тихоходной цилиндрической зубчатой передачи.3.1 Исходные данные:3.2 Определение режима работы зубчатых колес.3.3 Выбор материала зубчатых колес:3.4 Определение коэффициентов нагрузок:3.5 Расчет основных параметров цилиндрической передачи.4. Расчет быстроходной зубчатой передачи.4.1 Исходные данные:4.2 Определение режима работы зубчатых колес.4.3 Выбор материала зубчатых колес.4.4 Определение коэффициентов нагрузок.4.5 Расчет основных параметров цилиндрической передачи.4.6 Геометрический расчет циклической передачи.4.7 Расчет сил зацепления.5. Ориентировочный расчет валов редуктора.5.1 Исходные данные:5.2 Расчет диаметров валов редуктора:5.3 Разработка конструкции вала.6. Эскизная компоновка редуктора.6.1 исходные данные:6.2 Построение схемы эскизной компоновки редуктора, и расчет всех размеров.7.Выбор подшипников качения.7.1 Исходные данные:7.2 Выбор типа подшипников:7.3 Составление расчетной схемы валов.7.4 Расчет подшипников по динамической грузоподъемности.8. Выбор соединения зубчатых колес, шкивов с валами.8.1 Исходные данные:8.2 Выбираем шпоночные соединения.9. Уточненный расчет ведомого вала.9.1 Исходные данные:9.2 разработка конструкции вала:9.3 выбор материала вала:9.4 Проверяем вал на выносливость в опасных сечениях:10. Выбор и обоснование посадок основных деталей редуктора.11. Смазка зубчатых колес и подшипников.12. Конструирование корпуса редуктора.13. Список литературы.Введение.Машиностроению принадлежит ведущая роль среди других отраслей народного хозяйства, т.к. основные производственные процессы выполняют машины. Поэтому и технический уровень всех отраслей народного хозяйства в значительной мере определяется уровнем развития машиностроения. На основе развития машиностроения осуществляются комплексная механизация и автоматизация производственных процессов в промышленности, строительстве, в сельском хозяйстве, на транспорте. Повышение эксплутационных и качественных показателей, сокращение времени разработки и внедрение новых машин, повышение их надежности и долговечности – основные задачи конструкторов – машиностроителей. Большие возможности для совершения труда конструкторов дает применение ЭВМ, позволяющее освободить конструкторов от не творческих операций, оптимизировать конструкции, автоматизировать значительную часть процесса проектирования. В данном курсовом проекте произведен расчет цилиндрического соосного редуктора с косозубыми зубчатыми колесами. Привод редуктора осуществляется электродвигателем через ременную передачу. 1. Кинематический расчет привода.1.1 Исходные данные:мощность на ведомом валу привода , частота вращения ведомого вала , передаточное число редуктора , кинематическая схема 1.5[1]. 1.2 Выбор электродвигателя.Определяем требуемую мощность на валу двигателя: ; где КПД привода, - КПД ременной, и 2х цилиндрических зубчатых передач соответственно. Выбираем двигатель 4А160S6УЗ [2] стр.27, мощностью 11,0кВт; асинхронная частота вращения 975. Определяем асинхронную частоту вращения: Определяем угловую скорость двигателя: 1.3 Определение передаточного числа привода, и отдельных передач.Определяем передаточное число привода: Определяем передаточное число цилиндрической зубчатой передачи: принимаем 4,0 Определяем передаточное число ременной передачи: 1.4 Расчет кинематических параметров на каждом валу привода.Определяем мощности на валах привода: Определяем частоту вращения каждого вала: Определяем угловую частоту вращения каждого вала: Определяем крутящие моменты на валах привода: 1.5 Результаты кинематических расчетов сводим в таблицу:Таблица №1
2.Расчет ременной передачи.2.1 Исходные данные:2.2 Выбор и обоснование типа ремня:Выбираем клиноременную передачу т.к. она передает больший крутящий момент. Выбираем сечение ремня «Б» с минимальным диаметром 125мм. 2.3Расчет основных параметров клиноременной передачи.Определяем диаметр меньшего шкива: принимаем Определяем диаметр ведомого шкива: принимаем 900мм. Уточняем передаточное отношение Рассчитываем межосевое расстояние ременной передачи, и назначаем в интервале: где: Принимаем межосевое расстояние 1000мм. Определяем длину ремня по формуле: Принимаем длину ремня 4000мм.Уточняем межосевое расстояние: Рассчитываем угол обхвата меньшего шкива: Выбираем для передачи заданной мощности число ремней: где: - допускаемая мощность (кВт) передаваемая одним ремнем [2]стр256. Принимаем 6,67. - коэффициент, учитывающий длину ремня. Принимаем: - коэффициент, учитывающий режим работы. Принимаем: - коэффициент, учитывающий угол обхвата. Принимаем: - коэффициент учитывающий число ремней. Принимаем: Принимаем 3 ремня. Рассчитываем предварительное натяжение ветвей клинового ремня: где: V скорость в м/с, - коэффициент учитывающий центробежною силу. Принимаем: 2.4 Рассчитываем силы действующие на валы:Определяем рабочий ресурс ремней: 3. Расчет тихоходной цилиндрической зубчатой передачи.3.1 Исходные данные:Число смен 3; режим работы с(р); срок службы 4 года. 3.2 Определение режима работы зубчатых колес.Определяем коэффициент долговечности по контактной прочности: где: Определяем наработку: где: - машинное время работы. где: . часов. циклов. Определяем коэффициент долговечности по изгибу: 3.3 Выбор материала зубчатых колес:Выбираем сталь СТ-45, НВ 200мПа, .Термическая обработка нормализация. Определяем допускаемые контактные напряжения. ; где: [2] стр 90 Определяем допускаемые напряжения на изгиб: ; где:[2] стр 90 3.4 Определение коэффициентов нагрузок:где: [2] стр 92 Определяем ориентировочную скорость передачи: ; где: [2] стр 95 [2] стр 37 . Выбираем степень точности 8 [2] стр 94. Определяем отношение для цилиндрической передачи: По полученному отношению принимаем: [2] стр 93. Рассчитываем передачу на контактную выносливость: Рассчитываем передачу на изгибочную выносливость: По полученным данным принимаем следующие коэффициенты: 3.5 Расчет основных параметров цилиндрической передачи.Определяем крутящий момент: Рассчитываем предварительное межосевое расстояние: выбираем стандартное значение 400мм [2] стр. 51. Определяем ширину колеса: Определяем ширину шестерни: Определяем действительную скорость: Определяем фактическое контактное нажатие: Определяем разницу между фактическими и допускаемыми напряжениями: Рассчитываем окружную силу: Определяем модуль: модуль получился слишком маленький, поэтому принимаем стандартное значение из условия: . Принимаем 5. Определяем угол подъема линии зуба: Определяем суммарное число зубьев: ; принимаем 159 зубьев. Определяем окончательный угол подъема линии зуба. Определяем фактический коэффициент осевого перекрытия: Определяем число зубьев шестерни: принимаем 31 зуб. Определяем число зубьев колеса: зубьев Определяем фактическое передаточное число: Определяем отклонение фактического передаточного числа от заданного: Определяем коэффициент наклона зуба: Определяем эквивалентное число зубьев: смещение и равно 0; поэтому принимаем [2] стр. 101. Определяем фактическое напряжение изгиба зубьев шестерни. Определяем фактическое напряжение изгиба зубьев колеса. 3.6 геометрический расчет цилиндрической передачи. Проверяем межосевое расстояние: определяем диаметры вершин зубьев: определяем впадины зубьев: 3.7 Расчет сил зацепления. J пределяем осевую силу: определяем радиальную силу: определяем нормальную силу: 4. Расчет быстроходной зубчатой передачи.4.1 Исходные данные:4.2 Определение режима работы зубчатых колес.Определяем коэффициент долговечности по контактной прочности. где: ; ; ; ; . Определяем наработку: Определяем машинное время работы: где: принимаем 1 Определяем коэффициент долговечности по изгибу. принимаем 1 4.3 Выбор материала зубчатых колес.Выбираем сталь СТ-45, НВ-200, , , термообработка нормализация. Определяем допускаемые контактные напряжения. где:, определяем допускаемые напряжения на изгиб: . где: , . 4.4 Определение коэффициентов нагрузок.где: , . Определяем действительную скорость зубчатой передачи: . Выбираем степень точности «8» [2] стр. 94. определяем отношение для цилиндрической передачи: из полученного отношения принимаем коэффициенты: , . [2] стр. 93. Рассчитываем передачу на контактную выносливость: рассчитываем передачу на изгибочную выносливость: принимаем коэффициенты: , , [2] стр. 96. 4.5 Расчет основных параметров цилиндрической передачи.Определяем расчетный момент: определяем ширину колеса и шестерни: определяем фактическое нажатие: определяем разницу между фактическими и допускаемыми напряжениями: рассчитываем окружную силу: определяем модуль: принимаем модуль равный 4 [2] стр. 53. определяем угол подъема линии зуба: суммарное число зубьев: зуба. суммарное число зубьев принимаем: зуба. определяем окончательный угол подъема линии зуба: определяем фактический коэффициент осевого перекрытия: определяем число зубьев шестерни: зуба. Принимаем зубъев. определяем число зубьев колеса: зуба. определяем фактическое передаточное число: определяем отклонение фактического передаточного числа от заданного: определяем коэффициент наклона зубьев: определяем эквивалентное число зубьев: смещение и , принимаем 3,63 [2] стр.101 определяем фактическое напряжение изгиба шестерни: колеса: 4.6 Геометрический расчет циклической передачи.определяем делительные диаметры шестерни и колеса: Проверяем межосевое расстояние: определяем диаметр вершин зубьев: определяем впадины зубьев: 4.7 Расчет сил зацепления.определяем осевую силу: определяем радиальную силу: определяем нормальную силу: 5. Ориентировочный расчет валов редуктора.5.1 Исходные данные:, , . 5.2 Расчет диаметров валов редуктора:, принимаем: . где:, [2] стр. 296 , принимаем: . , принимаем: . 5.3 Разработка конструкции вала.Рассчитываем быстроходный вал: , где: , [3] стр. 25 , диаметр под подшипник принимаем . , где: , [3] стр. 25. , диаметр буртика под подшипник принимаем: . диаметр буртика под шестерню принимаем Рассчитываем промежуточный вал: , где: , [3] стр. 25 диметр буртика колеса и шестерни принимаем:. где: диаметр под подшипник принимаем: . . диаметр буртика под подшипник принимаем: . Рассчитываем тихоходный вал: , где: . , диаметр под подшипник принимаем . , где . , диаметр буртика под подшипник принимаем: 6. Эскизная компоновка редуктора. 6.1 исходные данные:, , . 6.2 Построение схемы эскизной компоновки редуктора, и расчет всех размеров., принимаем: . . 7.Выбор подшипников качения.7.1 Исходные данные:Быстроходный вал: , , . Промежуточный вал: Тихоходный вал. . 7.2 Выбор типа подшипников:Выбираем шариковые радиально упорные подшипники легкой серии. Они предназначены для восприятия радиальной нагрузки и односторонней осевой. Для фиксации вала в обе стороны устанавливаем подшипники попарно. Основные размеры подшипников: 7.3 Составление расчетной схемы валов.Быстроходный вал: Рассчитываем реакции в опорах: : рассчитываем суммарные реакции в опорах: Промежуточный вал: Рассчитываем реакции в опорах: Тихоходный вал: Рассчитываем реакции в опорах: 7.4 Расчет подшипников по динамической грузоподъемности.Быстроходный вал: Из отношения: , выбираем подшипник №36212 легкой серии. Величине отношения: , соответствует значение: Осевые составляющие от радиальных нагрузок: т.к. , то Проверяем отношение: , уточняем , для первой опоры: следовательно: , . Эквивалентная нагрузка: Для второй опоры: следовательно: , . т.к. , проверяем долговечность более нагруженной опоры: часов. часов. Промежуточный вал: отношение: применяем радиальные шариковые подшипники средней серии №313 , . т.к. , расчет производим для второй опоры. часов. Тихоходный вал: Осевая нагрузка действует на опору I отношение для этой опоры: применяем радиальные однорядные шариковые подшипники особо легкой серии №120, для которых:, . , расчет производим для первой опоры: 8. Выбор соединения зубчатых колес, шкивов с валами.8.1 Исходные данные:8.2 Выбираем шпоночные соединения. [2] стр. 301-304.Для диаметра , выбираем сечение шпонки:, , . длину шпонки принимаем: . Проверяем шпонку на смятие: . Для диаметра мм выбираем шпонку с сечением:, , . проверяем шпонку на смятие: . Для диаметра мм выбираем шпонку с сечением:, , длину шпонки принимаем: . проверяем шпонку на смятие: . Для диаметра мм выбираем шпонку с сечением:, , длину шпонки принимаем: . проверяем шпонку на смятие: . Для диаметра мм выбираем шпонку с сечением:, , длину шпонки принимаем: . проверяем шпонку на смятие: . 9. Уточненный расчет ведомого вала.9.1 Исходные данные:9.2 разработка конструкции вала:ЭПЮРА ВАЛА. 9.3 выбор материала вала:Выбираем сталь ст-45 термообработка нормализация 9.4 Проверяем вал на выносливость в опасных сечениях:Нагрузки в сечении I: Параметры сечения I: Коэффициенты концентрации: Параметры цикла напряжения: Коэффициент влияния асимметрии цикла: [2] стр.293 Коэффициент запаса прочности: Нагрузки в сечении II: Параметры сечения II: Коэффициенты концентрации: Выбираем радиус галтели из стандартного ряда: из отношения:, принимаем коэффициенты: Параметры цикла напряжения: Коэффициент влияния асимметрии цикла: [2] стр.293 Коэффициент запаса прочности: Нагрузки в сечении III Параметры сечения III: Коэффициенты концентрации: Параметры цикла напряжения: Коэффициент влияния асимметрии цикла: [2] стр.293 Коэффициент запаса прочности: 10. Выбор и обоснование посадок основных деталей редуктора.Выбираем посадку для подшипников с натягом, при этом исключается обкатывание кольцом сопрягающихся деталей и как следствие развальцовку посадочных поверхностей, и контактную коррозию. Поле допуска вал выбираем: . Зубчатые колеса устанавливаются на вал с натягом допуском: и фиксируются на валу через шпонку, поле допуска которой:. 11. Смазка зубчатых колес и подшипников.Принимаем картерную систему смазки для зубчатых зацеплений: где - контактное напряжение v- окружная скорость м/с выбираем вязкость V50=220 Тихоходное колесо погружаем на глубину равную , т.е. . Выбираем масло [3]стр. 148 Индустриальное И-30А. Подшипники будут смазываться этим же маслом, которое разбрызгивается и стекает по стенкам редуктора в подшипники. Масло заливается через смотровой люк, а сливается через коническую пробку размерами: , , , . Контроль уровня масла производиться через контрольное отверстие. 12. Конструирование корпуса редуктора.Определяем толщину стенки нижней части: принимаем толщина стенки крышки корпуса: принимаем-. толщина ребра у основания: диаметр стяжных винтов: принимаем: Расстояние между стяжными винтами: толщина фланца по разъему: диаметр фундаментного болта: толщина лапы фундаментного болта: , то число фундаментных болтов Высота центров цилиндрического редуктора: . Уклон дна составляет: радиус спрягаемых деталей: диаметр штифта: , 2 штифта устанавливаются в удобное место как можно дальше друг от друга. ширину прилива для подшипников: , определяем диаметр крышки под подшипник: диаметр прилива для повернутой крышки: . 13. Список литературы.1. Методические указания. 2. С.А. Чернавский Проектирование механических передач, издательство машиностроение, 1984г. с изменениями. 3. П.Ф. Дунаев. Детали машин курсовое проектирование. Издание переработано и дополнено – высшей школой 1990г. |