Разработка одноступенчатого редуктора

Разработка кинематической схемы машинного агрегата. Энерго-кинематический расчет привода и выбор электродвигателя. Расчет закрытой цилиндрической зубчатой передачи. Определение основных критериев работоспособности проектируемых редукторных валов.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 18.01.2016
Размер файла 32,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

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» базирующегося на знаниях физико-математических и общетехнических дисциплин - математики, механики, сопротивления материалов, технологии металлов, черчения.

Объектом курсового проектирования является одноступенчатый редуктор - механизм, состоящий из зубчатой передачи, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.

2. Разработка кинематической схемы машинного агрегата

2.1 Срок службы приводного устройства

Срок службы определяется по формуле:

Lh = 365 Lt tc Lc,

где Lt - срок службы привода; tc - продолжительность смены; Lc -число смен.

Из полученного значения отнимается 10% на профилактику, текущий ремонт, нерабочие дни.

Lh = 365 Lt tc Lc, = 365*3*8*3 = 26 280

Lh = 26 280 - 10% = 23 652

Таблица 2.1.1

Эксплуатационные характеристики машинного агрегата

Место

установки

Lt

tc

Lc

Lh

Характер

нагрузки

Режим

работы

Цех

3

8

3

23 652

постоянная

8 часов

5/2

2.2 Энерго-кинематический расчет привода и выбор электродвигателя

2.2.1 Мощность на выходном валу привода, кВ

Ррм = Fвых * Vвых

Ррм = 3,0 * 0,55 = 1, 65 (кВ)

2.2.2 Коэффициент полезного действия привода

?0 = ?зп * ?оп * ?м * ?пк2 * ?пс,

где ?зп, ?оп, ?м, ?пк, ?пс -коэффициенты полезного действия соответственно закрытой передачи, открытой передачи, муфты, подшипников качения и подшипников скольжения

?0 = 0,96 * 0,94 * 0,99 * 0,982 * 0,98 = 0,84

2.2.3 Расчетная мощность электродвигателя, кВт

Рдв р = Ррм / ?0

Рдв р = 1,65 / 0,84 = 1,96 (кВт)

2.2.4 Частота вращения выходного вала, мин-1

а) nрм = 60 * 103 * Vвых / (z * p),

где V - скорость конвейера, м/с; z - число зубьев ведущей звездочки тягового органа; р - шаг тяговой цепи, мм.

nрм = 60 * 103 * 0,55 / (9 * 80) = 45,83 (мин-1)

б) nрм = nвых = 45,83 (мин-1)

2.2.5 Рекомендуемое min и max передаточное число привода

u0'min = u1'min * u2'min

u0'min = 2,5 * 4,0 = 10

u0'max = u1'max * u2'max

u0'max = 8 * 12 = 96

2.2.6 Расчетная min и max частота вращения вала электродвигателя, мин-1

nдв р min = nрм * u0'min

nдв р min = 45,83 * 10 = 458,3 (мин-1)

nдв р max = nрм * u0'max

nдв р max = 45,83 * 96 = 4399,68 (мин-1)

2.2.7 Выбор электродвигателя

Рдв = 4,0 (кВт)

nдв = 950 (об/мин)

2.2.8 Максимальное допускаемое отклонение частоты вращения приводного вала рабочей машины Д nрм, мин-1

Д nрм = nрм * д / 100,

где д,% - допускаемое отклонение скорости приводного вала рабочей машины

Д nрм = 45,83 * 6 / 100 = 2,75 (мин-1)

2.2.9 Допускаемая частота вращения приводного вала с учетом отклонения [nрм], мин-1

[nрм] = nрм + Д nрм

[nрм] = 45,83 + 2,75= 48,58 (мин-1)

2.2.10 Действительное общее передаточное число привода

u0 = nдв / [nрм]

u0 = 950 / 48,58 = 19,56

2.2.11 Передаточные числа ступеней привода

1 ряд = 5,0

2 ряд = 5,6

2.2.12 Уточнение передаточного числа открытой передачи

uоп = u0 / uзп

uоп = 19,56 / 5,0 = 3,91

2.2.13 Определение силовых и кинематических параметров привода

Мощность, кВт:

двигатель - Рдв = 4,0

быстроходный вал - Р1 = Рдв * ?оп * ?пк

Р1 =4,0 * 0,94 * 0,98 = 3,68 (кВт)

тихоходный вал - Р2 = Р1 * ?зп * ?пк

Р2 = 3,68 * 0,96 * 0,98 =3,46 (кВт)

рабочая машина - Ррм = Р2 * ?м * ?пс

Ррм = 3,46 * 0,99 * 0,98 = 3,36 (кВт)

Частота вращения, об/мин:

двигатель - nдв = 950 (об/мин)

быстроходный вал - n1 = nдв / uоп

n1 = 950 / 3,91 = 242,97 (об/мин)

тихоходный вал - n2 = n1 / uзп

n2 = 242,97 / 5,0 =48,59 (об/мин)

рабочая машина - nрм = n2 = 48,59 (об/мин)

Угловая скорость, 1/с:

двигатель - щдв = р * nдв /30

щдв = 3,14 * 950 / 30 = 99,43 (1/с)

быстроходный вал - щ1 = щдв / uоп

щ1 = 99,43 / 3,91 = 25,43 (1/с)

тихоходный вал - щ2 = щ1 / uзп

щ2 = 25,43 / 5,0 = 5,09 (1/с)

рабочая машина - щрм = щ2 = 5,09 (1/с)

Вращающий момент, Н*м:

двигатель - Тдв = 9550 * Рдв / nдв

Тдв = 9550 * 4,0 / 950 = 40,21 (Н*м)

быстроходный вал - Т1 = 9550 * Р1 / n1

Т1 = 9500 * 3,68 / 242,97 = 144,64 (Н*м)

тихоходный вал - Т2 = 9550 * Р2 / n2

Т2 = 9500 * 3,46 / 48,59 = 680,04 (Н*м)

рабочая машина - Трм = Т2 * ?м * ?пс

Трм = 680,04 * 0,99 * 0,98 = 659,77 (Н*м)

3. Расчет закрытой цилиндрической зубчатой передачи

3.1. Материалы термообработки и допускаемые напряжения

3.1.1 Выбор материала и термообработки

а) материал для шестерни - сталь 45, для колеса - сталь 40Х.

б) термообработка - улучшение.

в) интервал твердости зубьев шестерни - НВ1 = 269 … 302 НВ, интервал твердости зубьев колеса - НВ2 = 235 … 262 НВ.

г) средняя твердость зубьев шестерни - НВ1 ср =285,5, колеса - НВ2 ср = 248,5

д) механические характеристики сталей шестерни - ув = 890 МПа, у-1 = 380 МПа. Колеса - ув = 790 МПа, у-1 = 375 МПа.

е) предельные значения размеров заготовки шестерни - Dпред = 80, и колеса - Sпред = 125.

3.1.2 Допускаемые контактные напряжения

а) коэффициент долговечности КHL1(2) = 1

б) допускаемое контактное напряжение, соответствующее контактной выносливости [у]HO = 1,8 НВср +67

[у]HO1 = 580,9

[у]HO2 =514,3

в) так как коэффициент КHL1(2) = 1, то допускаемое контактное напряжение [у]HO = [у]H

3.1.3 Допускаемые напряжения изгиба

а) коэффициент долговечности для зубьев шестерни и колеса КFL1(2) = 1

б) допускаемое напряжение изгиба, соответствующее пределу изгибной выносливости [у]FO = 1,03 НВср

[у]FO1 = 297,07

[у]FO2 = 255,97

в) так как коэффициент КFL1(2) = 1, то допускаемые напряжения изгиба для зубьев шестерни и колеса [у]F = [у]FO

Таблица 3.1.1

Механические характеристики материалов зубчатой передачи

Элемент

передачи

Марка

стали

Dпред

Термо-

обработка

НВ1ср

ув

у-1

[у]H

[у]F

Sпред

НВ2ср

МПа

Шестерня

45

80

У

285,5

890

380

580,9

297,07

Колесо

40Х

125

У

248,5

790

375

514,3

255,97

3.2 Расчет закрытой цилиндрической зубчатой передачи

Проектный расчет

3.2.1 Межосевое расстояние

где:

а) Ка = 43

б) ша = 0,3

в) u= 5,0

г) Т2 = 680,04

д) [у]H =514,3

е) kH? = 0,9

ж) kА = 1,00

aw = 200

3.2.2 Модуль зацепления

а) Кm = 6,8

б) d2 = 333,33

в) b2 = 60

г) [у]F =255,97

m=2

3.2.3 Суммарное число зубьев шестерни и колеса

z? = 2 aw / m =200

3.2.4 Число зубьев шестерни

z1 = z? / (1+u) = 33

3.2.5 Число зубьев колеса

z2 = z? - z1 = 167

3.2.6 Фактическое передаточное число

uф = z2 / z1 = 5,06

3.2.7 Фактическое межосевое расстояние

аw = (z2 + z1) m / 2 = 200

Таблица 3.2.1

Геометрические параметры передачи

Параметр

Шестерня

Колесо

Диаметр

Делительный

d1=mz1

d1=66

d2=mz2

d2=334

Вершин зубьев

da1=d1+2m

da1=70

da2=d2+2m

da2=338

Впадин зубьев

df1=d1-2,4m

df1=61,2

df2=d2-2,4m

df2=333,2

Ширина венца

b1=b2+3

b1=63

b2a*aw

b2=60

Проверочный расчет

3.2.11 Проверка межосевого расстояния

аw = (d1 + d2) / 2 = 200

3.2.12 Проверка пригодности заготовок колес и шестерни

Заготовки колес и шестерни в соответствии с таблицей пригодны.

3.2.13 Проверка контактных напряжений

где:

а) К=376

б) F1 = 4072,1

в) kHa =1

г) V = 0,85

д) kHV = 1,05

уH = 470,88

3.2.14 Проверка напряжения изгиба

где:

а) YF1 и YF2-коэффициенты формы зуба

YF1= 3,77

YF2 = 3,7

б) Y? = 1

3.2.15 Проверка прочности зубьев при перегрузках

[у]H max = уH v Тmax / Tmin ? [у]HP max

708,9 ? 1820

уF max = уF (Tmax / Tmin) ? [у]FP max

486,34 ? 520

3.2.16 Силы в зацеплении зубчатых колес

-уточненный крутящий момент, Нм:

T1=142,92

Т2=671,98

-окружные силы, Н:

F1=4391,52

F2=4072,09

Таблица 3.2.2

Проектный расчет

Параметр

Значение

Параметр

Значение

Межосевое расстояние

200

2

Угол наклона зубьев

0

Модуль зацепления

Ширина венца:

шестерни

колеса

63

60

Диаметр делит. окруж.:

шестерни

колеса

66

334

Число зубьев:

шестерни

колеса

33

167

Диаметр окр. вершин:

шестерни

колеса

70

338

Вид зубьев

прямые

Диаметр окр. впадин:

шестерни

колеса

61,2

333,2

Таблица 3.2.3

Параметр

Допускаемое значение

Расчетное значение

Примечание

Контактные напряжения

514,3

470,88

8,4%

Напряжения изгиба

297,07

130,11

56%

255,97

127,69

50%

4. Конструирование валов редуктора

электродвигатель привод передача редукторный

Основными критериями работоспособности проектируемых редукторных валов являются прочность и выносливость. Они испытывают сложную деформацию - совместное действие кручения, изгиба и растяжения (сжатия).

Конструирование валов производится в процессе выполнения сборочного чертежа редуктора.

Принятое конструктивное оформление вала, окружающие и установленные на нем части редуктора, технологические, монтажные и эксплуатационные требования к валу определяют:

1) необходимые допуски и посадки;

2) требования к шероховатости поверхности;

3) допуски формы и расположения его поверхности.

Таблица 4.1

Ступень вала и ее размеры

Вал-шестерня

Вал колеса

1-я под элемент открытой передачи или полумуфту

d1

40

55

l1

1,1 * d1 = 45

1,1 * d1 = 60

2-я под уплотнение крышки с отверстием и подшипник

d2

d1 + 2t = 45

d1 + 2t = 60

l2

1,5 d2 =70

1,5 d2 = 75

3-я

под шестерню, колесо

d3

d2 + 3,2 r = 55

d2 + 3,2 r = 70

l3

100

4-я

под подшипник

d4

45

60

l4

20

5-я

упорная или под резьбу

d5

d3 + 3f = 80

l5

20

5. Конструирование цилиндрических зубчатых колес

Основные конструктивные элементы колеса - обод, ступица и диск.

Обод воспринимает нагрузку от зубьев и должен быть достаточно прочным и в то же время податливым, чтобы способствовать равномерному распределению нагрузки по длине зуба. Жесткость обода обеспечивает его толщина.

Ступица служит для соединения колеса с валом и может быть равна ширине обода, и расположена несимметрично относительно обода.

Это определяется технологическими или конструктивными условиями.

Диск соединяет обод и ступицу. Его толщина определяется в зависимости от способа изготовления колеса. Иногда в дисках колес выполняют отверстия, которые используют при транспортировке и обработке колес, а при больших размерах и для уменьшения массы. Острые кромки на торцах ступицы и углах обода притупляют фасками, размеры которых выбирают по таблице.

Таблица 5.1

Элемент колеса

Размер

Способ получения заготовки

Круглый прокат, ковка

Обод

Диаметр

70

Толщина

q=2,2m+0,05b=8

Ширина

60

Ступица

Толщина

qст=0,3d=21

Диаметр

dст=d+2 qст=112

Длина

Lст=1,14d=80

Диск

Толщина

c=0,4b=24

Радиусы закругл.

R=2

Диаметр расположения отв.

D=0,5(da-4.5m-2q+ dст)=212

Диаметр отверстий

dотв=0.4(da-4.5m-2q- dст)=80

6. Заключение

Назначение редуктора - понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим валом.

Редуктор проектируется по заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назначения, что характерно для специализированных заводов, на которых организовано серийное производство редукторов.

Редукторы классифицируются по следующим признакам: -по типу передач (зубчатые, червячные или зубчато-червячные); -по числу ступеней (одноступенчатые, многоступенчатые); -по типу колёс (цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические); -по расположению валов в пространстве (горизонтальные, вертикальные).

7. Список использованной литературы

1. Курмаз Л.В., Скойбеда А.Т. Детали машин. Проектирование: справочное учеб.-метод. пособие. М.: Высшая школа, 2014.

2. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. Калининград: Янтарный сказ, 2012.

3. Иванов М.Н., Иванов В.Н. Детали машин. Курсовое проектирование: учеб. пособие для машиностроит. вузов. М.: Высшая школа, 1975.

4. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: учеб. пособие для студ. техн. спец. вузов. М.: Академия, 2003.

5. Курсовое проектирование деталей машин: учеб. пособие / С. А. Чернавский, Г. М. Ицкович, К. Н. Боков и др. М.: Машиностроение, 1979.

6. Гузенков П.Г. Детали машин: учебник для вузов. 4-е изд., испр. М.: Высшая школа, 1986.

7. Устигов И.И. Детали машин: учеб. пособие. М.: Высшая школа, 1981.

8. Детали машин: метод. указ. по выбору варианта и выполнению курсовой работы / Сост. С.И. Корягин, В.М. Ходоркова. Калининград: Изд-во РГУ им. И. Канта, 2006.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Энерго-кинематический расчет привода, выбор схемы привода, редуктора и электродвигателя. Расчет значения номинальной частоты вращения вала двигателя. Выбор параметров передач и элементов привода. Определение тихоходной цилиндрической зубчатой передачи.

    методичка [3,4 M], добавлен 07.02.2012

  • Условия эксплуатации машинного агрегата. Выбор двигателя, кинематический и силовой расчет привода. Выбор материала и термообработки закрытой передачи. Расчет зубчатой передачи редуктора и нагрузки валов редуктора. Определение реакций в подшипниках.

    курсовая работа [949,5 K], добавлен 16.04.2012

  • Энерго-кинематический расчет привода, выбор схемы привода, редуктора и электродвигателя. Расчет значения номинальной частоты вращения вала двигателя. Выбор параметров передач и элементов привода. Определение тихоходной цилиндрической зубчатой передачи.

    курсовая работа [4,3 M], добавлен 28.09.2012

  • Выбор электродвигателя и его кинематический расчет. Определение клиноременной передачи. Расчет закрытой цилиндрической зубчатой передачи. Нагрузка валов редуктора. Определение реакций в подшипниках. Построение эпюр моментов. Выбор и назначение посадок.

    курсовая работа [269,8 K], добавлен 28.12.2010

  • Что такое зубчатая передача. Назначение редуктора. Разработка кинематической схемы машинного агрегата. Выбор двигателя. Кинематический расчет привода. Выбор материала зубчатой передачи. Расчет зубчатых передач редуктора. Технический уровень редуктора.

    курсовая работа [57,6 K], добавлен 23.11.2009

  • Кинематический расчет передачи и выбор электродвигателя. Расчет цилиндрической передачи. Ориентировочный расчет валов. Расчет основных размеров корпуса редуктора. Подбор подшипников и муфт. Выбор смазочного материала для зубчатой передачи и подшипников.

    курсовая работа [4,5 M], добавлен 08.02.2010

  • Разработка кинематической схемы машинного агрегата. Расчеты цилиндрического одноступенчатого косозубого редуктора и открытой клиноременной передачи. Выбор материала зубчатой передачи. Определение допускаемых напряжений. Проверочный расчет подшипников.

    курсовая работа [3,5 M], добавлен 29.07.2010

  • Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода. Расчет зубчатой и цепной передачи редуктора. Конструктивные размеры корпуса и крышки редуктора. Подбор подшипников для валов редуктора и шпонок, проверочный расчет шпоночных соединений.

    курсовая работа [255,4 K], добавлен 25.02.2011

  • Выбор электродвигателя и силовой расчет привода. Расчет закрытой цилиндрической зубчатой передачи. Уточненный расчет валов на статическую прочность. Определение размеров корпуса редуктора. Выбор смазки зубчатого зацепления. Проверочный расчет шпонок.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 12.12.2009

  • Кинематический расчет привода закрытой цилиндрической зубчатой передачи, выбор электродвигателя. Расчет открытой клиноременной передачи. Прочностной расчет быстроходного вала редуктора, подшипников качения. Обоснование и выбор соединительных муфт.

    курсовая работа [807,6 K], добавлен 09.10.2014

  • Кинематический расчет электромеханического привода. Определение требуемой мощности и выбор электродвигателя. Расчет тихоходной зубчатой цилиндрической передачи редуктора. Выбор материала и твердости колес. Расчет на прочность валов редуктора, подшипников.

    курсовая работа [8,5 M], добавлен 09.10.2011

  • Кинематический расчет привода и подбор электродвигателя. Расчет зубчатой передачи. Проектный расчет валов редуктора. Выбор и расчет подшипников на долговечность. Выбор и расчет муфт, шпонок и валов. Выбор смазки редуктора. Описание сборки редуктора.

    курсовая работа [887,5 K], добавлен 16.02.2016

  • Основные параметры зубчатой передачи одноступенчатого цилиндрического редуктора. Выбор электродвигателя, кинематический расчет редуктора. Определение КПД передачи, определение вращающих моментов на валах. Последовательность расчета зубчатой передачи.

    курсовая работа [763,1 K], добавлен 07.08.2013

  • Кинематический расчет привода и выбор электродвигателя. Расчет закрытой и открытой цилиндрической зубчатой передачи. Выбор подшипников и расчет их на долговечность. Выбор и проверка шпоночных соединений, смазка редуктора. Проектирование рамы конструкции.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 23.02.2013

  • Кинематический расчет привода редуктора. Выбор и проверка электродвигателя с определением передаточного числа привода и вращающих моментов на валах. Расчет закрытой цилиндрической передачи привода. Выбор материала зубчатых колес и допускаемых напряжений.

    курсовая работа [377,6 K], добавлен 16.04.2011

  • Разработка кинематической схемы привода к цепному подвесному конвейеру, выбор двигателя; определение передаточного числа и ступеней привода. Расчет зубчатой цилиндрической передачи редуктора, допускаемой нагрузки валов; выбор твердости материала колес.

    курсовая работа [138,4 K], добавлен 15.01.2012

  • Оптимизация выбора привода. Кинематический расчет привода и выбор электродвигателя. Расчёт закрытой цилиндрической зубчатой передачи. Допускаемые изгибные напряжения. Геометрические параметры зубчатых колес и расчет быстроходного вала редуктора.

    курсовая работа [837,0 K], добавлен 19.02.2013

  • Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода. Расчет цепной и косозубой цилиндрической передачи. Выбор материала и определение допускаемого напряжения. Проектный расчет передачи по контактным напряжениям. Определение реакций в опорах валов.

    курсовая работа [266,6 K], добавлен 27.02.2015

  • Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчёты привода. Расчёт роликовой однорядной цепной и цилиндрической зубчатой передач. Проектный расчёт валов редуктора. Подбор подшипников качения и муфты. Смазка зубчатой передачи и подшипников.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 22.03.2015

  • Кинематический расчет привода. Выбор материала зубчатой передачи. Определение допускаемых напряжений. Расчет зубчатой передачи редуктора, нагрузки валов редуктора. Разработка чертежа общего вида редуктора. Проверочный расчет подшипников и шпонок.

    курсовая работа [385,8 K], добавлен 26.09.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.