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 |
b2=шa*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 07.02.2012Условия 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 16.04.2012Энерго-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 28.09.2012Выбор 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 28.12.2010Что 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 23.11.2009Кинематический 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 08.02.2010Разработка 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 29.07.2010Выбор 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 25.02.2011Выбор 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 12.12.2009Кинематический 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 09.10.2014Кинематический 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 09.10.2011Кинематический 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 16.02.2016Основные 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 07.08.2013Кинематический 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 23.02.2013Кинематический 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 16.04.2011Разработка 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 15.01.2012Оптимизация 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 19.02.2013Выбор 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 27.02.2015Выбор 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 22.03.2015Кинематический 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