Xreferat.com » Рефераты по промышленности и производству » Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора

Министерство образования Республики Беларусь

Минский государственный машиностроительный колледж


Расчетно-пояснительная записка

к курсовому проекту по «Технической механике»

Тема: Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора


Разработал:

учащийся гр.1-Дк

Зеньков Д.И.


Минск 2005

Перечень документов

Расчетно-пояснительная записка

Сборочный чертеж одноступенчатого цилиндрического редуктора

Спецификация

Чертеж вала тихоходного

Чертеж колеса зубчатого


Содержание


1 Краткое описание работы привода

2 Кинематический расчет привода

2.1 Определение требуемой мощности и выбор двигателя

2.2 Определение частоты вращения и угловой скорости каждого вала

2.3 Определение мощностей и вращающих моментов на каждом валу

3 Расчет закрытой зубчатой косозубой передачи

3.1 Исходные данные

3.2 Расчет параметров зубчатой передачи

4 Расчет тихоходного вала привода

4.1 Исходные данные

4.2 Выбор материала вала

4.3 Определение диаметров вала

4.4 Эскизная компоновка вала

4.5 Расчет ведомого вала на изгиб с кручением

5 Расчет быстроходного вала привода

5.1 Исходные данные

5.2 Выбор материала вала

5.3 Определение диаметров вала

5.4 Определение возможности изготовления вала-шестерни

5.5 Эскизная компоновка вала

5.6 Расчет ведомого вала на изгиб с кручением

6 Подбор подшипников быстроходного вала

7 Подбор подшипников тихоходного вала

8 Подбор и проверочный расчет шпонок быстроходного вала

9 Подбор и проверочный расчет шпонок тихоходного вала

10 Выбор сорта масла

11 Сборка редуктора

Список использованной литературы

1 Краткое описание работы привода


Тяговым органом заданного привода является цепной конвейер В цепных передачах (рис.1, а) вращение от одного вала к другому передается за счет зацепления промежуточной гибкой связи (цепи) с ведущим / и ведо­мым 2 звеньями (звездочками).


Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора

Рис.1 Схема цепной передачи


В связи с отсутствием проскальзывания в цепных передачах обеспечивается постоянство среднего передаточного числа. Наличие гибкой связи допускает значительные межосевые рас­стояния между звездочками. Одной цепью можно передавать движение одновременно на несколько звездочек (рис.1, б). По сравнению с ременными цепные передачи имеют при прочих равных усло­виях меньшие габариты, более высокий КПД и меньшие нагрузки на валы, так как отсутствует необходимость в большом пред­варительном натяжении тягово­го органа.

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктораНедостатки цепных передач: значительный износ шарниров цепи, вызывающий ее удлине­ние и нарушение правильности зацепления; неравномерность движения цепи из-за геометри­ческих особенностей ее зацеп­ления с зубьями звездочек, в

результате чего появляются до­полнительные динамические нагрузки в передаче; более высокие тре­бования к точности монтажа передачи по сравнению с ременными передачами; значительный шум при работе передачи.

Цепные передачи предназначаются для мощности обычно не более 100 кВт и могут работать как при малых, так и при больших скоростях (до 30 м/с). Передаточные числа обычно не превышают 7.

Применяемые в машиностроении цепи по назначению подразде­ляются на приводные, передающие энергию от ведущего вала к ведо­мому; тяговые, применяемые в качестве тягового органа в конвейерах; грузовые, используемые в грузоподъемных машинах. Из всех типов природных цепей наибольшее распространение имеют роликовые с числом рядов от 1 до 4, втулочные , одно- и двухрядные, и зубчатые.

Кинематическая схема привода цепного конвейера приведена на рис.2.

Вращение привода передается от электродвигателя 1 ведущим звездочкам цепного конвейера 8 посредством клиноременной передачи 2, муфт 3 и 5, косозубого одноступенчатого редуктора 4, цепной передачи 6 и зубчатой открытой прямозубой передачи 7. При этом на кинематической схеме римскими цифрами обозначены тихоходные (I, III, VI) и быстроходные (II, IV, V) валы соответствующих передач.

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора


Рис.2 Кинематическая схема привода цепного конвейера.


2 Кинематический расчет привода


2.1 Определение требуемой мощности и выбор двигателя

Исходные данные:

тяговое усилие цепи Ft=13кН

скорость цепи V=0,35 м/с

шаг тяговой цепи Рt=220мм

число зубьев ведущих звездочек z=7

срок службы привода – 4 года в две смены.


Определяем мощность на тихоходном валу привода по формуле (1.1) [1,с.4]


РVI= Ft· V (2.1)


где РVI - мощность на тихоходном валу:

РVI=13·0,25=3,25кВт.

Определяем общий КПД привода по формуле (1.2) [1,с.4]

По схеме привода


Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора (2.2)


где[1, с.5, табл.1.1]: Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора- КПД ременной передачи;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора- КПД зубчатой закрытой передачи;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора- КПД цепной передачи;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора- КПД зубчатой открытой передачи;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора- КПД одной пары подшипников качения;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора- КПД муфты.

Сделав подстановку в формулу (1.2) получим:

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора

Определяем мощность, необходимую на входе[1,с.4]


Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора (2.3)


где Ртр – требуемая мощность двигателя:

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора


Определяем частоту вращения и угловую скорость тихоходного вала


Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора (2.4)

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктораоб/мин

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора (2.5)

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора


Выбираем электродвигатель [1,с.390,табл. П1,П2]

Пробуем двигатель 4А112М4:

Рдв.=5,5кВт;

nс=1500об/мин;

S=3,7%

dдв.=32мм.

Определяем асинхронную частоту вращения электродвигателя по формуле (1.3) [1,c.6]:


na=nc·(1-S); (2.6)

na=1500·(1-0,037);

na=1444,5 об/мин


Определяем общее передаточное число привода


Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; (2.7)

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора


Производим разбивку прердаточного числа по ступеням. По схеме привода


Uобщ.=Uр.п.· Uз.з.· Uц.п.· Uз.о.; (2.8)


Назначаем по рекомендации [1,c.7,c36]:

Uр.п.=3;

Uц.п.=3;

Uз.о.=4; тогда

Uз.з.= Uобщ./( Uр.п.· Uц.п.· Uз.о.);

Uз.з.=2,94, что входит в рекомендуемые пределы

Принимаем Uз.з.=3.

Тогда Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора

Находим:


Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора (2.9)

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;


Допускается ∆U=±3%

Принимаем окончательно электродвигатель марки 4А112М4


2.2 Определение частоты вращения и угловой скорости каждого вала


По формуле (2.5) определяем угловую скорость вала двигателя

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

nдв.=1444,5 об/мин.

По схеме привода (рис.1) определяем частоты вращения и угловые скорости каждого вала


Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора


что близко к полученному в п.2.1.


2.3 Определение мощностей и вращающих моментов на каждом валу


Определяем мощность на каждом валу по схеме привода


Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;


что близко к определенному ранее в п.2.1.

Определяем вращающие моменты на каждом валу привода по формуле


Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора(Нм) (2.10)

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктораНм;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктораНм;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктораНм;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктораНм;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктораНм;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктораНм;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктораНм.


Проверка:

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора (2.11)

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктораНм


Все рассчитанные параметры сводим в табл.1.


Таблица 1

Параметры кинематического расчета

№ вала n, об/мин ω, рад/с Р, кВт Т, Нм U
Дв. 1444,5 151,27 4,15 27,43 3
I 481,5 50,42 3,985 79,03





1
II 481,5 50,42 3,866 76,67





3
III 160,5 16,8 3,674 218,69





1
IV 160,5 16,8 3,565 212,2





3
V 53,5 5,6 3,353 598,75





4
VI 13,375 1,4 3,187 2276,4

3 Расчет закрытой косозубой передачи


3.1 Исходные данные


Мощность на валу шестерни и колеса Р2=3,866 кВт

Р3=3,684 кВт

Вращающий момент на шестерне и колесе Т2=76,67 Нм

Т3=218,69 Нм

Передаточное число U=3

Частота вращения шестерни и колеса n2=481,5 об/мин

n3=160,5 об/мин

Угловая скорость вращения шестерни и колеса ω2=50,42 рад/с

ω3=16.8 рад/с

Передача нереверсивная.

Расположение колес относительно опор симметричное.


3.2 Расчет параметров зубчатой передачи


Выбираем материал для шестерни и колеса по табл.3.3 [1,c.34]:

шестерня – сталь 40Х, термообработка – улучшение 270НВ,

колесо - сталь 40Х, термообработка – улучшение 250НВ.

Определяем допускаемое контактное напряжение по формуле (3.9) [1,c.33]:


Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора (3.1)


где σHlimb – предел контактной выносливости при базовом числе циклов;

КHL – коэффициент долговечности;

[SH] – коэффициент безопасности;

по [1,c.33]: КHL =1; [SH] =1,1.

Определяем σHlimb по табл.3.2 [1,c.34]:


σHlimb =2НВ+70; (3.2)


σHlimb1 =2Ч270+70; σHlimb1 =610МПа;

σHlimb2 =2Ч250+70; σHlimb1 =570МПа.

Сделав подстановку в формулу (3.1) получим


Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктораМПа;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктораМПа.


Определяем допускаемое расчетное напряжение по формуле (3.10) [1,c.35]:


Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора (3.3)

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктораМПа.


Определяем межосевое расстояние передачи по формуле (3.7) [1,c.32]:


Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора (3.4)


где Ка – числовой коэффициент;

КHβ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора - коэффициент ширины;

Т2 – вращающий момент на колесе (по схеме привода Т2=Т3)

Выбираем коэффициенты:

Ка =43 [1,c.32];

КHβ =1,1 [1,c.32,табл.3.1];

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора=0,315 назначаем по ГОСТ2185-66 с учетом рекомендаций [1,c.36];

Т2=Т3=218,69Нм.

Подставив значения в формулу (3.4) получим:

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редукторамм;

Принимаем окончательно по ГОСТ2185-66 [1,c.36]

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редукторамм.

Определяем модуль [1,c.36]:


Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора (3.5)

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;


Принимаем по ГОСТ9563-60 модуль mn=2,0мм [1,c.36]

Определяем суммарное число зубьев по формуле (3.12) [1,c.36]:


Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора (3.6)


Принимаем предварительно β=12є (β=8є…12є), тогда cosβ=0,978

Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора; Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора;

Принимаем Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редукторазуба.

Определяем число

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: