- •Введение
- •Задание
- •Исходные данные
- •Выбор электродвигателя и кинематический расчёт привода
- •Нагрузочные характеристики редуктора
- •Определение допускаемых напряжений.
- •Расчёт зубчатой передачи на прочность.
- •Геометрические параметры шестерни и колеса
- •Силы, действующие в зацеплении
- •Конструктивные размеры шестерни колеса
- •Приближённый расчёт ведомого вала
- •Проверка и выбор подшипников ведомого вала
- •Выбор и проверка шпоночных соединений
- •Выбор смазки зубчатой передачи и подшипников
- •Заключение
- •Список используемых источников
РОСЖЕЛДОР
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Ростовский государственный университет путей сообщения»
(ФГБОУ ВПО РГУПС)
Филиал РГУПС в г. Туапсе
Кафедра: «Основы проектирования машин»
Расчетно Графическая работа
по дисциплине:
«Основы проектирования механических передач грузоподъемных машин»
Руководитель работы:
к.т.н. Кучеренко А.П.
Студент:
группы СМЭ - 3 - 005 Томилко Е.А.
2012 г.
Содержание
Введение…………………………………………………………………………3
Задание…………………………………………………………………………...4
Исходные данные……………………….……………………………………….5
Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода …………….6
Нагрузочные характеристики редуктора…………………………………...7
3. Определение допускаемых напряжений………………….…………………8
4. Расчет зубчатой передачи на прочность……………………………………9
5. Геометрические параметры шестерни и колеса……………..……………10
6. Силы, действующие в зацеплении…………………………….……………12
7. Конструктивные размеры шестерни и колеса…...…………....……………13
8. Приближенный расчет ведомого вала………………………………………15
9. Проверка и выбор подшипников ведомого вала……………...……………17
10. Выбор и проверка шпоночных соединений………………..………………19
11. Выбор смазки зубчатой передачи и подшипников………..………………21
Заключение…………..…………………………………..………………………22
Список используемых источников…………..……….………………………...23
Введение
В качестве привода к различным исполнительным органам грузоподъёмных машин применяется электрический привод с механической передачей. Наиболее широкое применение в качестве механизмов передачи мощности получил зубчатый цилиндрический редуктор.
В рассматриваемой расчётно-графической работе будет произведён расчёт основных деталей зубчатого цилиндрического одноступенчатого редуктора, состоящего из пары цилиндрических зубчатых колёс, закреплённых соответственно на быстроходном и тихоходном валах.
Для обеспечения долговечной и безопасной работы, зубчатые колёса находятся в закрытом корпусе. Входной вал редуктора и вал электродвигателя соединяются с помощью упругой фтулочно-пальцевой муфты. Одна из полумуфт, обращённых к редуктору является тормозным шкивом тормоза.
Передача движения от вала электродвигателя к рабочему валу грузоподъёмной машины происходит с изменением частоты вращения в сторону её уменьшения на величину передаточного числа “u”. Одновременно с этим вращающий момент на рабочем вале, по сравнению с вращающим моментом на электродвигателе возрастает практически на эту же величину.
Задание
Рассчитать и спроектировать основные детали механизма привода грузоподъёмной машины, кинематическая схема которого представлена на рисунке №1
Рисунок 1 Кинематическая схема привода
1-электродвигатель, 2-упругая втулочно-пальцевая муфта с тормозом, 3-вал входной (I), 4- корпус редуктора,5-зубчатое колесо, 6-вал выходной (II), 7-шестерня зубчатая, 8-подшипник, 9-шпонка
Исходные данные
Мощность на выходном валу ;
Угловая скорость выходного вала ;
Передаточное число ;
Материал шестерни – сталь 40Х (улучшение);
Материал колеса – сталь 45 (улучшение).
Выбор электродвигателя и кинематический расчёт привода
Выбор электродвигателя для привода производим с учётом коэффициента полезного действия всего механизма, а также с учётом ориентировочной частоты вращения всего вала.
Общий коэффициент полезного действия.
;
Где ,
,
.
Требуемая мощность электродвигателя:
Требуемая угловая скорость вращения вала двигателя:
Требуемая частота вращения вала двигателя:
Выбираем из каталога асинхронный трёхфазовый короткозамкнутый электродвигатель 4А132S4У3, параметры которого: номинальная мощность частота вращения
Частоты вращения и угловые скорости валов:
,
.
Процент расхождения с требуемым значением:
Нагрузочные характеристики редуктора
Мощность, передаваемая каждым валом:
Вращающие моменты, передаваемые валом:
Для выбора типа зубчатых колёс определим ориентировочную окружную скорость.
Ориентировочна окружная скорость зубчатых колёс:
При
Определение допускаемых напряжений.
Материал зубчатых колёс задан. Принимаем материал шестерни сталь 40Х с твёрдостью HB 270, колёса сталь 45 с твёрдостью HB 200.
Определяем допускаемы контактные напряжения для материала колеса:
Где – предел контактной выносливости при базовом числе циклов;
– коэффициент долговечности; при числе циклов нагружения больше базового ;
– коэффициент безопасности, зависит от способа получения заготовок зубчатых колёс, их термообработки, для улучшенной стали .
Расчёт ведём для зубьев колеса, как менее прочных.
Подставив в формулу, получим:
Материал шестерни принят более высокотвёрдым, чем материал колеса, так как зубья шестерни находятся в зацеплении в “u” раз чаще зубьев колеса.