цилиндрический редуктор

Министерство образования и науки РФ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский Государственный Технический Университет

Кафедра «Механика»

Расчетно-пояснительная записка

к курсовому проекту по курсу: «Детали машин»

на тему:

«Проектирование привода общего назначения»

Задание

Вариант

Студент:

____________

(подпись)

Руководитель:

___________

(подпись)

Самара 20__ г.

Введение

Машиностроению принадлежит ведущая роль среди других отраслей экономики, так как основные производственные процессы выполняют машины. Поэтому и технический уровень многих отраслей в значительной мере определяет уровень развития машиностроения.

Повышение эксплуатационных и качественных показателей, сокращение времени разработки и внедрения новых машин, повышение их надежности и долговечности – основные задачи конструкторовмашиностроителей. Одним из направлений решения этих задач является совершенствование конструкторской подготовки инженеров высших технических учебных заведений.

Большие возможности для совершенствования труда конструкторов дает применение ЭВМ, позволяющее оптимизировать конструкции, автоматизировать различную часть процесса проектирования.

Объектами курсового проектирования являются приводы различных машин и механизмов, использующие большинство деталей и узлов общемашиностроительного применения.

Важной целью выполняемого проекта является развитие инженерного мышления, включающее умения использовать предшествующий опыт, находить новые идеи, моделировать, используя аналоги. Курсовому проекту по деталям машин свойственна многовариантность решений при одном и том же задании развивает у студентов мыслительную деятельность и инициативу.

Важнейшая задача курсового проектирования – развитие умения разрабатывать техническую документацию. Базируясь на исходных предпосылках из курса графики и машиностроительного черчения, в процессе самостоятельной работы над курсовым проектом, студенты овладевают свободным чтением и выполнением чертежей неограниченной сложности.

2

		СОДЕРЖАНИЕ
Введение ............................................................................................................................................			2
1.	Техническое задание ...............................................................................................................		4
	2.1.	Выбор электродвигателя.................................................................................................	5
	2.2	Расчет зубчатой передачи ...............................................................................................	9
	2.3	Нагрузка валов редуктора ............................................................................................	13
	2.4	Проектный расчет валов...............................................................................................	14
	2.5	Определение опорных реакций. Построение эпюр моментов. ..............................	17
	Проверочный расчет подшипников ......................................................................................		17
3	ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ .................................................................................................		21
	3.1	Конструктивная компоновка привода .......................................................................	21
	3.2	Смазывание. Смазочные устройства .........................................................................	25
	3.3	Выбор муфты...................................................................................................................	25
	3.4	Расчет шпоночных соединений ...................................................................................	26
	3.5	Уточненный расчет валов.............................................................................................	27
	3.6	Сборка редуктора............................................................................................................	30
4. РАБОЧАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ ..............................................................................................			31
	4.1	Разработка сборочного чертежа редуктора ...............................................................	31
	4.2	Разработка чертежа общего вида привода.................................................................	32
	4.3	Разработка рабочих чертежей деталей .......................................................................	33
	4.4	Спецификации.................................................................................................................	34
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ...........................................................................................................			35

3

1. Техническое задание

на курсовой проект по деталям машин студенту(ке)_____________ факультета_______ курс___ группа___

Спроектировать привод общего назначения

Схема привода

	Исходные данные:
Рвых	кВт;
вых	c 1;
aW	мм;
п	мин 1.
с
	Нагрузка постоянная; срок службы 10 лет; коэффициент годового

использования КГ 0,8 ; коэффициент суточного использования КС 0, 3 ; тип производства: для редукторакрупносерийное, для рамыединичное.

4

2.Эскизный проект

2.1.Выбор электродвигателя

Кинематический и силовой расчет привода

1)Определим общий коэффициент полезного действия привода

общ м ред ,

где ред - коэффициенты полезного действия цилиндрической

передачи, м - коэффициент полезного действия муфты.

ред З.П .

з.п. =

м

общ

2) Требуемая мощность двигателя Pтр.д , кВт

Pтр.д. = Рв ых = кВт

общ

3)По известному значению требуемой мощности двигателя выберем электродвигатель по ГОСТу. При этом должно выполняться условие.

Pном.д Pтр.д

Это условие выполняется для электродвигателя _____. Значение Pном.д= кВт, значение S= %.

Определим требуемую частоту двигателя n ном.д. , мин 1 :

n			n 1	S /100 = мин 1
	ном.д. c
	n	вых	=30	вых.		/ = мин 1
4) Определим передаточное число привода:
			U ред. р		nном.д		.
					nвых

Принимаем ближайшее значение из стандартного ряда передаточных чисел

U ред. р .

5

5)Определим частоту вращения валов:

n	n		n	мин 1	;
0	ном.д		1
n	n1		мин 1 .
2	U р

6) Начальная угловая скорость, угловая скорость быстроходного вала:

		n1	с 1 .
0	1	30

7)Угловая скорость тихоходного вала:

	n2	с 1 .
2	30

8)Мощность передаваемая ступенями привода, кВт :

P0 Pтр.д кВт;

P	P	м
1	0
P	P	з.п.
2	1

кВт; кВт.

9)Моменты вращения на валах, Н м:

М0		Р0			Н м ;
		0
М1		Р1			Н м ;
		1
М2		Р2			Н м .
		2

6

H max1

Выбор материала

Предварительно выбираем материал со средними механическими характеристиками: для шестерни – сталь 40X, термическая обработка – улучшение, твердость НВ 269...302: для колеса – сталь 40Х, термическая обработка – улучшение, твердость НВ 235...262.

Пределы выносливости и коэффициенты безопасности.

σ B1 =900МПа	σ B2 =790МПа
σ Т 1 =750МПа	σ Т 2 =640МПа
kFC =1	kHL =1
kFL =1

НВ ср1 =(269+302)/2=285,5- для шестерни НВ ср 2 =(235+262)/2=248,5 – для колеса

σHO1 =2 НВ ср1 +70=2 285,5+70=641МПа

σHO2 =2 НВ ср 2 +70=2 248,5+70=567МПа

S H =1.1

σFO1 =1,8 НВ ср1 =1,8 285,5=513,9МПа

σFO2 =1,8 НВ ср 2 =1,8 248,5=447,3МПа

S F =1.75

Предельное допускаемое контактное напряжение:

=2,8σ Т =2,8 750=2100МПа

H max 2	2.8	Т 2	28 640 1792 МПа

Предельное допускаемое напряжение изгиба

Fmax1

=2,74 НВ ср1 =2,74 285,5=782,27МПа

Fmax2

=2,74 НВ ср 2 =2,74 248,5=680,89МПа

=

HO1

.K

=

641

1=582,27МПа

H

1

HL1

SH 1

1,1

=

HO 2

.K

=

567

1=515,5 МПа

H

2

HL 2

SH 2

1,1

	=			F0	K				K
F								FL		FC
		SF
	=		513,9						293,66 МПа
F1		1,75
	=			447,3					255,6 МПа
F 2				1,75

7

При работе передачи с постоянной нагрузкой N=60nt, где n – частота вращения рассчитываемого колеса; t – продолжительность работы передачи под нагрузкой, в часах; с – число колес одновременно зацепляющихся с шестерней,

t 365LГ Kг 24Kс .

Здесь LГ - срок службы передачи в годах; K г , K с - коэффициенты использования передачи соответственно в течение года и суток.

Для данного случая продолжительность работы передачи под нагрузкой

составляет:

t 365LГ Kг 24Kс 365 10 0,8 24 0,3 21024ч. часов, где LГ 10 лет; K г 0,8 ;

Kс 0, 3 .

N1=60nt= 60∙731,2∙21024=0,9∙109

N2=60nt= 60∙116,1∙21024=0,15∙109.

8

2.2Расчет зубчатой передачи

1. Ψа=0,315;

U р 6, 3

М 2 719Н м КНb 1.05

а	К		(U	1)	3			М	3	К Н	103
		а
W								а (			U )2
										Н
а	43 (6,3			1)	3				719 1, 05 103					191.5мм
W					0,315 (515.5 6,3)2

По ГОСТ 2185-66 ближайшее межосевое расстояние aW 180 мм

2. m=(0,01 0,02) 180=1,8 3,2 мм;

Нормальный модуль зацепления принимаем по ГОСТ 9563-60 m 2.5 мм. 3.Угол наклона зубьев:

	arcsin									3,5 т									arcsin		3,5 2.5							8.88
									аW					a							180 0.315
Принимаем																	9 .
4.	2							aW						cos					-суммарное число зубьев.
	Z C
													m
ZC			2 180 cos9														142
							2.5
5. Число зубьев шестерни.
Z1				ZC										142				19
		U р
							1	6, 3								1
6. Число зубьев колеса:
Z2		ZC					Z1 142										19			123
7. Фактическое передаточное число:
UФ				Z2			123							6, 47;
				Z1				19
8. Отклонение от заданного:
U		UФ					Um							100%						6, 47	6, 3				100%			2.7% 4% .
				Um																6, 3
9.Окончательный угол наклона зубьев:
	arccos									ZC				т					arccos		142 2.5							9, 6
										2 аW												2 180

9

Расчет геометрической передачи.

aw

a

m (Z1

Z2 )

2.5 142

180 мм

2 cos

2 0,986

Делительный диаметр шестерни:

d1

m Z1

2.5 19

48.2 мм

cos

0,986

Делительный диаметр колеса:

d2

m Z2

2.5 123

311.8 мм

cos

0,986

Проверка: aW 1

d1

d2

48.2

311.8

180

мм;

2

2

Начальный диаметр:

dW 1

d1

48.2 мм - шестерни

dW 2

d2

311.8 мм - колеса

Диаметры вершин зубьев:

da1

d1

2 mз

48.2

2 2.5 53.2 мм - шестерни

da 2

d2

2 mз

311.8

2 2.5

316.8 мм - колеса:

Диаметры впадин зубьев шестерни и колеса:

d f 1	d1	2, 5 mm		48.2	2, 5 2.5	41.95 мм
d f 2	d2	2, 5 mm		311.8	2, 5 2.5	305.6 мм
Ширина колеса:
b2	a	aw	0,315 180		55 мм
Ширина шестерни:
b1	b2	5	55 5	60 мм

10