Poyasnitelnaya_zapiska

Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский Государственный Технический Университет

Кафедра: ¾Механика¿

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема: Проектирование привода общего назначения с коническим редуктором

Вариант •99

Выполнил студент:	II-ХТФ-1 Догушева В.В.
Проверил преподаватель:	Пинская Т.Ю.

Самара 2011 г.

Содержание

1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.Расчет мощности и выбор двигателя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3.Кинематический и силовой анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

4.Выбор материала и расчет допускаемых напряжений . . . . . . . . . . . . . . . . 8

5.	Расчет прямозубой конической передачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		10
6.	Проектный расчет валов. Подбор подшипников . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		14
	6.1	Входной вал . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	14
	6.2	Выходной вал . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	14
7.	Расчет элементов корпуса редуктора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		16
8.	Подбор и проверочный расчет шпоночных соединений . . . . . . . . . . . . . . .		18
	8.1	Входной вал . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	18
	8.2	Выходной вал . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	18

9.Проверочный расчет выходного вала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

9.1Расчет и построение эпюр изгибающих моментов . . . . . . . . . . . . . . . . 19

9.2Расчет коэффициента запаса усталостной прочности . . . . . . . . . . . . . . 22

10. Проверочный расчет подшипников выходного вала . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

11.Подбор соединительной муфты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

12.Подбор смазки и уплотнений валов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

13. Сборка и регулировка основных узлов редуктора . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Техническое задание •99

Частота вращения вала двигателя

näâ = 1000 îá=ìèí

Частота вращения выходного вала

nâûõ = 350 îá=ìèí

Вращающий момент на выходном валу

Tâûõ = 120 Í ì

Срок службы редуктора (в годах)

L = 1

Тип редуктора: конический (КР) Коэффициенты загрузки

Kãîä = 0:4

Kñóò = 0:7

Расположение валов:

1. Введение

Электромеханический привод состоит из двигателя с редуктором, соединенных между собой муфтой. Привод в виде единой установки размещается на литой плите или сварной раме.

Редуктор - это механизм, служащий для уменьшения частоты вращения и увели- чения вращающего момента. Редуктор состоит из литого чугунного корпуса, в котором размещены зубчатые или червячные передачи, закрепленные на валах. Передача движения от колес к валам и наоборот производится с помощью шпонок. Валы опираются на подшипники качения, размещенные в гнездах корпуса. Подшипники удерживаются от осевого смещения крышками, которые с двух сторон привертываются винтами к корпусу редуктора.

Для уменьшения потерь на трение детали передач смазываются маслом. Уровень масла контролируется маслоуказателем. Масло заливается через смотровое окно. Это окно закрывается крышкой с пробкой-отдушиной через которую из редуктора улетучиваются пары разогретого масла. Загрязненное масло удаляется через сливное отверстие, закрываемое резьбовой пробкой. Для предотвращения выбросов масла из редуктора на входном и выходном валах устанавливаются уплотнения в виде резиновых манжет.

Все детали редуктора разделяются на оригинальные и стандартные. Оригинальные - это детали передач (шестерни, колеса, червяк), валы корпус редуктора. Размеры валов и колес находят из проектных и проверочных расчетов. Размеры элементов корпуса принимают в основном конструктивно. Стандартные изделия (шпонки, подшипники, муфты) подбирают по размерам валов и для них выполняют только проверочные расчеты. Остальные детали (крышки, маслоуказатедь, пробки, уплотнения и т.д.) не воспринимают нагрузку и их размеры назначают конструктивно.

Достоинства и недостатки редукторов

Цилиндрические зубчатые передачи - отличаются над¼жностью и имеют высокий ресурс эксплуатации. Обычно применяются при особо сложных режимах работы, для передачи и преобразовывания больших мощностей. Цилиндрические передачи бывают прямозубыми, косозубыми и шевронными.

Прямозубые цилиндрические передачи легко изготавливать, но при их работе возникает высокий шум, они создают вибрацию и из-за этого быстрее изнашиваются.

Косозубые цилиндрические передачи обладают хорошей плавностью работы, низким шумом и хорошими эксплуатационными характеристиками. Существенный недостаток - возникают осевые силы, из-за которых приходится делать более ж¼сткую конструкцию корпуса редуктора. Шевронные цилиндрические передачи обладают крайне высокой плавностью работы. Шестерни этих передач представляют собой сдвоенные косозубые шестерни, но они имеют больший угол зубьев, чем косозубые. Стоимость изготовления шевронных зубчатых колес высокая, они требуют специализированных станков и высокой квалификации рабочих.

Конические зубчатые передачи в отличие от цилиндрических имеют пересекающиеся оси входных и выходных валов. Применяются если необходимо изменить направление кинетической передачи.

3

Червячные - представляют собой механическую передачу от винта, называемого червяком на зубчатое колесо, называемое червячным колесом. Отличаются высоким передаточным отношением, относительно низким КПД. Червяки бывают однозаходные и многозаходные. Передаточное отношение червячного редуктора определяется как отношение количества зубьев на червячном колесе к количеству заходов на червяке.

4

2. Расчет мощности и выбор двигателя

Мощность на выходном валу редуктора

Pâûõ = Tâûõ nâûõ = 120 350 = 4:4 êÂò: 9550 9550

Расчетная мощность двигателя

Päâ0 = Pâûõ = 4:3979 = 4:49 êÂò:0:98

ãäå = 0:98 - КПД конического редуктора.

По каталогу выбираем двигатель типа 4АМ132S6УЗ с Päâ = 5:5 кВт; диаметр вала двигателя däâ = 38 ìì.

5

Рис. 1 - Эскиз двигателя 4АМ132S6УЗ

6

3. Кинематический и силовой анализ

Передаточное отношение редуктора

u = nnâûõäâ = 1000350 = 2:86:

Частоты вращения валов

n1 = näâ = 1000 îá=ìèí: n2 = nâûõ = 350 îá=ìèí:

Момент на входном (1-ом) валу

Tâûõ			120			= 42:81 Í ì:
T1 =		=
	u		2:86 0:98

Рис. 2 - Кинематическая схема конического редуктора

7

4.Выбор материала и расчет допускаемых напряжений

Расчетная твердость стали

sr

HB0 = 7000	T1	= 7000	42:8143		= 195:53 ÌÏà:
	3			3
	däâ		38

По величине HB0 выбираем сталь 45, термообработанную на твердость HB = 200 МПа. Предел контактной выносливости

HO = 2 HB + 70 = 2 200 + 70 = 470 ÌÏà:

Базовое число циклов

NHO = 30 HB2:4 = 30 2002:4 = 9990638:

Число циклов нагружения зуба шестерни

N1 = 60 t n1 = 60 2452:8 1000 = 147168000:

ãäå n1 - частота вращения вала шестерни, об/мин.

t - суммарное время работы передачи, ч.

t = L Kãîä 24 Kñóò = 1 0:4 24 0:7 = 2452:8 ÷:

Здесь L - срок службы в годах. Коэффициент долговечности

KHL = r6 NHO =

N1

r

6 1471680009990638 = 0:6387:

Принимаем KHL = 1.

Допускаемые контактные напряжения

[ ]H = HO KHL = 470 1 = 427:2727 ÌÏà: SH 1:1

ãäå SH = 1:1 - коэффициент безопасности. Предел изгибной выносливости

F O = 1:8 HB = 1:8 200 = 360 ÌÏà:

Базовое число циклов	NF O = 4 106:

8

Коэффициент долговечности

		NF O		6	4000000
KF L = r6				= r				= 0:5483:
		N1			147168000

Принимаем KF L = 1. Допускаемые напряжения изгиба

[ ]F = F O KF L = 360 1 = 205:71 ÌÏà: SF 1:75

ãäå SF = 1:75 - коэффициент безопасности.

9