- •Задание на проектирование.
- •Выбор электродвигателя и кинематический расчет.
- •2. Расчет зубчатых колес редуктора.
- •Предварительный расчет
- •Конструктивные размеры шестерни и колеса.
- •Конструктивные размеры корпуса редуктора.
- •Расчет ременной передачи.
- •Первый этап компоновки редуктора
- •Ведущий вал.
- •Проверка прочности шпоночных соединений.
- •Уточненный расчет валов.
- •Насадки зубчатого колеса, шкива и подшипников.
- •Выбор сорта масла.
Введение.
Развитие хозяйства тесно связано с ростом машиностроения, ибо материальное могущество человека заключено в технике – машинах, механизмах, аппаратах и приборах, выполняющих весьма разнообразную полезную работу. В настоящее время нет такой отрасли хозяйства, в которой не использовались бы машины и механизмы в самых широких масштабах.
Технический уровень всех отраслей хозяйства тесно связаны и в значительной степени определяется уровень развития машиностроения. На основе развития машиностроения осуществляется комплексная механизация в промышленности сельского хозяйства, строительстве, на транспорте, в коммунальном хозяйстве. В решениях правительства постоянно уделяется внимание усовершенствованию и развитию конструкции современных машин. Указываются направления и требования, которые необходимо учитывать при проектировании новых машин и механизмов. Проектируемые машины и механизмы должны иметь наиболее высокие эксплуатационные показатели (производительность, КПД), небольшой расход энергии и эксплуатационных материалов.
Весьма различные машины и механизмы в большинстве своем состоят из однотипных по служебным функциям деталей и сборочных единиц. Отсюда следует, что одни и те же методы анализа, расчета и проектирования находят применение казалось бы в далеких друг от друга отраслях техники. Поскольку большинство деталей машин общего назначения используются в приводах, то они выбраны одним из объектов курсового проектирования. Привод машин и механизма – система, состоящая из двигателя и связанных с ним устройств для приведение в движение рабочих органов машин.
Редуктор – это комплексная зубчатая передача, состоящая из зубчатых колес, валов, осей, подшипников, корпуса и системы смазки.
По большому счету редуктор используется для передачи мощности от электродвигателя к рабочим механизмам.
Редуктора рассматриваемого типа изготавливаются с прямозубыми, кривозубыми и шивронными колесами. Валы монтируются на подшипниках качения или скольжения.
Корпус изготавливается чаще литым чугунным и реже стальным, сварным.
Задание на проектирование.
Сконструировать одноступенчатый цилиндрический редуктор.
-
Мощность на ведомом валу редуктора N = 3,3 кВт
-
Число оборотов ведомого вала n = 120 об/мин.
Выбор электродвигателя и кинематический расчет.
Определим КПД привода (табл. 1.1)
,
где - КПД ременной передачи, = 0,97;
- КПД пары подшипников, = 0,99;
- КПД зубчатой передачи, =0,97.
.
Определим требуемую мощность электродвигателя.
кВт
По табл. П5 по требуемой мощности выбираем электродвигатель АОП2-42-6 N = 4 кВт, n = 955 об/мин.
Передаточное число привода.
Частные передаточные числа (таб.1.2)
- редуктора ip = 4
- ременной передачи
Частоты вращения и угловые скорости валов обработана и шкивов ременной передачи
Н1 = Ндв= 955 об/мин, рад/сек.
об/мин рад/сек.
об/мин рад/сек.
2. Расчет зубчатых колес редуктора.
Выбираем материалы по средним механическими характеристиками (табл. 3.3).
-
для шестерни – сталь 43, термообработка – улучшение, твердость НВ200
Определяем вращающие моменты на валах:
- на валу ведущая шкива ременной передачи
на ведущем валу редуктора
На ведомом валу редуктора
Допустимые контактные напряжение
где - предел контактной выносливости (табл. 3.2)
= 2НВ∙70 = 2∙200 + 70 = 470 Н/мм2
- коэффициент долговечности, = 1,0
=1,15
межосевое расстояние из условия контактной выносливости
,
где - коэффициент нагрузки (табл. 3.1.)
= 1,1
- коэффициент ширины венца для шивронных передач
= 0,5.
V = ip = 4
принимаем = 140 мм.
Нормальный модуль зацепления
принимаем =2,5 мм.
Определяем суммарное число зубьев
для шивронных колес (3.12)
где - угол наклона меньше зуба, принимаем = 30о.
Определяем число зубьев шестерни колеса
Основные размеры шестерни и колеса диаметры длительные
проверяем
Диаметр вершины зубьев
мм
мм
Ширина колеса
мм
Ширина шестерни
мм
Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру
мм
Окружная скорость колес и степень точности передачи
Принимаем 8-ю степень прочности.
Коэффициент нагрузки
,
где - коэффициент, учитывающий неравномерность по ширине венца (таб.3.5)
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями (табл.3.4)
- динамический коэффициент (табл. 3.6), =1,0
= 1,0∙1,05∙1,0 = 1,05
Проверяем контактные напряжения
Силы действующие в зацеплении
Окружная Н
Радиальная Н.
Проверяем зубья на выносливость по напряжениям изгиба.
,
где - коэффициент нагрузки
,
где коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зубьев (табл. 3.7)
- коэффициент динамичности (табл. 3.8)
- коэффициент прочности зуба по местным напряжениям, зависящий от эквивалентности числа зубьев .
у шестерни
у колеса
при этом ,
Определим допускаемое напряжение
,
где = 0,8 НВ
для шестерни = 1,8∙230 = 415 Н/мм2
для колеса = 1,8∙200 = 360 Н/мм2
- коэффициент запаса прочности
(табл. 3.9)
- для наковок и штампов
= 1,75∙1,0 = 1,75
Допускаемые напряжения
для шестерни
для колеса
Находим отношение
для шестерни
для колеса
Дальнейший расчет ведем для зубьев колеса, для которого найденное значение меньше.
Определяем коэффициент и