МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Брянский государственный технический университет

Кафедра «Детали машин»

ПРИВОД К ВЕРТИКАЛЬНОМУ ВАЛУ

ДМ 04.09.00.00.000 ПЗ

Всего _____листов

Руководитель к.т.н., доц.

____________ Цветков В.Д.

_______ ____________

Студентка группы 08-ИСМП

____________ Иванюшин Д.В.

_______ ____________

2011

Содержание

Введение 7

1. Выбор двигателя и кинематический расчет привода 8

2. Силовой расчет привода 9

3. Выбор типа зубьев зубчатых передач 10

4. Выбор степени точности изготовления зубчатых колес 10

5. Выбор термообработки и материала для изготовления зубчатых колес и валов редуктора 10

6. Выбор способа получения заготовок для зубчатых колес и валов редуктора 11

7. Выбор вида финишной операции получения зубьев колес 12

8. Проектировочный расчет передачи по условию контактной выносливости зубьев колес 12

9. Проверочный расчет зубьев на контактную прочность. 15

10. Проверочный расчет зубьев на усталостную прочность при изгибе 21

11. Проверочный расчет зубьев на отсутствие остаточных деформаций при действии пиковых нагрузок 25

11.1 Определение допускаемых контактных напряжений, гарантирующих отсутствие общих остаточных деформаций зубьев или их хрупкого разрушения при перегрузках 25

11.2 Проверка передачи на отсутствие при действии пиковых нагрузок местных остаточных деформаций зубьев или хрупкого разрушения их поверхностного слоя (растрескивания) 25

11.3 Определение допускаемых напряжений изгиба, гарантирующих отсутствие при перегрузках общих остаточных деформаций зубьев 27

11.4 Проверка передачи на отсутствие при действии пиковых нагрузок общих остаточных деформаций или хрупкого излома зубьев 28

12. Геометрический расчет зацепления цилиндрической зубчатой передачи 28

13. Определение усилий в зацеплении зубчатых колес 29

14. Выбор типа и способа смазывания зубчатых колес 30

15. Выбор конструкции устройства для контроля уровня смазочного материала в корпусе редуктора 32

16. Расчет ременной передачи 32

16.1 Выбор типа и материала клинового ремня 32

16.2 Выбор размера сечения назначенного ранее типа ремня и наименьшее значение диаметра малого шкива передачи 32

16.3 Расчет фактического значения передаточного числа и скорости движения ремня 33

16.4 Определение межосевого расстояния передачи 33

16.5 Определение значения угла охвата ремнем малого шкива передачи 34

16.6 Определение необходимого числа ремней в одном комплекте 35

16.7 Расчет усилия, действующего на вал 35

16.8 Определение прогнозируемой долговечности ремней 36

16.9 Выбор вида натяжного устройства 41

Для создания между ремнем и шкивами необходимых значений сил трения, благодаря которым и передается вращательное движение во фрикционных передачах, необходимо не только предварительно (при монтаже передачи) натянуть ремень с требуемым усилием F₀, но и сохранить это натяжение в процессе эксплуатации передачи. 41

В ременных передачах со шкивом, расположенным на валу электродвигателя, наибольшее применение получили натяжные устройства, которые предусматривают периодическое (при помощи передачи “Винт-гайка”) перемещение (осуществляемое при профилактических работах, проводимых в процессе эксплуатации передачи) этого шкива вместе с электродвигателем, устанавливаемым в этом случае на салазках или поворотной плите. 41

16.10 Определение стрелы провисания верхней ветви ремня 42

16.11 Назначение материала и выбор конструкции шкивов передачи 43

16.12 Определение исполнительных размеров шкивов 43

17. Подбор муфты для соединения вала редуктора с приводным валом 44

18. Определение диаметральных размеров каждого вала редуктора 46

18.1 Первый этап эскизной компоновки 46

18.2 Определение диаметральных и осевых размеров вала, на котором располагается муфта 46

18.3 Определение опорных реакций и построение эпюр внутренних силовых факторов вала, имеющего входной участок, на котором располагается шкив. 47

18.4 Проектировочный прочностной расчет 48

19. Подбор подшипников для валов редуктора 50

19.1 Выбор типа подшипников 50

19.2 Выбор схемы установки подшипников в опорных узлах валов редуктора 51

19.3 Подбор подшипников для быстроходного вала редуктора 52

19.4 Подбор подшипников для тихоходного вала редуктора 58

20. Выбор смазки подшипников валов редуктора 65

21. Выбор уплотнений валов редуктора 65

22. Расчет подшипниковых крышек корпуса редуктора 65

23. Выбор конфигурации и определение размеров основных элементов зубчатых колес 73

24. Подбор посадок основных деталей редуктора 74

25. Выбор и расчет соединений каждого вала редуктора с размещаемыми на нем деталями передач 76

25.1 Расчет соединения тихоходного вала с муфтой 76

25.2 Расчет соединения тихоходного вала с колесом 77

25.3 Расчет соединения быстроходного вала со шкивом. 79

26. Выбор типа корпуса редуктора и определение размеров основных его элементов 81

26.1 Выбор типа корпуса редуктора 81

26.2 Определение размеров основных элементов редуктора 81

27. Проверочный расчет на выносливость каждого вала редуктора 87

27.1 Расчет тихоходного вала на усталостную прочность 88

27.2 Расчет быстроходного вала на усталостную прочность 97

28. Проверочный расчет на отсутствие остаточных деформаций при действии пиковых нагрузок каждого вала редуктора 103

28.1 Расчет тихоходного вала на отсутствие их общих остаточных деформаций или хрупкого разрушения при действии пиковых нагрузок 103

28.2 Расчет быстроходного вала на отсутствие их общих остаточных деформаций или хрупкого разрушения при действии пиковых нагрузок 105

29. Выбор вида основания для совместной с двигателем установки редуктора и определение его основных размеров 106

Введение

Курсовой проект по разделу «Детали машин» курса «Прикладная механика», требует знаний дисциплин общетехнического цикла – теоретической механики, сопротивления материалов, технологии конструкционных материалов, деталей машин, машиностроительного черчения и др., в результате приобретаются навыки проектирования, а также работы со справочной, и нормативной литературой.

Объектом курсового проекта является привод механизма, в который входит большинство деталей и узлов общемашиностроительного применения, представленная в задании на проектирование зубчатая передача (цилиндрическая) и передача гибкой связью (цепная), а также сборочные единицы, обеспечивающие вращательные движение (муфта, подшипники), различные соединение (болтовые, шпоночные, сварные) и детали (валы, корпус и др.). При их проектировании решается комплексная инженерная задача, включающая подбор электродвигателя, кинематические и силовые расчеты, выбор материалов и расчеты на прочность, вопросы конструирования и разработки конструкторской документации. Проектирование рассматривается как процесс, направленный на преобразование документации технического задания в рабочую документацию на основе выполнения комплекса работ исследовательского, расчетного и конструкторского характера

Полученные в результате проектного расчета геометрические параметры передачи, значение сил и крутящего момента являются исходными данными для выполнения эскизной компоновки и проведение последующих расчетов деталей привода и сборочных единиц. Рассмотрены методы расчета валов, подшипников, муфты, конструирование узла редуктора.

1. Выбор двигателя и кинематический расчет привода

Выбор производим согласно рекомендациям [2].

Двигатели общего применения (основное исполнение) предназначены для механизмов, не предъявляющих специальных требований к пусковым характеристикам, скольжению, энергетическим показателям и пр.

Определяем необходимую мощность на валу электродвигателя , по следующей формуле:

Так как проектируется одноступенчатый редуктор, то согласно [табл. 6.3, 7, с. 96]:

(выбираем минимальное значение из промежутка так как передачи закрытые).

(выбираем минимальное значение из промежутка так как передачи открытые).

Так как берем минимальные значения, то будет некоторый запас мощности ( ) для возможности дальнейшей модернизации привода.

Из таблицы ТУ 16-525 564-84:

Рассчитываем желательный диапазон вращения ротора двигателя:

Так как редуктор одноступенчатый, то:

Из таблицы ТУ 16-525 564-84: - синхронная частота вращения магнитного поля в двигателе.

По каталогу ТУ 16-525 564-84 принимаем электродвигатель АИР 90L41395, имеющий следующую техническую характеристику:

• Номинальная мощность:

.

• Частота вращения ротора под номинальной нагрузкой:

• Кратность максимального пускового момента:

Произведем разбивку по ступеням привода. В первом приближении принимаем:

Тогда передаточное число редуктора буде составлять:

В соответствии с ГОСТ 2185-66 принимаем , что соответствует рекомендуемым значениям передаточного числа одноступенчатого цилиндрического редуктора.

Определяем требуемое передаточное число ременной передачи , что соответствует рекомендуемым значениям.

Отклонение от стандартного значения не должны превышать 4%:

как видно условие выполняется

Определяем частоты вращения валов привода при его номинальном нагружении:

• Частота вращения быстроходного (входного) вала редуктора:

• Частота вращения тихоходного (выходного) вала редуктора:

• Частота вращения приводного вала редуктора:

(практически совпадает с заданным значением).

- приемлемо!!