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

1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода …………….6

2. 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).

1. 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:

2. 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

3. 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.