Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Расчёт и проектирование механического привода

1. Описание устройства и работы привода

Привод машины - совокупность устройств, предназначенных для приведения в действие машин. Рабочий ресурс привода 15 000 часов.

Спроектированный в настоящем курсовом проектке привод соответствует условиям технического задания. Привод состоит из целендри-ческои косозубой передачи, и цепной передачи, предохранительной муфты, упругой муфты и двигателя.

Редуктор нереверсивный Валы установлены в радиально-упорных подшипниках, входной и выходной валы снабжены манжетными уплотнениями.

В проектируемом приводе вращение от электродвигателя передаётся на муфту, которая соединяет быстроходный вал редуктора с двигателем, затем на цилиндрическую косозубую передачу, которая является редуктором, далее вращение передаётся на открытую цепную передачу.

Назначение редуктора - изменение угловой скорости и соответственно повышение вращающегося момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Цепная передача - это передача механической энергии при помощи гибкого элемента - цепи, путём зацепления. Может иметь как постоянное, так и переменное передаточное число (цепной вариатор). Состоит из ведущей и ведомой звездочки и цепи. Цепь состоит из подвижных звеньев. В замкнутое кольцо для передачи непрерывного вращательного движения концы цепи соединяются с помощью специального разборного звена.

Все муфты делятся на упругие и жесткие. В отличие от жестких муфт, которые вместе с вращающим моментом передают толчки, вибрации, удары, упругие муфты амортизируют, смягчают все удары, вибрации и толчки благодаря наличию в своей конструкции упругих элементов - резиновых втулок, различных пружин и т. д.

Предохранительная мфта - муфта, служащая для разъединения валов или вала с сидящей на нём деталью при недопустимом увеличении передаваемого момента (перегрузке) или скорости вращения, т. е. предохраняющая машину от поломки в случае нарушения нормального режима работы. Различают: предохранительная муфта предельного момента с разрушающимися элементами, обычно срезными штифтами, подлежащими замене после срабатывания предохранительная муфта; кулачковые, шариковые и др. муфты зацепления, которые удерживаются во включенном состоянии пружинами, пока возрастающий момент не создаёт силы, способной преодолеть усилие пружины; фрикционные, в которых давление между поверхностями трения создаётся пружинами, отрегулированными на передачу предельного момента. Функции предохранения машины от перегрузки выполняют часто др. муфты, например гидродинамические.

В серийном производстве широко распространены стандартизованные литые корпуса редукторов. Чаще всего в тяжёлой промышленности и машиностроении применяются корпуса из литейного чугуна, реже из литейных сталей. Когда требуется максимально облегчить конструкцию, применяют легкосплавные корпуса. На корпусе редуктора чаще всего имеются места крепления - лапы и/или уши, за которые перемещают и/или крепят редукторы к основанию. На выходе валов располагают уплотнения для предотвращения вытекания масла. На корпусах редукторов зачастую располагают конструкционные элементы, предотвращающие увеличение давления внутри редуктора, возникающее от нагрева редуктора при его работе.

2. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода

3. Расчёт передач

3.1 Расчёт зубчатой цилиндрической косозубой передачи

Выбор материала:

Выбираем материалы со средними механическими характеристиками (.табл. 3.3 [1]) для шестерни сталь 45, термообработка - улучшение, твердость НВ 280; для колеса - сталь 45, термообработка - улучшение, но твердость на 40 единиц ниже - НВ 230.

Определение допускаемые контактные напряжения по формуле:

где - предел контактной выносливости при базовом числе циклов. По табл. (.табл. 3.2 [1]) для углеродистых сталей с твердостью поверхностей зубьев менее НВ 350 и термообработкой (улучшение);

- коэффициент запаса прочности ().

Z_n - коэффициент долговечности; при числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимают:

;

- базовое число циклов нагружения;

;

.

- число циклов переменных напряжений;

где с - число колёс находящихся в зацеплении.

Принимаем допускаемое напряжение по шестерне:

Принимаем допускаемое напряжение по колесу:

Для цилиндрической косозубой передачи принимает:

Принимаем

Определяем допускаемые напряжений при изгибе:

где - предел изгибной выносливости при базовом числе циклов (.табл. 3.9 [1]):

- коэффициент безопасности:

.

- коэффициент долговечности:

- базовое число циклов нагружения (циклов);

- показатель кривой усталости.

.

Исходя из полученных выше данных:

- коэффициент учитывающий шероховатость поверхности, поверхность будет шлифованная:

;

- коэфицент учитывающий 2-х стороннее приложение нагрузкик зубу, у нас работает одна сторона:

.

Определим геометрические параметры.

Межосевое расстояние:

где - вспомогательный коэффициент, для косозубых передач =430 МПа^1/3;

- коэффициент ширины колеса по межосевому расстоянию (для несимметричного расположения );

- коэффициент ширины колеса относительно делительного диаметра шестерни;

- коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, принимают в зависимости от твёрдости колёс и параметра по графику (рис.5.3 [1]). ().

По ГОСТ 2185-66 принимаем (стр.36 [1]).

Нормальный модуль зацепления:

=(0,01..0,02) =(0,01..0,02)135=1,35..2,7 мм.

По ГОСТ 9563-60 принимаем =2 мм (стр.36 [1]).

Ширина колеса:

принимаем

Ширина шестерни:

Определим угол наклона зубьев:

Суммарное число зубьев:

Принимаем

Действительное значение :

Число зубьев:

Принимаем

Уточнение передаточного числа:

Диаметры делительные:

Проверка:

Диаметры вершин зубьев:

Диаметры впадин:

Найдём силы в зацеплении:

Проверка зубьев колес по контактным напряжениям.

где Z_E- коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес; для стальных колес Z_E = 190 МПа^1/2.

Z_H - коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления (табл. 6, стр. 15 [1]):

;

- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий;

Для определения необходима найти :

Следовательно:

.

Зная можно найти:

K_H - коэффициент нагрузки;

K_A - коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку (K_A=1);

K_Ha - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями (K_Ha = 1,07);

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по длине зуба, =0,945 и при твердости НВ<350, =1,04;

- коэффициент, учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку в зацеплении;

где - удельная окружная динамическая сила, Н/мм.

;

где =0,02 - коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля головок зубьев;

- окружная скорость зубчатых колес:

Данной скорости соответствует 8-я степень точности (табл.5,6 [1]).

- коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни и колеса (=6,1 табл. 5.8. [1]);

Исходя из полученных данных можно найти K_H:

K_H=1,07·1·1,095·1,04=1,214;

Затем найдём:

Процент недогрузки:

Проверка на изгибную усталость.

где K_F - коэффициент нагрузки;

K_A- коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку:

K_A=1. - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями:

=1,22.

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий:

=1,08.

- коэффициент, учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку в зацеплении;