Расчет цилиндрического редуктора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

АНГАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра Управления на Автомобильном Транспорте

Курсовая работа

ПО КУРСУ ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА

РАСЧЁТ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕДУКТОРА

Выполнил студент группы: ЭПП-09-1

Попов И.В.

Проверил ст. преподаватель:

Свиридов Д.П.

Ангарск 2012

Привод галтовочного барабана для снятия заусенцев после штамповки

Исходные данные	Вариант
	5
Окружная сила на барабане F, kH	0.7
Окружная скорость барабана х, м/с	3.5
Диаметр барабана D, мм	800
Допускаемое отклонение скорости барабана д,%	4
Срок службы привода Lr, лет	6

1. Определение срока службы привода

Lh = 365 * Lr * tc * Lc ;

Где: 365 - количество дней в году

Lr- срок службы привода, год

Tc- продолжительность смены, час

Lc - количество рабочих смен

10% = Lh = 17520 * 0.8 = 14016 рабочий ресурс

Место установки	Lr	Lc	tc	Lh, ч	Характер нагрузки	Режим работы
Улица	6	1	8	14016	С резкими колебаниями	Не реверсивный

2. Определение мощности и частоты вращения двигателя

Определение требуемой мощности рабочей машины

Ррm = F * х = 0.7 * 3.5 = 2.45 кВт

F - тяговая сила, кН

х - скорость рабочего звена м/с

Определение общего коэффициента полезного действия (КПД) привода

Где : коэффициент полезного действия редуктора

коэффициент полезного действия открытой передачи

коэффициент полезного действия муфты

коэффициент полезного действия подшипников качения

коэффициент полезного действия подшипников скольжения

Определение требуемой мощности двигателя

Определение номинальной мощности двигателя

=2.3кВт

Выбор номинальной частоты вращения двигателя и составление табличного ответа

Тип двигателя	Номинальная мощность двигателя Рном	Частота вращения двигателя об/мин
		Синхронная	При номинальном режиме
4АМ90ЬВ8У3	1.1	750	700

Определение передаточного числа привода и его ступеней

Определение частоты вращения приводного вала рабочей машины

D- диаметр барабана, мм

х- скорость рабочего звена м/с

Определение общего передаточного числа привода



Определение передаточного числа ступеней привода

Uзп = 2.5

Uзп - передаточное число закрытой передачи

Uоп - передаточное число открытой передачи

Определение максимального допускаемого отклонения частоты вращения вала рабочей машины

б- допускаемое отклонение скорости рабочего звена %

Определение максимальной и минимальной допускаемой частоты вращения приводного вала рабочей машины

=

=

Определение фактического передаточного числа привода

Уточнение передаточного числа закрытой и открытой передачи

Определение силовых и кинематических параметров привода

Параметр	Вал	Расчётные формулы. Полученные значения кВт
Мощность Р, кВт	дв
	Б
	Т
	рм
Частота вращения п, об/мин	Угловая скорость щ, 1/с	дв
		Б
		Т
		рм
Вращающий момент Т, Н*м	дв
	Б
	Т
	рм

Силовые и кинематические параметры привода

Тип двигателя 4АМ112МВ8Н3, Рном=3.0 кВт, пном=700 об/мин
Параметр	Передача	Параметр	Вал
	Закрытая (редуктор)	открытая		двигателя	редуктора	приводной рабочей машины
					Б	Т
Передаточное число U	2.5	3.35	Расчетная мощность Р, кВт	1.1	1.045	0.9936	0.95424
			Угловая скорость щ, 1/с	73.2	21.87	8.748	8.748
КПД з	0,96	0,96	Частота вращения п, об/мин	700	208.95	83.58	83.58
			Вращающий момент Т, Н*м	15.013	47.8	113.573	109.076

3. Выбор материалов зубчатых передач, определение допускаемых напряжений

Выбор твёрдости, термообработки и материала колёс

Шестерня:

Материал 40ХН

Dпред, мм = 200 мм

Sпред, мм = 125мм

Термообработка = У (улучшение)

Средняя твёрдость материала шестерни:

Колесо:

Материал 40ХН

Dпред, мм = 200 мм

Sпред, мм = 125 мм

Термообработка = У (улучшение)

Средняя твёрдость материала колеса:

285.5- 35 = 250.5

Определение допускаемого контактного напряжения

Определение коэффициента долговечности



KHL1- коэффициент долговечности шестерни

KHL2- коэффициент долговечности колеса

Nho1- число циклов перемены направления для шестерни

Nho2- число циклов перемены направления для колеса

N1- число циклов перемены за весь срок службы для шестерни

N2- число циклов перемены за весь срок службы для колеса

N1=535 * W1 * Lh

N2=535 * W2 * Lh

W1- угловая скорость быстроходного вала 1/с

W2- угловая скорость тихоходного вала 1/с

Lh- срок службы привода, ч

N1=535 * 21.87 * 14016 = 163993507.2

N2=535 * 8.748 * 14016 = 65597402.88

KHL1 = 1

KHL2 = 1

Определение допускаемых контактных напряжений, соответствующее пределу контактной выносливости

Определение допускаемых контактных напряжений для зубьев шестерни и колеса

Определение допускаемого напряжения при изгибе

Определение коэффициента долговечности

KFL1 - коэффициент долговечности для шестерни

KFL2 - коэффициент долговечности для колеса

NFo - число циклов перемены напряжений

N1 - число циклов перемены напряжений за весь срок службы для шестерни

N2 - число циклов перемены напряжений за весь срок службы для колеса

Для всех сталей

KHL1 = 1

KHL2 = 1

Определение допускаемых напряжений при изгибе, соответствующие пределу изгибной выносливости

Определение допускаемых напряжений при изгибе для зубьев шестерни и колеса

Элемент передачи	Марка стали	Dпред	Термообработка	HBcp1 HBcp2
		Sпред
Шестерня	40ХН	200	(У) улучшение	285.5	549.4	294.065
		125
Колесо	40ХН	200	(У) улучшение	250.5		258.015
		125

4. Расчёт закрытой цилиндрической зубчатой передачи

привод двигатель зубчатая передача

Определение межосевого расстояния

- межосевое расстояние, мм

Ka - вспомогательный коэффициент для косозубых передач Ка = 43

- 0.28 0.36= 0.32

U - передаточное число редуктора (Uзп)

T2 - вращающий момент на тихоходном валу редуктора, Нм

- допускаемое контактное напряжение колеса с менее прочным зубом, Н/мм

- коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. Для прирабатывающихся зубьев =1

=190

Определение модуля зацепления

m - модуль зацепления, мм

Km - вспомогательный коэффициент Km=5.8

- делительный диаметр колеса, мм

- ширина венца колеса, мм

- допускаемое напряжение изгиба материала колеса с менее прочным зубом Н/мм

Определение угла наклона зубьев

Определение суммарного числа зубьев шестерни и колеса

Уточнение действительной величины угла наклона зубьев

Определение числа зубьев шестерни

Определение числа зубьев колеса

Определение фактического передаточного числа

Определение фактического межосевого расстояния

Определение основных геометрических параметров передачи



Параметр	Шестерня	Колесо
Диаметр, мм	Делительный
	Вершин зубьев
	Впадин зубьев
Ширина венца, мм

Проверочный расчёт

1. Проверка пригодности заготовок колёс

- диаметр заготовки, мм

- толщина заготовки, мм

- предельное значение диаметра заготовки, мм

- предельное значение толщины заготовки, мм

2. Проверка контактных напряжений

K - вспомогательный коэффициент для косозубых передач K = 376

Ft - окружная сила в зацеплении, Н

- коэффициент учитывающий распределение нагрузки между зубьями

= 1.1

= 1.01

3. Проверка напряжений при изгибе зубьев шестерни и колеса

Для колеса :

- коэффициент учитывающий форму зубы колеса = 3.63

- 1.00

- 1

- 1.04

Для шестерни:

YF1 = 4.28

4. Составление табличного ответа

Проектный расчёт
Параметр	Значение	Параметр	Значение
Межосевое расстояние, мм	190	Угол наклона зубьев	11.77757
Модуль зацепления, мм	3	Диаметр делительной окружности, мм Шестерни d1 Колеса d2	108.57 271.41
Ширина зубчатого венца, мм Шестерни b1 Колеса b2	63.8 60.8
Число зубьев Шестерни Z1 Колеса Z2	35.43 88.57	Диаметр окружности вершин, мм Шестерни da1 Колеса da2	114.57 277.41
Вид зубьев	Наклонный	Диаметр окружности впадин, мм Шестерни df1 Колеса df2	101.37 264.21

Проверочный расчёт

Параметр	Допускаемое значение	Расчётное значение	Примечание
Контактное напряжение, Н/мм		549.4	166.8688	30.37%
Напряжение изгиба, Н/мм		294.065	1.506	0.512%
		258.015	1.4467	0.56%

5. Расчёт валов

1. Выбор материалов валов

40Х

2. Выбор допускаемых напряжений при кручении

- допускаемое напряжение при получении для быстроходного вала

- допускаемое напряжение при получении для тихоходного вала

3. Определение геометрических параметров ступеней валов

Mk = T - крутящий момент, равный вращающему моменту на валу, Нм

Т=0.993586176

Ступень вала и ее параметры	Быстроходный вал	Тихоходный вал
Под элемент открытой передачи или полуформу	.d1	.d1 = 22.86	.d1 = 33.58
	L1	L1=(1.2,,,1.5)d1	L1=(1.0,,,1.5)d1
		L1=29.718	L1=40.296
Под уплотнение крышки с отверстием и подшипник	.d2	.d2=d1+2t
		.d2=27.86	.d2=37.58
	L2	L2=1.5*d2
		L2=41.79	L2=56.37
Под шестерню, колесо	.d3	.d3=d2+3.2*r
		.d3 = 35.86	.d3=42.7
	L3	L3- определяем графически
		L3=60	L3=60
Под подшипник	.d4	.d4=d2
		.d4=27.86	.d4=37.58
	L4	L3 = ширина подшипника + f
		L4=22.2	L4=26.5

.t- высота буртика

.r- фаска подшипника

.f- фаска ступицы

4. Выбор подшипников для всех косозубых передач

Передача	Вал	Тип подшипника	Серия	Угол контакта	Схема установки
Цилиндрическая косозубая	Б	Роликовый конический типа 7000	Средняя	для типа 7000	Враспор
	Т	Роликовый конический типа 7000	средняя	для типа 7000	враспор

5. Параметры ступеней валов и подшипников

Вал	Размеры ступеней, мм	Подшипники
	.d1	.d2	.d3	.d4	Типоразмер	.dxDxT, мм	Динамическая грузоподъемность Cr, kH	Статическая грузоподъёмность Сr0, kH
	L1	L2	L3	L4
Б	22.86	27.86	35.86	27.86	7306	30x72x21	40	29.9
	29.7	41.8	60	22.2
Т	33.6	37.58	42.7	37.58	7309	45x100x27.5	76.1	59.3
	40.3	56.37	60	26.5

Размещено на Allbest.ru