Привод общего назначения

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: Детали машин и основы конструирования

Тема: Привод общего назначения

Техническое задание на курсовую работу по деталям машин

Редуктор одноступенчатый конический

Рисунок 1 - Кинематическая схема силового привода: 1-двигатель; 2-упругая муфта; 3-редуктор одноступенчатый конический

привод редуктор передача подшипник

Исходные данные:

угловая скорость ;

вращающий момент на рабочем валу ;

режим работы ;

срок службы часов;

Разработать:

1) Сборочный чертеж редуктора;

2) Рабочие чертежи деталей (зубчатое колесо, вал-шестерня);

3) Сборочный чертеж привода.

Введение

В большинстве случаев параметры режима работы двигателя не совпадают с параметрами режима работы машины, орудия. Согласование этих режимов работы осуществляются с помощью передач.

Передачами называются механизмы, передающие механическую энергию от вала электродвигателя к рабочему валу.

Передавая механическую энергию, передачи одновременно могут выполнять следующие функции:

1) понижать (или повышать) угловые скорости рабочего вала, соответственно повышая (или понижая) вращающие моменты.

2) преобразовывать один вид движения в другой.

3) реверсировать движение

4) распределять работу двигателя между несколькими исполнительными органами.

В нашем курсовом проекте мы рассмотрим конический одноступенчатый редуктор. Его достоинства: высокая нагрузочная способность; надежность в работе; долговечность; высокий КПД; постоянство передаточного отношения; малые силы.

Недостатки: высокие требования к точности изготовления и монтажа; отсутствие компенсации динамических нагрузок; шум при работе с большими скоростями; отсутствие предохранения при перегрузках.

1. Кинематический расчет силового привода

1.1 Выбор электродвигателя

где - мощность на рабочем валу привода

- КПД муфты

- КПД закрытой передачи;

-КПД открытой передачи;

- КПД пары подшипников.

- общий коэффициент полезного действия привода

Все КПД приняты из методического указания по курсовому проектированию: «Кинематический расчет силового привода» [1. стр. 9. таб. 2]

Требуемая мощность электродвигателя:

,

где - частота вращения рабочего вала привода.

Диапазон передаточных чисел редуктора:

,

где - диапазон рекомендуемых передаточных чисел закрытой передачи.

- диапазон рекомендуемых передаточных чисел открытой передачи.

Диапазон требуемых частот вращения электродвигателя:

об/мин

Все диапазоны рекомендуемых передаточных чисел () приняты из методического указания по курсовому проектированию: «Кинематический расчет силового привода» [1. стр. 10. таб. 3]

По рассчитанным и мы выбрали электродвигатель трехфазный асинхронный АИР132М6, данные о котором занесены в таблицу 1.1 [1. стр. 11. таб. 4].

Таблица 1.1-Технические характеристики электродвигателя

Тип двигателя	Исполнение	Число пар полюсов	Мощность Рэд, кВт	nэд, мин-1	Диаметр вала d, мм.
АИР132М6	1М3081	6	5,5	965	38	2,5

Эскиз электродвигателя АИР132М6 представлен на рисунке 1.1

Рисунок 1.1 - Эскиз электродвигателя АИР132М6 исполнения 1М3081

1.2 Определение передаточного числа привода

Общее передаточное число привода:

где - частота вращения вала электродвигателя.

Задаемся минимальным передаточным числом открытой передачи.

uо.п. = 4

Находим передаточное число закрытой передачи

1.3 Определение частот вращения, угловых скоростей, мощностей и вращающих моментов на валах привода

Определим частоты вращения и угловые скорости валов:

мин

рад/с

мин

рад/с

мин

рад/с

мин

рад/с

Определяем мощности и вращающие моменты на валах привода:

Вт

Н*м

Вт

Н*м

Вт

Н*м

Вт

Н*м

Таблица 1.2 - Результаты кинематического расчета привода

Валы привода	Величины
	, рад/с	n, мин	P, Вт	Т, Н*м
1	75,36	720	4693,1245	62,276
2	75,36	720	4646,1933	61,6533
3	18,84	180	4415,7421	234,3812
4	4	38,2165	4000	1000

2. Расчет закрытой передачи привода

2.1 Выбор материала зубчатых колес и определение допускаемых напряжений

Для колеса целесообразно выбирать сталь с твердостью , и исходя из этого мы выбрали сталь 45 со следующими механическими свойствами [2. стр.29. таб. А1]:

Таблица 2.1 - Механические свойства стали для колеса

Марка стали	Диаметр заготовки, мм	Предел прочности	Предел текучести	Твердость НВ (средняя)	Термообработка
45	100-500	570	200	190	Нормализация

Определяем допускаемые контактные напряжения и напряжения изгиба.

Предел контактной выносливости при базовом числе циклов:

МПа

Допускаемые контактные напряжения:

МПа,

где - коэффициент долговечности;

- коэффициент безопасности;

Предел выносливости при базовом числе циклов нагружений:

МПа

Допускаемые напряжения изгиба:

,

где - коэффициент долговечности;

- коэффициент, учитывающий реверсивность движения;

- коэффициент безопасности;

2.2 Выбираем материал шестерни, определяем допускаемые напряжения

Выбираем материал шестерни:

Материал шестерни должен быть тверже материала колеса, так как зубья шестерни входят в зацепление чаще, чем зубья зубчатого колеса [2. стр.29. таб. А1]:

Таблица 2.2 - Механические свойства стали для шестерни

Марка стали	Диаметр заготовки, мм	Предел прочности	Предел текучести	Твердость НВ (средняя)	Термообработка
45	До 90	570	200	240	Нормализация

Определяем допускаемые контактные напряжения:

;

Определяем допускаемые напряжения изгиба:

Расчетное контактное напряжение:

МПа

2.3 Определение параметров зацепления и размеров зубчатых колес

Минимальное межосевое расстояние из условия контактной прочности:

Коэффициент нагрузки Кн = 1,3…1,4. Коэффициент зубчатого венца .

- момент на шестерне, ;

- передаточное число передачи;

- коэффициент нагрузки;

- коэффициент зубчатого венца.

Округляем de2 = 315мм

Внешний окружной модуль.

Полученное значение мы округлили по ГОСТ 2185.

Число зубьев колеса.

.

Число зубьев шестерни

Уточняем передаточное число:

Расхождения с исходным значением:

Определяют основные геометрические размеры передачи:

Углы делительного конуса:

Внешние делительные диаметры, мм:

Внешние диаметры окружностей выступов, мм:

Внешние диаметры окружностей впадин, мм:

Внешнее конусное расстояние, мм:

.

Ширина зубчатого венца, мм:

.

Среднее конусное расстояние, мм:

.

Средние делительные диаметры, мм:

Средний модуль, мм:

Коэффициент ширины колеса по среднему диаметру:

2.4 Проверочные расчеты конической передачи

Определяем среднюю окружную скорость, м/с:

Назначаем степень точности изготовления колес - 8.

Условие прочности зубьев по контактным напряжениям

МПа.

Недогрузка 2,9%.

Условие прочности зубьев по напряжениям изгиба.

Приведенное число зубьев:

Определяем по ГОСТ 21354 коэффициенты формы зуба и

Проводят сравнительную оценку прочности на изгиб зубьев шестерни и колеса

,

.

Определяем коэффициент нагрузки при изгибе:

где =1,0-коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями;

 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца;

- коэффициент динамичности.

Проверяем условие прочности зубьев на изгиб:

,

2.5 Определение сил, действующих в зацеплении, Н

Окружные силы:

где Т1 и Т2 - вращающие моменты на шестерне и колесе, Н·мм;

и - средние диаметры шестерни и колеса, мм.

Осевая сила шестерни равна радиальной силе колеса:

где б = 20о - угол зацепления.

Радиальная сила шестерни равна осевой силе колеса:

Сила нормального давления:

3. Расчет открытой передачи привода

3.1 Определение шага цепи

Число зубьев звездочки:

- ведущей: ;

- ведомой: .

Вычисляют шаг цепи:

мм,

По полученному значению шага цепи t принимаем согласно ГОСТ 13568 стандартную величину шага цепи.

Проверяют условия:

м/с;

Определение геометрических параметров цепной передачи

Определяем число звеньев цепи:

Уточняем межосевое расстояние:

мм.

Определяем делительные “ d “ и наружные “ De ” диаметры звездочек:

4. Компоновка редуктора

4.1 Ориентировочный расчет валов

Расчет быстроходного вала

Рисунок 4.1 - Эскиз быстроходного вала

Расчет валов из условия прочности на кручение:

где =12 ... 20 МПа;

В соответствии с ГОСТ 1208066, мы округлили диаметры до кратных значений, 2 или 5.

,

,

,

где r - радиус фаски подшипника.

Расчет тихоходного вала

Рисунок 4.2 - Эскиз тихоходного вала

4.2 Ориентировочный расчет подшипников

Предварительно выбираем подшипники легкой серии из числа стандартных в зависимости от посадочных диаметров валов (табл. 4.1) [4. стр.393. таб. П.3] .

Выбираем:

для быстроходного вала - роликовые конические однорядные ГОСТ 333-79. Обозначение 7209;

для тихоходного - роликовые конические однорядные ГОСТ 333-79. Обозначение 7211;

Таблица 4.1 - Подшипники качения

Обозначение	Размеры, мм	Грузоподъем, кН	Вал
	d	D	r	Т	C	C0
7209	45	85	2,0	21	42,7	33,4	Быстр
7211	55	100	2,5	23	57,9	46,1	Тих

4.3 Расчет корпуса редуктора

Толщина стенки корпуса редуктора

Толщина стенки крышки редуктора

Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса:

Толщина нижнего пояса (фланца) крышки корпуса:

Толщина нижнего пояса корпуса без бобышки:

Диаметр фундаментных болтов (их число 4):

;

Диаметр болтов у подшипников

Диаметр болтов у подшипников и соединяющих основание корпуса с крышкой соответственно:

;

Размеры штифта:

;

Наименьший зазор между наружной поверхностью колеса и стенкой корпуса: (по торцам и по диаметру соответственно): ;

4.4 Расчет формы зубчатого колеса

Данные о форме зубчатого колеса представлены в табл. 4.2:

Таблица 4.2 - Зубчатое колесо

Элемент колеса	Размер
Обод	Диаметр
	Толщина
	Ширина
Ступица	Диам. внутр.
	Диам. наруж.
	Толщина
	Длина
Диск	Толщина
	Радиусы закруглений и уклон
	Отверстия	D=25
f=2 - размер фаски на торцах зубьев. .

5. Смазка редуктора

5.1 Выбор смазки редуктора

Смазка зубчатых зацеплений и подшипников уменьшает потери на трение, предотвращает повышенный износ и нагрев двигателей.

Применяем непрерывное смазывание жидким маслом картерным непроточным способом (окунанием) в зубчатых зацеплениях.

Подшипники смазываются этим же маслом путем разбрызгивания, образования масляного тумана и растекания масла по валам.

Определив вид смазывания зацепления и подшипников, выберем тип масла [4. стр. 253. таб. 10.8]:

Рекомендуемый сорт масла: И-30А (индустриальное, без присадок, класс кинематической вязкости - 28).

5.2 Расчет требуемого объема масла

Расчетный объем:

Здесь h=35 мм; b=80 мм; a=300 мм.

литров.

мм33,4 л.

Необходимый обьем:

V = (0,25-0,5)·1 кВт = 0,5·5,5 = 2,75 ? 3 л.

6. Сборка редуктора

Сборку редуктора начинаем с валов. Насаживаем каждую деталь на вал в том порядке, в каком она должна следовать (смотреть по чертежу).

После того, как на каждом валу были установлены все детали (зубчатое колес, втулки, кольца, подшипники, и др.), устанавливаем валы в корпус редуктора таким образом, чтобы концы крышек вошли в пазы корпуса.

Верхний фланец покрыть слоем герметика и закрепить на нем крышку редуктора с помощью двух конических штифтов.

Прикрутить крышку редуктора.

Через смотровое окно в корпусе редуктора залить масло и провести пробный запуск, предварительно закрепив редуктор на раме, а саму раму на полу рабочего цеха.

Список использованных источников

1. Решетов С.Ю., Клещарева Г.А., Кушнаренко В.М., Кинематический расчет силового привода: Методические указания по курсовому проектированию для студентов инженерно-технических специальностей. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2005.-29с.

2.Чирков Ю.А., Узяков Р.Н., Васильев Н.Ф., Ставишенко В.Г., Решетов С.Ю., Расчет закрытых передач: Методические указания по расчету передач в курсовых проектах. - Оренбург:ГОУ ОГУ, 2006.-34с.

3. Дунаев П.Ф., Леликов О.П., Конструирование узлов и деталей машин. - М.: «Высшая школа», 1985.-416с.

4. «Проектирование механических передач»: Учебно-справочное пособие для втузов/ С. А. Чернавский, Г. А. Снесарев, Б. С. Козинцов и др. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1984. - 560 с., ил.

5. Кушнаренко В.М., Ковалевский В.П., Чирков Ю.А., Основы проектирования передаточных механизмов: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. - Оренбург: РИК ГОУ ОГУ, 2003.-251с.

6. Шейнблит А.Е., Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для техникумов. - М.: «Высшая школа», 1991.-432с.

7. Стандарт предприятия: Общие требования и правила оформления выпускных квалификационных работ, курсовых проектов (работ), отчетов по РГР, по УИРС, по производственной практике и рефератов. - М.: ОГУ, 2000. - 62с.

8. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов/ Чернавский С.А., Боков К.Н., Чернин И.М. - М.: Машиностроение, 1988.-416с.

9. Цехнович Л.И., Петриченко И.П., Атлас конструкций редукторов: Учебное пособие. - К.:»Выща школа», 1990.-151с.

10. Чирков Ю.А., Узяков Р.Н., Васильев Н.Ф., Расчет подшипников качения в курсовых проектах для студентов немеханических специальностей. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004.-15с.

11. Кушнаренко В.М., Фот А.П., Ковалевский В.П., Валы передач: Методические указания для студентов. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 1989.-55с.

Размещено на Allbest.ru