Розрахунок і конструювання валів

Частоти обертання та кутові швидкості валів. Розрахунок на втомну міцність веденого вала. Вибір матеріалів зубчатих коліс і розрахунок контактних напружень. Конструювання підшипникових вузлів. Силовий розрахунок привода. Змащування зубчастого зачеплення.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык украинский
Дата добавления 14.05.2013
Размер файла 669,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Вибір електродвигуна. Кінематичний і силовий розрахунок

1.1 Вибір електродвигуна

1.1.1 Загальний К.К.Д. привода

[3], ч.1, с.20, тб.2.11 приймаємо зач=0,97;

ланц=0,9;

підш=0,99.

1.1.2 Необхідна потужність електродвигуна

кВт .

1.1.3 Вибір електродвигуна

По Nнеобх.=5,2 кВт ,nс=3000 хв-1 ,згідно [3], ч.1, с.23, тб.2.4,

вибираємо електродвигун 4А112М4УЗ

хв-1.

Nпасп=5,50 кВт, .

4А-трьохфазний, асинхронний,

коротко замкнутий, закритий, обдуваємий;

160 - висота осі обертання;

М - установочний розмір по довжині станини;

УЗ - кліматичне виконання “умеренная зона”.

1.2 Кінематичний розрахунок

1.2.1 Загальне передаточне число

1.2.2 Розбивка загального передаточного числа

[3], ч.1, с.31, тб.2.6: Uред=3...5, Uланц=2...6.

Приймаємо Uред=3. Тоді

1.2.3 Частоти обертання та кутові швидкості валів

n1=nдв=2850 хв-1;

с-1;

хв-1;

с-1;

п3=300 хв-1;

с-1.

1.3 Силовий розрахунок привода

1.3.1 Крутні моменти на валах

Н м;

Н м;

;

Н м.

1.3.2 Коефіцієнт перевантаження

2. Розрахунок редуктора

2.1 Вибір матеріалів зубчатих коліс і розрахунок допустимих контактних напружень

2.1.1 Для кращого припрацювання зубців коліс необхідно матеріал шестерні вибирати твердіше матеріалу колеса.

.

[3], ч.1, с.153, тб.6.14:

шестерня: Сталь 40Х покращена: HB1 =192…240;

В1=750МПа;

Т1=450 МПа;

колесо: Сталь 40Х покращена: HB2 =170…217;

В2=600 МПа;

Т2=340 МПа;

2.1.2. Границі контактної витривалості поверхонь зуба, що відповідають базовому числу циклів навантаження

; [3], ч.1, с.154, тб.6.5;

МПа;

МПа.

2.1.3 Базове число циклів напружень

[3], ч.1, с.131, рис.6.21:

; .

2.1.4 Еквівалентне число циклів зміни напружень

с=1; ;

год.;

год.;

год.

;

.

2.1.5 Коефіцієнти довговічності

.

, приймаємо kHL1 =1;

.<1,приймаємо kHLI=1;

2.1.6 Границі контактної витривалості поверхонь зуба, що відповідає еквівалентному числу циклів

МПа;

МПа.

2.1.7 Коефіцієнти безпеки

[3], ч.1, с.132: - для зубчастих коліс з нормалізованих, покращених та об”ємнозагартованих сталей.

2.1.8 Допустимі контактні напруження.

МПа;

МПа.

2.2 Проектний розрахунок на контактну міцність

2.2.1 Коефіцієнт ширини колеса

. По [3], ч.1, с.151, тб.6.8 , приймаємо .

2.2.2 Коефіцієнт, що враховує розподіл навантаження по ширині зуба

По [3], ч.1, с.108, рис.6.11 приймаємо .

2.2.3 Орієнтовне значення міжосьової відстані

мм;

[3], ч.1, с.109: ka=495 МПа1/2 .

.

2.2.4 Вибір модуля зачеплення і визначення ширини зубчатих коліс

[3], ч.1, с.152, тб.6.9: приймаємо .

мм.

По [5], т.1, с.364 приймаємо по ряду Ra40: aw=95 мм, bw=b2=38 мм.

Ширина мм. Приймаємо b1=43 мм.

мм. По [3], ч.1, с.110 приймаємо m=1.5 мм.

2.2.5 Визначаємо числа зубців коліс.

.

Приймаємо .

. Приймаємо z1=31.

.

.

2.2.6 Визначення діаметрів коліс.

Згідно [3], ч.1, с.96, тб.6.1:

Початкові діаметри:

мм;

мм.

Діаметри ділильних кіл:

мм;

мм.

Діаметри виступів та впадин

мм;

мм;

мм;

мм.

2.2.7 Колова швидкість

.

2.2.8 Коефіцієнт перекриття

;

2.2.9 Степінь точності

Згідно [3], ч.1, с.151, тб.6.7 приймаємо степінь точності n =8.

Згідно [3], ч.1, с.106 приймаємо В.

2.3 Перевірочний розрахунок на контактну витривалість

2.3.1 Коефіцієнти zн , zм ,z .

[3], ч.1, с.109: ;

[3], ч.1, с.109: МПа1/2;

.

2.3.2 Вихідна розрахункова колова сила

Н.

2.3.3 Коефіцієнти, що враховують нерівномірність розподілу навантаження по довжині зуба та розподілу навантаження між зубцями.

[3], ч.1, с.108, рис.6.11: ;

[3], ч.1, с.111, рис.6.13: .

2.3.4 Коефіцієнт, що враховує динамічне навантаження в зачепленні.

;

;

Н - коефіцієнт, що враховує вплив похибок зачеплення на динамічне навантаження;

[3], ч.1, с.152, тб.6.10: Н=0,006;

[3], ч.1, с.152, тб.6.11: g0=56.

2.3.5 Питома розрахункова колова сила

Н/мм.

2.3.6 Розрахункове контактне напруження

МПа.

2.3.7 Перевірка умови міцності

;

Умова міцності не виконується, повертаємося до пункту 2.1.1.

З метою підвищення допустимого напруження при тій же сталі 45 вибираємо нові значення:

HB1=230;

HB2=200;

; [3], ч.1, с.154, тб.6.5;

МПа;

МПа.

МПа;

МПа.

.

Умова міцності виконується.

2.4 Перевірочний розрахунок на витривалість при згині зуба

2.4.1 Вихідна розрахункова колова сила

Н.

2.4.2 Коефіцієнти форми зуба.

[3], ч.1, с.113, рис.6.14:

Приймаємо:

По =31 ;

По =95 .

2.4.3 Коефіцієнт, що враховує перекриття зубців

;

.

2.4.4 Коефіцієнт нахилу зуба

2.4.5 Питома розрахункова колова сила

[3], ч.1, с.108, рис.6.11: при приймаємо .

.

,

; [3], ч.1, с.114;

g0=56; [3], ч.1, с.152, тб.6.11.

2.4.6 Розрахункові напруження згину.

МПа;

МПа.

2.4.7 Допустимі згинні напруження для розрахунку на витривалість

;

[3], ч.1, с.154, тб.6.16;

;

МПа;

МПа.

[3], ч.1, с.134: .

- коефіцієнт що враховує наявність реверсу.

[3], ч.1, с.134: .

.

2.4.8 Базові та еквівалентні числа циклів

[3], ч.1, с.134:

.

;

.

2.4.9 Коефіцієнт довговічності

, приймаємо

приймаємо .

2.4.10 Границі витривалості зубців при згині, що відповідає еквівалентному числу циклів

МПа;

МПа.

2.4.11 Допустимі напруження при розрахунку на витривалість при згині

МПа;

МПа.

2.4.12 Перевірка умови міцності при згині.

;

.

Умова міцності не виконується. За (Анур'євим ), збільшуємо ширину колеса і шестерні.

2.5 Перевірочний розрахунок зубців при перевантаженні

2.5.1 Максимальні контактні та згинні напруження

МПа;

МПа.

2.5.2 Допустимі напруження при перевантаженнях

Згідно [3], ч.1, с.135:

МПа;

МПа.

2.5.3 Перевірка умови міцності при перевантаженні

;

Умова міцності не виконується. Приймаємо сталь 45 покращену :

МПа;

МПа.

;

.

Умова міцності виконується.

3. Розрахунок і конструювання валів

3.1 Попередній розрахунок валів

3.1.1 Діаметри валів під підшипники з розрахунку на кручення при понижених допустимих напруженнях

[3], ч.2, с.53: МПа Сталь 45.

мм;

Приймаємо згідно [3], ч.2, с.53 мм.

Приймаємо згідно [3], ч.2, с.53 мм.

3.1.2 Конструювання валів

Размещено на http://www.allbest.ru/

а) ведучий вал;

;

мм;

, приймаємо .

[3], ч.2, с.65, тб.3.4:

мм,

приймаємо мм.

[3], ч.2, с.65, тб.3.4:

мм,

приймаємо мм.

Размещено на http://www.allbest.ru/

б) ведений вал;

мм; мм.

[3], ч.2, с.65, тб.3.4:

.

Приймаємо мм.

мм;

мм.

Перша ескізна компоновка

редуктора.

4. Розрахунок ланцюгової

передачі.

; хв-1.

4.1 Вибір числа зубців першої зірочки

Згідно [3], ч.1, с.67:

, .

.

Приймати треба цілі непарні , а ланок ланцюга - цілі парні. Згідно [3], ч.1, с.76, тб.4.5: . Приймаємо .

4.2 Число зубців веденої зірочки

. Приймаємо .

4.3 Уточнення передаточного числа

..

4.4 Визначення кроку ланцюга

мм.

m - число рядів. [3], ч.1, с.73, тб.7.1 приймаємо мм.

.

Таблиця А

V,

0,1

0,4

1,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

[p],МПа

32

28

25

21

17

14

12

10

Попередньо приймаємо орієнтовне значення тиску в шарнірах в залежності від колової швидкості в редукторі.

Приймаючи по таблиці А [p]=14 МПа.

Де - спокійне навантаження;

- вплив міжосьової відстані ланок;

- вплив кута нахилу;

- спосіб регулювання натягу;

- спосіб змащування - періодичний;

- змінність роботи.

4.5 Швидкість ланцюга

тб.А, п.4.6.

4.6 Уточнення значення допустимого тиску

, [p]=11 МПа.

4.7 Перевірка розрахункового тиску в шарнірах

Приймаємо дворядний ланцюг m=2.

4.8 Остаточний вибір ланцюга

Згідно [3], ч.1, с.73, тб.4.1 по ГОСТ-13568-75 приймаємо ланцюг 2ПР-25,4-5670.

Q=56700 Н - руйнівне навантаження;

q=2,6кг.

4.9 Геометричні параметри ланцюгової передачі

, приймаємо , ланок.

мм.

Приймаємо ланок.

; .

мм.

4.10 Перевірка ланцюга по числу ударів.

Згідно [3], ч.2, с.79, тб.4.9.

4.11 Коефіцієнт запасу міцності ланцюга

.

Н;

мм.

Н.

Н;

- коефіцієнт провисання.

[3], ч.1, с.79, тб.4.10.

5. Сили, що діють на вали

5.1 Додаткове навантаження від незрівноваженості колової сили муфти

Н.

[3], ч.1, с.28, тб.2.5: мм.

5.2 Колова сила в шевронному зачепленні

Н.

5.3 Радіальна сила в зачепленні

Н.

5.4 Навантаження, що згинає ведений вал від ланцюгової передачі.

Н.

Згідно [3], ч.2, с.49: .

6. Розрахунок на втомну міцність веденого вала

Размещено на http://www.allbest.ru/

6.1 Реакції опор та згинаючі моменти у вертикальній площині ведучого вала

; ; H.

; ; Н.

:

;

6.2 Реакції опор та згинаючі моменти у горизонтальній площині ведучого вала

; ;

Н.

; ;

Н.

:

6.3 Реакції опор та згинаючі моменти у вертикальній площині веденого вала

; ;

Н.

;

Н.

:

6.4 Реакції опор та згинаючі моменти у горизонтальній площині веденого вала

; ; Н.

; ; Н.

:

6.5 Сумарні згинаючі моменти в небезпечних перерізах веденого вала

6.6 Напруження згину і кручення в небезпечних перерізах

1 переріз:

МПа;

МПа;

2 переріз:

МПа;

МПа.

6.7 Границі витривалості при згині і крученні

Згідно [3], ч.2, с.65, тб.3.5 для Сталі 45:

МПа; МПа.

6.8 Коефіцієнти

1 переріз:

[3], ч.2, с.66, тб.3.6: ; ;

[3], ч.2, с.68, тб.3.7: ;;

[3], ч.2, с.65, тб.3.5: ; .

2 переріз:

[3], ч.2, с.66, тб.3.6: при ; ;

[3], ч.2, с.68, тб.3.7: ;;

[3], ч.2, с.65, тб.3.5: ; .

6.9 Запаси втомної міцності в небезпечних перерізах

1 переріз:

;

;

згідно [3], ч.2, с.55.

2 переріз:

;

;

згідно [3], ч.2, с.55.

7. Розрахунок та вибір підшипників

7.1. Ведучий вал

7.1.1 Еквівалентне динамічне навантаження

H;

згідно [3], ч.2, с.99.

Н;

Н;

Приймаємо Н.

Згідно [3], ч.2, с.137, тб.5.16 - спокійне навантаження;

- t<100.

Приведене еквівалентне навантаження:

Н.

7.1.2 Довговічність підшипників

Попередньо приймаємо:

Згідно [3], ч.2, с.148, тб.5.28 по мм №104 кН.

Згідно [3], ч.2, с.163, тб.5.39:

Згідно [3], ч.2, с.148, тб.5.28 по мм №1000904 кН.

Згідно [3], ч.2, с.163, тб.5.39:

по Так як нам необхідно , то підшипники потребуватимуть однієї заміни через 2500 год.

7.2 Ведений вал

7.2.1 Еквівалентне динамічне навантаження

Н;

Н;

Приймаємо Н.

Приведене еквівалентне навантаження:

Н.

7.2.2 Довговічність підшипників

Попередньо приймаємо:

Згідно [3], ч.2, с.141, тб.5.23 по мм N105 Н.

по

8. Вибір муфти

8.1 Вибір типу і розмірів муфти

Вибираємо по ГОСТ 21424-75 МУВП (муфта пружна втулково-пальцева).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 5-Муфта пружна втулково-пальцева

Згідно [3], ч.1, с.28, тб.2.5:

З п.3.1.2.а)

Згідно [3], ч.2, с.208, тб.6.13 вибираємо:

Згідно [3], ч.2, с.210, тб.6.14 вибираємо:

Другу півмуфту беремо з укороченою маточиною мм і зменшеною обточкою маточини мм. Згідно [3], ч.2, с.208, тб.6.13 приймаємо мм. Всі інші розміри цієї півмуфти вибираємо по мм.

8.2.1 Перевірочний розрахунок пальця на згин

Згідно [3], ч.2, с.189.

мм.

Умова міцності виконується.

8.2.2 Перевірочний розрахунок втулки на зминання.

Згідно [3], ч.2, с.189.

Умова міцності виконується.

підшипниковий зубчатий вал обертання

9. Вибір і перевірка шпоночних з`єднань

9.1 Ведучий вал

Размещено на http://www.allbest.ru/

Згідно [3], ч.2, с.78, тб.4.1 по мм

приймаємо

Згідно примітки приймаємо

МПа.

мм.

по мм

приймаємо

9.2 Ведений вал

Для колеса.

Згідно [3], ч.2, с.78, тб.4.1 по мм

приймаємо

Згідно примітки приймаємо

мм.

Для зірочки.

Згідно [3], ч.2, с.78, тб.4.1 по мм приймаємо

Згідно примітки приймаємо .

мм.

10. Вибір системи змащення

10.1 Змащування зубчастого зачеплення

Картерне змащування здійснюється зануренням зубчастого колеса на 3...4 модуля, але не менше ніж 10 мм.

При глибина занурення .

При глибина занурення.

При глибина занурення .

При глибина занурення .

10.1.1 Об'єм мастила

л.

Отриманий об'єм мастила в результаті розрахунків (2.25л), не відповідає об'єму мастила, який вийшов при проектуванні редуктора (1л). В результаті приймаємо Q=1л.

10.1.2 Вибір мастила

Згідно [3], ч.2, с.130, тб.5.10 вибираємо турбінне масло Т30.

10.2 Змащення підшипників

При - змащення розбризкуванням. При - консистентне змащення.

Вибираємо при змащення розбризкуванням.

10.2.1 Конструювання підшипникових вузлів.

Конструкцію підшипникових вузлів вибираємо згідно, ч.2, с.112-122.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Енерго-кінематичний розрахунок привода тягового барабана та орієнтований розрахунок валів. Вибір матеріалів зубчатих коліс, визначення допустимих напружень на контактну міцність і на деформацію згину. Розрахунок клинопасової та зубчатої передачі.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 18.05.2010

  • Конструктивні розміри корпуса редуктора. Розрахунок кінематичних і енергосилових параметрів на валах привода. Перевірка міцності шпонкових з’єднань. Вибір матеріалів для змащування та опис системи змащування зачеплення. Уточнений розрахунок валів.

    курсовая работа [1002,6 K], добавлен 17.04.2015

  • Кінематичний і силовий розрахунок передачі. Вибір матеріалу й визначення допустимих напружень. Перевірочний розрахунок зубців передачі на міцність. Конструктивна розробка й розрахунок валів. Підбір та розрахунок підшипників. Вибір змащення редуктора.

    курсовая работа [2,2 M], добавлен 08.01.2013

  • Розрахунок закритої прямозубої циліндричної передачі. Підбір підшипників валів редуктора. Вибір мастила зубчастого зачеплення. Перевірочний розрахунок веденого вала. Вибір електродвигуна та кінематичний розрахунок передачі. Порядок складання редуктора.

    курсовая работа [2,6 M], добавлен 26.05.2015

  • Розрахунок параметрів привода, плоскопасової передачі, тихохідної та швидкохідної ступенів, ведучого, проміжного та веденого валів. Вибір електродвигуна. Підбір підшипників і шпонок. Конструювання корпуса та кришки редуктора, зубчастих коліс та шківів.

    курсовая работа [5,7 M], добавлен 05.06.2014

  • Вибір конкретного типорозміру електродвигуна. Кінематичний розрахунок швидкості обертання валів. Співвісна реверсивна циліндрична зубчаста передача. Перевірка на динамічну вантажність підшипника та кріплення корпусу привода. Змащування зубчастих коліс.

    курсовая работа [290,8 K], добавлен 30.06.2015

  • Вибір електродвигуна, кінематичний та силовий розрахунок приводу до стрічкового конвеєра. Розрахунок механічних та клинопасових передач, зубів на витривалість при згині, валів редуктора, шпонкових з’єднань. Обрання мастила та підшипників для опор валів.

    курсовая работа [611,9 K], добавлен 11.02.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.