Проектирование привода с коническо-цилиндрическим редуктором
Кинематический, энергетический расчёт редуктора. Расчёт на допускаемые контактные и изгибные напряжения. Расчёт первой ступени редуктора – коническая передача, второй ступени редуктора – цилиндрическая передача. Ориентировочный расчёт валов, подшипников.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.04.2012 |
| Размер файла | 1,1 M |
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/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Самарский государственный аэрокосмический университет
имени академика С.П. Королева» (СГАУ)
Проектирование привода с коническо-цилиндрическим редуктором
Пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине “Детали машин”
Выполнил Ерисов Я.А.
группа 434
Проверил Захаров Ю.А.
Самара 2006
Задание к курсовому проекту
Вариант №7-1
Мощность на выходном валу кВт
Частота вращения выходного вала об/мин
Расчетная долговечность ч
Технические условия:
1. Характер и режим нагрузки: привод работает спокойно без толчков и вибраций.
2. Производственные возможности завода-изготовителя: привод изготавливается крупной серией с возможностью применения штамповки, стального и чугунного литья и различных видов термической и химикотермической обработки.
Питание электромотора от сети трехфазного тока напряжением 220/380 В.
Допускается рациональное изменение схемы привода.
Содержание
1. Кинематический и энергетический расчет редуктора
1.1 Расчет мощности на валах
1.2 Подбор электродвигателя
1.3 Определение общего передаточного числа редуктора
1.4 Определение частоты вращения на валах
1.5 Определение крутящих моментов
2. Расчет на допускаемые контактные и изгибные напряжения
2.1 Выбор материала
2.2 Определение допускаемых контактных напряжений
2.3 Определение допускаемых изгибных напряжений
3. Расчет первой ступени редуктора - коническая передача
3.1 Проектировочный расчет первой ступени
3.2 Геометрический расчет первой ступени
3.3 Проверочный расчет первой ступени
4. Расчет второй ступени редуктора - цилиндрическая передача
4.1 Проектировочный расчет второй ступени
4.2 Геометрический расчет второй ступени
4.3 Проверочный расчет второй ступени
5. Ориентировочный расчет валов
6. Ориентировочный подбор подшипников
7. Проектировочный расчет валов
7.1 Ведущий вал
7.2 Промежуточный вал
7.3 Ведомый вал
8. Расчет подшипников на долговечность
8.1 Ведущий вал
8.2 Промежуточный вал
8.3 Ведомый вал
9. Уточненный расчет валов
9.1 Ведущий вал
9.2 Промежуточный вал
9.3 Ведомый вал
10. Расчет шпоночных соединений
10.1 Ведущий вал
10.2 Промежуточный вал
10.3 Ведомый вал
11. Смазка редуктора
12. Компьютерный расчет редуктора
12.1 Расчет конической передачи
12.2 Расчет цилиндрической передачи
12.3 Расчет ременной передачи
13. Схематическое изображение передач редуктора
Список использованной литературы
1. Кинематический и энергетический расчет редуктора
1.1 Расчет мощности на валах
привод конический цилиндрический редуктор
кВт
кВт
кВт
кВт
1.2 Подбор электродвигателя
Выбираем трехфазный асинхронный электродвигатель серии 4А (исполнения 1М 1081 1М 1082 по ГОСТ 19523-81): типоразмер двигателя 4А100S2У3, мощность кВт, синхронная частота вращения об/мин.
|
Тип |
Число полюсов |
, мм |
, мм |
, мм |
, мм |
, мм |
, мм |
, мм |
, мм |
, мм |
, мм |
Масса, кг |
|
|
4А100S |
2 |
427 |
365 |
265 |
235 |
28 |
12 |
60 |
63 |
112 |
160 |
36 |
1.3 Определение общего передаточного числа редуктора
1.4 Определение частоты вращения на валах
об/мин
об/мин
об/мин
1.5 Определение крутящих моментов
Н мм
Н мм
Н мм
2. Расчет на допускаемые контактные и изгибные напряжения
2.1 Выбор материала
Выбираем сталь марки 45: термообработка - нормализация, твердость зубьев -
2.2 Определение допускаемых контактных напряжений
МПа
циклов
циклов
циклов
МПа
2.3 Определение допускаемых изгибных напряжений
МПа
циклов
циклов
циклов
(реверс)
МПа
3. Расчет первой ступени редуктора - коническая передача
об/мин
Н мм
8 степень точности
МПа
МПа
3.1 Проектировочный расчет первой ступени
мм
мм
м/с
мм
3.2 Геометрический расчет первой ступени
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мммм
3.3 Проверочный расчет первой ступени
4. Расчет второй ступени редуктора - цилиндрическая передача
об/мин
Н мм
8 степень точности
МПа
МПа
4.1 Проектировочный расчет второй ступени
мм
мм
мм
мм
м/с
мм
4.2 Геометрический расчет второй ступени
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
4.3 Проверочный расчет второй ступени
5. Ориентировочный расчет валов
мм
мм
мм
мм
мм
мм
6. Ориентировочный подбор подшипников
|
Вал |
Подшипник |
, Н |
, Н |
||
|
мм |
46304 |
17800 |
9000 |
||
|
мм |
36204 |
15700 |
8310 |
||
|
мм |
206 |
19500 |
10000 |
7. Проектировочный расчет валов
Силы, действующие в зацеплениях:
Н
Н
Н
Н
Н
Н
7.1 Ведущий вал
Размещено на http://www.allbest.ru/
Плоскость xz:
Н
Н
Проверка:
Плоскость yz:
Н
Н
Проверка:
Суммарные реакции:
НН
7.2 Промежуточный вал
Плоскость xz:
Н
Н
Проверка:
Плоскость yz:
Н
Н
Проверка:
Суммарные реакции:
НН
Размещено на http://www.allbest.ru/
7.3 Ведомый вал
Размещено на http://www.allbest.ru/
Плоскость xz:
Н
Н
Проверка:
Плоскость yz:
Н
Н
Проверка:
Суммарные реакции:
НН
8. Расчет подшипников на долговечность
8.1 Ведущий вал
На ведущем валу стоят радиально-упорные подшипники №46304: Н, Н.
Н
Н
Н;Н
Н
Н
ч
8.2 Промежуточный вал
На промежуточном валу стоят радиально-упорные подшипники №36204: Н, Н.
Н
Н
Н;
Н
Н
Н
ч
8.3 Ведомый вал
На ведомом валу стоят радиальные подшипники №206: Н, Н.
Н
ч
9. Уточненный расчет валов
Материал валов - сталь 45, термообработка - нормализация: МПа, МПа, МПа, МПа, МПа, , , , , .
Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения - по отнулевому (пульсирующему).
9.1 Ведущий вал
Сечение А - А (ослаблено шпоночной канавкой):
мм
, где мм3
МПа;
мм
,
где мм3
МПа
9.2 Промежуточный вал
Сечение А - А (ослаблено шпоночной канавкой):
мм
,
где мм3
МПа;
мм
,
где мм3
МПа
Сечение Б - Б (переход от 26 мм к 36 мм):
; ;
; где
, где мм3
МПа;
; где
, где мм3
МПа
9.3 Ведомый вал
Сечение А - А (ослаблено шпоночной канавкой):
мм
, где мм3
МПа;
мм
,
где мм3
МПа
10. Расчет шпоночных соединений
Материал шпонок - сталь 45 нормализованная, МПа.
10.1 Ведущий вал
Шпонка под шкивом: мм, мм, мм, мм, мм.
МПа
Шпонка под шестерней: мм, мм, мм, мм, мм.
МПа
9.2 Промежуточный вал
Шпонка под колесом: мм, мм, мм, мм, мм.
МПа
Шпонка под шестерней: мм, мм, мм, мм, мм.
МПа
9.3 Ведомый вал
Шпонка под колесом: мм, мм, мм, мм, мм.
МПа
11. Смазка редуктора
Смазка зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 мм. Объем масляной ванны определяем из расчета 0,25 дм3 на 1 кВт передаваемой мощности: дм3.
Скорость конического колеса м/с, следовательно, вязкость сСт; скорость цилиндрического колеса м/с, следовательно, вязкость сСт. Выберем среднюю вязкость сСт. По вязкости выбираем масло И-70А по ГОСТ 20799 - 75.
Подшипники смазываем пластичной смазкой, которую закладывают в подшипниковые камеры при сборке. Периодически смазку пополняют шприцем через прессмасленки. Сорт смазки - УТ-1.
12. Компьютерный расчет редуктора
12.1 Расчет конической передачи
Исходные данные.
|
Крутящий момент на валу шестерни |
15687,79 Н мм |
|
|
Ресурс работы |
9000 ч |
|
|
Номер типового режима нагружения |
0 |
|
|
Передаточное отношение |
2,3 |
|
|
Степень точности передачи |
8 |
|
|
Частота вращения шестерни |
2000 об/мин |
|
Число нагружений за один оборот зуба шестернизуба колеса |
11 |
|
|
Угол между осями колес |
90° |
|
|
Угол наклона зубьев |
0° |
|
|
Передача - реверсивная |
Характеристики материалов.
Способ термообработки колеса и шестерни - улучшение, твердость на поверхности - HB 200
Коэф. безоп. по контак. напряж. шестерниколеса |
1,11,1 |
|
Допускаемое контактное напряжение для шестернидля колесадля передачи |
427,2727 МПа427,2727 МПа427,2727 МПа |
|
|
Коэф. эквивал. по изгибным напряж. |
1,0 |
|
Базовый предел выносливости зубьев шестерниколеса |
360МПа360МПа |
|
Эквивал. число циклов напряжений в шестернев колесе |
1.08Е+094.695652Е+09 |
|
Коэф. долговечности шестерниколеса |
1,01,0 |
|
Коэф. безоп. по напряж. изгиба шестерниколеса |
1,651,65 |
|
Допускаемое изгибное напряжение для шестернидля колеса |
152,7273 МПа152,7273 МПа |
Размеры передачи.
|
Внешнее конусное расстояние |
105,7025 мм |
|
|
Ширина зуба колеса |
19 мм |
|
|
Окружной модуль на внешнем торце |
2 мм |
|
|
Средний нормальный модуль |
1,82025 мм |
|
|
Передаточное число передачи |
2,309524 |
|
Число зубьев шестерниколеса |
4297 |
|
Внешний делительный диаметр шестерниколеса |
84 мм194 мм |
|
Внешний диаметр вершин зубьев шестерниколеса |
87,67068 мм195,5894 мм |
|
Угол делительного конуса шестерниколеса |
23,41212°66,58788° |
|
Угол конуса вершин шестерниколеса |
24,71281°67,88857° |
|
Угол конуса впадин шестерниколеса |
22,11143°65,28719° |
|
Расстояние от вершин до плоскости внешней окружности вершин зубьев шестерниколеса |
96,20531 мм40,16466 мм |
Характеристики прочности передачи.
|
Окружная скорость зубьев |
8,796453 м/с |
|
|
Коэф. динамической нагрузки |
1,4 |
|
|
Коэф. ширины зуба колеса |
0,2261905 |
|
|
Коэф. неравномерности распределения нагрузки |
1 |
|
|
Коэф. нагрузки по контактным напряжениям |
1,4 |
|
|
Коэф. нагрузки по изгибным напряжениям |
1,26161 |
|
|
Рассчитанное контактное напряжение |
314,3873 МПа |
|
Эквивал. число зубьев шестерниколеса |
45,76805244,1217 |
|
Коэф. формы зуба шестерниколеса |
3,6753,6 |
|
Напряжение изгиба зуба шестерниколеса |
58,91029 МПа57,70804 МПа |
|
12.1 Расчет цилиндрической передачи
Исходные данные.
|
Крутящий момент на валу шестерни |
34302,74 Н мм |
|
|
Ресурс работы |
9000 ч |
|
|
Номер типового режима нагружения |
0 |
|
|
Передаточное отношение |
3 |
|
|
Степень точности передачи |
8 |
|
|
Частота вращения шестерни |
869,5652 об/мин |
|
Число нагружений за один оборот зуба шестернизуба колеса |
11 |
|
|
Угол наклона зубьев |
0° |
|
|
Передача - реверсивная |
Характеристики материалов.
Способ термообработки колеса и шестерни - улучшение, твердость на поверхности - HB 200
Коэф. безоп. по контак. напряж. шестерниколеса |
1,11,1 |
|
|
Коэф. эквивал. по контак. напряж. |
1,0 |
|
Допускаемое контактное напряжение для шестернидля колесадля передачи |
427,2727 МПа427,2727 МПа427,2727 МПа |
|
|
Коэф. эквивал. по изгибным напряж. |
1,0 |
|
Базовый предел выносливости зубьев шестерниколеса |
360МПа360МПа |
|
Эквивал. число циклов напряжений в шестернев колесе |
470.Е+06157.Е+06 |
|
Коэф. долговечности шестерниколеса |
1,01,0 |
|
Коэф. безоп. по напряж. изгиба шестерниколеса |
1,61,6 |
|
Допускаемое изгибное напряжение для шестернидля колеса |
152,7273 МПа152,7273 МПа |
Размеры передачи.
|
Межосевое расстояние |
130 мм |
|
|
Ширина зуба колеса |
37 мм |
|
|
Угол наклона зубьев |
0 |
|
|
Модуль зацепления |
1,5 мм |
|
Число зубьев шестерниколеса |
42126 |
|
|
Передаточное число |
3 |
|
Коэф. смещения шестерниколеса |
1,51,45562 |
|
Делительный диаметр шестерниколеса |
63 мм189 мм |
|
Начальные диаметры шестерниколеса |
65 мм195 мм |
|
Диаметр выступов зубьев шестерниколеса |
69,63314 мм195,5 мм |
Характеристики прочности передачи.
|
Коэф. торцевого перекрытия |
1,245227 |
|
|
Коэф. осевого перекрытия |
0 |
|
|
Окружная скорость |
2,959469 м/с |
|
|
Коэф. нагрузки по контактным напряжениям |
1,25 |
|
|
Рассчитанное контактное напряжение |
397,5447 МПа |
|
Эквивал. число зубьев шестерниколеса |
42126 |
|
Коэф. формы зуба шестерниколеса |
3,293,47 |
|
|
Коэф. нагрузки по изгибным напряжениям |
1,143501 |
|
|
Коэф. учитывающий наклон зубьев |
1 |
|
Напряжение изгиба зуба шестерниколеса |
71,54591 МПа75,46028 МПа |
12.3 Расчет ременной передачи
Геометрия ременной передачи.
|
Мощность, предаваемая ременной передачей |
4 кВт |
|
|
Частота вращения электродвигателя |
3000 об/мин |
|
|
Предварительное передаточное число передачи |
1,5 |
|
|
Обозначение принятого ремня |
А |
|
|
Высота ремня |
8 мм |
|
|
Ширина ремня по среднему сечению |
11 мм |
|
|
Масса 1 м |
0,105 кг/м |
|
|
Диаметр малого шкива |
90 мм |
|
|
Рассчитанный диаметр большего шкива |
132,975 мм |
|
|
Принятый диаметр большего шкива |
140 мм |
|
|
Передаточное число передачи |
1,579244 |
|
|
Рассчитанная длина ремня |
735,306 мм |
|
|
Принятая длина ремня |
800 мм |
|
|
Межцентровое расстояние |
300 мм |
|
|
Угол обхвата на меньшем шкиве |
166,8532° |
Расчет на прочность и долговечность ременной передачи.
|
Приведенная мощность, |
1,5 кВт |
|
|
Приведенная длина, |
1700 мм |
|
|
Коэффициент, учитывающий влияние длины на долговечность |
0,86 |
|
|
Номер типового режима нагружения |
1 |
|
|
Число смен работы редуктора |
2 |
|
|
Поправка к моменту на быстроходном валу |
1,1 |
|
|
Коэффициент, учитывающий разную степень влияния напряжений изгиба |
1,9 |
|
|
Рассчитанное число ремней |
2,074115 |
|
|
Принятое число ремней |
2 |
|
|
Рассчитанное значение предварительного натяжения одного клинового ремня |
153,5338 Н |
|
|
Принятое значение предварительного натяжения одного клинового ремня |
154 Н |
|
|
Рассчитанная долговечность |
9921,623 ч |
13. Схематическое изображение передач редуктора
Размещено на http://www.allbest.ru/
Список использованной литературы
1) Кудрявцев В.Н. “Детали машин”.
2) Чернавский С.А. “Проектирование Механических передач”
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Кинематический и энергетический расчет редуктора. Определение общего передаточного отношения и распределение по ступеням. Выбор материала зубчатых колёс и обоснование термической обработки. Расчёт конической передачи. Предварительный подбор подшипников.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 29.11.2012Типы механических передач. Привод с использованием электродвигателя и редуктора с внешним зацеплением. Выбор электродвигателя и кинематический расчёт. Расчет червячной передачи, валов. Конструктивные размеры шестерен и колёс. Выбор муфт. Сборка редуктора.
курсовая работа [123,3 K], добавлен 26.01.2009Энергетический и кинематический расчёт привода. Клиноременная и зубчатая передачи, выбор электродвигателя. Конструирование основных деталей зубчатого редуктора. Расчет валов на статическую и усталостную прочность. Проверка долговечности подшипников.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 08.03.2009Расчёт основных массовых, силовых и геометрических характеристик устройства межоперационного транспорта. Расчёт энергетических, кинематических и конструкционных характеристик привода. Выбор подшипников качения, манжеты, материалов для передачи редуктора.
дипломная работа [8,1 M], добавлен 28.11.2012Кинематический расчет привода. Определение вращающих моментов вращения валов. Выбор материалов и допускаемых напряжений для зубчатых передач. Расчет зубчатой передачи на выносливость зубьев при изгибе. Расчет валов и подшипников. Подбор посадок с натягом.
курсовая работа [4,3 M], добавлен 09.03.2009Кинематический и силовой расчет привода. Расчет зубчатых колес редуктора. Предварительный расчет валов редуктора. Конструктивные размеры корпуса редуктора, шестерни, колеса. Первый этап компоновки редуктора. Проверка прочности шпоночных соединений.
курсовая работа [151,8 K], добавлен 17.05.2012Расчет цилиндрического редуктора с косозубыми зубчатыми колесами. Привод редуктора осуществляется электродвигателем через ременную передачу. Кинематический расчет привода. Расчет ременной передачи. Расчет тихоходной цилиндрической зубчатой передачи.
курсовая работа [332,8 K], добавлен 09.01.2009В данной курсовой работе рассчитывается мост автомобиля КамАЗ-5511. По данному агрегату производится расчёт вала ведомой конической шестерни, зубчатой передачи и двух подшипников. Расчёт деталей коробки передач. Проверочный расчёт конической передачи.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 03.01.2010Разработка конструкции одноступенчатого цилиндрического редуктора привода галтовочного барабана для снятия заусенцев после штамповки. Энергетический, кинематический и силовой расчеты привода, валов. Эскизная компоновка редуктора, проверочный расчет.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 27.06.2011Расчет первой, второй, третьей и четвертой передачи редуктора. Конструирование зубчатого колеса и шестерни. Расчет передачи заднего хода редуктора (шестерня – шестерня паразитная, шестерня паразитная - колесо), вала-шестерни, шлицов, подбор подшипников.
курсовая работа [474,2 K], добавлен 09.05.2011
