Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Апреля 2011 в 14:17, курсовая работа
Проектируемый в данной работе привод включает ременную передачу и одноступенчатый цилиндрический редуктор с косозубой передачей. Привод должен обеспечить передачу крутящего момента от электродвигателя к исполнительному устройству с минимальными потерями и заданной угловой скоростью на выходном валу редуктора.
Введение 2
1. Кинематические и энергетические параметры. 3
1.1. Подбор электродвигателя. 3
1.2. Общее передаточное отношение и передаточное отношение ступеней. 3
1.3. Частоты вращения валов. 3
1 4. Мощности, передаваемые валами. 4
1.5. Крутящие моменты, передаваемые валами. 4
2. Расчет цилиндрической зубчатой передачи. 7
2.1. Выбор материалов и определение допускаемых напряжений. 7
2.2. Межосевое расстояние. 9
2.3. Модуль, суммарное число зубьев, ширина зубчатого колеса. 9
2.4. Фактическое передаточное число. 10
2.5.Фактическая окружная скорость. 10
2.6. Проверка зубьев на выносливость по контактным напряжениям. 11
2.7. Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба. 11
2.8. Основные геометрические размеры зубчатых колес. 12
3.Расчет валов. Подбор подшипников. 15
3.1. Ориентировочный расчет валов. 15
3.2. Эскизная компоновка вала. 15
3.3. Расчетные схемы валов. Эпюры изгибающих и сжимающих моментов. 15
3.4. Расчет шпонок на смятие. 16
3.5. Проверка долговечности выбранных подшипников. 16
3.6. Уточненный расчет вала. 17
4.Конструктивный размер корпуса редуктора. 19
5. Конструирование колеса. 20
6. Смазка. 20
7. Сборка редуктора. 21
8. Заключение. 21
9. Литература. 22
10. Спецификация.
d – диаметр вала в месте установки шпонки;
lp – рабочая длина шпонки;
(h
– t1) =
Acм – площадь смятия.
3.5. Проверка
долговечности выбранных
Эквивалентная
нагрузка на подшипник:
где X – коэффициент радиального нагружения в опоре (1);
V – коэффициент вращения (1);
FrA – радиальная нагрузка в опоре;
Y – коэффициент осевого нагружения (0);
FaA – осевая нагрузка в опоре;
KБ – коэффициент безопасности (1,1 ¸ 1,5);
KT
– температурный коэффициент (1,05).
Долговечность
подшипника:
где n – частота вращения вала подшипника;
С – динамическая грузоподъёмность подшипника;
РА – эквивалентная нагрузка;
m
– показатель степени для шарикоподшипников
m = 3.
Суммарный
коэффициент запаса прочности:
где Ss - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям;
St
- коэффициент запаса прочности по касательным
напряжениям;
где s-1, t-1;
ks , kt - коэффициент влияния концентрационных напряжений;
es , et - коэффициент, учитывающий влияние поперечного сечения(масштабный фактор);
sa, ta – амплитудное значение;
ys , yt - коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла;
sm, tm
– симметричный и отнулевой цикл нагружения.
Шарикоподшипник радиальный однорядный легкой серии М | 211 |
Частота вращения вала в об/мин | 154.44 |
Коэффициент безопасности подшипника | 1.3 |
Температура подшипникового узла в град. | 100 |
Температурный коэффициент | 1 |
Радиальная нагрузка на левый подшипник в Кн | 7.27 |
Радиальная нагрузка на правый подшипник в Кн | 0.67 |
Осевая нагрузка на подшипник в Кн | 0 |
Динамическая грузоподъемность в Кн | 43.6 |
Статическая грузоподъемность в Кн | 25 |
Коэффициент радиальной нагрузки | 1 |
Коэффициент осевой нагрузки | 0 |
Эквивалентная динамическая нагрузка в Кн | 9.45 |
Долговечность подшипника в часах | 10598 |
Результаты
расчёта шпонок тихоходного вала
Диаметр участка вала в мм | 60 |
Крутящий момент, передаваемый шпонкой, в Н*М | 535.2 |
Сечение шпонки b*h | 18*11 |
Длина шпонки в мм | 63 |
Глубина шпоночного паза на валу в мм | 7 |
Напряжение смятия на рабочей грани шпонки в МПа | 99.1 |
Диаметр участка вала в мм | 45 |
Крутящий момент, передаваемый шпонкой, в Н*М | 535.2 |
Сечение шпонки b*h | 14*9 |
Длина шпонки в мм | 80 |
Глубина шпоночного паза на валу в мм | 5.5 |
Напряжение смятия на рабочей грани шпонки в МПа | 103 |
Результаты
уточнённого расчёта тихоходного вала
Материал вала Сталь45, термообработка - Нормализация | |
Предел прочности материала вала, МПа | 610 |
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба, МПа | 262 |
Предел выносливости при симметричном цикле кручения, Па | 152 |
Коэффициент асимметрии цикла напряжений кручения | 0.1 |
Фактор шероховатости | 0.95 |
Расстояние от левого торца вала до опасного сечения в мм | 83 |
Диаметр вала в опасном сечении в мм | 45 |
Ширина шпоночного паза, мм | 14 |
Глубина шпоночного паза на валу, мм | 5.5 |
Осевой момент сопротивления, мм куб | 7611 |
Полярный момент сопротивления, мм куб | 16557 |
Масштабный фактор при действии нормальных напряжений Ес | 0.82 |
Масштабный Фактор при действии касательных напряжений Et | 0.71 |
Эффект, коэфф. концентрации напр, для шпон, паза Кс | 1.8 |
Отношение Кс/Ес для шпоночного паза | 2.2 |
Отношение Кс/Ес для посадки с натягом | 2.96 |
Максимальный изгибающий момент в опасном сечении, Н*м | 97.9 |
Крутящий момент в опасном сечении, Н*м | 535.2 |
Виды концентраторов - посадка с натягом, шпоночный паз | |
Амплитудное значение цикла нормальных напряжений, МПа | 12.9 |
Коэффициент запаса прочности по норм, напряжениям | 6.54 |
Эффект, козфф. концентрации напр. для шпон, паза Kt | 1.58 |
Отношений Kt/Et для шпоночного паза | 2.24 |
Амплитудное значение цикла касат. напряжений, МПа | 16.2 |
Среднее значение цикла касат. напряжений в МПа | 16.16 |
Коэффициент запаса прочности по касат. напряжениям | 3.82 |
Суммарный коэффициент запаса прочности | 3.3 |
Толщина
стенки корпуса и крышки редуктора:
во всех случаях: d ³
8мм и d1 ³
8мм.
Толщина
рёбер корпуса:
Толщина
рёбер крышки:
Высота
лапы : 2,5d.
Высота
бобышек: 0,45 Dкр (большей).
Высота
фланцев: 1,5d.
Диаметр болтов:
фундаментных –
в бобышках (у подшипниковых гнёзд) -
на фланцах -
.
5. Конструирование
колеса.
Диаметр
ступицы:
Длина
ступицы:
Толщина ступицы:
где b – ширина
венца.
Толщина обода:
где
- модуль нормальный.
6. Смазка.
В данном редукторе смазка производится путём окунания в масляную ванную. На дно корпуса налито масло, колёса окунаются в масло и несут смазку с соприкасающимся частям. Для уменьшения потерь на перемешивание и разбрызгивание масла тихоходное колесо погружено на 1/3 радиуса, а быстроходное колесо – не более чем на одну или две высоты зуба.
Объём
масла в редукторе:
где Адна – площадь поверхности дна;
hM
– высота масла в корпусе редуктора.
Для
одноступенчатых редукторов объём масла
должен исходить из расчёта 0,2¸0,6 литра масла на 1 кВт
мощности.
Сборку
редуктора производить в
После
сборки проверить передаточное отношение
редуктора. Для этого повернуть
быстроходный вал на такое число
оборотов, за которое тихоходный вал
повернётся на один оборот.
Работа
выполнена в соответствии с заданием.
Спроектирован одноступенчатый редуктор.