Проектирование механического привода с червячно-цилиндрическим редуктором - Курсовая работа

Целью выполнения проекта является закрепление знаний, полученных из ранее освоенных дисциплин и использование их при проектировании механического привода.В механический привод (рисунок 1.1), входят электродвигатель 1, ременная передача и редуктор. Ременная передача включает в себя ведущий 2 и ведомый 3 шкивы, ремень 4. Червячно-цилиндрический редуктор состоит из двух передач.КПД быстроходной червячной передачи;Общее передаточное число привода: (2.2.1) где - синхронная частота вращения вала электродвигателя, об/мин; Из условия рационального соотношения размеров диаметров ведомого шкива ременной передачи и редуктора рекомендуется принять II.I, источник) в зависимости от передаточного числа выбираем число заходов червяка. В зависимости от числа заходов червяка выбираем КПД быстроходной передачи редуктора: . По потребной мощности выбираем тип электродвигателя так, чтобы где - номинальная мощность электродвигателя, указанная в каталоге.Частота вращения входного вала, об/мин Частота вращения промежуточного вала, об/мин: (2.3.2)Мощность на входном валу, КВТ: . Мощность на промежуточном валу, КВТ: .Ременная передача является быстроходной ступенью привода, понижающей частоту вращения вала электродвигателя. Расчет ременной передачи заключается в определении геометрических размеров, сил, действующих на валы и долговечности. Межосевое расстояние, мм, Длина ремня, мм, Угол обхвата меньшего шкива, град., Скорость ремня, м/с, В зависимости от скорости выбирается тип ремня. Коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата меньшего шкива, Коэффициент, учитывающий влияние скорости ремня, Коэффициент Ср, учитывающий, влияние режима работы, выбирается из прил. При проверке на прочность определяется максимальное напряжение в сечении, набегающем на ведущий шкив: где ?1 - напряжение, обусловленное величиной силы Ft , действующей в ведущей ветви ремня передачи, Н/мм2, ?0 - напряжение от предварительного натяжения, принимаемое для плоских прорезиненных ремней равным 1,8 Н/мм;Быстрая ступень редуктора червячная с архимедовым червяком, тихоходная - цилиндрическая с прями зубьями.Выбор материала зависит от скорости скольжения витков резьбы червяка по зубьям колеса. Материалы зубчатых венцов червячных колес в зависимости от антизадирных и антифрикционных свойств подразделяют на три группы. К первой группе относятся оловянные бронзы (БРОФ10-1, БРОНФ, БРОЦС5-5-5), используемые при скоростях скольжения vck > 5 м/с, ко второй - безоловянные бронзы и латуни, используемые при vck = 2 - 5 м/с, к третьей группе - мягкие серые чугуны, используемые при vck <2 м/с (прил., табл. Сведения о выбранных материалах для червяка и червячного колеса представлены в табл. (4.2.1) где z2 - число зубьев червячного колеса (при расчете значение z2 округлить до целого), минимальное число зубьев колеса в силовой червячной передаче z2 ? 28;В связи с тем, что поверхностное разрушение зубьев зависит от контактных напряжений, а поломка - от напряжений изгиба, зубья червячных колес проверяют на прочность по контактным напряжениям и напряжениям изгиба.В процессе эксплуатации происходит износ зуба колеса, т. е. уменьшение сечения зуба, образование повышенных зазоров в зацеплении, увеличение динамических нагрузок. Для предупреждения поломки зуба выполняется проверка по напряжениям изгиба. Должно выполняться условие: Расчетное напряжение на изгиб, МПА, (4.2.19) где YF - коэффициент формы зуба, зависящий от эквивалентного числа зубьев zv2, (4.2.20)По сравнению с другими материалами они в наибольшей степени обеспечивают контактную прочность и прочность зубьев на изгиб. В зависимости от твердости стальные зубчатые колеса разделяют на две группы: твердостью НВ > 350 (с объемной закалкой, закалкой т.в.ч., цементацией, азотированием); твердостью НВ ? 350 (зубчатые колеса нормализованные или улучшенные). KH? - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, зависящий от параметра ?bd, (4.3.2) где ?ba - коэффициент ширины зубчатого колеса относительно межосевого расстояния. В качестве допускаемого контактного напряжения для прямозубой передачи принимают допускаемое контактное напряжение зубчатого колеса, МПА: (4.3.3) где - пределы контактной усталости поверхностей зубьев соответствующие базовому числу циклов напряжений колеса, МПА, (4.3.4) где HB4 - твердость материала колеса, МПА; базовое число циклов напряжений, соответствующее пределу выносливости, миллионов циклов, (4.3.6)Рабочее контактное напряжение, МПА: (4.3.23) где ZE - коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес, изготовленных из стали; ZH - коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления, (4.3.24) где ?t - делительный угол профиля в торцовом сечении, град, ?t? - угол зацепления, град; KHV - коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, (4.3.28) где ?HV - удельная окружная динамическая сила, Н/мм, (4.3.29) где ?Н - коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи; KН? - коэффициент, учитывающий нер

Содержание

Введение

1 Схема привода

2 Кинематический расчет и выбор электродвигателя

2.1 Общий КПД привода

2.2 Определение передаточного числа и распределение его между типами и ступенями передач

2.3 Частоты и угловые скорости вращения валов редуктора

2.4 Мощности и вращающие моменты на валах редуктора

3 Расчет плоскоременной передачи

4 Расчет и конструирование редуктора

4.1 Материалы червяка и червячного колеса

4.2 Определение геометрических и кинематических параметров быстроходной ступени редуктора

4.2.1 Проверочный расчет зубьев колеса на контактную прочность

4.2.2 Расчет зубьев червячного колеса на прочность при изгибе

4.3 Расчет тихоходной ступени редуктора

4.3.1 Материалы зубчатых колес

4.3.2 Определение и кинематических параметров тихоходной ступени редуктора

4.3.2.1 Проверочный расчет зубьев колеса на контактную прочность

4.3.2.2 Расчет зубьев на проносить при изгибе

4.4 Ориентировочный расчет и конструирование валов

4.4.1 Входной вал

4.4.2 Промежуточный вал

4.4.3 Выходной вал

4.5 Выбор подшипников качения

4.6 Конструирование червячного и зубчатых колес

4.7 Конструирование корпуса редуктора

4.8 Конструирование стакана

4.9 Конструирование крышек подшипников

4.10 Компоновочная схема редуктора

4.11 Расчет валов на совместное действие изгиба и кручения

4.12 Расчет вала на сопротивление усталости

4.13 Расчет подшипников качения

4.14 Проверка прочности шпоночных соединений

4.15 Расчет фланцевой муфты

4.16 Определение марки масла для зубчатых передач и подшипников

4.17 Рекомендуемые посадки деталей

Заключение

Библиографический список

Целью выполнения проекта является закрепление знаний, полученных из ранее освоенных дисциплин и использование их при проектировании механического привода.

Задачей работы является подбор электродвигателя, выполнение кинематического расчета, расчет ременной передачи и редуктора, определение геометрических и конструктивных размеров деталей и проверок их на прочность.

При выполнении графической части проекта использованы результаты проведенных расчетов.

Поставленные задачи решались с учетом изменений в действующих стандартах и рекомендаций, учитывающий опыт создания и эксплуатации подобных устройств.