Проектирование механического привода с цилиндрическим соосным редуктором - Курсовая работа

Целью выполнения проекта является закрепление знаний, полученных из ранее освоенных дисциплин и использование их при проектировании механического привода.1.1) входят электродвигатель 1, ременная передача и редуктор. Ременная передача включает в себя ведущий 2 и ведомый 3 шкивы, ремень 4. Зубчатые колеса быстроходной 5 и тихоходной 6 ступеней насажены на входной 7, промежуточный 8 и выходной 9 валы. Зубчатые колеса, валы и подшипники расположены внутри закрытого чугунного корпуса II. Ввиду того, что входной и выходной валы располагаются по одной оси, для размещения их подшипников внутри корпуса имеется опора 14, укрепленная ребром жесткости 15.Общее передаточное число привода можно представить и как произведение: U = UP UБ UT; (2.4) где UP, UБ, UT - передаточные числа ременной передачи, быстроходной и тихоходной ступеней редуктора соответственно. Из условия рационального соотношения размеров диаметра ведомого шкива ременной передачи и редуктора рекомендуется в расчетах принимать.Частоты, об/мин: - входной вал (2.8) об/мин; промежуточный вал ; (2.9) об/мин;Мощности, КВТ: Р1 = Рп ?р; (2.15)При выполнении расчетов следует помнить, что ведущим валом ременной передачи является вал электродвигателя, ведомым - входной вал редуктора. Расчет клиноременной передачи приведен ниже. Получившееся число округляем до стандартного числа: d2 = 315 мм. коэффициент, учитывающий влияние длины ремня; коэффициент, учитывающий режим работы передачи;Основным материалом для изготовления зубчатых колес служат термически обработанные стали. По сравнению с другими материалами они в наибольшей степени обеспечивают контактную прочность и прочность зубьев на изгиб. В зависимости от твердости (или термообработки) 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). Однако колеса из таких материалов плохо прирабатываются, поэтому требуют повышенной точности изготовления, повышенной жесткости валов и опор. Исправление формы зубьев требует осуществления дополнительных операций: шлифовки, притирки, обкатки.При расчете передач следует считать, что редуктор выполняется в виде самостоятельного механизма. Поэтому в соответствии с ГОСТ 21354-87 основным параметром передачи является межосевое расстояние а? Межосевые расстояния быстроходной а?б и тихоходной а?т передач (ступеней) редуктора этого типа равны между собой. Кн? - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, принимаемый из графика (рис. (Ut 1); (4.2) где: ?ba - коэффициент ширины венца зубчатого колеса относительно межосевого расстояния, принимаемый из ряда: 0,4; 0,5; 0,63; 0,8; 1,0. Принимаем ?ba = 0,4. ?bd = 0,5 . 0,4 . (2,44 1) = 0,688. ?нр = ; (4.3) где: ?нр - контактное напряжение, для прямозубой передачи, МПА. ?нlimb4 - предел контактной усталости поверхности зубьев, соответствующий базовому числу циклов напряжений колеса, МПА. ?нlimb4 = 2 . НВ4 70; (4.4) где: НВ4 - твердость материала колеса (принимаем из таблицы 4.1), МПА. ?нlimb4 = 2 . 220 70 = 510 МПА;; (4.25) где: ZE = 190 - коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес, изготовленных из стали. ZH - коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления. Z? - коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий прямозубой передачи: Z? = ; (4.28) где: ?? - коэффициент торцового перекрытия; KHV - коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку. ; (4.32) где: ?н = 0,06 - коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи. q0 = 5,6 при m ? 3.55 - коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни и колеса 8-й степени точности: ?нv = 0.06 . 5,6 . 1.404 . = 4,24 Н/мм;; (4.39) где: ?F = 0.16 - коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи, q0 = 5,6 при m ? 3.55 - коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни и колеса 8-й степени точности: ?FV = 0,16 . 5,6 . 1,404 . = 11,32 Н/мм; KF? = Kн? = 1 - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями: KF = 1,1 . 1,225 . 1,095 . 1 = 1,476; YFS3, YFS4 - коэффициенты, учитывающие форму зуба и концентрацию напряжений, определяемые для шестерни и колеса в зависимости от числа зубьев Z3 и Z4 по графику зависимости (рис. Y? = 1 - коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев: Найдя все необходимые коэффициенты, найдем расчетное местное напряжение при изгибе для шестерни и колеса, МПА: для шестерни: ?F3 = = 72,78 МПА; Допускаемое напряжение, МПА: ?FP = ; (4.43) где: ?FLIMB - предел выносливости зубьев при изгибе, МПА: ?FLIMB = ; (4.44) где: ?0Flimb - предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов напряжений, МПА: ?0Flimb = 1,75 . НВ; (4.45); (4.69) где: ZE = 190 - коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес, изготовленных из стали; ZH - коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхнос

Содержание

Введение

1. Задание на курсовое проектирование

1.1 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 ременной передачи

4. Расчет и конструирование редуктора

4.1 Материалы шестерни и колеса

4.2 Определение геометрических и кинематических параметров тихоходной ступени редуктора (колеса прямозубые)

4.2.1 Проверочный расчет зубьев колес на контактную прочность

4.2.2 Расчет зубьев на прочность при изгибе

4.3 Определение геометрических и кинематических параметров быстроходной ступени редуктора (колеса косозубые)

4.3.1 Проверочный расчет зубьев колес на контактную прочность

4.3.2 Расчет зубьев на прочность 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 зубчатых колес

4.7 Конструирование корпуса редуктора

4.8 Компоновочная схема редуктора (см. прил.).

4.9 Расчет валов на совместное действие изгиба и кручения

4.10 Расчет подшипников качения

4.11 Проверка прочности шпоночных соединений

4.12 Выбор и расчет муфт

4.12.1 Расчет втулочно-пальцевой упругой муфты

4.13 Определение марки масла для зубчатых передач и подшипников

4.14 Рекомендуемые посадки деталей

Заключение

Библиографический список

Приложение 1

Приложение 2

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 контурных 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, учитывающих опыт создания и эксплуатации подобных устройств.