Расчет режимов работы и описание схемы проектируемого механического привода. Кинематический расчет и выбор электродвигателя привода. Определение частоты и угловых скоростей вращения валов редуктора. Материалы зубчатых колес и система смазки редуктора.
Аннотация к работе
На электроподвижном составе в качестве тягового привода используется цилиндрический редуктор, который передает вращающий момент от отдельного тягового двигателя к движущей колесной паре. С учетом опыта создания подобных устройств и действующих стандартов изложены рекомендации по разбивке общего передаточного числа между типами и ступенями передач, подбору материалов для зубчатых колес и валов редуктора, по проверке деталей на прочность, разработке эскизной компоновки редуктора, конструированию корпуса редуктора, зубчатых колес, валов, крышек подшипников, выбору подшипников, шпонок, муфт.1.1) входят электродвигатель 1, ременная передача и редуктор. Ременная передача включает в себя ведущий 2 и ведомый 3 шкивы, ремень 4. Зубчатые колеса 5 насажены на входной 6 и выходной 7 валы.2) мощность на выходном валу редуктора Рз=4,63 КВТ; 3) частота вращения выходного вала редуктора n3=67 об/мин; 5) электродвигатель соединен с редуктором передачей клиноременной; 6) редуктор соединен с приемным валом машины втулочно-пальцевой упругой);24.8, 24.9] выбирается тип электродвигателя так, чтобы Рэ ? Рп , (2.3) где Рэ - номинальная мощность электродвигателя, указанная в каталоге. П.1 выписать тип электродвигателя, номинальную мощность Р, рабочую частоту вращения nэ и диаметр вала dэ двигателя. Исходя из приложения П.1, выбираем тип электродвигателя 4А112МВ6, Р = 4,00 КВТ, nэ= 950 об/мин, dэ=32мм;Общее передаточное число привода можно представить как произведение: U,(2.5) где Up - передаточное число ременной передачи редуктора, U - передаточное число редуктора. Из условия рационального соотношения размеров диаметра ведомого шкива ременной передачи и редуктора рекомендуется в расчетах приниматьЧастоты, об/мин: входной вал - = 950/1,5 = 633,33; (2.8) выходной вал - = 633,33/9,5 =66,66 (2.9)Мощности, КВТ: = 5,12*0,95 = 4,86(2.12)При выполнении расчетов следует помнить, что ведущим валом ременной передачи является вал электродвигателя, ведомым - входной вал редуктора.Тип редуктора - цилиндрический одноступенчатый с косозубыми колесами.В зависимости от твердости (или термообработки) стальные зубчатые колеса разделяют на две группы: твердостью НВ > 350 (с объемной закалкой, закалкой током высокой частоты (ТВЧ), цементацией, азотированием); твердостью НВ ? 350 (зубчатые колеса нормализованные или улучшенные). Однако колеса из таких материалов плохо прирабатываются, поэтому требуют высокой точности изготовления, повышенной жесткости опор и валов. Исправление формы зубьев требует осуществления дополнительных операций: шлифовки, притирки, обкатки. Колеса этой группы хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению при динамических нагрузках. Для лучшей приработки зубьев твердость шестерни рекомендуется назначать больше твердости колеса на 30 - 50 единиц: НВ1 ? НВ2 (30 - 50) НВ, (4.1) где НВ1, НВ2 - твердость рабочих поверхностей шестерни и колеса.Рабочее контактное напряжение [8], МПА, , SH=190*0.84*0.78 *1.1*1.02*1.001*0.99=157,79МПА ГДЕZE = 190 - коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес, изготовленных из стали; ZH - коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления, = Ze - коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий, = (4.37) гдееа - коэффициент торцового перекрытия, для передач без смещения при b <20° ea=0.9766(1,88-3,22( ))= 1.63(4.38) qo - коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни и колеса 8-й степени точности, qo = 5,6 при m ? 3,55 мм; KHB - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, = 1 ( 1.005-1)*0.29=1.001(4.42) где - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий в начальный период работы передачи, =1 (4.43) где фактическое отклонение положения контактных линий в начальный период работы передачи, = 0.3*16 = 4.8(4.44) гдеаb = 0,3 - коэффициент, учитывающий статистическое распределение погрешностей и критерии допустимого повреждения активных поверхностей зубьев;Выносливость зубьев, необходимую для предотвращения усталостного излома, устанавливают для каждого колеса сопоставлением расчетного местного напряжения от изгиба в опасном сечении на переходной поверхности и допускаемого напряжения: (4.65) ГДЕKFV - коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении до зоны резонанса, = 1 (4.68) где удельная окружная динамическая сила, Н/мм, =0,06*5,6*1,69 (4.69) где коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля зубьев; значения коэффициента qo - в п. 4.2.1; KFB - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, =(0,115)0,96=0,114(4.70) где (4.71) KFA - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, = 0,99(4.73) YFS - коэффициент, учитывающий форму зуба, концентрацию напряжений, определяется по диаграмме (рис.Ориентировочный расчет валов производится на ранней стадии проектирования, когда изгибающие
План
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Задание на курсовое проектирование
1.1 Схема привода
1.2 Исходные данные
2. Кинематический расчет и выбор электродвигателя
2.1 Определение потребной мощности и выбор электродвигателя
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 зубчатых колес
4.2 Определение геометрических и кинематических параметров редуктора (колеса косозубые)
4.2.1 Проверочный расчет зубьев колес на контактную прочность
4.2.2 Расчет зубьев на прочность при изгибе
4.3 Ориентировочный расчет и конструирование валов
4.3.1 Входной вал
4.3.2 Выходной вал
4.4 Выбор подшипников качения
4.5 Конструирование зубчатых колес
4.6 Конструирование крышек подшипников
4.7 Конструирование корпуса редуктора
4.8 Компоновочная схема редуктора
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 муфты
4.12.1 Расчет фланцевой муфты
4.13 Определение марки масла для зубчатой передачи и подшипников
4.14 Рекомендуемая посадка деталей
Библиографический список
Приложение. Справочный материал вращение вал смазка привод редуктор
Введение
На электроподвижном составе в качестве тягового привода используется цилиндрический редуктор, который передает вращающий момент от отдельного тягового двигателя к движущей колесной паре. Конструкции тяговых передач в приводах первого, второго или третьего класса по схеме исполнения различны. Общим для них является наличие зубчатых колес с прямыми или косыми зубьями, однако количество колес в передаче может быть различным.
Проектирование механического привода предполагает выполнение расчетов, разработку конструкций деталей. Для студентов, не имеющих навыка выполнения таких работ, эта задача является непростой. В настоящих методических указаниях изложена последовательность выполнения этой работы на примере одноступенчатого редуктора с цилиндрическими зубчатыми колесами.
С учетом опыта создания подобных устройств и действующих стандартов изложены рекомендации по разбивке общего передаточного числа между типами и ступенями передач, подбору материалов для зубчатых колес и валов редуктора, по проверке деталей на прочность, разработке эскизной компоновки редуктора, конструированию корпуса редуктора, зубчатых колес, валов, крышек подшипников, выбору подшипников, шпонок, муфт.
В приложении представлен необходимый для расчетов и конструирования справочный материал.