Проект зубчатого редуктора к лесотаке, применяющегося в лесоперерабатывающей промышленности. Кинематический и силовой расчет привода. Разработка компоновочной схемы редуктора и составление расчетной схемы тихоходного вала. Выбор способа смазки деталей.
Аннотация к работе
Привод к лесотаке применяется в лесоперерабатывающей промышленности. Она служит для вылавливания и поднятия бревен после сплавления их из реки.В качестве двигателя возьмем асинхронный электродвигатель, единой серии общего назначения 4А по ГОСТ I9523-8I, с ближайшей номинальной мощностью Рном = 5,5 КВТ /5, с. I05/, которой соответствуют четыре типа электродвигателей с синхронными частотами вращения 750, 1500 и 1000 об/мин. Выбираем электродвигатель типа 4А132S6УЗ с асинхронной частотой вращения hэд=3000 об\мин и кратностью максимального момента ?=Тпуск/Тном=2,0Общее передаточное число привода: Uпр=nэд/npm, где nэд=3000 об/мин - асинхронная частота вращения вала электродвигателя. npm= 60•3000• v/(?•D), D=Р•z/D npm=60•0,50/(100•10-3.7)=76,39 об/мин. Uред=Uпр/Uоп где Uоп - передаточное число открытой ременной передачи (рис .8). В соответствия с рекомендациями /2, с.93/ используем одноступенчатый редуктор, передаточное число которого Uред=7,9КПД одноступенчатого цилиндрического редуктора (рис.10) hред=hзп2 . hпк3 , где hзп - КПД зацепления одной пары зубчатых колес;Частоты вращения быстроходного nб и тихоходного nt валов редуктора равны ответственно: nб =nэд/Uоп=3000/5=600 об/мин;По величине крутящего момента на тихоходном валу редуктора выбираем материалы шестерни (индекс I) в колеса (индекс 2) одинаковыми - сталь 45 с закалкой, механические характеристики которой представлены в табл.1 /2, с. Таблица I : Механические характеристики материалов шестерни (1) и колеса (2) ступени Индекс колеса Марка стали ГОСТ Термообработка Твердость HRC Напряжения, МПА Базовое число циклов ST SB SHP SHP max SFP SFP max N N Эквивалентные числа циклов контактных напряжений зубьев шестерни Nне1 и колеса Nне2 /6. с.43/ Nне2=60•nб•t0•сн где t0 =21024 ч - расчетный срок службы привода, сн - параметр режима нагрузки по контактным напряжениям, который для тяжелого режима равен сн =0,5 /2. с.95/.С целью повышения несущей способности передачи, улучшения плавности зацепления и снижения шума при эксплуатации используем косозубые зубчатые колеса. 10/ где Ut=Uред=5,0 - передаточное число; ТТ=242,1 Н•м - крутящий момент на ведомом колесе; SHP=800 Мпа - допускаемое контактное напряжение; Кн =1,4-коэффициент нагрузки; С=8900 - численный коэффициент для косозубых передач /4. с.63/; уа - коэффициент ширины колеса. Округляем полученное значение АТ до ближайшего стандартного значения по СТ3.2 равно нулю, следовательно частоты и моменты на валах остались такими же как в последних расчетах. Основные параметры закрытой зубчатой передачи : Наименование параметра Расчетная формула Ступень передачи Угол наклона зубьев, град b=arcos(za·mn/2a) 13,03 12,9 Число зубьев шестерни z1= za/(1 u) 19,24 14,28 Число зубьев колеса Z2=za-z1 43,12 50,67Эквивалентные числа циклов напряжений изгиба для шестерни NFE1 и колеса NFE2 /6. с.43/: NFE1=60•nб•t0•CF; NFE2=60•NT•t0•CF, где CF - параметр режима нагрузки по напряжениям изгиба, который для твердости зубьев HRC>40 и тяжелого режима работы равен CF=0,2 /2. с.95/; Коэффициент долговечности при расчете на изгиб для шестерни KFL1 и колеса KFL2 /5. с.114/: Принимаем Допускаемые напряжения изгиба для шестерни SFP1 и колеса SFP2 /5. c.114/: SFP1 =s0FP1• KFL1 коэффициент формы зуба YF зависит от эквивалентного числа зубьев Zn=Z/Cos3b; для Zn1=Z1/Cos3b=17/Cos315»20,0 и Z n2=Z2/Cos3b=90/Cos315»100,0 находим /7. с.101/ YF1=4,09 и YF2=3.6; коэффициент нагрузки вычисляется по формуле1), статическая прочность зубьев при кратковременных перегрузках обеспечена.В качестве материалов валов выберем конструкционную сталь 35 по ГОСТ 1050-74 /5. с.74/ со следующими механическими характеристиками: sв=520 МПА; st=280 МПА; ?т=170 МПА; s-1 =150 МПА; Диаметры выходных участков тихоходного DTB и быстроходного DБВ валов посадочный диаметр под колесом определяем из расчета только на кручение /3. с.24/ DTB =(5…6)3vТт =34,3 мм, DБВ =(7…8)3vТб =28 мм.Расчетная схема вала представлена на отдельном рисунке(рис 14). Данные размеры l1 = 51 мм, l2= 57 мм в l3 = 59 мм взяты из компоновочной схемы редуктора (рис.11), a R =d2/2»134 мм - из табл.3 (см.п.4.2). Передаваемый крутящий момент ТТ= 242,1 Н · м найден в п.3.4. а усилия, действующие в зацеплении, определены в п.4.4: Ft= 1,814 КН, Fr = 0,648 КН, Fa= 0,484 КН. Поперечную силу Fm, возникающую от муфты изза возможной несоосности соединяемых валов, прикладываем в середине концевого участка вала и считаем равной /6. с.229/. Определяем опорные реакции от сил Fr и Fa (плоскость YOZ ): Таблица 414) действует наибольший изгибающий момент М=88,65 Н·м и крутящий момент ТТ=242,1Н·м, а моменты сопротивления изгибу Wu и кручению WK с учетом ослабления вала шпоночным пазом равны Wn=14,5·10-6 м3 и WK=30,8·10-6 м3 (табл. Определим действующие напряжения изгиба s, изменяющиеся по симметричному циклу, и напряжения кручения t, изменяющиеся по нулевому циклу: s=M/Wn=70,81/14,5·10-6=4,5 МПА, t=TT/WK=242,1/30,8·10-6=7,86 МПА. es и et - масштабные факторы; b - коэффициент, учитывающий состояние поверхности.При кратковременны
5. Проверочный расчет тихоходной ступени по напряжениям изгиба.
5.1 Определение допустимых напряжений.
5.2 Расчет зубьев на статическую прочность.
6. Проектирование валов закрытой зубчатой передачи.
6.1 Предварительный расчет и конструирование валов.
6.2 Проверочный расчет тихоходного вала.
6.2.1 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов.
6.2.2 Расчет вала на выносливость.
6.2.3 Расчет вала на статическую прочность.
6.2.4 Проверка шпонок на смятие.
6.3. Расчет подшипников качения тихоходного вала.
6.4 Выбор муфт.
7. Определение размеров основных элементов корпуса редуктора и сварной рамы привода
7.1 Корпус редуктора
7.2 Рама привода.
8. Смазка зубчатых колес и подшипников качения.
8.1 Смазка зубчатых колес.
8.2 Смазка и уплотнение подшипниковых узлов.
9. Охрана труда, техническая эстетика.
Заключение.
Библиографический список.
1. Техническое задание
Техническое задание выдано студенту: Лобыкину Алексею Александровичу группы ЭП-2002-31 на разработку проекта по курсу детали машин.
Тема курсового проекта: Проектирование зубчатого редуктора.
Исходные данные: 1. Сопротивление движения моста F, КН - 2
2. Скорость моста v, м/с - 2
3 Диаметр колеса D, мм - 100
3. Число зубьев звездочки z - 7
4. Допускаемое отклонение скорости моста ?, % - 5
5. Срок службы привода Lr, лет - 4
6. Режим работы средний.
7. Критерий эффективности минимальная стоимость.
8. Характер работы нереверсивный.
9. Тип редуктора вертикальный.
10. Схема редуктора развернутая.
Сроки выполнения: Наименование этапа % Неделя
Проектировочный расчет 20 3
Эскизная компоновка 20 5
Сборочный чертеж 20 7
Чертеж общего вида 20 9
Оформление проекта 20 11
Защита проекта 20 12
График выполнения
Дата выдачи г. Руководитель проекта: Гавриш П.В. ( )
Введение
Привод к лесотаке применяется в лесоперерабатывающей промышленности. Она служит для вылавливания и поднятия бревен после сплавления их из реки. В нее входят следующие составляющие: 1. натяжное устройсво;