Расчет и проектирование приводной станции - Курсовая работа

Привод грузоподъемной машины был сконструирован для передачи крутящего момента на барабан, который обеспечивает поднятие груза со скоростью 0,21 м/с. 2) состоит из электродвигателя, редуктора, барабана, троса. Электродвигатель и барабан присоединены к редуктору при помощи муфт. Барабан приводится в движение от электродвигателя через редуктор и муфты. Редуктор осуществляет повышение крутящего момента и снижение частоты вращения до требуемой величины. рис.Определим мощность и частоту вращения. Потребляемую мощность привода (мощность на выходе) определим по формуле [2]: Рвых = Ft*V = 8*10 ?*0,21 = 1680 Вт. Определим потребную мощность электродвигателя [2]: Рэ.потр = Рвых/?общ, где ?общ = ?б* ?озп* ?ред* ?м. Определим частоту вращения барабана [2]: 60*? пб =, ?*Dб где Dб = 18*dk = 18*0,1* v Ft = 18*0,1* v8*10 ?= 160,992 мм; Для того, чтобы найти оптимальный вариант конструкции определим для всех 6 случаев объем и массу конструкции. рис.Определим моменты в зубчатых колесах, а также усилия в зацеплении. Вращающий момент на колесе тихоходной ступени: Т2тк = Т2т/ ?п = 240,4/0,99 = 242,82 Н*м; Вращающий момент на шестерне тихоходной ступени: Т2ткНайдем частоту вращения быстроходного вала: пэ = п1б = 1425 об/мин; Частота вращения промежуточного вала: п2б = п1т = п1б/иб = 1425/4,81 = 296,3 об/мин;Тихоходная прямозубая ступень диаметр делительной окружности у шестерни [1 ]: d1 = т*z1 = 2,5*22 = 55 мм; диаметр делительной окружности у колеса [1 ]: d2 = т*z2 = 2,5*86 = 215 мм; диаметр основной окружности у шестерни [1 ]: dв1 = т*z1*cos ? = 2,5*22*cos 20? = 51,68 мм; диаметр основной окружности у колеса [1 ]: dв2 = т*z2*cos ? = 2,5*86*cos 20? = 202 мм; Быстроходная косозубая ступень диаметр делительной окружности у шестерни [1 ]: d1 = т*z1/cos ? = 1,5*16/ cos 29,329?= 27,53 мм;Высокую твердость в сочетании с другими характеристиками, а следовательно, малые габариты и массу передачи можно получить при изготовлении зубчатых передач из сталей, подвергнутых термообработке. Для шестерни тихоходной ступени выберем марку стали 45 с твердостью 241….285 НВ и термообработку - улучшение.Допускаемые контактные напряжения рассчитаем по формуле: [?Н]1 [?Н]2 [?Н] =, 2 где [?Н]1 - допускаемые контактные напряжения для шестерни тихоходной ступени; Рассчитаем пределы выносливости для шестерни и колеса [3]: ?НLIM1 = 2*HB 70 = 2*270 70 = 610 МПА; Коэффициенты долговечности определим по формуле [3]: ZN = vNHG/NHE, где NHG - базовое число циклов нагружения; Циклическую долговечность определим по формуле [3]: NHE = ?Н Nk = ?Н*60*с*п*LH, Где с - число зацеплений зуба за один оборот колеса;Допускаемое изгибное напряжение определим по формуле [3]: [?F] = ?FLIM*KFC*KFL/SF, где ?FLIM - предел выносливости зубьев по напряжениям изгиба, МПА; KFC - коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки (при односторонней нагрузке KFC=1; Рассчитаем пределы выносливости для шестерни и колеса [3]: ?FLIM1 = 1,8*НВ = 1,8*270 = 486 МПА; Принимаем значение коэффициентов безопасности для шестерни и колеса SF = 1,75 [3];Значение расчетных контактных напряжений одинаковы для шестерни и колеса, поэтому расчет выполняем только для шестерни. Расчет прочности зубьев по контактным напряжениям для прямозубой передачи внешнего зацепления произведем по формуле [3]: Т1Тш*KH*ЕПР (и 1) KH - коэффициент нагрузки по контактным напряжениям; Коэффициент нагрузки определяем по формуле: KH = KH? KHV, где KH? = 1,02 - коэффициент концентрации нагрузки (при ?вd = в/d= = 0,93) [3];Расчет прочности зубьев по изгибным напряжениям произведем по формуле [3]: ?F = YFS*Ft*KF/вw*т, где YFS - коэффициент формы зуба; KF - коэффициент нагрузки по изгибным напряжениям; Рассчитаем коэффициенты нагрузки по изгибным напряжениям для шестерни и колеса [3]: KF = KF? KFV, где KF?1 = 1,05 и KF?2 = 1 - коэффициенты концентрации нагрузки для шестерни и колеса (при ?вd1 = в/d= = 0,93 и ?вd2 = в/d= = 0,24) [3];Диаметры различных участков валов редуктора определим по формулам [2]: быстроходный вал d ? (7…8) ?vT1Б = (7…8) ?v6,93 = (13,3…15,25) = 15 мм; диаметр DБП округляем в ближайшую сторону до стандартного значения DБП = 24 мм. промежуточный вал dk ? (6…7) ?vT1тш = (6…7) ?v64,02 = (24…28) = 25 мм; диаметр DП округляем в ближайшую сторону до стандартного значения DП = 20 мм; диаметр DБП округляем в ближайшую сторону до стандартного значения DБП = 24 мм. диаметр DБП округляем в ближайшую сторону до стандартного значения DБП = 42 мм;Построим эпюры изгибающих моментов в вертикальной плоскости (рис. Построим эпюры изгибающих моментов в горизонтальной плоскости (рис. Максимальный изгибающий момент М ? = 69,1 Н*м, Крутящий момент Т = 64,02 Н*м. Примем, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу (?а = ?тах, ?М = 0), а касательные напряжения - по пульсирующему циклу (?а = ?М = 0,5*?).

Содержание

Задание

Введение

1. Выбор электродвигателя

2. Выбор и обоснование оптимального варианта конструкции редуктора

3 Статическое исследование редуктора

4. Кинематический анализ редуктора

5. Геометрический расчет зубчатых передач

6. Выбор материала и термообработки зубчатых передач

7. Определение допускаемых напряжений

7.1 Допускаемые контактные напряжения

7.2 Допускаемые изгибные напряжения

8. Определение расчетного контактного напряжения в полюсе зацепления зубчатой пары для тихоходной ступени

9. Определение расчетного изгибного напряжения

10. Определение размеров валов зубчатых колес и выбор подшипников

11. Расчет подшипников промежуточного вала на долговечность

12. Расчет шпонок

13. Расчет промежуточного вала на прочность

14. Расчет соединений

15. Определение размеров корпусных деталей

15.1 Обоснование выбора конструкции крышек подшипников

15.2 Манжетные уплотнения

15.3 Конструирование прочих элементов редуктора

20. Подбор системы смазки

21. Краткое описание сборки редуктора

22. Эскизы стандартных изделий

Список литературы

Приложения

Привод грузоподъемной машины был сконструирован для передачи крутящего момента на барабан, который обеспечивает поднятие груза со скоростью 0,21 м/с.

Привод грузоподъемной машины (рис. 2) состоит из электродвигателя, редуктора, барабана, троса. Электродвигатель и барабан присоединены к редуктору при помощи муфт. Подъем груза осуществляется тросом, который наматывается на барабан. Барабан приводится в движение от электродвигателя через редуктор и муфты. Редуктор осуществляет повышение крутящего момента и снижение частоты вращения до требуемой величины.

рис. 2. Схема привода барабана

Редуктор состоит из быстроходной шевронной передачи и тихоходной прямозубой передачи. Смазка зубчатых колес и подшипников осуществляется разбрызгиванием.

Для корпуса редуктора была применена современная конструкция. Все выступающие элементы устранены с наружных поверхностей и введены внутрь. Лапы под фундаментальные болты не выступают за габариты корпуса. Проушины для подъема и транспортировки редуктора отлиты заодно с корпусом.

Для удобства сборки корпус выполнен с разъемом. Плоскость разъема проходит через оси валов.

1.