Проектирование цилиндрического одноступенчатого редуктора по заданным исходным данным, применяемого в приводах общего назначения. Основные расчетные параметры: зубчатой передачи, ременной передачи и валов. Определение допускаемых контактных напряжений.
Аннотация к работе
Привод включает в себя электродвигатель, плоскоременную передачу, цилиндрический косозубый одноступенчатый редуктор. Редуктор - механизм, состоящий из зубчатой передачи, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.В первую очередь рассчитаем требуемую мощность электродвигателя: , где - требуемая мощность электродвигателя, КВТ; При последовательном соединении механизмов общий КПД привода определяется как произведение значений КПД входящих в него механизм. где - КПД зубчатой передачи; Вычислим требуемую синхронную частоту по формуле: , где-частота вращения выходного вала привода, об/мин; -общее передаточное отношение привода, определяется как произведение значений передаточных отношений ременной передачи и зубчатой передачи т.е.: [3] По принятой частоте вращения вала электродвигателя, требуемой частоте вращения и частоте вращения выходного вала определяется фактическое передаточное отношение привода: .При выборе материала для шестерни и колеса следует ориентироваться на определение одной и той же марки стали, но с различной термической обработкой. Примем следующие механические характеристики сталей для колеса и шестерни. Тип зубчатого колеса Марка стали Вид термической обработки Предельный диаметр заготовки шестерни, мм Предельная толщина или ширина обода колеса, мм ?В, МПА ?Т, МПА ?-1, МПА Твердость поверхности, НВПримем в дальнейшем, что величины, имеющие индекс «1», относятся к шестерни, а с индексом «2» - к колесу. Определение допускаемых контактных напряжений регламентируется ГОСТ 21354-75: , [3] где: - предел контактной выносливости при базовом числе циклов нагружения; Вычислим для шестерни и колеса: , Вычислим для шестерни и колеса по формуле: , [3] где - значение базового числа циклов нагружения; Вычислим для шестерни и колеса: ; Вычислим для шестерни и колеса по формуле: , [3] где: - частота вращения шестерни (колеса), мин-1;Допускаемые напряжения изгиба определяются по формуле: [3] где - предел выносливости на изгиб при базовом числе циклов нагружения; Вычислим по формуле: [3] где - показатель степени, зависящий от твердости; Вычислим по той же формуле, по которой вычисляли эквивалентное число циклов за весь срок службы передачи при переменной нагрузке, только при показателе степени . Подставим полученные значения в формулу нахождения : Значения , принимаемые к расчету, могут быть в пределах .Определение межосевого расстояния определяется по формуле: , [3] где i-передаточное отношение ступени редуктора ; коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями, примем [3] коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца, ; [3]По ГОСТ 9563-80 (мм) принимаем ближайшее стандартное значение модуля: [3]. Для косозубых колес стандартным считают нормальный модуль . Принимаем Тогда число зубьев шестерни: Число зубьев колеса: [3]Для косозубых передач межосевое расстояние определяется по формуле: [3] Проверим принятое значение угол наклона : Определение конструктивных размеров шестерни и колесаОкружная скорость в зацеплении определяется по формуле: при степени точности 9 равна 4м/с [3]Коэффициент нагрузки равен: ., [3]где - расчетное контактное напряжение, МПА;
.YF - коэффициент формы зуба, зависящий от числа зубьев Расчет выполняется для колеса - менее прочного из пары зубчатых колес, т.е. для того, у которого отношение [?]F/YF имеет меньшее значение. Коэффициент нагрузки определяется по формуле: KFL= КF? КF? KFV [3] где КF? - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями; КF? =1 КF? - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине зубчатого венца, КF?=1,2 [3];Определяем силы в зацеплении: Определение и сведение в таблицу основных параметров зубчатой передачи Основные параметры зубчатой передачи Обозначение и численное значение 5 Угол наклона зубьев, град 7 Число зубьев: шестерни =17 колеса =68 8 Диаметр делительный, мм шестерни d1=45 колеса d2=180На первом этапе расчета известен лишь крутящий момент, численно равный передаваемому на вал вращающему моменту, определенному при кинематическом расчете привода. Величину изгибающего момента определяют после разработки конструкции вала по результатам компоновки редуктора. Поэтому проектный расчет вала выполняют для определения диаметров его выходного конца, посадочных поверхностей под ступицу колеса и подшипники. Рассчитаем диаметр выходного конца ведущего вала : Принимаем dв1 =38мм из стандартного ряда. Выберем диаметр из стандартного ряда внутренних диаметров подшипников качения: Диаметр под зубчатое колесо определяют по следующему соотношению: [4]В связи с этим валы в редукторах могут иметь плавающие (с возможностью осевого смещения) и фиксированные (без возможности осевого смещения) опоры.Для смазывания подшипников качения применяют жидкие и пластичные смазочные материалы. Выбор сорта масла для зубчатых передач начинаем с определения необходимой кинематической вязкости ма
План
ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
АННОТАЦИЯ
1. Назначение и краткое описание привода
2. Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода
3. Проектирование редуктора
3.1 Расчет зубчатой передачи редуктора
3.1.1 Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки
3.1.2 Определение допускаемых контактных напряжений для шестерни и колеса
3.1.3 Определение допускаемых напряжений при расчете зубьев на изгиб
3.1.4 Определение предельно допускаемых напряжений
3.1.5 Определение межосевого расстояния
3.1.6 Выбор модуля зацепления
3.1.7 Определение суммарного числа зубьев
3.1.8 Определение чисел зубьев шестерни и колеса
3.1.9 Проверка межосевого расстояния
3.1.10 Определение ширины зубчатого венца колеса и шестерни
3.1.11 Проверка правильности принятых ранее значений размеров заготовок
3.1.12 Определение окружной скорости в зацеплении
3.1.13 Назначение степени точности передачи в зависимости от окружной скорости
3.1.16 Проверка контактной прочности при кратковременных перегрузках
3.1.17 Проверка зубьев на выносливость при изгибе
3.1.18 Проверка зубьев на изгиб при кратковременных перегрузках
3.1.19 Определение и сведение в таблицу основных параметров передачи
3.2 Ориентировочный расчет валов редуктора
3.2.1 Расчет ведущего вала
3.2.2 Расчет ведомого вала
3.3 Определение конструктивных размеров зубчатого колеса
3.4 Выбор смазки подшипников и зацепления
3.5 Выбор схемы установки подшипников качения
3.6 Первая компоновка зубчатого цилиндрического редуктора
3.7 Проверка долговечности подшипников
3.8 Второй этап компоновки редуктора
3.8.1 Выбор крышек подшипников
3.8.2 Выбор шпонок
3.8.3 Проверка шпоночных соединений
3.9 Уточненный расчет валов
Библиографический список
1.Назначение и краткое описание привода
Список литературы
Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Курсовое проектирование. М.: Высшая школа,-1984.-336с.
Чернавский С.А. и др. Курсовое проектирование деталей машин. - М.: Машиностроение. - 1988.- 416с.
БАРАНЦОВВ.Я., Зайцева Т.Г. Методика расчета зубчатых и червячных редукторов в курсовом проектировании. Кафедра ПМ, Липецк. -1991.
Зайцева Т.Г., Халеев В.И. Методические указания к курсовому проектированию по курсу «Прикладная механика» для студентов немеханических специальностей вечерней и дневной форм обучения. Кафедра ПМ.- Липецк. - 1991.
Баранцов В.Я., Зайцева Т.Г. Методические указания к разработке и оформлению курсового проекта по прикладной механике. Кафедра ПМ.- Липецк. - 2002.