Разработка двухступенчатого редуктора - Курсовая работа

При проектировании редуктора находят практическое применение такие важные сведения из курса, как расчет на контактную прочность, тепловые расчеты, выбор материалов и термообработок, массы, посадок, параметры шероховатостей поверхности и т.д. Целью данного задания является спроектировать передачи из условия равенства диаметров ведомых колес 1-ой и 2-ой передач, спроектировать для выходного вала муфту с винтовыми цилиндрическими пружинами, разработать алгоритм и программу расчета выбора двигателя.

Курсовой проект по деталям машин является первой самостоятельной конструкторской работой. При ее выполнении закрепляются знания по курсу «Детали машин». Развивается умение пользоваться справочной литературой.

В соответствии с программой объема курсового проекта являются механические передачи для преобразования вращательного момента, а также цилиндрические и конические передачи.

При проектировании редуктора находят практическое применение такие важные сведения из курса, как расчет на контактную прочность, тепловые расчеты, выбор материалов и термообработок, массы, посадок, параметры шероховатостей поверхности и т.д.

Целью данного задания является спроектировать передачи из условия равенства диаметров ведомых колес 1-ой и 2-ой передач, спроектировать для выходного вала муфту с винтовыми цилиндрическими пружинами, разработать алгоритм и программу расчета выбора двигателя.

Схема привода

График нагрузки

Дано

Шаг цепи эскалатора: Р = 101,8 мм.

Угол наклона к горизонту ? = 30°

Производительность W = 500 человек/ч

Скорость движения V = 0,5 м/с

Длина эскалатора L = 10 м

Число зубьев ведущей звездочки Z = 8

Коэффициент сопротивления передвижению C = 0,7

Коэффициент использования суточный Кс = 0,4

Коэффициент использования годовой Кг = 0,4

Кинематический расчет

Определение входной мощности

H = sin?·L = м

Частота вращения выходного вала

Определяем общее передаточное отношение

: принимаем U1 =5.5

Определяем частоту вращения промежуточного вала

Определение мощности

, Определение крутящего момента

Выбираем двигатель на 2.2КВТ

P (КВТ) T (Н*м) n (об/мин) U

1 1.775 18 950 5.5 0.97

2 1.722 95.2 172.7 4.5 0.97

3 1.67 433.4 36.8 25.8 0.941

Расчет прямозубой передачи

Выбор материала

Шестерня - сталь 40ХН, термообработка, улучшение НВ = 300

Колесо - сталь 40ХН, термообработка, улучшение НВ = 290.

Срок службы -

Расчет шестерни

SH = 1.2 - коэффициент запаса прочности при улучшении

ZR = 0.95 - коэффициент шероховатости поверхности для фрезеруемого колеса

ZV = 1 - коэффициент учитывающий влияние скорости

Определяем коэффициент долговечности

, берем 1

Расчет колеса

SH = 1.2 - коэффициент запаса прочности при улучшении

ZR = 0.95 - коэффициент шероховатости поверхности для фрезеруемого колеса

ZV = 1 - коэффициент учитывающий влияние скорости

Определяем коэффициент долговечности

, берем 1

Расчет косозубой передачи

Выбор материала

Шестерня - HRC=45, сталь 40ХН, HB=430

Колесо - сталь 40Х, НВ = 200.

Срок службы -

Расчет шестерни

SH = 1.2 - коэффициент запаса прочности при улучшении

ZR = 0.95 - коэффициент шероховатости поверхности для фрезеруемого колеса

ZV = 1 - коэффициент учитывающий влияние скорости

Определяем коэффициент долговечности

, берем 1

Расчет колеса

SH = 1.2 - коэффициент запаса прочности при улучшении

ZR = 0.95 - коэффициент шероховатости поверхности для фрезеруемого колеса

ZV = 1 - коэффициент учитывающий влияние скорости

Определяем коэффициент долговечности

, берем 1

372 МПА < 511 МПА < 639 МПА

Расчет размеров прямозубой передачи

Кн = 1.4 - коэффициент нагрузки

- коэффициент зубчатого колеса

Ка = 450

Межосевое расстояние:

AW принимаем = 160 (мм) из числа стандартных длин

Выбираем нормальный модуль

, принимаем m = 2.

Определяем количество зубьев на шестерне и колесе

; .

Определяем делительный диаметр

;

,

Диаметр выступов

;

Диаметры впадин

;

Ширина колеса

Окружная скорость

Проверочный расчет

Коэффициенты нагрузки

Где коэффициенты внутренней динамической нагрузки коэффициенты концентрирования напряжения коэффициенты распределения нагрузки между зубьями

Проверка по контактным напряжениям коэффициент металла для стали = 190 коэффициент учета сумарной длины контактных линий = 2,5

Расчет размеров косозубой передачи

Кн = 1.3 - коэффициент нагрузки

- коэффициент зубчатого колеса

Ка = 410

Межосевое расстояние:

AW принимаем = 100 из числа стандартных длин

Выбираем нормальный модуль

, принимаем m = 1.25

Определяем количество зубьев на шестерне и колесе

; .

Принимаем количество зубьев z1 = 30, z2 = 165

Определяем делительный диаметр

;

Диаметр выступов

;

Диаметры впадин

;

Ширина колеса

;

Окружная скорость

Проверочный расчет

Коэффициенты нагрузки

Где коэффициенты внутренней динамической нагрузки коэффициенты концентрирования напряжения коэффициенты распределения нагрузки между зубьями

Проверка по контактным напряжениям коэффициент металла для стали = 190 коэффициент учета суммарной длины контактных линий = 2,42

Проверка по усталостным напряжениям изгиба

Допускаемое напряжение изгиба для косозубой передачи

YR = 1 - коэффициент шероховатости

YA = 1 принимаем = 1.

, m =6 - для улучшенных сталей, m = 9 - для закаленных сталей.

- число циклов берем ;

берем ;

Для шестерни

Для колеса

Допускаемое напряжение изгиба для прямозубой передачи

YR = 1 - коэффициент шероховатости

YA = 1 принимаем = 1.

, m =6 - для улучшенных сталей, m = 9 - для закаленных сталей.

- число циклов берем ;

берем ;

Для шестерни

Для колеса

Рабочие напряжения изгиба для колеса прямозубой передачи

-коэффициент формы зуба

- коэффициент перекрытия зубьев в зацеплении

- коэффициент угла наклона

; ; b = 50,4 мм; m = 2;

Проверка на контактную статическую прочность

Проверка изгибной статической прочности

Рабочие напряжения изгиба для шестерни прямозубой передачи

-коэффициент формы зуба

- коэффициент перекрытия зубьев в зацеплении

- коэффициент угла наклона

; ; b = 50,4 мм; m = 2;

Проверка на контактную статическую прочность

Проверка изгибной статической прочности

Рабочие напряжения изгиба для колеса косозубой передачи

-коэффициент формы зуба

- коэффициент перекрытия зубьев в зацеплении

- коэффициент угла наклона

; ; b = 31,5 мм; m =1.25; х=0

Проверка на контактную статическую прочность

Проверка изгибной статической прочности

Рабочие напряжения изгиба для шестерни косозубой передачи

-коэффициент формы зуба

- коэффициент перекрытия зубьев в зацеплении

- коэффициент угла наклона

; ; b = 31,5 мм; m =1.25; х=0

Проверка на контактную статическую прочность

Проверка изгибной статической прочности

Ориентировочный расчет валов

Диаметр вала определим в зависимости от крутящего момента и напряжений вала при кручении

Для быстроходного вала:

Выбираем диаметр вала d=22 мм

Для промежуточного вала:

Выбираем диаметр вала d=30 мм

Для тихоходного вала:

Выбираем диаметр вала d=50 мм

Расчет валов

Быстроходный вал окружное усилие на шестерне

Осевая сила на шестерне

В плоскости ZOY

В плоскости XOY

В т. С

В т. А В т. D

В т. D

В т. B

Промежуточный вал окружное усилие на колесе

Окружное усилие на шестерне

Осевая сила на колесе

В плоскости ZOY

В плоскости XOY

;

; ;

; ;

;

;

; ;

В т. С

В т. А В т. B

В т. D

В т. С

Тихоходный вал окружное усилие на шестерне

В плоскости ZOY

В плоскости XOY

В т. С

В т. А В т. D

В т. B

Расчет подшипников

Быстроходный вал в точке А d=25; D=62; B=17; C=22500; C0=11400

; ;

;

Быстроходный вал в точке B d=25; D=52; B=15; C=14000; C0=6950

; ;

;

Промежуточный вал в точке А d=30; D=62; B=16; C=19500; C0=10000

; ;

;

Промежуточный вал в точке В d=30; D=62; B=16; C=19500; C0=10000

; ;

;

Тихоходный вал в точке А d=50; D=90; B=20; C=35100; C0=19800

; ;

;

Тихоходный вал в точке В d=50; D=90; B=20; C=35100; C0=19800

; ;

;