 |
 |
 |
|
|||||||||
|
 | |||||||||||
|
 |
||||||||
|
МЕНЮ
|
БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Редуктор трехступенчатый цилиндрическийРедуктор трехступенчатый цилиндрический4 Содержание
Цель курсового проекта спроектировать привод ленточного конвейера, включающего: электродвигатель; двухступенчатый цилиндрический редуктор - механизм, состоящий из зубчатых цилиндрических передач, служащий для передачи движения от двигателя к рабочему органу с уменьшением частоты вращения и увеличением вращающего момента и цепную передачу. Узлы привода смонтированы на сварной раме. Для смазывания трущихся поверхностей деталей редуктора применяют индустриальное масло И-Г-А-68, зубчатые колеса смазывают погружением в ванну с жидким смазочным материалом в нижней части корпуса редуктора - картерным способом. Остальные узлы и детали, в том числе подшипники качения, смазываются за счет разбрызгивания масла погруженными колесами и циркуляции внутри корпуса образовавшегося масляного тумана. Для предотвращения вытекания смазочного материала из корпуса редуктора или выноса его в виде масляного тумана и брызг, а также для защиты их от попадания извне пыли и влаги применяют уплотнительные устройства. Для предохранения привода используют предохранительную муфту. 1. Кинематический расчет привода1.1 Выбор электродвигателя1.1.1 Мощность на выходегде общ - общий КПД приводагде ц- КПД цепной передачи, ц = 0,95; з1 - КПД зубчатой цилиндрической передачи 1, з1 = 0,96; м - КПД муфты, м = 0,95; пот - КПД опор приводного вала, пот = 0,99.1.1.2 Частота вращения приводного валаВыбираем электродвигатель 4A100S2: P=4,071 кВт; n=2880 мин-1 1.2 Определение общего передаточного числа и разбивка его по ступеням1.2.1 Общее передаточное число привода1.2.2 Передаточное число редукторагде uцеп - передаточное число цепной передачи, uцеп=2,4.1.2.3 Передаточное число тихоходной ступени редуктора1.2.4 Передаточное число быстроходной ступени редуктора1.3 Определение чисел оборотов валов и вращающих моментов 2 вал: 2. Проектирование цепной передачи2.1 Расчет цепной передачиПроектный расчет.2.1.1 Шаг цепи p, мм,где - вращающий момент на ведущей звездочке; ; - коэффициент эксплуатации, который представляет собой произведение пяти поправочных коэффициентов, учитывающих различные условия работы передачи: ,где - динамичность нагрузки (с умеренными толчками), =1; ([2], табл.5.7); - способ смазывания (периодический), =1,5; ([2], табл.5.7); - положение передачи, =1; ([2], табл.5.7); - регулировка межосевого расстояния (передвигающимися опорами), = 1; ([2], табл.5.7); - режим работы (двухсменный), = 1,25; ([2], табл.5.7).; - число зубьев ведущей звездочки; , где U - передаточное число цепной передачи; ; , округляем до ближайшего нечетного числа ; - допускаемое давление в шарнирах цепи, Н/ммІ; Скорость х=0,4 м/с, полагая, что она будет того же порядка, что и скорость тягового органа рабочей машины , ([2], с.94); - коэффициент рядности цепи, для однорядных цепей типа ПР . Вычисляем шаг: , p=31,75 ПР - 31,75-8900, ([2], табл. К32).2.1.2 Число зубьев ведомой звездочки2.1.3 Фактическое передаточное число Uф и его отклонение ?U от заданного2.1.4 Оптимальное межосевое расстояние a, ммИз условия долговечности цепи , где p - стандартный шаг цепи 2.1.5 Число звеньев цепи 2.1.6 Уточнить межосевое расстояние в шагах2.1.7 Фактическое межосевое расстояние 2.1.8 Длина цепи 2.1.9. Диаметры звездочекдиаметр делительной окружности
диаметр окружности выступов
диаметр делительной окружности
Проверочный расчет 2.1.10 Проверка частоты меньшей звездочки ,где - частота вращения тихоходного вала редуктора, ; - допускаемая частота вращения, , 85,995?472,44 2.1.11 Проверить число ударов цепи о зубья звездочек , где - расчетное число ударов цепи, - допускаемое число ударов, , 2.1.12 Фактическая скорость цепи 2.1.13 Окружная сила, передаваемая цепью , где - мощность на ведущей звездочке (на тихоходном валу)2.1.14 Давление в шарнирах цепи , где А - площадь опорной поверхности шарнира, , где - соответственно диаметр валика и ширина внутреннего звена цепи ([2], табл. К32); - допускаемое давление в шарнирах цепи уточняют в соответствии с фактической скоростью, ([2], с.94). удовлетворяет условию2.1.15 Проверить прочность цепи, где - допускаемый коэффициент запаса прочности для роликовых цепей, ([2], табл.5.9); - расчетный коэффициент запаса прочности, Где а) - разрушающая нагрузка цепи, зависит от шага цепи. ([2], табл. К32); б) - окружная сила, передаваемая цепью, (см. п.2.1 13); в) - коэффициент, учитывающий характер нагрузки, (см. п.2.1 1); г) - предварительное натяжение цепи от провисания ведомой ветви, ,где - коэффициент провисания, ; - масса 1м цепи, ; - межосевое расстояние, (см. п.2.1 7); - ускорение свободного падения, ..д) - натяжение цепи от центробежных сил, , где (см. п.2.1 12), .2.1.16 Определим сиу давления цепи на вал FопКв - коэффициент нагрева вала (табл.5,7) 3. Проектирование редуктора3.1 Выбор твердости, термообработки и материала колесПринимаем термообработку №1Термообработка колеса и шестерни одинаковая - улучшение, твердость поверхности в зависимости от марки стали: 235…262 HВ, 269…302HВ. Марки стали одинаковы для колеса и для шестерни 40Х ([1], с.11)3.2 Допускаемые контактные напряженияДопускаемые контактные напряжения: ([1], с.13)где а) - предел контактной выносливости, который вычисляют по эмпирическим формулам в зависимости от материала и способа термической обработки зубчатого колеса и средней твердости на поверхности зубьев ([1], табл.2.2)б) - коэффициента запаса прочности, ([1], с.13)в) - коэффициент долговечности, при условии ([1], с.13), для материалов с поверхностным упрочнением.Число циклов, соответствующее перелому кривой усталости, определяют по средней твердости поверхностей зубьев: - эквивалентное число циклов, где При постоянной частоте вращения на всех уровнях нагрузки ..Ресурс Nk передачи в числах циклов перемены напряжений при частоте вращения n и времени работы Lhгде - число вхождений в зацепление зуба рассчитываемого колеса за один его оборот, ([1], с.13), - время работы передачи ([1], с.14) - коэффициент, учитывающий влияние шероховатости сопряженных поверхностей между зубьями, ([1], с.14) - коэффициент, учитывающий влияние окружной скорости, ([1], с.14) 3.3 Допускаемые напряжения изгибаДопускаемые напряжения изгиба:где - предел выносливости, ([1], с.15) - коэффициент запаса прочности, ([1], с.15), - коэффициент долговечности при условии: ([1], с.15)где и - для улучшенных зубчатых колес. Число циклов, соответствующее перелому кривой усталости, , - эквивалентное число циклов где При постоянной частоте вращения на всех уровнях нагрузки ..Ресурс Nk передачи в числах циклов перемены напряжений при частоте вращения n и времени работы Lhгде - число вхождений в зацепление зуба рассчитываемого колеса за один его оборот, ([1], с.13), - время работы передачи ([1], с.14) - Коэффициент, учитывающий влияние шероховатости переходной поверхности между зубьями, ([1], с.15) - Коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки, ([1], с.16)3.4 Расчет цилиндрической зубчатой передачиТихоходная ступень3.4 1 Межосевое расстояние:, К=10 ([1], с.17)3.4.2 Окружная скоростьСтепень точности зубчатой передачи: 8. ([1], с.17)3.4 3 Уточненное межосевое расстояниегде - для косозубых колес; (при симметричном расположении колес);, ([1], табл.2.6) ([1], с. 19), где ([1], с.21), ([1], с. 20),, ([1], с. 19),, где , ([1], с. 20) ([1], с. 20), ГОСТ а=120 мм.3.4.4 Предварительные основные размеры колесаДелительный диаметр: Ширина: , ГОСТ b2 = 48 мм.3.4.5 Модуль передачиМаксимально допустимый модульМинимальное значение модуля где - для косозубых передач;, где ([1], с. 20) ([1], с.21), ([1], с.21), , , 3.4.6 Суммарное число зубьев и угол наклонаУгол наклона зубьев Суммарное число зубьев, 3.4.7 Число зубьев шестерни и колесаЧисло зубьев шестерни, ГОСТ: Число зубьев колеса3.4.8 Фактическое передаточное число 3.4.9 Диаметры колесДелительные диаметрыШестерни, КолесаДиаметры и окружностей вершин и впадин зубьев колес3.4.10 Размеры заготовок3.4.11 Проверка зубьев колес по контактным напряжениямРасчетное значение контактного напряжениягде МПа для косозубых передач. ([1], с.24)Ранее принятые параметры передачи принимаю за окончательные. 3.4.12 Силы в зацеплении окружнаярадиальнаяосевая3.4.13 Проверка зубьев колес по напряжениям изгибаРасчетное напряжение изгиба:в зубьях колеса, ([1], с.25), ([1], с.25)в зубьях шестерни ([1], с.25)3.4.14 Проверочный расчет на прочность зубьев при действии пиковой нагрузки, где Быстроходная ступень3.4.15 Межосевое расстояниеПредварительное значение: 3.4.16 Предварительные основные размеры колесаДелительный диаметр: Ширина: ГОСТ: b2 = 38 мм.3.4.17 Модуль передачиМаксимально допустимый модуль, определяем из условия не подрезания зубьев у основания:Минимальное значение модуля, определяем из условия прочности:где - для косозубых передач; - коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгибагде - коэффициент, учитывающий внутреннюю динамику нагружения, связанную с ошибками шагов зацепления колеса и шестерни ([1], с.22) - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения напряжений у основания зубьев по ширине зубчатого венца ([1], с.22) - коэффициент, учитывающий влияние погрешностей изготовления шестерни и колеса на распределение нагрузки между зубьями ([1], с.22)3.4.18 Суммарное число зубьев и угол наклонаМинимальный угол наклона зубьев косозубых колесСуммарное число зубьевЗначение округляем в меньшую сторону до целого числа и определяем действительное значение угла наклона зуба: 3.4.19 Число зубьев шестерни и колесаЧисло зубьев шестерни, , округляем в большую сторону до целого числа, . Число зубьев колеса3.4.20 Фактическое передаточное число3.4.21 Диаметры колесДелительные диаметры. ШестерниКолесаДиаметры и окружностей вершин и впадин зубьев колес3.4.22 Размеры заготовок, ([1], с.12), 3.4.23 Проверка зубьев колес по контактным напряжениямРасчетное значение контактного напряжениягде для косозубых передач. ([1], с.24), Ранее принятые параметры передачи принимаю за окончательные.3.4.24 Силы в зацепленииокружная радиальнаяосевая3.4.25 Проверка зубьев колес по напряжениям изгибаРасчетное напряжение изгиба:в зубьях колеса ([1], с.25) - коэффициент, учитывающий форм зуба и концентрацию напряжений, в зависимости от приведенного числа зубьев , ([1], с.25), - коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, ([1], с.25), , в зубьях шестерни, - коэффициент, учитывающий форм зуба и концентрацию напряжений, ([1], с.25), 3.4.26 Проверочный расчет на прочность зубьев при действии пиковой нагрузкигде - коэффициент перегрузки, , , 3.5 Разработка эскизного проекта3.5.1 Проектировочный расчет валовПредварительные диаметры валов для быстроходного вала:ГОСТ d = 19 мм, Согласовать с муфтой d = 19 мм, l = 28 мм,где tцил - высота заплечика, , ГОСТ dП = 30 мм, ,где r - фаска подшипника, , ГОСТ dБП = 30 ммПредварительные диаметры валов для промежуточного вала: (испол.1), ГОСТ .,где f - фаска колеса, , ГОСТ dБK = 50 мм, ,ГОСТ dП = 35 мм, ГОСТ d = 32 ммПредварительные диаметры валов для тихоходного вала:, ,ГОСТ dП =40 мм, , ГОСТ dБП = 48 мм3.5.2 Расстояние между деталями передач3.5.3 Выбор типа подшипников и схема их установки.В соответствии с установившейся практикой проектирования и эксплуатации машин тип подшипника выбирают по следующим рекомендациям.Для опор валов цилиндрических прямозубых и косозубых колес редукторов и коробок передач применяют чаще всего шариковые радиальные подшипники.Быстроходный вал.Подшипники шариковые радиальные однорядные тяжелой серии:Подшипник 405 ГОСТ 8338 - 75. ([1], с.459)Внутренний диаметр______________ ммНаружный диаметр_______________ мм.Ширина_________________________ мм.Фаска___________________________ мм.Промежуточный вал.Подшипники шариковые радиальные однорядные тяжелой серии:Подшипник 407 ГОСТ 8338 - 75. ([1], с.459)Внутренний диаметр______________ мм.Наружный диаметр_______________ мм.Ширина_________________________ мм.Фаска___________________________ мм.Тихоходный вал.Подшипники шариковые радиальные однорядные тяжелой серии:Подшипник 408 ГОСТ 8338 - 75. ([1], с.459)Внутренний диаметр______________ мм.Наружный диаметр_______________ мм.Ширина_________________________ мм.Фаска___________________________ мм.3.6 Определение реакций опор и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов3.6.1 Быстроходный вал1. Горизонтальная плоскость.а) определяем опорные реакции., ,, б) строим эпюру изгибающих моментов., ; , , 2. Вертикальная плоскость.а) определяем опорные реакции., , , б) строим эпюру изгибающих моментов., 3. Строим эпюру крутящих моментов.4. Определяем суммарные радиальные реакции.3.6.2 Тихоходный вал1. горизонтальная плоскость.а) определяем опорные реакции., , б) строим эпюру изгибающих моментов. 2. вертикальная плоскость.а) определяем опорные реакции., , б) строим эпюру изгибающих моментов., , , , 3. Строим эпюру крутящих моментов.4. Определяем суммарные радиальные реакции., 3.6.3 Промежуточный вал1. Вертикальная плоскость.а) определяем опорные реакции., , б) строим эпюру изгибающих моментов., , , , 2. Горизонтальная плоскость.а) определяем опорные реакции., , , б) строим эпюру изгибающих моментов., , , , 3. Строим эпюру крутящих моментов.4. Определяем суммарные радиальные реакции., 3.7. Проверка подшипников качения на динамическую грузоподъемность3.7.1 Быстроходный валГде m - показатель степени, - для шариковых радиальных подшипников, - коэффициент надежности, ([2], с.140), - коэффициент, учитывающий влияние качества подшипника и качество его эксплуатации, ([2], с.140), n - частота вращения внутреннего кольца подшипника быстроходного вала, , - базовая динамическая грузоподъемность подшипника, ([2], с.432), - требуемая долговечность, , - условная эквивалентная динамическая нагрузкаэквивалентная динамическая нагрузка. при , при Левый подшипник:Коэффициент радиальной нагрузки: ([2], с.142)Осевая нагрузка подшипника: Радиальная нагрузка подшипника: Статическая грузоподъемность: ([2], с.432)Коэффициент безопасности: ([2], с.145)Температурный коэффициент: ([2], с.143)Коэффициент вращения: ([2], с.143)Определяем коэффициенты е и y по отношению ([2], с.143)Правый подшипник:Коэффициент радиальной нагрузки: ([2], с.142)Осевая нагрузка подшипника: Радиальная нагрузка подшипника: Статическая грузоподъемность: ([2], с.432)Коэффициент безопасности: ([2], с.145)Температурный коэффициент: ([2], с.143)Коэффициент вращения: ([2], с.143)а) б) Определяем коэффициенты е и y по отношению ([1], с.143); Условие выполняется. 3.7.2 Промежуточный валЛевый подшипник:Коэффициент радиальной нагрузки: ([2], с.142)Осевая нагрузка подшипника: Радиальная нагрузка подшипника: Статическая грузоподъемность: ([2], с.432)а) б) Определяем коэффициенты е и y по отношению ([2], с.143)в) Правый подшипник:Коэффициент радиальной нагрузки: Осевая нагрузка подшипника: Радиальная нагрузка подшипника: а) , в) условие выполняется3.7.3 Тихоходный валЛевый подшипник: коэффициент радиальной нагрузки: , осевая нагрузка подшипника: , статическая грузоподъемность: a) б) Определяем коэффициенты е и y по отношению , , в) , Правый подшипник:а) б) Определяем коэффициенты е и y по отношению , в) Условие выполняется3.8 Подбор и проверка шпонокПодбор призматических шпонок.По диаметру вала выбираем призматическую шпонку сечением , длину шпонки выбираем конструктивно. Призматические шпонки применяемые в проектируемом редукторе, проверяем на смятие. Проверке подлежат две шпонки тихоходного вала - под колесом и под звездочкой, одна шпонка быстроходного вала - под полумуфтой и одна шпонка промежуточного вала - под колесом.Условие прочности: ([2], с.265)где окружная сила на колесе или шестерне;Асм - площадь смятия,, где рабочая длина шпонки со скругленными концами. - стандартные размеры шпонки ([1], табл.24.29);[у] см - допускаемое напряжение смятия: 3.8.1 Расчет шпонки быстроходного валаШпонка 6620 (ГОСТ 23360-78) d=19мм. ([2], с.449)3.8.2 Расчет шпонки промежуточного валаШпонка 14940 (ГОСТ 23360-78) d=45 мм. ([2], с.449), , 3.8.3 Расчет шпонок тихоходного валаа) под колесомШпонка 14936 (ГОСТ 23360-78) d=48 мм. ([2], с.449), , не подходит, берем посадку с натягомб) под звездочкойШпонка 10870 (ГОСТ 23360-78) d=35 мм. ([2], с.449), 3.9. Проверочный расчет валов на усталостную и статическую прочность при перегрузкахСталь 40Х: ([1], с.185)3.9.1 Быстроходный валРасчет вала на сопротивление усталости., ([1], с. 190)где [S] - допустимый запас прочности, [S] = 1,2…2,5Момент в опасном сечении (под шестерней):
Где: Коэффициент влияния абсолютных размеров , Эффективный коэффициент концентрации напряжений Ку, Кф Коэффициенты влияния качества поверхности Коэффициент влияния поверхностного упрочнения Ку Приделы выносливости образцов при симметричном цикле изгиба и кручения: , Коэффициент чувствительности к асимметрии цикла напряжений: . Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям: Расчет вала на статическую прочность при перегрузке. , где [S] T - допускаемый запас прочности, [S] T = 1,3…2,5 3.9.2 Промежуточный валРасчет вала на сопротивление усталости., ([1], с. 190)Момент в опасном сечении (под шестерней):
Расчет вала на статическую прочность. , где [S] T - допускаемый запас прочности, [S] T = 1,3…2,5 3.9.3 Тихоходный валРасчет вала на сопротивление усталости., ([1], с. 190)Момент в опасном сечении (под шестерней):
Расчет вала на статическую прочность. , где [S] T - допускаемый запас прочности, [S] T = 1,3…2,5 3.10 Смазка и смазочные устройстваДля смазывания передачи используется картерная система. В корпус редуктора заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. Колеса при вращении увлекают масло, разбрызгивая его внутри корпуса, за счет чего внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей.Т. к. контактные напряжения и окружная скорость 0,525 м/с, то рекомендуемая вязкость масла должна быть 60 мм2/с. В редуктор заливаем масло И-Г-А-68 (ГОСТ 17479.4-87). ([1], с. 200)Для контроля уровня масла применим круглый маслоуказатель, так как он удобен для обзора.Для слива загрязненного масла предусмотрено сливное отверстие, закрываемое пробкой с цилиндрической резьбой М201,5.Для осмотра зацепления и заливки масла в крышке корпуса выполним одно окно. Окно закрыто крышкой с пробкой-отдушиной. Отдушина необходима для соединения внутреннего объема редуктора с внешней атмосферой, т.к. при длительной работе в связи с нагревом воздуха повышается давление внутри корпуса, это приводит к просачиванию масла через уплотнения и стыки. 4. Подбор и проверка муфтМуфта на быстроходном валуРасчетный момент,где Кр - коэффициент режима нагружения, Кр = 1,25 ([1], с.251)Примем упругую муфту с резиновой звездочкой. Т = 25 НмРадиальная сила - радиальное смещение-угловое смещениеМатериал:полумуфты - сталь 35 (ГОСТ 1050-88)звездочки - резина с пределом прочности при разрыве не менее 10 Н/мм2 Список использованных источников1. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для техн. спец. вузов. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1998. - 447 с., ил.2. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для техникумов. - М. Высш. шк., 1991. - 432 с.: ил. |
РЕКЛАМА
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА | ||
 |
© 2010 | |