Аннотация
В ходе выполнения данного курсового проекта проектируется привод ленточного конвейера с детальной разработкой прямозубого цилиндрического двухступенчатого соосного редуктора, выполненного по условиям удобства смазки.
В ходе выполнения курсового проекта подбирается электродвигатель, выполняется кинематический расчет привода, расчет двух цилиндрических зубчатых передач, расчет конструктивных размеров корпуса, подбираются шпонки и проводятся соответствующие расчеты на прочность и выносливость, проводится уточненный расчет валов, выбирается сорт масла для смазки редуктора.
Редуктор конструируется и вычерчивается на листе формата А1 в соответствии с ГОСТом.
Данный редуктор предназначен для эксплуатации в умеренных условиях.
ANNOTATION
When we made this course project design belt drive with the detailed design of two-stage spur gear coaxial performed under the terms of the convenience of lubrication.
When we made this course project we chose motor drive, performed kinematic calculations, calculation of two cylindrical gears, the calculation of the design case size chose key and carried out the corresponding calculations for strength and endurance, held a refined calculation of shafts, chose grade of oil for the lubrication of the gear.
Reducer is designed and drawn on a sheet of A1 format in accordance with GOST.
This reducer is designed for use in moderate conditions.
Аналитический обзор
Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу машины.
Назначение редуктора – понижение угловой скорости и повышения крутящего момента.
Редуктор состоит из корпуса, в котором помещают детали и узлы передачи:
зубчатые колеса, валы, подшипники и др. в отдельных случаях в корпусе размещают так же устройства для смазывания подшипников. Установка передачи в отдельном корпусе гарантирует точность сборки, лучшую смазку, более высокий к.п.д., меньший износ, а также защиту от попадания в нее пыли и грязи. Поэтому во всех ответственных установках применяют редукторы. Зубчатые передачи благодаря указанным выше достоинствам зубчатых передач нашли широкое применение.
Редукторы классифицируют по следующим признакам: по типу передачи;
числу ступеней; типу зубчатых колес; относительному положению валов в пространстве; особенности кинематической схемы.
ВВЕДЕНИЕ
Машины предназначены для обеспечения и ли замены физического и умственного труда и повышения его производительности. Оснащение отраслей народного хозяйства современными машинами свидетельствует об их уровне технического прогресса.
Основными требованиями является, работоспособность, надежность, технологичность и экономичность.
При конструировании и изготовлении машин должны строго соблюдаться требования ГОСТ.
Основными направлениями развития отечественного машиностроения являются: увеличение мощности и производительности машин, быстроходность и равномерность хода, повышение к.п.д., точность работы, автоматизация рабочих циклов, взаимозаменяемость.
ЗАДАНИЕ
«Казанский национальный исследовательский технический университет
им. А.Н. Туполева-КАИ»
Кафедра “ Машиноведение и инженерная графика ”
Техническое задание на курсовой проект по деталям машин.
Задание № 42 Вариант № 9.2 Студент: Егоров С.С Гр.1222
Консультант: Егоров Сергей Викторович
1.Электродвигатель
2.Муфта
3.Редуктор двухступенчатый
4.Открытая цилиндрическая передача
5. Звёздочка (Дзв =600 мм) 
Схема редуктора.
| Варианты | ||||||||
| Nвх, кВт | 5,5 | 7,5 | 5,5 | 7,5 | ||||
 nвх, об/мин
| ||||||||
| Uпр | ||||||||
| Схема редукторов | I | I | I | I | II | II | II | II |
| Варианты | ||||||||
| Nвх, кВт | 5,5 | 7,5 | 5,5 | 7,5 | ||||
| nвх, об/мин | ||||||||
| Uпр | ||||||||
| Схема редукторов | III | III | III | III | IV | IV | IV | IV |
I
|
 |
Производство мелкосерийное. Циклограмма нагрузки
Разработать:
- Общий вид привода на раме (в двух проекциях)
- Редуктор (в трёх проекциях)
- Рабочие чертежи двух деталей (выходной вал
редуктора и сопряжённое с ним колесо)
- Расчётно-пояснительную записку.
 | |||
|
Спроектировать привод конвейера, состоящий из электродвигателя открытой ременной передачи, соединяющий вал электродвигателя с входным валом редуктора.
Редуктор цилиндрический двухступенчатый, выполнен по развернутой схеме, состоящий из корпуса редуктора, крышки редуктора, входного (быстроходного), промежутчного, выходного (тихоходного) валов, установленных в подшипниках качения, состоит также из двух передач: быстроходной передачи цилиндрической прямозубой и тихоходной цилиндрической прямозубой. Также в состав привода передачи входит ременная передача, расположенная между электродвигателем и входным валом редуктора.
При проектировании учитываем, что редуктор выполняется из условия удобства смазки, все зубчатые колеса должны быть изготовлены отдельно от валов, передача крутящих моментов от валов к зубчатым колесам должны осуществляться с помощью призматических шпонок, а на выходном конце вала шлиц.
ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ НА ВАЛАХ ПРИВОДА [1].
Исходные данные:
=3кВт
=3000 об/мин
=50
- мощность электродвигателя; 
- частота вращения вала электродвигателя; 
- частота вращения звездочки.
Кинематическая схема привода конвейера (рис.1.1.)
Э - электродвигатель;
ОП – открытая клиноременная передача;
БП – быстроходная закрытая цилиндрическая зубчатая передача;
ПП – пара подшипников;
ТП – тихоходная закрытая цилиндрическая зубчатая передача;
В1, В2, В3, В4 – валы соответственно 1, 2, 3, 4.
Рис.1.1
1.1. Выбираем электродвигатель 4А100S2 рис.1.2. с мощностью
Nэд=4 кВт, частота вращения которой nэд = 2880 об/мин, диаметр вала электродвигателя 
Рис.1.2.
1.2. Определим КПД привода.
КПД привода определяется по формуле
где 
- общий коэффициент полезного действия привода;
- к.п.д. быстроходной передачи; 
- к.п.д. тихоходной передачи;
- к.п.д. открытой передачи; 
- к.п.д. одной пары подшипников.
Значения к.п.д. для различных типов передач и подшипников берем из табл.№2. Этими данными можно пользоваться как ориентировочными для предварительной оценки к.п.д. проектируемого привода.
= 0.98; = 0.98; = 0.96; = 0.995.
;
1.3. Найдем передаточные отношение
Найденное общее передаточное число привода далее разбивается по ступеням различных передач, входящих в привод. В рассматриваемой схеме общее передаточное число определяется:
; 
- передаточное число редуктора;
- передаточное число открытой клиноременной передачи;
- передаточное число быстроходной закрытой цилиндрической передачи;
- передаточное число тихоходной закрытой цилиндрической передачи;
При назначении передаточных чисел отдельных передач, входящих в привод, воспользуемся данными приведенными в табл. №3, где приведены рекомендуемые передаточные числа для различных передач.
Возьмем для открытой передачи 
, тогда
Определим передаточное число
Передаточное число тихоходной ступени редуктора
Проверка:
Условие выполняется, значит, передаточное число привода определена правильно. После распределения общего передаточного числа привода по ступеням нужно выписать частоты вращения всех валов привода и крутящие моменты на всех валах.
1.4. Определение частот вращения валов
1.5. Определение крутящих моментов на валах:
1.6. Определение диаметров валов
Диаметр вала определяем исходя из заниженных допускаемых касательных напряжений
Принимаем 
, т.к. диаметр входного вала редуктора должен быть больше диаметра вала электродвигателя
1.7. Подбор подшипников качения.
Подшипники изготавливаются по ГОСТу. В первым приближение выбираем подшипники качения шариковые.
Табл.1.1.
| В1 30 | Л (легкий) | Тип 200 | |
| В2 30 | |||
| В3 40 | С (средний) | Тип 300 | |
| В4 60 |
Табл.1.2.
| dП | DП | ВП | rП | NП |
| 1.6 | ||||
| 1.6 | ||||
| 2.5 | ||||
| 3.5 |
1.8. Подбор ШПОНКИ.
Выбираем шпонки призматические закругленные краями.
Табл.1.3.
| Диаметр валов | Размер шпонок |
| В1 30 | 
|
| В2 30 |
|
| В3 40 | 
|
| В4 60 | 
|
Для передачи крутящего момента между валами и насаженными на них деталями используем шпоночные (призматические) соединения. Выбранные шпонки запишем в табл.1.4.
Табл.1.4.
| Вал | nв, об/мин | ТВ, 
| Подшипник | Шпонка | ||||
| dп | DП | BП | rп | NП | 
| |||
| 13197.6 | 1.6 |
| ||||||
| 496.6 | 74639.9 | 1.6 |
| |||||
| 165.5 | 218344.1 | 2.5 |
| |||||
| 50.2 | 688257.4 | 3.5 |
|
2.РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ [1].
2.1. Расчет быстроходной (косозубой) передачи (БП) редуктора
Исходные данные
Табл.1
| 
| 
| 
|
| 13197.6 | |||
 
| 
| 
| 
|
| 74639.9 | 496.6 |
2.1.1. Конструктивные ограничения.
2.1.1.1. Конструктивные ограничения по условии отдельного изготовления шестерни от вала.
Крутящий момент на шестерни от вала передается через ШПОНКИ.
2.1.1.2. Конструктивное ограничение по сборки конструкции.
Между подшипниками должны быть установлены болты подшипниковых опор (узлов).
dБ=12мм (dБ – диаметр болта)
По итогам конструктивных ограничении принимаем
Расчетный межосевой расстояние соответствие конструктивных ограничении должно лежать от 197.2 мм до 247.2мм.
2.2. Получение геометрических размеров и материалов в соответствии с наложенными ограничениями.
Ψba - коэффициент относительный ширины передач.
- коэффициент неравномерности нагрузки.
- допускаемая контактная напряжения
- базовый предел выносливости поверхностей зубьев по контактным напряжениям для пульсирующего (П-го) цикла, значения которого приведены в табл.4 [1]
- коэффициент безопасности, который можно принять:
- для случая нормализации, улучшения и объемной закалки;
- коэффициент долговечности, зависящий от характера нагрузки и от числа циклов нагружения зубьев. Коэффициент ограничивают в пределах:
, берем 
=1.
2.2.1. Определение модуль зацепления из полученного межосевого расстояние.
z1=20…30=30 мм
мм
Полученное значение модуля округляем до ближайшего стандартного по ГОСТ 9563-80 табл.14
После округления m=2
2.2.2.
Проверяем условия отдельного изготовления.
Условие отдельного изготовления выполняется.
2.2.3. По найденным геометрическим размером определяем действие контактные напряжения.
- определяется по графику рис.5 [1].
- учитывает расположение относительно опор на валу и жесткость вала, при этом накладывает ограничения на жесткость вала по прогибу в делах от модуля.
(степень точности 7-я)
- скорость зацепления.
- проверим условия рациональности использования свойств материала зубчатой передачи.
-удовлетворяет конструктивным условиям, так как метал самый мягкий
2.2.4. Расчет механических передач на изгибную прочность 
- коэффициент, учитывающий форму зуба, берется из табл.15.
- коэффициент, учитывающий угол наклона зубьев.
- коэффициент, учитывающий одновременное участие зацепления.
- коэффициент нагрузки для расчета по изгибным напряжениям, представляющий собой произведение двух коэффициентов:
- коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контакта
- коэффициент динамической нагрузки берется из табл.16 для 7-ой степени точности
Зная все значения коэффициентов, определим 
Н/мм2
Н/мм2
2.2.5. Определение сил в зацеплении.
Косозубы цилиндрические передачи сил в зацеплении раскладывают на три
составляющие:
Ft – окружное усилие на звездочке, Н.
Fr – радиальное усилие на косозубой колесе, Н.
Fa – осевое усилие, Н.
Н
Н
Н
Н
Н
Сосредоточенный изгибающий момент действует на вал от осевой сил в зацеплении.
2.2.6. Итоговая таблица.
| БП | шестерня (индекс 1) | колесо (индекс 2) | |
| Материал | Сталь35 | ||
| НВ | |||
| T, мм | 13197,6 | 74639,9 | |
| mn, мм | |||
 W, мм
| 208,2 | ||
| n, мм | 496,6 | ||
| z, мм | |||
| d, мм | 61,22 | 355,1 | |
| da, мм | 65,22 | 359,1 | |
| df, мм | 56,22 | 350,1 | |
| в, мм | 45,44 | 39,44 | |
 , Н
| 420,4 | ||
 , Н
| 156,1 | ||
 , Н
| 85,5 | ||
 , Н
| 2617,2 | 15180,53 | |
2.2.7. Расчет механических передач, сделанный с помощью программы КОМПАС-3D V16
2.2.7.1.Быстроходная передача
2.1.2.8.Быстроходная передача
Табл. 2.1.3. Геометрический расчет цилиндрической зубчатой передачи
внешнего зацепления БП
Продолжение табл. 2.1.3.
Табл. 2.1.4. Расчет на прочность при действии максимальной нагрузки
цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепления БП
Табл. 2.1.5. Расчет на выносливость по ГОСТ 21354-87 цилиндрической зубчатой
передачи внешнего зацепления БП
2.2. Расчет тихоходной передачи (ТП) редуктора
Исходные данные
Табл. 2.2.1.
| 
| 
| 
|
| 74639,9 | 496,6 | ||
| 
| 
| 
|
| 218344,1 | 165,5 | ||
| |||
| 359,1 |
2.2.2. Конструктивные ограничения.
Зазор колеса, болт между подшипниками, шестерни отдельно от вала.
Проверяем условие отдельного изготовления шестерни.
Проверяем условие сборки подшипника
Проверяем условие сборки между валом и колесом
Расчетное межосевое расстояние должно лежать в диапазоне
от 
2.2.3. Получение геометрических размеров и материалов в соответствии с наложенными ограничениями.
Ψba - коэффициент относительный ширины передач.
- коэффициент неравномерности нагрузки.
- допускаемое контактное напряжение
- базовый предел выносливости поверхностей зубьев по контактным напряжениям для пульсирующего (П-го) цикла, значения которого приведены в табл.4
- коэффициент безопасности, который можно принять:
- для случая нормализации, улучшения и объемной закалки;
- коэффициент долговечности, зависящий от характера нагрузки и от числа циклов нагружения зубьев. Коэффициент ограничивают в пределах:
, берем =1.
2.2.3.1. Определение модуль зацепления из полученного межосевого расстояния.
Полученное значение модуля округляем до ближайшего стандартного по ГОСТ 9563-80 табл.14
После округления 
мм.
2.2.3.2. Определяем геометрические размеры передачи по стандартному модулю
Проверяем условия отдельного изготовления.
Условие отдельного изготовления выполняется.
2.2.4. По найденным геометрическим размерам определяем действия контактных напряжений.
- определяется по графику рис.5 [1].
- учитывает расположение относительно опор на валу и жесткость вала, при этом накладывает ограничения на жесткость вала по прогибу в делах от модуля.
(степень точности 7-я)
- скорость зацепления.
- проверим условия рациональности использования свойств материала зубчатой передачи.
2.2.5. Расчет механических передач на изгибную прочность
- коэффициент, учитывающий форму зуба, берется из табл.15.
- коэффициент нагрузки для расчета по изгибным напряжениям, представляющий собой произведение двух коэффициентов:
- коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контакта
- коэффициент динамической нагрузки берется из табл.16 для 7-ой степени точности
Зная все значения коэффициентов, определим
Н/мм2
Н/мм2
2.2.6. Определение сил в зацеплении.
Прямозубые цилиндрические передачи сил в зацеплении раскладывают
на 2 составляющие:
– окружное усилие на звездочке
– радиальное усилие
Н
Н
2.2.7. Итоговая таблица.
Табл. 2.2.2.
| ТП | шестерня (индекс 1) | колесо (индекс 2) |
| НВ | ||
| Сталь | ||
 , мм
| 74639,9 | 218344,1 |
 , мм
| ||
 , мм
| ||
 , мм
| 496,6 | 165,5 |
 , мм
| ||
 , мм
| ||
 , мм
| ||
 , мм
| ||
 , мм
| ||
 , Н
| ||
 , Н
| 441,5 |
2.2.8. Расчет механических передач, сделанный с помощью программы
КОМПАС-3D V16
2.2.9.Тихоходная передача
Табл. 2.2.3. Геометрический расчет цилиндрической зубчатой передачи
внешнего зацепления ТП
Продолжение табл. 2.2.3.
Табл. 2.2.4. Расчет на прочность при действии максимальной нагрузки
цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепления ТП
Табл. 2.2.5. Расчет на выносливость цилиндрической зубчатой передачи
внешнего зацепления ТП
2.3. Расчет открытой передачи (ОП) редуктора
Исходные данные
Табл. 2.3.1.
| 
| 
| 
|
| 218344,1 | 165,5 | ||
| 
| 
| 
|
| 688257,4 | 50,2 |
2.3.2. Определение среднего окружного модуля
- средний окружной модуль
- коэффициент, учитывающий форму зуба, берется из табл.15[1]
- коэффициент нагрузки для расчета по изгибным напряжениям
=1.2
=18…24=24
- коэффициент ширины зубчатого венца.
мПа
мм
- ширина передачи
2.3.3. Диаметр делительных окружностей колес
– межосевое расстояние.
мм
2.3.4. Окружная скорость в зацеплении
- определяется по графику рис.5 [1].
мм
- проверим условия рациональности использования свойств материала зубчатой передачи.
2.3.5. Определение сил в зацеплении
Н
Н
2.3.6. Итоговая таблица.
Табл. 2.3.2.
| ОП | шестерня (индекс 1) | колесо (индекс 2) | |
| НВ | |||
| Сталь | |||
 , мм
| 218344,1 | 688257,4 | |
 , мм
| 4,5 | ||
| , мм
| |||
 , мм
| 165,5 | 50,2 | |
 , мм
Поиск по сайту©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование. Дата создания страницы: 2016-08-08 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных |
Поиск по сайту: Читайте также: Деталирование сборочного чертежа Когда производственнику особенно важно наличие гибких производственных мощностей? Собственные движения и пространственные скорости звезд |