Міністерство  освіти і науки України

Національный  технічний університет

“Харківський  політехнічний інститут” 
 
 
 
 
 
 
 
 

Розрахунково-пояснювальна записка

до курсового  проекту за курсом

“Деталі машин”

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Керівник проекту                                              

Розробив студент гр. МШ–                    

Харків 2007

 

ЗМІСТ

      с.

1 Вступ………………………………………………………….………………. 3

2 Вибір електродвигуна  та розрахунок основних енергетичних

кінематичних  та силових параметрів приводу………………...……………..4

3 Розрахунок передач приводу

3.1 Розрахунок  ланцюгової передачі…………………………………………. 7

3.2 Розрахунок  зубчастої конічної передачі…………………………………. 11

3.3 Розрахунок  зубчастої циліндричної передачі……………………………. 19

4 Ескізна  розробка редуктора………………………….……………………… 23

5 Розрахунок валу……………………………………….……………………... 26

6 Розрахунок  підшипників…………………………………………………….. 31

7 Розрахунок шпонкових з’єднань……………………………………………. 32

8 Розрахунок  групи нерівномірно навантажених гвинтів…………………... 33

9 Вибір  системи змащення……………………………………………………. 38

10 Вибір  муфти………………………………………………………………… 36

11 Література…………………………………………………………………... 37

12 Додатки……………………………………………………………………… 38

 

1 ВСТУП

 

    Удосконалення конструкцій та методів розрахунку створюваних машин — нагальна потреба дня. Це особливо важливо для країн, що розвиваються, оскільки саме машинобудівне виробництво сприяє різкому підвищенню добробуту суспільства. У конкурентній боротьбі окремих держав і фірм постійно перемагає той, хто має більш досконалі машини.

    Характерною особливістю сучасних машин є істотне підвищення вимог до їх експлуатаційних характеристик: збільшуються швидкість, прискорення, температура, зменшуються маса, об’єм, вібрація, час спрацьовування механізмів і т. п. Темпи такого підвищення вимог постійно зростають і машинобудівники змушені все швидше вирішувати конструкторьскі і технологічні задачі. В умовах ринкових відносин швидкість реалізації прийнятих рішень відіграє чільну роль.

    З використанням комп’ютерів і положень теорії прийняття рішень стає можливим вирішення проблеми автоматизації проектування. Але незважаючи на беззаперечну прогресивність використання комп’ютерів, не можна вважати, що конструювання пов’язане виключно з їх  використанням. Конструктор повинен володіти різноманітними методами розв’язання технологічних задач як з використанням комп’ютерів, так і без них.

 

2 ВИБІР  ЕЛЕКТРОДВИГУНА ТА РОЗРАХУНОК  основних енергетичних кінематичних  та силових ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ПРИВОДУ

 

    Вихідні дані

    T=1550 кН

    n=20 м/с 

    1 Потужність  на вихідному валу

     
 

    2 ККД привода

     
h=h_ц·h_зк·h_зц·h³_п=0,92·0,96·0,97·0,995³=0,86 

    3 Розрахункова  потужність електродвигуна

     
 

    4 Загальне  розрахункове передаточне число

     
=(u_ц·u_зк·u_зц)_min=2·3·3=18 
=( u_ц·u_зк·u_зц)_max=6·6·6=216 

    5 Вибір електродвигуна

     
 об/хв 
об/хв

     
Приймаємо двигун 4А160S4У3: n_д=1465 об/хв; N_д=15,0 кВт 

    6 Фактичне  загальне передаточне число

     
 

    7 Розподіл загального передаточного числа 

    

 
 
 

    8 Розрахунок кінематичних характеристик приводу

     
n₀=n_д=1465 об/хв 
n_I=n₀/u_ц=1465/4=366 об/хв 
n_IІ=n_І/u_зк=366/3,06=120 об/хв 
n_III=n_II/u_зц=120/3,7=32,4 об/хв  

    9 Розрахунок енергетичних характеристик приводу

     
Р₀=Р_вх=14,94 кВт 
Р_І =Р₀·h_ц·h_п=14,94·0,92·0,995=13,68 кВт 
Р_ІІ=Р_І·h_зк·h_п=13,68·0,96·0,995=13,07 кВт 
Р_ІІІ=Р_ІІ·h_зц·h_п=13,07·0,97·0,995=12,61 кВт 

    10 Розрахунок силових характеристик  приводу

     
 Н·м 
Н·м 
Н·м 
Н·м 

    11 Розрахунок діаметрів валів

     
d₀=48мм 
 

Результати  розрахунків заносимо в таблицю1.

              Таблиця 1 — Основні параметри приводу

 

3 РОЗРАХУНОК  ПЕРЕДАЧ ПРИВОДУ

3.1 Розрахунок  роликової ланцюгової передачі

 

    Вихідні дані:

    P₁=14,94 кВт;

    n₁=1465 об/хв;

    u=4,0;

    T₁=97,4 Н·м; 

    1 Проектний розрахунок  передачі.

    1.1 Вибираємо число зубців ведучої  зірочки 
z₁=29-2·u=29-2·4=21. 
Приймаємо z₁=21. 
Число зубців веденої зірочки 
z₂=u·z₁=4·21=84 
Приймаємо z₂=84.

    1.2 Орієнтоване значення кроку ланцюга

    

    Вибираємо роликовий ланцюг ПР-25,4-6000 ГОСТ 13568-75, для якого: 
крок t=25,4 мм; 
проекція опорної проекції шарніра А_оп=0,28·t²=0,28·25,4²=180,6 мм²; 
руйнівне навантаження F_PH=60 кН; 
маса 1 м ланцюга q=2,6 кг/м

    1.3 Кутова швидкість ведучої зірочки 
рад/с

    1.4 Перевіряємо вимогу до обмеженості кутової швидкості w₁<[w₁]

    [w₁]=180 рад/с

    Таким чином w₁=153,3 рад/с <[w₁]=180 рад/с умова обмеженості кутової швидкості виконується

    1.5 Швидкість ланцюга

      м/с

    1.6 Орієнтовна міжосьва відстань  а^’=а_t·t=40·25,4=1016 мм.

    1.7 Число ланок ланцюга 
 
Приймаємо L_t=136

    1.8 Розрахункова міжосьова відстань

    

    1.9 Дійсна міжосьова відстань

    

    1.10 Ділильний діаметр ведучої зірочки

      

    2 Розрахунок на  стійкість проти  спрацювання.

    2.1 Колове зусилля 

    2.2 Еквівалентне корисне навантаження 
F_tEсп=К_Есп·F_t=0,6·1143=685,8 H

    2.3 Допустимий тиск у шарнірах 
МПа.

    2.3.1 Коефіцієнт працездатності передачі 
С=1,33·10⁶·(Dt/t)=3,99·10⁶

    2.3.2 Сумарний термін служби передачі 
L_h=L_річ·К_доб·К_річ·365·24=8·0,3·0,7·365·24=14717 годин

    2.3.3 Коефіцієнт, що враховує вплив  кутової швидкості ведучої зірочки 

    2.3.4 Коефіцієнт параметрів передачі 
К_R=K_z1·K_a·K_u=1,19·1·0,79=0,9401

    де  К_z1 – коефіцієнт, що враховує вплив числа зубців ведучої зірочки

    

    К_а – коефіцієнт, що враховує вплив міжосьової відстані вираженої у кроках ланцюга

    

    К_u – коефіцієнт, що враховує вплив передаточного числа

    

    2.3.5 Коефіцієнт експлуатації 
K_e=K_H·K_P·K_зм=1,0·1,0·1,5=1,5

    Де  К_Н – коефіцієнт, що враховує нахил лінії центрів зірочок щодо горизонту, К_Н=1,0(передача горизонтальна)

    К_Р – коефіцієнт, що враховує спосіб регулювання натягу віток ланцюга, К_Р=1,0(регулювання натягу віток ланцюга шляхом переміщення опор валів передачі)

    К_зм – коефіцієнт, що враховує спосіб змащування передачі, К_зм=1,5(змащування передачі регулярне)

    2.4 Розрахунковий тиск у шарнірах  ланцюга 

      де К_Д – коефіцієнт динамічного навантаження, К_Д=1,3(навантаження з поштовхами)

    К_m – коефіцієнт, що варховує число рядів ланцюга, К_m=1,0(однорядний ланцюг)

    2.5 Умова стійкості шарнірів проти спрацювання р_с≤[р]_с

    Умова стійкості шарнірів проти спрацювання забезпечується, оскільки

    р_с=4,93 МПа ≤ [р]_с=6,7 МПа 

    3 Розрахунок ланюга  на міцність.

    3.1 Визначаємо повне зусилля в  ланцюгу 
F_S=F_t·К_д+F_V+F_f=1143·1,3+440,75+145,54=2072,19H

    3.1.1 Зусилля відцентрових сил 
F_V=q·V²=2,6·13,02²=440,75 м/с

    3.1.2 Зусилля від провисання ланцюга 
F_f=9,81·K_f·q·a=9,81·6·2,6·0,951=145,54H

    3.2 Визначаємо запас міцності ланцюга 
n=F_PH/F_S=60000/2072,19=28,95

    3.3 Допустимий коефіцієнт запасу міцності 
[n]=7+0,25·t·n₁·10^-3=7+0,25·25,4·1465·10^-3=11,56