Автор: Пользователь скрыл имя, 15 Января 2012 в 16:34, курсовая работа
В ходе проектирования определены кинематические и силовые параметры привода и подобран электродвигатель; произведен расчет цепной передачи; выбраны материалы для основных деталей редуктора; выполнен расчет зубчатой передачи; произведено эскизное проектирование редуктора; осуществлен подбор подшипников качения и проверка их на заданный ресурс; выполнен проверочный расчет быстроходного вала редуктора на статическую прочность и сопротивление усталости; произведен расчет шпоночных соединений зубчатых колес и валов; разработана система смазки редуктора.
ВВЕДЕНИЕ..........................................................................................................5
1 КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА.................................................6
1.1Выбор электродвигателя.............................................................................6
1.2Определение частот вращения и крутящих моментов на валах.............7
2 РАСЧЕТ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ.................................................................8
2.1 Выбор материала........................................................................................8
2.2 Определение допускаемых напряжении..................................................8
2.2.1 Определение допускаемых контактных напряжений....................8
2.2.2 Определение допускаемых напряжений изгиба...........................10
2.3 Проектировочный расчет зубчатой передачи........................................12
2.4Проверочный расчет зубчатой передачи.................................................16
3 РАСЧЕТ ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ...................................................................19
4 ЭСКИЗНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ...............................................................23
4.1 Проектные расчеты валов........................................................................23
4.1.1 Проектный расчет быстроходного вала.........................................23
4.1.2 Проектный расчет тихоходного вала.............................................24
4.2 Выбор типа и схемы установки подшипников......................................25
4.3 Составление компоновочной схемы.......................................................26
5 ПОДБОР ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ НА ЗАДАННЫЙ РЕСУРС......27
5.1 Подбор подшипников качения быстроходного вала............................27
6 РАСЧЕТ ВАЛА НА СТАТИТЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ И
СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ.................................................................30
6.1 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов.........................30
6.2Расчет на статическую прочность............................................................32
6.3 Расчет на сопротивление усталости........................................................33
7 РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЙ ВАЛОВ СО СТУПИЦАМИ КОЛЕС................35
8 СМАЗКА РЕДУКТОРА.................................................................................37
Мы
проверили и выяснили, что
МПа и
МПа
3 РАСЧЕТ ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ
Мощность на ведущем валу передачи:
(3.1)
где =75об/мин - частота вращения ведущего вала;
=4842,62 Н∙м – крутящий момент ведущего вала
Вычислим мощность :
Мощность и крутящий момент на ведомом валу передачи:
; (3.2)
; (3.3)
В соответствии с формулой (3.2) определим крутящий момент на ведомом валу передачи :
В соответствии с формулой (3.3) определим мощность на ведомом валу передачи :
Частота вращения ведомого вала: об/мин
По таблице 3.3.1 [3, с.35] определяем число зубьев ведущей звездочки (при =2,5): . Число зубьев ведомой звездочки (округляется до ближайшего целого значения):
; (3.4)
Найдем число зубьев ведомой звездочки :
Действительное передаточное число передачи: =2,50
Определяем коэффициент эксплуатации цепи:
; (3.5)
где - коэффициент, учитывающий динамичность передаваемой нагрузки;
определяется из табл.3.3.2 [3, с.35]; =1,00;
- коэффициент, учитывающий способ
регулировки натяжения цепи;
определяется из табл.3.3.4 [3, с.35]; =1,25;
- коэффициент, учитывающий наклон передачи; определяется из
табл.3.3.5 [3, с.35]; =1,00;
- коэффициент, учитывающий качество
смазки передачи и условия ее
работы; определяется из табл.3.3.6 [3, с.35]; =1,00;
- коэффициент, учитывающий режим работы передачи;
определяется из табл.3.3.8 [3, с.35]; =1,00
Если ,то следует изменить условия эксплуатации передачи.
Найдем коэффициент эксплуатации цепи, подставив в формулу (3.5) все определенные ранее значения:
Расчетная мощность, передаваемая цепью:
; (3.6)
где - коэффициент числа зубьев; в соответствии с [3, с.35] .
Тогда ;
- коэффициент частоты вращения; определяем, исходя из
рекомендаций [3, с.35]: =50. Тогда ;
- коэффициент, учитывающий число рядов цепи; определяется из
табл.3.3.9 [3, с.35]; =1,00
Вычислим расчетную мощность, передаваемую цепью в соответствии с формулой (3.6):
По табл.3.1.1 [3, с.35], задавшись параметрами и , определим тип цепи и ее параметры, руководствуясь условием .
Тип цепи: ПР-38,1-12700
Параметры цепи: шаг =38,1мм;
Предварительное значение межосевого расстояния а’ (мм):
; (3.7)
Определим предварительное значение межосевого расстояния а’ (мм):
Находим скорость цепи ν (м/с):
; (3.8)
Вычислим скорость цепи ν:
Определяем окружное усилие (Н):
; (3.9)
Подставляя данные значения, рассчитаем окружное усилие :
Удельное давление в шарнирах цепи р (МПа):
; (3.10)
При этом должно выполняться условие:
где - допускаемое удельное давление, определяемое из табл.3.310 [3, с.36];
=35.
В случае невыполнения указанного условия изменить тип цепи.
По формуле (3.10) определим удельное давление в шарнирах цепи р:
Следовательно, это соответствует условию МПа
В зависимости от желаемого качества смазки и скорости цепи ν по табл.3.3.7 [3, с.36] выбираем тип смазки.
В нашем случае качество смазки удовлетворительное. Смазка густая внутришарнирная, пропитка цепи через 120÷180ч
Число звеньев цепи:
; (3.11)
где
; (3.12)
Параметр округляется до целого числа, желательно четного.
Вычислим по формуле (3.12):
В соответствии с формулой (3.11) определим число звеньев цепи :
Расчетное межосевое расстояние , мм:
; (3.13)
Вычислим
расчетное межосевое расстояние
:
мм
Действительное межосевое расстояние а:
; (3.14)
Вычислим действительное межосевое расстояние а:
Сила F (Н), нагружающая вал передачи:
F=(1,15÷1,20) ; (3.15)
Найдем силу F (Н):
F=1,17∙9766,13=11426,37
Н
4 ЭСКИЗНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
4.1 Проектные расчеты валов
4.1.1 Проектный расчет быстроходного вала
Предварительные значения диаметров различных участков быстроходного вала редуктора, обозначенных в соответствии с рис.1 определяются по формулам [1, с.42] и округляются в ближайшую сторону до стандартных.
Диаметр выходного участка вала d зависит от момента :
; (4.1)
Диаметр под подшипники определяется по формуле:
; (4.2)
Диаметр :
; (4.3)
где ,r – числовые параметры, зависящие от d и принимаемые в с
соответствии с [1,с.42] (табл.1)
Определим диаметры d , и соответственно по формулам (4.1), (4.2) и (4.3):
Значения длин различных участков быстроходного вала редуктора, обозначенных в соответствии с рис.1 определяются по формулам [1, с.42] и округляются в ближайшую сторону до нормальных размеров.
; (4.4)
; (4.5)
Определим длину выходного участка вала по формуле (4.4):
Вычислим значение в соответствии с формулой (4.5):
Получаем:
4.1.2 Проектный расчет тихоходного вала
Предварительные значения диаметров различных участков тихоходного вала редуктора, обозначенных в соответствии с рис.2 определяются по формулам [1, с.42] и округляются в ближайшую сторону до стандартных:
; (4.6)
; (4.7)
; (4.8)
где ,r - числовые параметры, зависящие от d и принимаемые в с
соответствии с [1,с.42] (табл.1)
Определим диаметр входного участка вала d по формуле (4.6):
По формуле (4.7) вычислим диаметр под подшипники :
Найдем диаметр тихоходного вала по формуле (4.8):
Значения длин различных участков тихоходного вала редуктора, обозначенных в соответствии с рис.2 определяются по формулам [1, с.42] и округляются в ближайшую сторону до нормальных размеров.
; (4.9)
; (4.10)
Определим длину входного участка вала по формуле (4.9):
Вычислим значение в соответствии с формулой (4.10):
Получаем:
4.2 Выбор типа и схемы установки подшипников
Для опор валов цилиндрических прямозубых и косозубых колес редуктора и коробок передач применяют чаще всего шариковые радиальные подшипники. Первоначально принимают подшипники легкой серии. Если при последующем расчете грузоподъемность подшипников легкой серии окажется недостаточной, принимают подшипники средней серии. Эти подшипники относительно дешевые и легки в использовании.
Подшипники качения выпускают следующих классов в порядке повышения точности:0, 6, 5, 4 и 2. Обычно применяют подшипники класса точности 0.
В большинстве случаев валы должны быть зафиксированы в опорах от осевых перемещений. Применим схему «враспор», в которой осевое фиксирование вала происходит в двух опорах, причем в каждой из них осевое перемещение вала ограничивается только в одном направлении. Такие опоры воспринимают радиальную и в одном направлении осевую нагрузку. Особенность этой схемы: для того чтобы не происходило защемления вала в опорах, предусматривают осевой зазор. Схема установки подшипников «враспор» - конструктивно наиболее проста. Ее широко применяют при относительно коротких валах.
По [1, табл.24.10, с.380] подберем размеры подшипников.
Для быстроходного вала: =70мм