Курсовая с практикой на тему Привод ременной- цилиндрический

Содержание:

Введение 4

1 Выбор электродвигателя. кинематический и силовой расчет привода 4

1.1 Определение мощности электродвигателя и передаточного числа привода 5

2 Выбор материала зубчатых колес и определение допускаемых напряжений 8

3 Расчет цилиндрической прямозубой передачи редуктора 11

3.1 Проектный расчет на прочность. Геометрический расчет 11

4Расчетременной передачи 18

4.1. Проектный расчет открытой передачи 18

5 Эскизное проектирование редуктора 21

5.1 Предварительный расчет быстроходного вала 21

5.2 Предварительный расчет тихоходного вала редуктора 22

5.3 Выбор подшипников качения 23

5.4 Конструирование зубчатых колес 24

5.5 Эскизная компоновка редуктора 24

5.6 Конструктивные размеры корпуса редуктора 26

6 Расчет валов на прочность 28

6.1 Схема нагружения валов 28

6.2 Определение реакций в опорах подшипников, построение эпюр крутящих и изгибающих моментов быстроходного вала 28

6.3 Расчет тихоходного вала 31

7 Проверочный расчет подшипников 33

7.1 Проверочный расчет подшипников быстроходного вала 33

7.2 Проверочный расчет подшипников тихоходного вала 34

8 Проверочный расчет шпонок 35

8.1 Расчет шпонок быстроходного вала. 36

8.2 Расчет шпонок тихоходного вала. 36

9 Уточненный расчет выходного вала редуктора 37

10 Назначение посадок соединений 39

11 Смазка редуктора 40

Заключение 42

Литература 43

Введение:

Одной из важнейших задач курсового проектирования по прикладной механике (раздел детали машин), являющегося первой самостоятельной конструкторской работой, является творческое применение приобретенных знаний при решении поставленных задач. При выполнении проекта используются математические модели, относящиеся к объемной контактной прочности, материаловедению, используются сведения из сопротивления материалов, теоретической механики, технологии машиностроения, машиностроительного черчения и т.д.

Задачей курсового проектирования является также разработка технической документации, чтобы воплотить в материальную форму заданную схему механизма, учитывая требования, предъявляемые к прочности, работоспособности, технологичности, эксплуатационным расходам и т.д.

При выборе механических характеристик материала учитывается, что затраты на материалы составляют значительную часть стоимости машин (в редукторах общего назначения – 85%, в дорожных машинах – 75%, в автомобилях – 70% и т.д.). Таким образом, изыскание путей снижения массы проектируемых объектов является важнейшей предпосылкой дальнейшего прогресса, необходимым условием сбережения природных ресурсов.

Большая часть вырабатываемой в настоящее время энергии проходит через механические передачи, поэтому их коэффициент полезного действия определяют эксплуатационные расходы.

Данный курсовой проект выполнен на основании задания на тему «привод ременно-цилиндрический».

Заключение:

Выполнен кинематический расчет привода, выбран электродвигатель. Для проектируемого цилиндрического редуктора выбраны материалы, определены допускаемые напряжения и рассчитаны геометрические параметры червячной передачи. Выполнены проверочные расчеты цилиндрической передачи на контактную прочность и изгиб. Произведен проектный и проверочный расчеты валов редуктора, произведен подбор и расчет долговечности подшипников, проверочный расчет шпоночных соединений. Разработана конструкция косозубого колеса, вала-шестерни, валов. Разработан сборочный чертеж редуктора и чертеж общего вида привода, выполнены рабочие чертежи цилиндрического колеса и ведомого вала редуктора.

Фрагмент текста работы:

1 Выбор электродвигателя. кинематический и силовой расчет привода

1.1 Определение мощности электродвигателя и передаточного числа привода

Выбор электродвигателя

Потребная мощность на валу электродвигателя, кВт определяется по формуле:

, (1)

где ηобщ=Мηрем·ηзуб·η2подш – общий КПД привода,

ηрем= 0,96 – КПД открытой ременной передачи;

ηзуб=0,97 – КПД зубчатой цилиндрической передачи;

ηп=0,99 – КПД одной пары подшипников качения; [1] c.40;

Рвых- мощность на выходном валу, кВт.

ηобщ=0,96·0,97·0,992= 0,913

кВт

По данным табл. П1 приложения, подходят электродвигатели четырех марок: 4АAM63В2УЗ, Р = 0,55 кВт, nн = 2710 об/мин;

4АM71А4УЗ, Р = 0,55 кВт, nн = 1390 об/мин;

4АM71B6УЗ, Р = 0,55 кВт, nн = 900 об/мин;

4АM80B8УЗ, Р = 0,55 кВт, nн = 700 об/мин;

При выборе первого из указанных двигателей с пн = = 2710 об/мин возникнут затруднения в реализации большого передаточного числа; двигатель с пн = 700об/мин имеет большие габариты и массу; предпочтительнее двигатели с nн = 1390 и 900 об/мин.

Расчёт передаточных чисел привода

Разбивка общего передаточного отношения привода допу¬скает много решений.

Номинальные частоты вращения валов этих двигателей будут соответственно:

Передаточное отношение привода в случае варианта «а»

а)

б)

Выбираем двигатель 4АM71А4УЗ по варианту б)

Разбиваем общее передаточное отношение по ступеням. По рекомендациям [1] c. 43 передаточное число цилиндрического одноступенчатого редуктора принимается в диапазоне 1,6÷6,3.

Принимаем для редуктора значение передаточного числа по стандартному ряду iТ = i3-4= 4,0. Тогда iБ= i 1-2=iОБЩ/ i3-4= 12,64/4 = 3,16

Выбираем ременной передачи стандартное значение i2-3 = 3,15. Фактическое общее передаточное отношение iОБЩ= i1=2  i2-3 = 4,03,15= 12,6

Погрешность расчетного значения % составляет,

, что допустимо

Определяем угловые скорости валов привода , рад/с

; (3)

рад/с

рад/с;

рад/с.

Определяем частоту вращения валов n, об/мин

n1 = 1390 об/мин

об/мин

Определяем мощности на валах Р, кВт

Р3 =0,5 кВт;

Р2= Р3/(зуб2подш= 0,5/(0,97·0.992)= 0,526 кВт;

Р1= Р2/рем= 0,526/0,96=0,548кВт;

Определяем крутящие моменты на валах Т, Нм по формуле:

(4)

где P – мощность на валу, Вт;

 — угловая скорость вала, рад/с.

;

Кинематические параметры привода указаны в таблице 1

Таблица 1 – Кинематические параметры привода

2 Выбор материала зубчатых колес и определение допускаемых напряжений

В соответствии с рекомендациями [2], табл. 3.2 принимаем для колеса сталь 45, термообработка нормализация, и для шестерни сталь 45, термообработка – улучшение. Принимаем размеры заготовки: диаметр, толщина, средняя твёрдость по Бринеллю:

колесо: размеры любые;

шестерня: Dпред= 125 мм, Sпред= 80 мм;

Определяем допускаемые контактные напряжения.

Допускаемые напряжения для шестерни и колеса определяем по формулам:

, , (5)

где [σH01] и [H02] – соответственно пределы контактной выносливости шестерни и колеса, МПа, определяемые по формуле [2], табл.2.2.

(6)

(7)

[H02] =1,8 .193+67 = 414МПа; [H01] =1,8 .248+67 = 513 МПа;

KHL1 и KHL2 — коэффициенты долговечности по контактным напряжениям соответственно для шестерни и колеса. Коэффициенты долговечности позволяют дифференцированно подойти к шестерне и колесу с учетом реальной наг¬рузка и числа циклов нагружения за весь период службы. Фактичес¬кие коэффициенты КHL1 и КHL2 рассчитываются по формулам:

; . (8)

где NH01 и NH02- базовое количество циклов для материала шес¬терни и колеса соответственно, цикл;

NH1, NH2 — число циклов нагружения контактными нагрузка¬ми шестерни и колеса соответственно, цикл.

В связи с тем, что за один оборот каждый зуб шестерни и ко¬леса вступает в контакт один раз, то общее число циклов нагружения за весь период службы зависит от времени работы и частоты вращения вала и может быть определено по формулам:

(9)

, (10)

где Lh, — моторесурс (чистое время работы) проектируемой передачи, час,

n1 , n2 — частота вращения шестерни и зубчатого колеса соответственно, об/мин;

К рев — коэффициент реверсивности:

K рев = 0,65 — при реверсивном режиме работыдля нормализованных и улучшенных сталей (зубья шестерни и колеса всегда работают двумя сторонами);

Ресурс передачи составляет L h = 44000 час.

База контактных напряжений в зависимости от твердости зубчатых колес по [2] , табл. 3.3. NH01 = 16,5.10 6 ;NH02 = 10. 10 6.

Значение коэффициентов долговечности не может быть меньше единицы. Поэтому, так как NH01 и NH02 меньше NH1 и NH2 , то принимаем

KHL1 = KH21 =1.

Тогда [H2] =KH21[H02] =414МПа; [H1] = KHL1 [H01] =513 МПа;

Так как передача косозубая, то допускаемое контактное напряжение выбираем по материалу колеса.