Проектирование привода с одноступенчатым зубчатым редуктором и клиноременной передачей

Выбор электродвигателя и кинематический расчет. Расчет зубчатых колес редуктора. Конструктивные размеры шестерни и колеса. Расчет клиноременной передачи. Этапы компоновки редуктора. Проверка долговечности подшипников. Посадки зубчатого колеса и звездочки.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

151031 КП.СД 02

по дисциплине: «Детали машин»

Тема курсового проекта: «Проектирование привода с одноступенчатым зубчатым редуктором и клиноременной передачей»

Содержание

-аннотация;

-введение.

1. Расчет и конструирование.

1.1 Выбор электродвигателя и кинематический расчет

1.2 Расчет зубчатых колес редуктора

1.3 Предварительный расчет валов редуктора

1.4 Конструктивные размеры шестерни и колеса

1.5 Конструктивные размеры корпуса редуктора

1.6 Расчет клиноременной передачи

1.7 Первый этап компоновки редуктора

1.8 Проверка долговечности подшипников

1.9 Второй этап компоновки редуктора

1.10 Проверка прочности шпоночных соединений

1.11 Уточненный расчет валов

1.12 Вычерчивание редуктора

1.13 Посадки зубчатого колеса, звездочки и подшипников

1.14 Выбор сорта масла

1.15 Сборка редуктора

Заключение

Литература

Аннотация

В пояснительной записке курсовой работы по теме : “Проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора”, изложен подробный расчет зубчатых колес редуктора клиноременной передачи и предварительная компоновка данного редуктора.

Введение

Общие сведения о редукторе:

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.

Назначение редуктора -- понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Механизмы для повышения угловой скорости, выполненные в виде отдельных агрегатов, называют ускорителями или мультипликаторами.

Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или сварного стального), в котором помещают элементы передачи -- зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. В отдельных случаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников (например, внутри корпуса редуктора может быть помещен шестеренный масляный насос) или устройства для охлаждения (например, змеевик с охлаждающей водой в корпусе червячного редуктора).

Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назначения. Второй случай характерен для специализированных заводов, на которых организовано серийное производство редукторов.

Клиноремённая передача -- это передача механической энергии при помощи гибкого элемента -- приводного ремня, за счёт сил трения. Может иметь как постоянное, так и переменное передаточное число (вариатор), валы которого могут быть с параллельными, пересекающимися и со скрещивающимися осями.

Состоит из ведущего и ведомого шкивов и ремня (одного или нескольких).

Достоинства клиновых передач:

За счет клинового эффекта в передачах клиновым ремнем можно реализовать большие силы трения и уменьшить габариты передачи.

Клиновая передача может передавать большую мощность, допускает меньший угол обхвата на малом шкиве, а следовательно и меньшее межосевое расстояние допускающее бесступенчатую регулировку скорости.

Недостатки: большие напряжения изгиба.

1. Расчет и конструирование.

1.1 Выбор электродвигателя и кинематический расчет

Исходные данные:

; ;

По табл. КПД механических передач коэффициент полезного действия пары цилиндрических зубчатых колес 1 = 0,98; коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения, 2 = 0,99; КПД клиноременной передачи 3 = 0,95; коэффициент, учитывающий потери в опорах приводного барабана, 4 = 0,99.

Общий КПД привода

Мощность на валу барабана

Требуемая мощность электродвигателя



Угловая скорость барабана

Частота вращения барабана

По ГОСТ 19523-81 по требуемой мощности Ртр = 9,6 кВт выбираем электродвигатель трехфазный асинхронный короткозамкнутый серии 4А закрытый, обдуваемый, с синхронной частотой вращения 1000 об/мин 4А160S6УЗ с параметрами Рдв = 11,0 кВт и скольжением 2,7%, номинальная частота вращения пдв = 1000 - 27 = 973 об/мин,

угловая скорость

Передаточное отношение

Намечаем для редуктора и = 4,5 тогда для клиноременной передачи

Угловая скорость и частота вращения ведущего вала редуктора

Частоты вращения и угловые скорости валов:

Вал А	пдв = 973 об/мин	дв= 101,8 рад/с
Вал В	-	1 = 33,75 рад/с
Вал С	п2 = пб = 71,6 об/мин	2= б = 7,5 рад/с

1.2 Расчет зубчатых колес редуктора

Выбираем материалы для зубчатых колес. Для шестерни сталь 45, термообработка -- улучшение, твердость НВ 230; для колеса сталь 45, термообработка -- улучшение, твердость НВ 200.

Допускаемое контактное напряжение для косозубых колес из укачанных материалов [Н] = 410 МПа.

Примем такой же, как и ранее, коэффициент ширины венца ba = 0,4.

Коэффициент КН, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца. Несмотря на симметричное расположение колес относительно опор, примем значение этого коэффициента, как в случае несимметричного расположения колес, так как со стороны клиноременной передачи действует сила давления на ведущий вал, вызывающая его деформацию и ухудшающая контакт зубьев: Кн= 1,25.

Мощность на валу барабана (он же ведомый вал редуктора) Рб = р2 = 8,7 кВт. Найдем вращающий момент на этом валу



Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев по формуле

где Ка = 43 -- для косозубых колес; и = 4,5 -- принято ранее для рассматриваемого редуктора.

Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66

aw = 250 мм.

Нормальный модуль

принимаем по ГОСТ 9563 - 60 mn = 3,5 мм.

Примем предварительно угол наклона зубьев = 10°.

Число зубьев шестерни

принимаем z1 = 25. Тогда z2 = z1u=25 4,5 = 110.

Уточняем значение угла наклона зубьев:

угол = 19o.

Основные размеры шестерни и колеса.

Диаметры делительные:

Проверка:

.

Диаметры вершин зубьев

Ширина колеса b2 = baаw = 0,4 * 250 = 100 мм. Ширина шестерни bl = b2 + 5 мм = 105 мм.

Коэффициент ширины шестерни по диаметру

Окружная скорость колес

Степень точности передачи: для косозубых колес при скорости до 10 м/с следует принять 8-ю степень точности.

Коэффициент нагрузки

При bd = 1,25, твердости НВ < 350 и несимметричном расположении колес (учет натяжения клиноременной передач) коэффициент КН 1,165.

При v = 1,52 м/с и 8-й степени точности коэффициент КН 1,06.

Для косозубых колес при скорости менее 5 м/с коэффициент КНv = 1,0.

Таким образом, КН = 1,165 1,06 1,0 = 1,235.

Проверяем контактные напряжения:

что менее [Н] = 410 МПа. Условие прочности выполнено.

Силы, действующие в зацеплении:

Окружная

Радиальная

Осевая



Проверим зубья на выносливость по напряжениям изгиба:

Коэффициент нагрузки KF = KF KFv .

При bd = 1,25, твердости НВ < 350 и несимметричном расположении зубчатых колес относительно опор коэффициент KF 1,32.

Для косозубых колес 8-й степени точности и скорости до 3 м/с коэффициент KFv = 1,1.

Таким образом, KF