Привод с одноступенчатым цилиндрическим косозубым редуктором и клиноременной передачей (123738)

Посмотреть архив целиком

Министерство образования Российской федерации.

Южно-Уральский государственный университет.

Кафедра теоретической механики








Курсовая работа

Тема:

Проектирование привода с одноступенчатым цилиндрическим косозубым редуктором и клиноременной передачей















Челябинск 2008





Содержание


  1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет

  2. Расчет клиноременной передачи

  3. Расчет зубчатых колес редуктора

  4. Предварительный расчет валов редуктора

  5. Конструктивные размеры шкива клиноременной передачи2

  6. Конструктивные размеры шестерни и колеса

  7. Конструктивные размеры корпуса редуктора

  8. Расчет подшипников

  9. Проверка прочности шпоночных соединений

  10. Уточненный расчет валов

  11. Выбор сорта масла

  12. Сборка редуктора

Список литературы





1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет


Коэффициент полезного действия пары цилиндрических зубчатых колес η1 = 0,95; коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения, η2 = 0,99; КПД клиноременной передачи η3 = 0,97

Общий КПД привода


η = η1 η22 η3= 0,95 * 0,992 * 0,97= 0,903


Мощность на валу звездочки конвейера


Рзв = Fц * υц= 4,8*1,6 =7,68 кВт.


Требуемая мощность электродвигателя


кВт


Частота вращения звездочки конвейера


об/мин


По ГОСТ 19523 – 81 по требуемой мощности Ртр = 8,5 кВт выбираем электродвигатель трехфазный асинхронный короткозамкнутый серии АОП2-62-8 закрытый, обдуваемый, с синхронной частотой вращения 720об/мин с параметрами Рдв = 10 кВт

Номинальная частота вращения

nдв = 720 об/мин

Угловая скорость

рад/с


Общее передаточное отношение



Намечаем для редуктора передаточное число и =3; тогда для клиноременной передачи



Угловая скорость и частота вращения ведущего вала редуктора


ω1 = ωдв/ iр =75,4/ 3,15 =24

n1 = nдв/iр = 720/3,15= 228


Частоты вращения и угловые скорости валов:

Вал А

nдв = 720 об/мин

ωдв = 75,4 рад/с

Вал B

n2 = nзв = 76 об/мин

ω2 = ωзв = 5,8 рад/с

Вал C

n1 = 228 об/мин

ω1 = 24 рад/с


2. Расчет клиноременной передачи


Исходные данные для расчета: передаваемая мощность Ртр = 10 кВт; частота вращения ведущего шкива nдв = 720 об/мин; передаточное отношение ip = 3,15; скольжение ремня е = 0,015.

  1. При частоте вращения меньшего шкива nдв = 720 об/мин и передаваемой мощности Р = Ртр = 10 кВт принимаем сечение клинового ремня Б.

  2. Вращающий момент


Н·м м


  1. Диаметр ведущего шкива


мм


Принимаем d1=160 мм

  1. Диаметр большего шкива

мм


Ближайшее стандартноезначение d2 = 500 мм

  1. Уточняем передаточное отношение с учетом скольжения


Пересчитываем n1


рад/с


окончательно принимаем диаметры шкивов d1 = 160 мм и d2 = 500 мм

  1. Межосевое расстояние ар следует принять в интервале


amin = 0,55 (d1 + d2) + h = 0,55(160 + 500) + 10,5 = 374 мм

amax = 2(d1 + d2)= 2(160 + 500) = 1320 мм,

где h = 6 мм высота сечения ремня.

Принимаем близкое к среднему значению ар = 800 мм

  1. Расчетная длина ремня


мм


Ближайшее значение по стандарту L= 2800 мм

  1. Уточненное значение межосевого расстояния ар с учетом стандартной длины ремня



где


w = 0,5π (d1 +d2) = 0,5 * 3,14 (160 + 500) = 1036,2 мм; y = (d2 d1)2 =

(500 - 160)2 = 115600;

мм


При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,01L = 0,01 * 2800 == 28 мм для облегчения надевания ремней на шкивы и возможность увеличения его на 0,025L= 0,025 * 2800 = 70 мм для увеличения натяжения ремней.

  1. Угол обхвата меньшего шкива






  1. Коэффициент режима работы, учитывающий условия эксплуатации передачи для привода к цепному конвейеру при односменной работе Ср = 1,0.

  2. Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня сечения Б при длине L = 2800 мм коэффициент СL = 1,075

  3. Коэффициент, учитывающий влияние угла при α1 = 156° коэффициент Сα = 0,928

  4. Коэффициент, учитывающий число ремней в передаче. Предполагая, что число ремней в передаче будет от 2 до 3, примем коэффициент С. = 0,95

  5. Число ремней в передаче



где Р0 — мощность, передаваемая одним клиновым ремнем, кВт; для ремня сечения Б при длине L = 2240 мм, работе на шкиве d1 = 80 мм и i ≥ 3 мощность Р0 = 3,35 Н (то, что в нашем случае ремень имеет другую длину L= 2800 мм, учитывается коэффициентом CL);



Принимаем z = 5

  1. Натяжение ветви клинового ремня


где скорость υ = 0,5ωдвd1 = 6 м/с; Θ - коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил, для ремня сечения О коэффициент Θ = 0,06

Н


  1. Давление на валы


Н


3. Расчет зубчатых колес редуктора


Выбираем материалы для шестерни сталь 45, термообработка — улучшение, твердость НВ 230; для колеса сталь 45, термообработка — улучшение, твердость НВ 210.

Допускаемое контактное напряжение для косозубых колес из указанных материалов [σн] = 426 МПа.

Примем коэффициент ширины венца ψba= 0,4.

Коэффициент К, 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: КHβ = 1,25.

Вращающий момент на валу колеса


Н*м


Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев





мм


где и = 3 — принято ранее для рассматриваемого редуктора.

Ближайшее значение межосевого расстояния по ГОСТ 2185-66 aw = 224 мм

Нормальный модуль


тn =(0,01÷0,02)аw = (0,01÷0,02)224 = 2,24 - 4,48 мм;


принимаем по ГОСТ 9563 — 60 тn=3 мм.

Примем предварительно угол наклона зубьев β = 10°.

Число зубьев шестерни



принимаем z1 = 37. Тогда z2 = z1u = 37*3 = 111.

Уточняем значение угла наклона зубьев:



угол β = 7°42'.

Основные размеры шестерни и колеса.

Диаметры делительные


мм

мм

Проверка:


мм


Диаметры вершин зубьев


мм

мм


Ширина колеса b2 = ψba*aw = 0,4*224 = 90 мм.

Ширина шестерни b1 = b2 + 5 мм = 95 мм.

Коэффициент ширины шестерни по диаметру



Коэффициент ширины шестерни по диаметру



Окружная скорость колес


м/с


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





KH = K K K


При ψbd = 0,85 твердости НВ < 350 и несимметричном расположении колес (учет натяжения клиноременной передачи) коэффициент K ≈ 1,3.

При υ = 4,22 м/с и 8-й степени точности коэффициент K ≈ 1,09.

Для косозубых колесу при скорости менее 5 м/с коэффициент K = 1,0.

Таким образом, КH = 1,3*1,09*1,0 = 1,417.

Проверяем контактные напряжения


МПа


что менее [σH] = 426 МПа. Условие прочности выполнено.

Силы, действующие в зацеплении:

окружная


H


радиальная


H


осевая


H


Проверим зубья на выносливость по напряжениям изгиба


Коэффициент нагрузки


KH = KK


При ψbd = 1,3 твердости НВ < 350 и несимметричном расположении зубчатых колес относительно опор коэффициент K = 1,09.

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

Таким образом,


KF = 1,09*1,3 = 1,417.


Коэффициент, учитывающий форму зуба, YF зависит от эквивалентного числа зубьев zυ;

у шестерни



у колеса



Коэффициенты YF1 = 3,70 и YF2 = 3,60. Определяем коэффициенты Yβ и K:






где средние значения коэффициента торцового перекрытия εα = 1,5; степень точности

n = 8.

Допускаемое напряжение при проверке на изгиб определяют по формуле:



для стали 45 улучшенной предел выносливости при отнулевом цикле изгиба HB.

для шестерни


МПа;


для колеса


МПа.


Коэффициент безопасности [SF] = [SF]' [SF]"

[SF]' = 1,75 для стали 45 улучшенной; коэффициент [SF]" = 1 для поковок и штамповок. Следовательно, [SF] = l,75.

Допускаемые напряжения:

для шестерни

МПа


для колеса


МПа.

Проверку на изгиб следует проводить для того зубчатого колеса, для которого отношение меньше. Найдем эти отношения:

для шестерни МПа

для колеса МПа

Проверку на изгиб проводим для колеса:


МПа


83,5 МПа < 216 МПа условие прочности выполнено.


4. Предварительный расчет валов редуктора


Предварительный расчет проведем на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.


Случайные файлы

Файл
92207.rtf
46294.rtf
85746.rtf
28310.rtf
ref-21345.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.