Автор: Пользователь скрыл имя, 16 Февраля 2013 в 09:52, курсовая работа
Выполнение курсовой работы способствует закреплению и углублению знаний и умений, полученных при изучении дисциплины «Основы функционирования систем сервиса».
Работа позволяет получить следующие навыки:
• применение на практике приемов расчета и конструирования;
• составления кинематических схем, описания устройства и принципа действия проектируемого объекта;
• обоснования и разработки технических решений и расчетов элементов конструкций;
• работы со специальной технической литературой;
• анализа технических параметров и технико-экономического анализа проектируемого изделия.
Техническое задание 4
Введение 5
1. Кинематические расчеты 6
1.1. Кинематическая схема привода 6
1.2. Выбор электродвигателя 7
1.3. Уточнение передаточных чисел привода 7
1.4. Определение вращающих моментов на валах привода 7
2. Выбор материала и расчет допускаемых напряжений 9
2.1. Выбор твердости, термической обработки и материала колес 9
2.2. Допускаемые контактные напряжения 9
2.3. Допускаемые напряжения изгиба 10
2.4. Учет режима нагружения при определении допускаемых напряжений 10
3. Расчет зубчатой передачи первой ступени 12
3.1. Межосевое расстояние 122
3.2. Предварительные основные размеры зубчатого колеса 133
3.3. Модуль передачи 133
3.4. Суммарное число зубьев колес и угол наклона 144
3.5. Диаметры колес 144
3.6. Размеры заготовок 155
3.7. Проверка зубьев по контактным напряжениям 155
3.8. Силы в зацеплении 166
3.9. Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба 166
3.10. Проверочный расчет на прочность зубьев при действии пиковой нагрузки 177
4. Расчет зубчатой передачи второй ступени 188
4.1. Межосевое расстояние 188
4.2. Предварительные основные размеры зубчатого колеса 188
4.3. Модуль передачи 199
4.4. Суммарное число зубьев колес и угол наклона 199
4.5. Диаметры колес 20
4.6. Размеры заготовок 20
4.7. Проверка зубьев по контактным напряжениям 20
4.8. Силы в зацеплении 211
4.9. Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба 211
4.10. Проверочный расчет на прочность зубьев при действии пиковой нагрузки 211
5. Расчет валов 233
5.1. Расчет быстроходного вала 233
5.2. Расчет промежуточного вала 233
5.3. Расчет тихоходного вала 233
6. Выбор подшипников 255
6.1. Для быстроходного вала 255
6.2. Для промежуточного вала 255
6.3. Для тихоходного вала 255
7. Проверочный расчет шпонки на прочность 266
7.1. Расчет для зубчатого колеса первой ступени 266
7.2. Расчет для зубчатого колеса второй ступени 266
8. Список использованных источников 277
9. Отзыв на курсовую работу 288
в соответствии с рядом стандартных размеров (по ГОСТ 6636-69, табл. 24.1) принимаем мм.
Окружную скорость , м/с, вычисляют по формуле:
Степень точности (по ГОСТ 1643-81, табл. 2.5) принимаем .
Окончательное значение межосевого расстояния:
где МПа ;
– коэффициент ширины;
– коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность, вычисляется по формуле:
Коэффициент учитывает внутреннюю динамику нагружения, связанную прежде всего с ошибками шагов зацепления и погрешностями профилей зубьев шестерни и колеса. Значение (по табл. 2.6).
Коэффициент учитывает неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий, обусловливаемую погрешностями изготовления и упругими деформациями валов, подшипников. Зубья зубчатых колес могут прирабатываться: в результате повышенного местного изнашивания распределение нагрузки становится более равномерным. Поэтому рассматривают коэффициенты неравномерности распределения нагрузки в начальный период работы и после приработки . Значение коэффициента принимают по табл. 2.7 в зависимости от коэффициента , схемы передачи и твердости зубьев.
Коэффициент определяют по формуле:
где – коэффициент, учитывающий приработку зубьев:
Коэффициент определяют по формуле:
Начальное значение коэффициента распределения нагрузки между зубьями в связи с погрешностями изготовления (погрешностями шага зацепления и направления зуба) определяют в зависимости от степени точности по нормам плавности:
Используя полученные значения находим коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность:
в соответствии с рядом стандартных размеров (по ГОСТ 6636-69, табл. 24.1) принимаем мм.
Делительный диаметр зубчатого колеса вычисляется по формуле:
Ширина зубчатого колеса вычисляется по формуле:
в соответствии с рядом стандартных размеров (по ГОСТ 6636-69, табл. 24.1) принимаем мм.
Ширина шестерни вычисляется по формуле:
в соответствии с рядом стандартных размеров (по ГОСТ 6636-69, табл. 24.1) принимаем мм.
Максимально допустимый модуль , мм, определяют из условия неподрезания зубьев у основания:
Минимальное значение модуля ,мм, определяют из условия прочности:
где ;
– коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба, вычисляется по формуле:
Коэффициент учитывает внутреннюю динамику нагружения, связанную прежде всего с ошибками шагов зацепления шестерни и колеса. Значение (по табл. 2.9).
– коэффициент, учитывающий
влияние погрешностей
– коэффициент, учитывающий
влияние погрешностей
Используя полученные значения находим коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба:
Из ряда стандартных модулей принимаем мм.
Угол наклона .
Суммарное число зубьев:
Число зубьев шестерни:
Число зубьев зубчатого колеса:
Фактическое передаточное число:
Передаточное число иБ совподает с фактическим передаточным числом иБФ. Поэтому найденные значения количества зубьев колеса и шестерни принимаем за окончательные.
Делительный диаметр шестерни:
Делительный диаметр зубчатого колеса:
Диаметр окружностей вершин зубьев колес:
где – коэффициент смещения, при принимает значение ;
– коэффициент воспринимаемого смещения: ;
– делительное межосевое расстояние: .
Диаметр окружностей впадин зубьев колес:
Диаметр заготовок:
Толщина заготовок:
Для выбранного материала зубчатого колеса (по табл. 2.1), что не удовлетворяет условию , поэтому для зубчатого колеса вместо стали марки 40Х выбираем сталь марки 40ХН, предельные размеры диаметра заготовок которой мм. Твердость зубьев 235...262НВ, что совпадает с параметрами стали марки 40Х.
Расчетное значение контактного напряжения:
где МПа .
Отклонение от ранее найденного :
Полученное значение меньше ранее найденного значения на 4%, что является допустимым, поэтому значение МПа принимаем за окончательное.
Окружная сила:
Радиальная сила:
где - для стандартного угла.
Осевая сила:
Расчетное напряжение изгиба в зубьях колеса:
где – коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений, (по табл. 2.10);
– коэффициент, учитывающий угол наклона зуба, ;
– коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев, .
что удовлетворяет обязательному условию .
Расчетное напряжение изгиба в зубьях шестерни:
где, (по табл. 2.10).
что также удовлетворяет
Целью расчета является предотвращение остаточных деформаций или хрупкого разрушения поверхностного слоя или самих зубьев при действии пикового момента . Действие пиковых нагрузок оценивают коэффициентом перегрузки .
.
Для предотвращения остаточных деформаций или хрупкого разрушения поверхностного слоя контактное напряжение не должно превышать допускаемое напряжение ;
Допускаемое напряжение принимают:
, т.е. при действии пикового момента не произойдет хрупкого разрушения поверхностного слоя.
Для предотвращения остаточных деформаций и хрупкого разрушения зубьев напряжение изгиба при действии пикового момента не должно превышать допускаемое ;
Допускаемые напряжения принимают:
где – максимально возможное значение коэффициента долговечности, для сталей с объемной термообработкой ;
– коэффициент влияния частоты приложения пиковой нагрузки, в случае единичных перегрузок ;
– коэффициент запаса прочности, .
и , т.е. при действии пикового момента не произойдет хрупкого разрушения зубьев.
Расчет зубчатой передачи второй ступени производится по формулам, приведенным при расчете зубчатой передачи первой ступени, поэтому далее расчетные формулы не приводятся, значения подставляются в указанные ранее формулы и дополняются краткими пояснениями.
Предварительное значение межосевого расстояния:
в соответствии с рядом стандартных размеров (по ГОСТ 6636-69, табл. 24.1) принимаем мм.
Окружная скорость:
Степень точности по ГОСТ 1643-81 назначена .
Для вычисления окончательного значения окружной скорости вычисляем значение коэффициента :
Коэффициент , учитывающий внутреннюю динамику нагружения, находиться по таблице 2.6 принимаем .
Тогда находим значение :
Окончательное значение межосевого расстояния:
в соответствии с рядом стандартных размеров (по ГОСТ 6636-69, табл. 24.1) принимаем мм.
Делительный диаметр зубчатого колеса:
Ширина зубчатого колеса:
в соответствии с рядом стандартных размеров (по ГОСТ 6636-69, табл. 24.1) окончательное значение мм.
Ширина шестерни:
в соответствии с рядом стандартных размеров (по ГОСТ 6636-69, табл. 24.1) принимаем мм.
Максимально допустимый модуль , мм:
Для вычисления минимального значения модуля ( ) находим коэффициент нагрузки :
Коэффициент учитывающий внутреннюю динамику нагружения, по таблице 2.9 принимаем .
Используя полученные значения находим коэффициент :
Из ряда стандартных модулей принимаем мм.
Угол наклона .
Суммарное число зубьев:
Число зубьев шестерни:
Число зубьев зубчатого колеса:
Фактическое передаточное число:
Делительный диаметр шестерни:
Делительный диаметр зубчатого колеса:
Коэффициент смещения при принимает значение ;
Делительное межосевое расстояние .
Коэффициент воспринимаемого смещения ;
Диаметр окружностей вершин зубьев колес:
Диаметр окружностей впадин зубьев колес:
Диаметр заготовок:
Толщина заготовок:
Для выбранного материала зубчатого колеса параметр (по табл. 2.1) не удовлетворяет условию , поэтому для зубчатого колеса вместо стали марки 40Х выбираем сталь марки 40ХН. Твердость зубьев 235...262НВ, что совпадает с параметрами стали марки 40Х.
Расчетное значение контактного напряжения:
Отклонение от ранее найденного :