Проектирование привода

Автор: Пользователь скрыл имя, 09 Декабря 2011 в 02:28, курсовая работа

Описание работы

При выборе типа редуктора для привода рабочего органа (устройства) необходимо учитывать множество факторов, важнейшими из которых являются: значение и характер изменения нагрузки, требуемая долговечность, надежность, КПД, масса и габаритные размеры, требования к уровню шума, стоимость изделия, эксплуатационные расходы.
Из всех видов передач зубчатые передачи имеют наименьшие габариты, массу, стоимость и потери на трение. Коэффициент потерь одной зубчатой пары при тщательном выполнении и надлежащей смазке не превышает обычно 0,01. Зубчатые передачи в сравнении с другими механическими передачами обладают большой надежностью в работе, постоянством передаточного отношения из-за отсутствия проскальзывания, возможностью применения в широком диапазоне скоростей и передаточных отношений. Эти свойства обеспечили большое распространение зубчатых передач; они применяются для мощностей, начиная от ничтожно малых (в приборах) до измеряемых десятками тысяч киловатт.
Существуют различные типы механических передач: цилиндрические и конические, с прямыми зубьями и косозубые, гипоидные, червячные, глобоидные, одно- и многопоточные и т. д. Это рождает вопрос о выборе наиболее рационального варианта передачи. При выборе типа передачи руководствуются показателями, среди которых основными являются КПД, габаритные размеры, масса, плавность работы и вибронагруженность, технологические требования, предпочитаемое количество изделий.
При выборе типов передач, вида зацепления, механических характеристик материалов необходимо учитывать, что затраты на материалы составляют значительную часть стоимости изделия: в редукторах общего назначения - 85%, в дорожных машинах - 75%, в автомобилях - 10% и т. д.

Содержание

1 Введение 3
2 Выбор электродвигателя и кинематический расчёт 4
3 Расчёт 1-й клиноременной передачи 7
4 Расчёт 2-й зубчатой конической передачи 11
4.1 Проектный расчёт 11
4.2 Проверочный расчёт по контактным напряжениям 14
4.3 Проверка зубьев передачи на изгиб 14
5 Расчёт 3-й цепной передачи 18
6 Предварительный расчёт валов 22
6.1 Ведущий вал. 22
6.2 2-й вал. 22
6.3 Выходной вал. 22
7 Конструктивные размеры шестерен и колёс 24
7.1 Ведущий шкив 1-й ременной передачи 24
7.2 Ведомый шкив 1-й ременной передачи 24
7.3 Коническая шестерня 2-й передачи 24
7.4 Коническое колесо 2-й передачи 24
7.5 Ведущая звёздочка 3-й цепной передачи 25
7.6 Ведомая звёздочка 3-й цепной передачи 25
8 Проверка прочности шпоночных соединений 26
8.1 Ведущий шкив 1-й клиноременной передачи 26
8.2 Ведомый шкив 1-й клиноременной передачи 26
8.3 Шестерня 2-й зубчатой конической передачи 26
8.4 Колесо 2-й зубчатой конической передачи 27
8.5 Ведущая звёздочка 3-й цепной передачи 27
8.6 Ведомая звёздочка 3-й цепной передачи 28
9 Конструктивные размеры корпуса редуктора 30
10 Расчёт реакций в опорах 31
10.1 1-й вал 31
10.2 2-й вал 31
10.3 3-й вал 32
11 Построение эпюр моментов валов 33
11.1 Расчёт моментов 1-го вала 33
11.2 Эпюры моментов 1-го вала 34
11.3 Расчёт моментов 2-го вала 35
11.4 Эпюры моментов 2-го вала 36
11.5 Расчёт моментов 3-го вала 37
11.6 Эпюры моментов 3-го вала 38
12 Проверка долговечности подшипников 39
12.1 1-й вал 39
12.2 2-й вал 40
12.3 3-й вал 41
13 Уточненный расчёт валов 43
13.1 Расчёт 1-го вала 43
13.2 Расчёт 2-го вала 44
13.3 Расчёт 3-го вала 46
14 Тепловой расчёт редуктора 48
15 Выбор сорта масла 49
16 Выбор посадок 50
17 Технология сборки редуктора 51
18 Заключение 52
19 Список использованной литературы 53

Работа содержит 1 файл

Курс по ДМ.doc

— 468.00 Кб (Скачать)

                  3,142 x 403 / 32 - 12 x 5 x (40 - 5)2/ 40 = 4445,685 мм3,

    где b=12 мм - ширина шпоночного паза; t1=5 мм - глубина шпоночного паза;

- среднее  напряжение цикла нормальных  напряжений:

    sm = Fa / (p x D2 / 4) = 464,215 / (3,142 x 402 / 4) = 0,369 МПа, Fa = 464,215 МПа - продольная сила,

- ys = 0,2 - см. стр. 164[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- ks = 1,8 - находим по таблице 8.5[1];

- es = 0,88 - находим по таблице 8.8[1];

    Тогда:

    Ss = 335,4 / ((1,8 / (0,88 x 0,97)) x 6,361 + 0,2 x 0,369) = 24,868.

    Коэффициент запаса прочности по касательным  напряжениям:

    St = t-1 / ((k t / (et x b)) x tv + yt x tm), где:

- амплитуда  и среднее напряжение отнулевого  цикла:

    tv = tm = tmax / 2 = 0,5 x Tкр. / Wк нетто = 0,5 x 209203,171 / 10728,871 = 9,75 МПа,

    здесь

    Wк нетто = p x D3 / 16 - b x t1 x (D - t1)2/ D =

                    3,142 x 403 / 16 - 12 x 5 x (40 - 5)2/ 40 = 10728,871 мм3,

    где b=12 мм - ширина шпоночного паза; t1=5 мм - глубина шпоночного паза;

- yt = 0.1 - см. стр. 166[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- kt = 1,7 - находим по таблице 8.5[1];

- et = 0,77 - находим по таблице 8.8[1];

    Тогда:

    St = 194,532 / ((1,7 / (0,77 x 0,97)) x 9,75 + 0,1 x 9,75) = 8,397.

    Результирующий  коэффициент запаса прочности:

    S = Ss x St / (Ss2 + St2)1/2 = 24,868 x 8,397 / (24,8682 + 8,3972)1/2 = 7,956

    Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5.

    Проверим  вал на статическую прочность.

    Проверку  будем проводить по допустимым напряжениям. Коэффициент перегрузки Кп = 1,3. Проверка по допустимым напряжениям на статическую прочность проводится по формуле 11.2[2]:

    sэкв.max = Kп x sэкв. = Кп x (sv2 + 3 x tv2)1/2 £ [sст.] , где:

    [sст.] = sт / [S] = 440 / 2,5 = 176 МПа, здесь sт = 440 МПа; [S]=2.5 - минимально допустимый коэффициент запаса прочности.

    Тогда:

    sэкв.max = 1,3 x (6,3612 + 3 x 9,752)1/2 =  = 23,46 МПа £ [sст.]

    Таким образом сечение полностью проходит по прочности.

    1. Расчёт 2-го вала
 

    Крутящий  момент на валу Tкр. = 499662,161 Hxмм.

    Для данного вала выбран материал: сталь 45. Для этого материала:

- предел прочности sb = 780 МПа;

- предел выносливости  стали при симметричном цикле  изгиба 

    s-1 = 0,43 x sb = 0,43 x 780 = 335,4 МПа;

- предел выносливости  стали при симметричном цикле  кручения 

    t-1 = 0,58 x s-1 = 0,58 x 335,4 = 194,532 МПа. 

    2 - е    с е ч е н и  е. 

    Диаметр вала в данном сечении D = 65 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной  канавки. Ширина шпоночной канавки b = 18 мм, глубина шпоночной канавки t1 = 7 мм.

    Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

    Ss = s-1 / ((ks / (es x b)) x sv + ys x sm) , где:

- амплитуда  цикла нормальных напряжений:

    sv = Mизг. / Wнетто = 392249,003 / 23700,754 = 16,55 МПа,

    здесь

    Wнетто = p x D3 / 32 - b x t1 x (D - t1)2/ (2 x D) =

                  3,142 x 653 / 32 - 18 x 7 x (65 - 7)2/ (2 x 65) = 23700,754 мм3,

    где b=18 мм - ширина шпоночного паза; t1=7 мм - глубина шпоночного паза;

- среднее  напряжение цикла нормальных  напряжений:

    sm = Fa / (p x D2 / 4) = 1160,561 / (3,142 x 652 / 4) = 0,35 МПа, Fa = 1160,561 МПа - продольная сила,

- ys = 0,2 - см. стр. 164[1];

- b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];

- ks = 1,8 - находим по таблице 8.5[1];

- es = 0,82 - находим по таблице 8.8[1];

    Тогда:

    Ss = 335,4 / ((1,8 / (0,82 x 0,97)) x 16,55 + 0,2 x 0,35) = 8,939.

    Коэффициент запаса прочности по касательным  напряжениям:

    St = t-1 / ((k t / (et x b)) x tv + yt x tm), где:

- амплитуда  и среднее напряжение отнулевого  цикла:

    tv = tm = tmax / 2 = 0,5 x Tкр. / Wк нетто = 0,5 x 499662,161 / 50662 = 4,931 МПа,

    здесь

    Wк нетто = p x D3 / 16 - b x t1 x (D - t1)2/ (2 x D) =

                    3,142 x 653 / 16 - 18 x 7 x (65 - 7)2/ (2 x 65) = 50662 мм3,

Информация о работе Проектирование привода