Автор: Пользователь скрыл имя, 09 Декабря 2011 в 02:28, курсовая работа
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.
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
где
kf=6 - коэффициент влияния наклона оси центров
цепи (см. c. 151[1]).
Расчетная
нагрузка на валы:
Fв
= Ftц
+ 2 x
Ff
= 2943,202 + 2 x 498,868 = 3940,938 H.
Проверяем
коэффициент запаса прочности цепи
по формуле 7.40[1]:
s
= Q / (Ftц x Кд + Fv + Ff) = 127 x 103 / (2943,202 x 1 + 37,18 + 498,868) = 36,502.
Это
больше, чем нормативный коэффициент
запаса [s]=8,185 (см. табл. 7.19[1]); следовательно,
условие прочности s>[s] выполнено.
Толщина
диска звёздочки:
0.93 x Ввн = 0.93 x 25,4 = 23,622 = 24 мм, где Ввн - расстояние между пластинками внутреннего звена (см. табл. 7.15[1]).
Параметры цепной передачи, мм
| Проектный расчёт | |||||
| Параметр | Значение | Параметр | Значение | ||
| Тип цепи | ПР-38,1-127 | Диаметр делительной окружности звёздочек: | |||
| Шаг цепи t | 38,1 | ведущей
dд1
ведомой dд2 |
340,287
509,835 | ||
| Межосевое расстояние aw | 1541 | ||||
| Диаметр окружности выступов звёздочек: | |||||
| Длина цепи l | 4419,6 | ||||
| ведущей de1
ведомой de2 |
357,926
528,188 | ||||
| Число звеньев lp | 116 | ||||
| Числа зубьев: | Диаметр окружности впадин звёздочек: | ||||
| шестерни z1
колеса z2 |
28
42 | ||||
| ведущей di1
ведомой di2 |
343,515
513,786 | ||||
| Сила давления на вал Fв, Н | 3940,938 | ||||
| Проверочный расчёт | |||||
| Параметр | Допускаемые значения | Расчётные значения | Примечание | ||
| Частота вращения ведущей звёздочки n1, об/мин | 500 | 146,247 | |||
| Коэффициент запаса прочности S | 8,185 | 36,502 | |||
| Давление в шарнирах цепи pц, H/мм2 | 24,67 | 16,344 | |||
Предварительный расчёт валов проведём на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.
Диаметр
вала при допускаемом напряжении
[tк] = 20 МПа вычисляем по формуле
8.16[1]:
dв ³ (16 x
Tк
/ (p x
[tк]))1/3
dв ³
(16 x
209203,171 / (3,142 x 20))1/3 = 37,627 мм.
Под 1-й элемент (ведомый) выбираем диаметр вала: 40 мм.
Под 2-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 50 мм.
Под 3-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 50 мм.
Под 4-й элемент
(ведущий) выбираем диаметр вала: 40 мм.
dв ³
(16 x
499662,161 / (3,142 x 20))1/3 = 50,297 мм.
Под 1-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 60 мм.
Под 2-й элемент (ведомый) выбираем диаметр вала: 65 мм.
Под 3-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 60 мм.
Под 4-й элемент
(ведущий) выбираем диаметр вала: 55 мм.
dв ³
(16 x
686348,482 / (3,142 x 20))1/3 = 55,911 мм.
Под свободный (присоединительный) конец вала выбираем диаметр вала: 60 мм.
Под 2-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 65 мм.
Под 3-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 65 мм.
Под 4-й элемент
(ведомый) выбираем диаметр вала: 60 мм.
Диаметры участков валов назначаем исходя из конструктивных соображений.
Диаметры валов, мм
| Валы | Расчетный диаметр | Диаметры валов по сечениям | |||
| 1-е сечение | 2-е сечение | 3-е сечение | 4-е сечение | ||
| Ведущий вал. | 37,627 | Под 1-м элементом
(ведомым) диаметр вала: 40 |
Под 2-м элементом
(подшипником) диаметр вала: 50 |
Под 3-м элементом
(подшипником) диаметр вала: 50 |
Под 4-м элементом
(ведущим) диаметр вала: 40 |
| 2-й вал. | 50,297 | Под 1-м элементом
(подшипником) диаметр вала: 60 |
Под 2-м элементом
(ведомым) диаметр вала: 65 |
Под 3-м элементом (подшипником)
диаметр вала: 60 |
Под 4-м элементом
(ведущим) диаметр вала: 55 |
| Выходной вал. | 55,911 | Под свободным (присоединительным)
концом вала: 60 |
Под 2-м элементом
(подшипником) диаметр вала: 65 |
Под 3-м элементом
(подшипником) диаметр вала: 65 |
Под 4-м элементом
(ведомым) диаметр вала: 60 |
Длины участков валов, мм
| Валы | Длины участков валов между | ||
| 1-м и 2-м сечениями | 2-м и 3-м сечениями | 3-м и 4-м сечениями | |
| Ведущий вал. | 110 | 85 | 85 |
| 2-й вал. | 170 | 105 | 100 |
| Выходной вал. | 130 | 500 | 105 |
Диаметр ступицы: dступ = (1,5...1,8) x dвала = 1,5 x 48 = 72 мм.
Длина ступицы: Lступ = (1,2...1,5) x dвала = 1,2 x 48 = 57,6 мм = 101 мм.
Толщина обода:dо = (1,1...1,3) x h = 1,1 x 10,8 = 11,88 мм = 12 мм.
где h = 10,8 мм - глубина канавки под ремень от делительного диаметра.
Внутренний диаметр обода:
Dобода = d1 - 2 x (do + h) = 180 - 2 x (12 + 10,8) = 134,4 мм
Диаметр центровой окружности:
DC отв. = 0,5 x (Doбода + dступ.) = 0,5 x (134,4 + 72) = 103,2 мм = 103 мм
где Doбода = 134,4 мм - внутренний диаметр обода.
Диаметр
отверстий: Dотв. = (Doбода + dступ.) / 4 = (134,4 + 72) / 4 = 15,6 мм = 16 мм.
Диаметр ступицы: dступ = (1,5...1,8) x dвала = 1,5 x 40 = 60 мм.
Длина ступицы: Lступ = (1,2...1,5) x dвала = 1,2 x 40 = 48 мм = 101 мм.
Толщина обода:dо = (1,1...1,3) x h = 1,1 x 10,8 = 11,88 мм = 12 мм.
где h = 10,8 мм - глубина канавки под ремень от делительного диаметра.
Внутренний диаметр обода:
Dобода = d2 - 2 x (do + h) = 355 - 2 x (12 + 10,8) = 309,4 мм
Диаметр центровой окружности:
DC отв. = 0,5 x (Doбода + dступ.) = 0,5 x (309,4 + 60) = 184,7 мм = 185 мм
где Doбода = 309,4 мм - внутренний диаметр обода.
Диаметр
отверстий: Dотв. = (Doбода + dступ.) / 4 = (309,4 + 60) / 4 = 62,35 мм = 62 мм.
Диаметр ступицы: dступ = (1,5...1,8) x dвала = 1,5 x 40 = 60 мм.
Длина ступицы: Lступ = (1,2...1,4) x dвала = 1,2 x 40 = 48 мм
Толщина обода: dо = (3...4) x mn = 3 x 5,73 = 17,19 мм = 17 мм.
где mn = 5,73 мм - модуль нормальный.
Толщина диска: С = (0,1...0,17) x Re = 0,1 x 191,527 = 19,153 мм = 19 мм.
где Re = 191,527 мм - внешнее конусное
расстояние.