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
tср = Т / (dвала x (l - b) x b) =
209203,171 / (40 x (56 - 12) x 12) = 9,905 МПа £ [tср]
Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [tср] = 0,6 x [sсм] = 0,6 x 75 = 45 МПа.
Все условия прочности выполнены.
Для данного элемента подбираем шпонку призматическую со скруглёнными торцами 18x11. Размеры сечений шпонки и пазов и длины шпонок по ГОСТ 23360-78 (см. табл. 8,9[1]).
Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.
Напряжение
смятия и условие прочности проверяем
по формуле 8.22[1].
sсм = 2 x Т / (dвала x (l - b) x (h - t1)) =
2 x
499662,161 / (65 x (70 - 18) x (11 - 7)) = 73,915 МПа £ [sсм]
где Т = 499662,161 Нxмм - момент на валу; dвала = 65 мм - диаметр вала; h = 11 мм - высота шпонки; b = 18 мм - ширина шпонки; l = 70 мм - длина шпонки; t1 = 7 мм - глубина паза вала. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [sсм] = 75 МПа.
Проверим
шпонку на срез по формуле 8.24[1].
tср = 2 x Т / (dвала x (l - b) x b) =
2 x
499662,161 / (65 x (70 - 18) x 18) = 16,425 МПа £ [tср]
Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [tср] = 0,6 x [sсм] = 0,6 x 75 = 45 МПа.
Все условия прочности выполнены.
Для данного элемента подбираем две шпонки, расположенные под углом 180o друг к другу.Шпонки призматические со скруглёнными торцами 16x10. Размеры сечений шпонки и пазов и длины шпонок по ГОСТ 23360-78 (см. табл. 8,9[1]).
Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.
Напряжение
смятия и условие прочности проверяем
по формуле 8.22[1].
sсм = Т / (dвала x (l - b) x (h - t1)) =
499662,161 / (55 x (70 - 16) x (10 - 6)) = 42,059 МПа £ [sсм]
где Т = 499662,161 Нxмм - момент на валу; dвала = 55 мм - диаметр вала; h = 10 мм - высота шпонки; b = 16 мм - ширина шпонки; l = 70 мм - длина шпонки; t1 = 6 мм - глубина паза вала. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [sсм] = 75 МПа.
Проверим
шпонку на срез по формуле 8.24[1].
tср = Т / (dвала x (l - b) x b) =
499662,161 / (55 x (70 - 16) x 16) = 10,515 МПа £ [tср]
Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [tср] = 0,6 x [sсм] = 0,6 x 75 = 45 МПа.
Все условия прочности выполнены.
Для данного элемента подбираем две шпонки, расположенные под углом 180o друг к другу.Шпонки призматические со скруглёнными торцами 18x11. Размеры сечений шпонки и пазов и длины шпонок по ГОСТ 23360-78 (см. табл. 8,9[1]).
Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.
Напряжение
смятия и условие прочности проверяем
по формуле 8.22[1].
sсм = Т / (dвала x (l - b) x (h - t1)) =
686348,482 / (60 x (80 - 18) x (11 - 7)) = 46,126 МПа £ [sсм]
где Т = 686348,482 Нxмм - момент на валу; dвала = 60 мм - диаметр вала; h = 11 мм - высота шпонки; b = 18 мм - ширина шпонки; l = 80 мм - длина шпонки; t1 = 7 мм - глубина паза вала. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [sсм] = 75 МПа.
Проверим
шпонку на срез по формуле 8.24[1].
tср = Т / (dвала x (l - b) x b) =
686348,482 / (60 x (80 - 18) x 18) = 10,25 МПа £ [tср]
Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [tср] = 0,6 x [sсм] = 0,6 x 75 = 45 МПа.
Все
условия прочности выполнены.
Соединения элементов передач с валами
| Передачи | Соединения | |
| Ведущий элемент передачи | Ведомый элемент передачи | |
| 1-я клиноременная передача | Шпонка призматическая со скруглёнными торцами 14x9 | Шпонка призматическая со скруглёнными торцами 12x8 |
| 2-я зубчатая коническая передача | Две шпонки призматические со скруглёнными торцами 12x8 | Шпонка призматическая со скруглёнными торцами 18x11 |
| 3-я цепная передача | Две шпонки призматические со скруглёнными торцами 16x10 | Две шпонки призматические со скруглёнными торцами 18x11 |
Толщина
стенки корпуса и крышки одноступенчатого
конического редуктора:
d = 0.05 x Re + 1 = 0.05 x 191,527 + 1 = 10,576 мм
Округляя
в большую сторону, получим d = 11 мм.
d1 = 0.04 x Re + 1 = 0.04 x 191,527 + 1 = 8,661 мм
Округляя
в большую сторону, получим d1 = 9 мм.
Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса: b = 1.5 x d = 1.5 x 11 = 16,5 мм. Округляя в большую сторону, получим b = 17 мм.
Толщина нижнего пояса (фланца) крышки корпуса: b1 = 1.5 x d1 = 1.5 x 9 = 13,5 мм.
Толщина нижнего пояса корпуса:
без бобышки: p = 2.35 x d = 2.35 x 11 = 25,85 мм.
при наличии бобышки: p1 = 1.5 x d = 1.5 x 11 = 16,5 мм.
Толщина рёбер основания корпуса: m = (0,85...1) x d = 0.9 x 11 = 9,9 мм. Округляя в большую сторону, получим m = 10 мм.
Толщина рёбер крышки: m1 = (0,85...1) x d1 = 0.9 x 9 = 8,1 мм. Округляя в большую сторону, получим m1 = 9 мм.
Диаметр
фундаментных болтов (их число ³ 4):
d1 ³ 0,072 x Re + 12 =
0.072 x 191,527 + 12 = 25,79 мм.
Принимаем d1 = 30 мм.
Диаметр болтов:
у подшипников:
d2 = (0,7...0,75) x d1 = (0,7...0,75) x 30 = 21...22,5 мм. Принимаем d2
= 24 мм.