Содержание

1     Введение.................................................................................................................. 3

2     Выбор электродвигателя и кинематический расчёт...................................... 5

3     Расчёт 1-й зубчатой конической передачи........................................................ 8

3.1     Проектный расчёт................................................................................................. 8

3.2     Проверочный расчёт по контактным напряжениям......................................... 11

3.3     Проверка зубьев передачи на изгиб.................................................................... 12

4     Предварительный расчёт валов......................................................................... 15

4.1     Ведущий вал.......................................................................................................... 15

4.2     Выходной вал........................................................................................................ 15

5     Конструктивные размеры шестерен и колёс................................................... 18

5.1     Коническая шестерня 1-й передачи.................................................................... 18

5.2     Коническое колесо 1-й передачи......................................................................... 18

6     Выбор муфт............................................................................................................ 19

6.1     Выбор муфты на входном валу привода............................................................ 19

6.2     Выбор муфты на выходном валу привода......................................................... 20

7     Проверка прочности шпоночных соединений................................................. 23

7.1     Шестерня 1-й зубчатой конической передачи................................................... 23

7.2     Колесо 1-й зубчатой конической передачи........................................................ 23

8     Конструктивные размеры корпуса редуктора................................................ 26

9     Проверка долговечности подшипников............................................................ 28

9.1     Расчёт реакций в опорах 1-го вала...................................................................... 28

9.2     1-й вал..................................................................................................................... 28

9.3     Расчёт реакций в опорах 2-го вала...................................................................... 30

9.4     2-й вал..................................................................................................................... 30

10      Расчёт валов......................................................................................................... 33

10.1   Расчёт моментов 1-го вала................................................................................... 33

10.2   Эпюры моментов 1-го вала.................................................................................. 34

10.3   Расчёт 1-го вала..................................................................................................... 35

10.4   Расчёт моментов 2-го вала................................................................................... 37

10.5   Эпюры моментов 2-го вала.................................................................................. 39

10.6   Расчёт 2-го вала..................................................................................................... 40

11      Тепловой расчёт редуктора............................................................................... 43

12      Выбор сорта масла.............................................................................................. 44

13      Выбор посадок..................................................................................................... 45

14      Технология сборки редуктора........................................................................... 46

15      Заключение........................................................................................................... 47

16      Список использованной литературы.............................................................. 48

1              Введение

Инженер-конструктор является творцом новой техники, и уровнем его творческой работы в большей степени определяются темпы научно-технического прогресса. Деятельность конструктора принадлежит к числу наиболее сложных проявлений человеческого разума. Решающая роль успеха при создании новой техники определяется тем, что заложено на чертеже конструктора. С развитием науки и техники проблемные вопросы решаются с учетом все возрастающего числа факторов, базирующихся на данных различных наук. При выполнении проекта используются математические модели, базирующиеся на теоретических и экспериментальных исследованиях, относящихся к объемной и контактной прочности, материаловедению, теплотехнике, гидравлике, теории упругости, строительной механике. Широко используются сведения из курсов сопротивления материалов, теоретической механики, машиностроительного черчения и т. д. Все это способствует развитию самостоятельности и творческого подхода к поставленным проблемам.

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.

К недостаткам зубчатых передач могут быть отнесены требования высокой точности изготовления и шум при работе со значительными скоростями.

Косозубые колеса применяют для ответственных передач при средних и высоких скоростях. Объем их применения - свыше 30% объема применения всех цилиндрических колес в машинах; и этот процент непрерывно возрастает. Косозубые колеса с твердыми поверхностями зубьев  требуют повышенной защиты от загрязнений во избежание неравномерного износа по длине контактных линий и опасности выкрашивания.

Одной из целей выполненного проекта является развитие инженерного мышления, в том числе умение использовать предшествующий опыт, моделировать используя аналоги. Для курсового проекта предпочтительны объекты, которые не только хорошо распространены и имеют большое практическое значение, но и не подвержены в обозримом будущем моральному старению.

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.

Поиск путей снижения массы проектируемых объектов является важнейшей предпосылкой дальнейшего прогресса, необходимым условием сбережения природных ресурсов. Большая часть вырабатываемой в настоящее время энергии приходится на механические передачи, поэтому их КПД в известной степени определяет эксплуатационные расходы.

Наиболее полно требования снижения массы и габаритных размеров удовлетворяет привод с использованием электродвигателя и редуктора с внешним зацеплением.

2              Выбор электродвигателя и кинематический расчёт

По табл. 1.1[1] примем следующие значения КПД:

- для закрытой зубчатой конической передачи:  h1 = 0,965

 

Общий КПД привода вычисляем по формуле:

 

h = h1 · hподш.2 · hмуфты2                                                                                           (2.1)

 

где hподш. = 0,99 - КПД одной пары подшипников.

      hмуфты = 0,98 - КПД одной муфты.

Подставляя, получим:

 

h = 0,965 · 0,992 · 0,982 = 0,908

 

Требуемая мощность двигателя будет:

 

Pтреб. = Mвых. · wвых. / h                                                                                             (2.2)

 

После подстановки имеем:

 

Pтреб. = 360 · 10-3 · 52 / 0,908  =  20,617 кВт

 

В таблице П.1[1](см. приложение) по требуемой мощности выбираем электродвигатель 200M6, с синхронной частотой вращения nдвиг.синх.=1000 об/мин, с параметрами: Pдвиг.=22 кВт и скольжением s=2,8% (ГОСТ 19523-81). Номинальная частота вращения с учётом скольжения:

 

nдвиг. = nдвиг.синх. - nдвиг.синх. ·  s / 100%                                                                     (2.3)

 

Подставляя соответствующие значения, получаем:

 

nдвиг. = 1000-1000·2,8/100 = 972 об/мин,

 

Угловая скорость:

 

wдвиг. = p · nдвиг. / 30                                                                                                  (2.4)

 

В итоге получаем:

 

wдвиг. = 3,14 · 972 / 30 = 101,788 рад/с.

 

Oбщее передаточное отношение:

 

uобщ. = wдвиг. / wвых.                                                                                                   (2.5)

 

После подстановки получаем:

 

uобщ. = 101,788 / 52 = 1,957

 

Для передач выбрали следующие передаточные числа:

 

u1 = 2

 

Рассчитанные частоты и угловые скорости вращения валов сведены ниже в таблицу.

 

Таблица 1. Частоты и угловые скорости вращения валов.

Вал	Частота вращения, об./мин	Угловая скорость вращения, рад/с
Вал 1-й	n1 = nдвиг. = 972	w1 = wдвиг. = 101,788
Вал 2-й	n2 = n1 / u1 =          972 / 2 = 486	w2 = w1 / u1 =           101,788 / 2 = 50,894

 

Мощности на валах:

P1 = Pтреб. · hподш. · h(муфты 1) = 20,617 · 103 · 0,99 · 0,98 = 20002,613 Вт

P2 = P1 · h1 · hподш. = 20002,613 · 0,965 · 0,99 = 19109,497 Вт

Вращающие моменты на валах:

T1 = P1 / w1 = (20002,613 · 103) / 101,788 = 196512,487 Н·мм = 196,512 Н·м

T2 = P2 / w2 = (19109,497 · 103) / 50,894 = 375476,422 Н·мм = 375,476 Н·м

---

Нужен полный текст этой работы? Напиши заявку cendomzn@yandex.ru