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
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
Внимание!
К сожалению, данной работы нет в готовом виде.=(
Но Вы можете посмотреть аналогичную работу ЗДЕСЬ.
Если Вы хотите заказать выполнение учебной работы жмите здесь