Тольяттинский политехнический институт
Кафедра «Детали машин»
Курсовой проект
по дисциплине
Детали машин
Руководитель: Журавлева В. В.
Студент: Анонимов С. С.
Группа: Т – 403
………«………»….…….2000 г.
Тольятти 2000 г.
Содержание вариант 6.5.
|Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода. |3 |
| | |
|Расчет клиноременной передачи. |6 |
| | |
|Расчет двухступенчатого цилиндрического редуктора. |8 |
| | |
|Предварительный расчет валов |12 |
| | |
|Конструктивные размеры корпуса редуктора |13 |
| | |
|Определение реакций в подшипниках |14 |
| | |
|Проверочный расчет подшипников |17 |
| | |
|Проверочный расчет шпонок |18 |
| | |
|Уточненный расчет валов |19 |
| | |
|Смазка зубчатых зацеплений и подшипников |23 |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода.
Расчет требуемой мощности двигателя.
;
,
- КПД ременной передачи; - КПД зубчатой косозубой передачи с цилиндрическими колесами; - КПД подшипников качения. Тогда .
Расчет требуемой частоты вращения.
;
,
; ; - передаточные числа. Тогда .
По таблице принимаем мощность двигателя Р = 5,5 кВт; частоту вращения
3000 об/мин. Синхронная частота вращения двигателя равна 2880 об/мин.
Модель электродвигателя: 100L2.
Определение передаточных чисел.
Фактическое передаточное число привода: .
Передаточные числа редуктора:
; ; ; полученные значения округляем до стандартных:
; .
Расчет частот вращения.
; ;
; ;
; ;
; .
Расчет крутящих моментов.
; ;
; .
| |I |II |III |
| |18 |33 |126 |
| |33 |126 |430 |
| |2880 |1440 |360 |
| |1440 |360 |100 |
| |300 |150 |38 |
| |150 |38 |11 |
| |2 |4,0 |3,55 |
2. Расчет клиноременной передачи.
Выбираем сечение клинового ремня, предварительно определив угловую скорость и номинальный вращающий момент ведущего вала:
При таком значении вращающего момента принимаем сечение ремня типа А, минимальный диаметр . Принимаем.
Определяем передаточное отношение i без учета скольжения
.
Находим диаметр ведомого шкива, приняв относительное скольжение ?
= 0,02:
.
Ближайшее стандартное значение . Уточняем передаточное отношение i с учетом ?:
.
Пересчитываем:
.
Расхождение с заданным составляет 1,9%, что не превышает допустимого значения 3%.
Определяем межосевое расстояние а: его выбираем в интервале
принимаем близкое к среднему значение а = 400 мм.
Расчетная длина ремня:
.
Ближайшее стандартное значение L = 1250 мм, .
Вычисляем
и определяем новое значение а с учетом стандартной длины L:
Угол обхвата меньшего шкива
Скорость
По таблице определяем величину окружного усилия , передаваемого клиновым ремнем: на один ремень.
.
Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня:
.
Коэффициент режима работы при заданных условиях , тогда допускаемое окружное усилие на один ремень:
.
Определяем окружное усилие:
.
Расчетное число ремней:
.
Определяем усилия в ременной передаче, приняв напряжение от предварительного натяжения
Предварительное натяжение каждой ветви ремня:
; рабочее натяжение ведущей ветви
; рабочее натяжение ведомой ветви
; усилие на валы
.
Шкивы изготавливать из чугуна СЧ 15-32, шероховатость рабочих поверхностей .
3. Расчет двухступенчатого цилиндрического редуктора.
Для обеих ступеней принимаем:
Колесо: материал – сталь 40Х, термообработка – улучшение; .
Шестерня: материал – сталь 40Х, термообработка – улучшение; .
Передача реверсивная.
Для расчета принимаем: , .
Коэффициент долговечности при длительной эксплуатации принимаем ; коэффициент запаса прочности ; .
Рассчитаем допускаемые контактные напряжения:
, .
Рассчитаем допускаемые напряжения изгиба:
, .
Коэффициент на форму зуба ; коэффициент нагрузки ; коэффициент ширины венцов ; коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении; коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями
Расчет третьей (тихоходной) ступени.
Межосевое расстояние:
, принимаем значение из стандартного ряда: а = 140 мм.
Нормальный модуль:
, принимаем среднее значение, соответствующее стандартному: m = 2 мм.
Принимаем предварительно угол наклона зубьев ? = 15? и определяем числа зубьев шестерни и колеса:
Уточняем значение угла ?:
.
Основные размеры шестерни и колеса: диаметры делительные:
;
, проверка: .
Диаметры вершин зубьев:
;
, диаметры впадин:
;
.
Ширина колеса:
.
Ширина шестерни:
.
Окружная скорость колеса тихоходной ступени:
.
При данной скорости назначаем 9-ю степень точности.
Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений:
.
Проверяем контактные напряжения:
,
;
.
Проверяем изгибные напряжения:
,
.
.
Силы, действующие в зацеплении тихоходной ступени: окружная:
Определим тип используемых подшипников:
; следовательно, будем использовать радиально-упорные шарикоподшипники.
Расчет второй (быстроходной) ступени.
Межосевое расстояние равно 140 мм из условия соосности, значения всех коэффициентов, используемых в расчете третьей ступени справедливы при расчете данной ступени.
Принимаем угол наклона зубьев ? = 12?50?19?, а модуль m = 1,5 мм и определяем числа зубьев шестерни и колеса:
Основные размеры шестерни и колеса: диаметры делительные:
;
, проверка: .
Диаметры вершин зубьев:
;
, диаметры впадин:
;
.
Ширина колеса:
.
Ширина шестерни:
.
Окружная скорость колеса быстроходной ступени:
.
При данной скорости назначаем 9-ю степень точности.
Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений:
.
Проверяем контактные напряжения:
,
;
.
Проверяем изгибные напряжения:
,
.
.
Силы, действующие в зацеплении быстроходной ступени: окружная:
Определим тип используемых подшипников:
; следовательно, будем использовать радиально-упорные шарикоподшипники.
4. Предварительный расчет валов.
Расчетная формула:
Вал 1
Диаметр вала:
.
Диаметр вала под колесо:
.
Диаметр вала под подшипник:
.
Вал 2
Диаметр вала под колесо:
.
Диаметр вала под подшипник:
Вал 3
Диаметр вала:
.
Диаметр вала под колесо:
.
Диаметр вала под подшипник:
.
5. Конструктивные размеры корпуса редуктора.
|Параметр |Расчетная формула и значение, |
| |мм |
|Толщина стенки корпуса | |
|Толщина стенки крышки | |
|Толщина фланца корпуса | |
|Толщина фланца крышки | |
|Толщина основания корпуса без бобышки | |
|Толщина ребер основания корпуса | |
|Толщина ребер крышки | |
|Диаметр фундаментных болтов | |
|Диаметр болтов у подшипников | |
|Диаметр болтов, соединяющих основание и | |
|крышку | |
6. Определение реакций в подшипниках.
проверка:
.
проверка:
.
проверка:
.
7. Проверочный расчет подшипников.
Подшипник № 36207, d = 35 мм.
.
; тогда Х = 1; У = 0; .
Долговечность:
.
Подшипник № 36209, d = 45 мм. .
; тогда Х = 1; У = 0; .
Долговечность:
.
Подшипник № 36211, d = 55 мм.
.
; тогда Х = 1; У = 0; .
Долговечность:
.
Все подшипники удовлетворяют условию долговечности.
8. Проверочный расчет шпонок.
Материал шпонок – сталь 45. Проверим шпонки под зубчатыми колесами и шкивом на срез и смятие. .
Условия прочности:
Шпонка под шкивом:
Шпонка под колесом быстроходной ступени:
Шпонка под колесом тихоходной ступени:
Все шпонки удовлетворяют условию прочности на срез и смятие.
9. Уточненный расчет валов.
Материал валов – сталь 40Х улучшенная, . Определим коэффициенты запаса прочности в опасных сечениях.
Вал 1, Сечение 1
Результирующий изгибающий момент:
Моменты сопротивления сечения нетто:
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
.
По таблицам определим ряд коэффициентов: .
Определим коэффициенты запаса прочности:
Общий коэффициент запаса прочности:
.
Вал 1, Сечение 2
Результирующий изгибающий момент:
Моменты сопротивления сечения нетто:
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
.
По таблицам определим ряд коэффициентов: .
Определим коэффициенты запаса прочности:
Общий коэффициент запаса прочности:
.
Вал 2, Сечение 1
Результирующий изгибающий момент:
Моменты сопротивления сечения нетто:
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
.
По таблицам определим ряд коэффициентов: .
Определим коэффициенты запаса прочности:
Общий коэффициент запаса прочности:
.
Вал 2, Сечение 2
Результирующий изгибающий момент:
Моменты сопротивления сечения нетто:
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
.
По таблицам определим ряд коэффициентов: .
Определим коэффициенты запаса прочности:
Общий коэффициент запаса прочности:
.
Вал 3, Сечение 1
Результирующий изгибающий момент:
Моменты сопротивления сечения нетто:
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
.
По таблицам определим ряд коэффициентов: .
Определим коэффициенты запаса прочности:
Общий коэффициент запаса прочности:
.
10. Смазка зубчатых зацеплений и подшипников.
Зацепления смазывают окунанием зубчатых колес в масло. Уровень масла
должен обеспечивать погружение колес на высоту зуба. Объем масляной ванны
равен 2,75 литра. Подшипники смазываются тем же маслом за счет
разбрызгивания. Используемое масло марки И-100А.
-----------------------
(оценка)