Курсовой проект по деталям машин

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.

[pic][pic];

[pic],.

[pic] - КПД ременной передачи; [pic] - КПД зубчатой косозубой передачи с цилиндрическими колесами; [pic] - КПД подшипников качения. Тогда [pic].

Расчет требуемой частоты вращения.

[pic];

[pic],.

[pic]; [pic]; [pic] - передаточные числа. Тогда [pic].

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: [pic].

Передаточные числа редуктора:

[pic]; [pic]; [pic]; полученные значения округляем до стандартных: [pic]; [pic].

Расчет частот вращения.

[pic]; [pic];

[pic]; [pic];

[pic]; [pic];

[pic]; [pic].

Расчет крутящих моментов.

[pic]; [pic];

[pic]; [pic].

| |I |II |III | |[pic] |18 |33 |126 | |[pic] |33 |126 |430 | |[pic] |2880 |1440 |360 | |[pic] |1440 |360 |100 | |[pic] |300 |150 |38 | |[pic] |150 |38 |11 | |[pic] |2 |4,0 |3,55 |.

2. Расчет клиноременной передачи.

Выбираем сечение клинового ремня, предварительно определив угловую скорость и номинальный вращающий момент ведущего вала:

[pic].

При таком значении вращающего момента принимаем сечение ремня типа А, минимальный диаметр [pic]. Принимаем[pic].

Определяем передаточное отношение i без учета скольжения.

[pic].

Находим диаметр [pic] ведомого шкива, приняв относительное скольжение? = 0,02:

[pic].

Ближайшее стандартное значение [pic]. Уточняем передаточное отношение i с учетом ?:

[pic].

Пересчитываем:

[pic].

Расхождение с заданным составляет 1,9%, что не превышает допустимого значения 3%.

Определяем межосевое расстояние а: его выбираем в интервале.

[pic] принимаем близкое к среднему значение, а = 400 мм.

Расчетная длина ремня:

[pic].

Ближайшее стандартное значение L = 1250 мм, [pic].

Вычисляем.

[pic] и определяем новое значение, а с учетом стандартной длины L:

[pic].

Угол обхвата меньшего шкива.

[pic].

Скорость.

[pic].

По таблице определяем величину окружного усилия [pic], передаваемого клиновым ремнем: [pic] на один ремень.

[pic].

Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня:

[pic].

Коэффициент режима работы при заданных условиях [pic], тогда допускаемое окружное усилие на один ремень:

[pic].

Определяем окружное усилие:

[pic].

Расчетное число ремней:

[pic].

Определяем усилия в ременной передаче, приняв напряжение от предварительного натяжения [pic].

Предварительное натяжение каждой ветви ремня:

[pic]; рабочее натяжение ведущей ветви.

[pic]; рабочее натяжение ведомой ветви.

[pic]; усилие на валы.

[pic].

Шкивы изготавливать из чугуна СЧ 15−32, шероховатость рабочих поверхностей [pic].

3. Расчет двухступенчатого цилиндрического редуктора.

Для обеих ступеней принимаем:

Колесо: материал — сталь 40Х, термообработка — улучшение; [pic].

Шестерня: материал — сталь 40Х, термообработка — улучшение; [pic].

Передача реверсивная.

Для расчета принимаем: [pic], [pic].

Коэффициент долговечности при длительной эксплуатации принимаем [pic]; коэффициент запаса прочности [pic]; [pic].

Рассчитаем допускаемые контактные напряжения:

[pic], [pic].

[pic].

Рассчитаем допускаемые напряжения изгиба:

[pic], [pic].

[pic].

Коэффициент на форму зуба [pic]; коэффициент нагрузки [pic]; коэффициент ширины венцов [pic]; коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении[pic]; коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями[pic].

Расчет третьей (тихоходной) ступени.

Межосевое расстояние:

[pic], принимаем значение из стандартного ряда: а = 140 мм.

Нормальный модуль:

[pic], принимаем среднее значение, соответствующее стандартному: m = 2 мм.

Принимаем предварительно угол наклона зубьев? = 15? и определяем числа зубьев шестерни и колеса:

[pic].

Уточняем значение угла ?:

[pic].

Основные размеры шестерни и колеса: диаметры делительные:

[pic];

[pic], проверка: [pic].

Диаметры вершин зубьев:

[pic];

[pic], диаметры впадин:

[pic];

[pic].

Ширина колеса:

[pic].

Ширина шестерни:

[pic].

Окружная скорость колеса тихоходной ступени:

[pic].

При данной скорости назначаем 9-ю степень точности.

Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений:

[pic].

Проверяем контактные напряжения:

[pic],.

[pic].

[pic];

[pic].

Проверяем изгибные напряжения:

[pic],.

[pic].

[pic].

Силы, действующие в зацеплении тихоходной ступени: окружная:

[pic].

Определим тип используемых подшипников:

[pic]; 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:

[pic].

Основные размеры шестерни и колеса: диаметры делительные:

[pic];

[pic], проверка: [pic].

Диаметры вершин зубьев:

[pic];

[pic], диаметры впадин:

[pic];

[pic].

Ширина колеса:

[pic].

Ширина шестерни:

[pic].

Окружная скорость колеса быстроходной ступени:

[pic].

При данной скорости назначаем 9-ю степень точности.

Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений:

[pic].

Проверяем контактные напряжения:

[pic],.

[pic].

[pic];

[pic].

Проверяем изгибные напряжения:

[pic],.

[pic].

[pic].

Силы, действующие в зацеплении быстроходной ступени: окружная:

[pic].

Определим тип используемых подшипников:

[pic]; следовательно, будем использовать радиально-упорные шарикоподшипники.

4. Предварительный расчет валов.

Расчетная формула:[pic].

Вал 1.

Диаметр вала:

[pic].

Диаметр вала под колесо:

[pic].

Диаметр вала под подшипник:

[pic].

Вал 2.

Диаметр вала под колесо:

[pic].

Диаметр вала под подшипник:

[pic].

Вал 3.

Диаметр вала:

[pic].

Диаметр вала под колесо:

[pic].

Диаметр вала под подшипник:

[pic].

5. Конструктивные размеры корпуса редуктора.

|Параметр |Расчетная формула и значение, | | |мм | |Толщина стенки корпуса |[pic] | |Толщина стенки крышки |[pic] | |Толщина фланца корпуса |[pic] | |Толщина фланца крышки |[pic] | |Толщина основания корпуса без бобышки |[pic] | |Толщина ребер основания корпуса |[pic] | |Толщина ребер крышки |[pic] | |Диаметр фундаментных болтов |[pic] | |Диаметр болтов у подшипников |[pic] | |Диаметр болтов, соединяющих основание и |[pic] | |крышку | |.

6. Определение реакций в подшипниках.

[pic] [pic].

[pic] [pic].

проверка: [pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic] [pic].

проверка: [pic].

[pic].

[pic] [pic].

[pic] [pic].

проверка: [pic].

[pic].

7. Проверочный расчет подшипников.

Подшипник № 36 207, d = 35 мм.

[pic].

[pic].

[pic]; тогда Х = 1; У = 0; [pic].

Долговечность:

[pic].

[pic].

Подшипник № 36 209, d = 45 мм. [pic].

[pic].

[pic]; тогда Х = 1; У = 0; [pic].

Долговечность:

[pic].

[pic].

Подшипник № 36 211, d = 55 мм.

[pic].

[pic].

[pic]; тогда Х = 1; У = 0; [pic].

Долговечность:

[pic].

[pic].

Все подшипники удовлетворяют условию долговечности.

8. Проверочный расчет шпонок.

Материал шпонок — сталь 45. Проверим шпонки под зубчатыми колесами и шкивом на срез и смятие. [pic].

Условия прочности:

[pic].

Шпонка под шкивом:

[pic].

Шпонка под колесом быстроходной ступени:

[pic].

Шпонка под колесом тихоходной ступени:

[pic].

Все шпонки удовлетворяют условию прочности на срез и смятие.

9. Уточненный расчет валов.

Материал валов — сталь 40Х улучшенная, [pic]. Определим коэффициенты запаса прочности в опасных сечениях.

Вал 1, Сечение 1.

Результирующий изгибающий момент:

[pic].

Моменты сопротивления сечения нетто:

[pic].

Амплитуда номинальных напряжений изгиба:

[pic].

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

[pic].

По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].

Определим коэффициенты запаса прочности:

[pic].

Общий коэффициент запаса прочности:

[pic].

Вал 1, Сечение 2.

Результирующий изгибающий момент:

[pic].

Моменты сопротивления сечения нетто:

[pic].

Амплитуда номинальных напряжений изгиба:

[pic].

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

[pic].

По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].

Определим коэффициенты запаса прочности:

[pic].

Общий коэффициент запаса прочности:

[pic].

Вал 2, Сечение 1.

Результирующий изгибающий момент:

[pic].

Моменты сопротивления сечения нетто:

[pic].

Амплитуда номинальных напряжений изгиба:

[pic].

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

[pic].

По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].

Определим коэффициенты запаса прочности:

[pic].

Общий коэффициент запаса прочности:

[pic].

Вал 2, Сечение 2.

Результирующий изгибающий момент:

[pic].

Моменты сопротивления сечения нетто:

[pic].

Амплитуда номинальных напряжений изгиба:

[pic].

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

[pic].

По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].

Определим коэффициенты запаса прочности:

[pic].

Общий коэффициент запаса прочности:

[pic].

Вал 3, Сечение 1.

Результирующий изгибающий момент:

[pic].

Моменты сопротивления сечения нетто:

[pic].

Амплитуда номинальных напряжений изгиба:

[pic].

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

[pic].

По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].

Определим коэффициенты запаса прочности:

[pic].

Общий коэффициент запаса прочности:

[pic].

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).

[pic] [pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic] [pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic] [pic].

[pic] [pic].

[pic] [pic].

[pic] [pic].

[pic] [pic].

[pic] [pic].

[pic] [pic].

[pic] [pic].

[pic] [pic].

[pic] [pic].