Привод общего назначения

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: Детали машин и основы конструирования

Тема: Привод общего назначения

Техническое задание на курсовую работу по деталям машин

Редуктор одноступенчатый конический Рисунок 1 — Кинематическая схема силового привода: 1-двигатель; 2-упругая муфта; 3-редуктор одноступенчатый конический привод редуктор передача подшипник Исходные данные:

угловая скорость ;

вращающий момент на рабочем валу ;

режим работы ;

срок службы часов;

Разработать:

1) Сборочный чертеж редуктора;

2) Рабочие чертежи деталей (зубчатое колесо, вал-шестерня);

3) Сборочный чертеж привода.

В большинстве случаев параметры режима работы двигателя не совпадают с параметрами режима работы машины, орудия. Согласование этих режимов работы осуществляются с помощью передач.

Передачами называются механизмы, передающие механическую энергию от вала электродвигателя к рабочему валу.

Передавая механическую энергию, передачи одновременно могут выполнять следующие функции:

1) понижать (или повышать) угловые скорости рабочего вала, соответственно повышая (или понижая) вращающие моменты.

2) преобразовывать один вид движения в другой.

3) реверсировать движение

4) распределять работу двигателя между несколькими исполнительными органами.

В нашем курсовом проекте мы рассмотрим конический одноступенчатый редуктор. Его достоинства: высокая нагрузочная способность; надежность в работе; долговечность; высокий КПД; постоянство передаточного отношения; малые силы.

Недостатки: высокие требования к точности изготовления и монтажа; отсутствие компенсации динамических нагрузок; шум при работе с большими скоростями; отсутствие предохранения при перегрузках.

1. Кинематический расчет силового привода

1.1 Выбор электродвигателя

где — мощность на рабочем валу привода

— КПД муфты

— КПД закрытой передачи;

— КПД открытой передачи;

— КПД пары подшипников.

— общий коэффициент полезного действия привода

Все КПД приняты из методического указания по курсовому проектированию: «Кинематический расчет силового привода» [1. стр. 9. таб. 2]

Требуемая мощность электродвигателя:

где — частота вращения рабочего вала привода.

Диапазон передаточных чисел редуктора:

где — диапазон рекомендуемых передаточных чисел закрытой передачи.

— диапазон рекомендуемых передаточных чисел открытой передачи.

Диапазон требуемых частот вращения электродвигателя:

об/мин Все диапазоны рекомендуемых передаточных чисел () приняты из методического указания по курсовому проектированию: «Кинематический расчет силового привода» [1. стр. 10. таб. 3]

По рассчитанным и мы выбрали электродвигатель трехфазный асинхронный АИР132М6, данные о котором занесены в таблицу 1.1 [1. стр. 11. таб. 4].

Таблица 1.1-Технические характеристики электродвигателя

Эскиз электродвигателя АИР132М6 представлен на рисунке 1.1

Рисунок 1.1 — Эскиз электродвигателя АИР132М6 исполнения 1М3081

1.2 Определение передаточного числа привода

Общее передаточное число привода:

где — частота вращения вала электродвигателя.

Задаемся минимальным передаточным числом открытой передачи.

uо.п. = 4

Находим передаточное число закрытой передачи

1.3 Определение частот вращения, угловых скоростей, мощностей и вращающих моментов на валах привода

Определим частоты вращения и угловые скорости валов:

мин

рад/с

мин

рад/с

мин

рад/с

мин

рад/с Определяем мощности и вращающие моменты на валах привода:

Вт

Н*м

Вт

Н*м

Вт

Н*м

Вт

Н*м Таблица 1.2 — Результаты кинематического расчета привода

2. Расчет закрытой передачи привода

2.1 Выбор материала зубчатых колес и определение допускаемых напряжений

Для колеса целесообразно выбирать сталь с твердостью, и исходя из этого мы выбрали сталь 45 со следующими механическими свойствами [2. стр. 29. таб. А1]:

Таблица 2.1 — Механические свойства стали для колеса

Определяем допускаемые контактные напряжения и напряжения изгиба.

Предел контактной выносливости при базовом числе циклов:

МПа Допускаемые контактные напряжения:

МПа,

где — коэффициент долговечности;

— коэффициент безопасности;

Предел выносливости при базовом числе циклов нагружений:

МПа Допускаемые напряжения изгиба:

где — коэффициент долговечности;

— коэффициент, учитывающий реверсивность движения;

— коэффициент безопасности;

2.2 Выбираем материал шестерни, определяем допускаемые напряжения

Выбираем материал шестерни:

Материал шестерни должен быть тверже материала колеса, так как зубья шестерни входят в зацепление чаще, чем зубья зубчатого колеса [2. стр. 29. таб. А1]:

Таблица 2.2 — Механические свойства стали для шестерни

Определяем допускаемые контактные напряжения:

;

Определяем допускаемые напряжения изгиба:

Расчетное контактное напряжение:

МПа

2.3 Определение параметров зацепления и размеров зубчатых колес

Минимальное межосевое расстояние из условия контактной прочности:

Коэффициент нагрузки Кн = 1,3…1,4. Коэффициент зубчатого венца .

— момент на шестерне, ;

— передаточное число передачи;

— коэффициент нагрузки;

— коэффициент зубчатого венца.

Округляем de2 = 315 мм Внешний окружной модуль.

Полученное значение мы округлили по ГОСТ 2185.

Число зубьев колеса.

.

Число зубьев шестерни Уточняем передаточное число:

Расхождения с исходным значением:

Определяют основные геометрические размеры передачи:

Углы делительного конуса:

Внешние делительные диаметры, мм:

Внешние диаметры окружностей выступов, мм:

Внешние диаметры окружностей впадин, мм:

Внешнее конусное расстояние, мм:

.

Ширина зубчатого венца, мм:

.

Среднее конусное расстояние, мм:

.

Средние делительные диаметры, мм:

Средний модуль, мм:

Коэффициент ширины колеса по среднему диаметру:

2.4 Проверочные расчеты конической передачи

Определяем среднюю окружную скорость, м/с:

Назначаем степень точности изготовления колес — 8.

Условие прочности зубьев по контактным напряжениям

МПа.

Недогрузка 2,9%.

Условие прочности зубьев по напряжениям изгиба.

Приведенное число зубьев:

Определям по ГОСТ 21 354 коэффициенты формы зуба и

Проводят сравнительную оценку прочности на изгиб зубьев шестерни и колеса

.

Определяем коэффициент нагрузки при изгибе:

где =1,0-коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями;

 — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца;

— коэффициент динамичности.

Проверяем условие прочности зубьев на изгиб:

2.5 Определение сил, действующих в зацеплении, Н

Окружные силы:

где Т1 и Т2 — вращающие моменты на шестерне и колесе, Н· мм;

и — средние диаметры шестерни и колеса, мм.

Осевая сила шестерни равна радиальной силе колеса:

где б = 20о — угол зацепления.

Радиальная сила шестерни равна осевой силе колеса:

Сила нормального давления:

3. Расчет открытой передачи привода

3.1 Определение шага цепи

Число зубьев звездочки:

— ведущей: ;

— ведомой: .

Вычисляют шаг цепи:

мм,

По полученному значению шага цепи t принимаем согласно ГОСТ 13 568 стандартную величину шага цепи.

Проверяют условия:

м/с;

Определение геометрических параметров цепной

передачи Определяем число звеньев цепи:

Уточняем межосевое расстояние:

мм.

Определяем делительные «d «и наружные «De «диаметры звездочек:

4. Компоновка редуктора

4.1 Ориентировочный расчет валов

Расчет быстроходного вала Рисунок 4.1 — Эскиз быстроходного вала Расчет валов из условия прочности на кручение:

где =12 … 20 МПа;

В соответствии с ГОСТ 1 208 066, мы округлили диаметры до кратных значений, 2 или 5.

где r — радиус фаски подшипника.

Расчет тихоходного вала Рисунок 4.2 — Эскиз тихоходного вала

4.2 Ориентировочный расчет подшипников

Предварительно выбираем подшипники легкой серии из числа стандартных в зависимости от посадочных диаметров валов (табл. 4.1) [4. стр. 393. таб. П.3] .

Выбираем:

для быстроходного вала — роликовые конические однорядные ГОСТ 333–79. Обозначение 7209;

для тихоходного — роликовые конические однорядные ГОСТ 333–79. Обозначение 7211;

Таблица 4.1 — Подшипники качения

4.3 Расчет корпуса редуктора

Толщина стенки корпуса редуктора Толщина стенки крышки редуктора Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса:

Толщина нижнего пояса (фланца) крышки корпуса:

Толщина нижнего пояса корпуса без бобышки:

Диаметр фундаментных болтов (их число 4):

;

Диаметр болтов у подшипников Диаметр болтов у подшипников и соединяющих основание корпуса с крышкой соответственно:

;

Размеры штифта:

;

Наименьший зазор между наружной поверхностью колеса и стенкой корпуса: (по торцам и по диаметру соответственно): ;

4.4 Расчет формы зубчатого колеса

Данные о форме зубчатого колеса представлены в табл. 4.2:

Таблица 4.2 — Зубчатое колесо

5. Смазка редуктора

5.1 Выбор смазки редуктора

Смазка зубчатых зацеплений и подшипников уменьшает потери на трение, предотвращает повышенный износ и нагрев двигателей.

Применяем непрерывное смазывание жидким маслом картерным непроточным способом (окунанием) в зубчатых зацеплениях.

Подшипники смазываются этим же маслом путем разбрызгивания, образования масляного тумана и растекания масла по валам.

Определив вид смазывания зацепления и подшипников, выберем тип масла [4. стр. 253. таб. 10.8]:

Рекомендуемый сорт масла: И-30А (индустриальное, без присадок, класс кинематической вязкости — 28).

5.2 Расчет требуемого объема масла

Расчетный объем:

Здесь h=35 мм; b=80 мм; a=300 мм.

литров.

мм33,4 л.

Необходимый обьем:

V = (0,25−0,5)· 1 кВт = 0,5· 5,5 = 2,75? 3 л.

6. Сборка редуктора

Сборку редуктора начинаем с валов. Насаживаем каждую деталь на вал в том порядке, в каком она должна следовать (смотреть по чертежу).

После того, как на каждом валу были установлены все детали (зубчатое колес, втулки, кольца, подшипники, и др.), устанавливаем валы в корпус редуктора таким образом, чтобы концы крышек вошли в пазы корпуса.

Верхний фланец покрыть слоем герметика и закрепить на нем крышку редуктора с помощью двух конических штифтов.

Прикрутить крышку редуктора.

Через смотровое окно в корпусе редуктора залить масло и провести пробный запуск, предварительно закрепив редуктор на раме, а саму раму на полу рабочего цеха.

Список использованных источников

1. Решетов С. Ю., Клещарева Г. А., Кушнаренко В. М., Кинематический расчет силового привода: Методические указания по курсовому проектированию для студентов инженерно-технических специальностей. — Оренбург: ГОУ ОГУ, 2005.-29с.

2.Чирков Ю. А., Узяков Р. Н., Васильев Н. Ф., Ставишенко В. Г., Решетов С. Ю., Расчет закрытых передач: Методические указания по расчету передач в курсовых проектах. — Оренбург: ГОУ ОГУ, 2006.-34с.

3. Дунаев П. Ф., Леликов О. П., Конструирование узлов и деталей машин. — М.: «Высшая школа», 1985.-416с.

4. «Проектирование механических передач»: Учебно-справочное пособие для втузов/ С. А. Чернавский, Г. А. Снесарев, Б. С. Козинцов и др. — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1984. — 560 с., ил.

5. Кушнаренко В. М., Ковалевский В. П., Чирков Ю. А., Основы проектирования передаточных механизмов: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. — Оренбург: РИК ГОУ ОГУ, 2003.-251с.

6. Шейнблит А. Е., Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для техникумов. — М.: «Высшая школа», 1991.-432с.

7. Стандарт предприятия: Общие требования и правила оформления выпускных квалификационных работ, курсовых проектов (работ), отчетов по РГР, по УИРС, по производственной практике и рефератов. — М.: ОГУ, 2000. — 62с.

8. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов/ Чернавский С. А., Боков К. Н., Чернин И. М. — М.: Машиностроение, 1988.-416с.

9. Цехнович Л. И., Петриченко И. П., Атлас конструкций редукторов: Учебное пособие. — К.:"Выща школа", 1990.-151с.

10. Чирков Ю. А., Узяков Р. Н., Васильев Н. Ф., Расчет подшипников качения в курсовых проектах для студентов немеханических специальностей. — Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004.-15с.

11. Кушнаренко В. М., Фот А. П., Ковалевский В. П., Валы передач: Методические указания для студентов. — Оренбург: ГОУ ОГУ, 1989.-55с.