Курсовой проект

по предмету: Техническая механика

тема: Одноступенчатый редуктор

специальность: 1706

Выполнил:

Лавриеня К. Ф.

Проверила:

Максимова И. А.

Вытегра

2009

Содержание:

Задание.

Введение.

Расчёт и конструирование.

1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет.

2. Расчет зубчатых колёс редуктора:

2.1 Выбор материала колёс.

2.2 Определение размеров редуктора.

2.3 Силы, действующие в зацеплении.

3. Предварительный расчет валов.

4. Конструктивные размеры шестерни и колеса.

5. Конструктивные размеры корпуса редуктора.

6. Расчёт ременной передачи.

7. Первый этап эскизной компоновки

8. Проверка долговечности подшипников

9. Проверка прочности шпоночных соединений.

10. Уточненный расчет валов.

11. Выбор сорта масла.

12. Выбор посадок.

13. Сборка редуктора.

Литература.

Задание:

Спроектировать привод к ленточному транспортёру. Вращение валов в одну сторону, работа с периодическими остановками, нагрузка близка к постоянной, ресурс работы не менее 36000 часов.

Вариант 1.3

1-электродвигатель

2-муфта

3-барабан транспортёра

4-редуктор зубчатый цилиндрический

5-ременная передача

Дано:

F=2 kH

V=1,4 м/с

D=350 мм=0,35 м

γ=20°

Введение

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине.

Назначение редуктора - понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим.

Нам в нашей работе необходимо спроектировать редуктор для ленточного конвейера, а также рассчитать ременную передачу, двигатель. Редуктор состоит из литого чугунного корпуса, в котором помещены элементы передачи - шестерня, колесо, подшипники, вал и пр.

Входной вал посредством плоскоременной передачи соединяется с двигателем, выходной - с конвейером.

Выполнение курсового проекта по деталям машин - первая самостоятельная творческая работа по решению комплексной инженерной задачи. Знания и опыт, приобретённые учащимися при выполнении этого проекта, являются базовой для выполнения курсовых по специальным дисциплинам и дипломному проектированию.

Вместе с тем работа над курсовым проектом по деталям машин подготавливает учащихся к решению более сложных задач общетехнического характера, с которыми будущий техник встретится в своей практической деятельности по окончанию учебного заведения.

Расчёт и конструирование

1. Выбор электродвигателя и кинематический расчёт

Выбор электродвигателя (с. 18-19)

Выбираем к.п.д. открытой ременной передачи:

- коэффициент полезного действия общий.

Требуемая мощность двигателя:

Угловая скорость барабана:

Частота:

Выбираем электродвигатель (табл. П1) приложение 1 – с.227

4А112МА6У3

Определяем передаточные числа

Общее:

Намечаем передаточное число редуктора

Передаточное число ременной передачи

Частота вращения и угловая скорость валов редуктора и барабана.

Угловые скорости

2. Расчет зубчатых колес редуктора

2.1 Выбор материала колес

По таблице 4.1 (с.43) выбираем материал:

Шестерня - сталь 45, твёрдость (HB)=300,

термообработка - нормализация.

Зубчатое колесо - сталь 45, твёрдость (HB)=250,

термообработка - улучшение.

Допускаемое контактное напряжение (формула 4.1)

Где:

- предел контактной выносливости при базовом числе циклов (таблица 4.3)

КHL-коэффициент долговечности в зависимости числа от числа циклов нагружения. КHL=1

[n]-коэффициент безопасности (с.45). [n]=1,1

Шестерня:

Колесо:

Вращающий момент на валу шестерни:

Момент на валу колеса:

2.2 Определение размеров редуктора

Межосевое расстояние:

формула 4.9.

Расчёт ведут по наименьшей допускаемой нагрузке

= - момент на ведомом колесе

= 430 - числовой коэффициент

KHβ= 1,03- коэффициент концентрации нагрузки (т.4.4)

= 0,4 - коэффициент ширины колеса (т.4.6)

Округляем по стандарту: аω=125 мм

Определяем ширину венца зубчатого колеса:

b2 = ψba ·aω= 0,4 ·125 = 50

Определяем ширину венца шестерни:

b1 = b2+(2÷5)=50+3,2=53,2

Нормальный модуль зацепления:

mn=(0,01÷0.02) аω=(1,25÷2,5) мм

Выбираем по стандарту (т.4.8) mn=1,75

Принимаем β=10°

Число зубьев шестерни:

Уточнённое значение угла наклона зубьев

β=11˚24΄

Основные размеры шестерни и колеса.

Диаметры делительные:

Проверка межосевого расстояния:

Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру:

Диаметр окружности впадин:

h2=1,25mn=1,25*1,75=2,2

Окружная скорость колёс и степень точности передачи:

Выбираем 8 степень точности

Коэффициент нагрузки:

КHβ= 1,03 - коэффициент, учитывающий расположение колёс относительно опор

КHα=0.91

КHυ=1

KH=0,93

Проверка контактных напряжений:

(колеса)

2.3 Силы, действующие в зацеплении

Окружная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

Проверяем зубья на выносливость по напряжениям изгиба:

Где:

- коэффициент нагрузки

- коэффициент концентрации нагрузки, учитывает неравномерность распределения нагрузки по длине зубьев.

- коэффициент динамичности

- учитывает неравномерность распределения нагрузки между зубьями

- коэффициент прочности зуба по местным напряжениям

KFβ=1,221

KFυ=1,1

KFα=0,91

KF=1.221

=

допускаемые напряжения:

-1,8HB – предел выносливости при нулевом цикле изгиба.

Шестерня

Колесо

Находим отношение

Шестерня

Колесо

Расчёт ведут по наименьшему значению 90,6 МПа

= 409 МПа

Принимаем b=b2=100

Удовлетворяет прочности зубьев колёс на изгиб.

3. Предварительный расчёт валов

Производят по деформации кручения по пониженным напряжениям

Ведущий вал

Принимаем

Выбираем диаметр вала: =30 мм

Подбираем диаметр вала под подшипник: d_П1 = 30 мм

Шестерня выполнена заодно с валом.

Учитываем влияние изгиба вала от натяжения ремня.

Ведомый вал

Принимаем

Выбираем диаметр вала: =40 мм

Подбираем диаметр вала под подшипник: d_П2 = 40 мм

Диаметр вала под зубчатым колесом

Принимаем =50 мм

Выбираем муфту по М4=256 Н м и =40мм

Принимаем Мном.=500 Н м =40 мм

Муфта упругая, втулочно-пальцевая. (ГОСТ 21424-75)

4. Конструктивные размеры шестерни и колеса

Шестерня выполнена заодно с валом.

d₁ = 50 мм

d_a1 = 53.5 мм

b₁ =55мм

d_f1 = 45.6 мм

Колесо

d₂ = 200 мм

d_a2 = 203.5 мм

b₂ =50 мм

d_f2 = 195.6 мм

Диаметр ступицы:

Длина ступицы:

Принимаем =70 мм

Толщина обода колеса

Принимаем:

Колесо кованное.

Толщина диска:

5. Конструктивные размеры корпуса редуктора

Толщина стенки основания корпуса:

Принимаем:

Толщина стенки крышки корпуса:

Принимаем:

Толщина ребра в основании:

Толщина подъёмного уха в основании:

Диаметр стяжного болта:

Принимаем

Диаметр штифтов:

Толщина фланца по разъёму:

Диаметр фундаментального болта:

Принимаем

Толщина лапы фундаментального болта:

Высота центров редуктора:

Принимаем

Расстояние между торцом шестерни (вдоль оси) и выступающими элементами внутренней части корпуса.

Принимаем

Ширина пояса жёсткости (фланца):

Расстояние между зубьями колеса в радиальном направлении и торцом фланца, днищем основания.

6. Расчёт ременной передачи

Р₁ = 3 КВт

Диаметр малого шкива

Принимаем

Диаметр большого шкива

Принимаем

Уточняем угловую скорость ведомого вала, принимая скольжение:

ε=0,01

Определяем скорость ремня:

Назначаем межосевое расстояние:

Принимаем: а=1600 мм

Угол обхвата:

Длина ремня:

Число пробегов ремня в секунду:

Назначаем прорезиненный ремень толщиной в соответствии с рекомендацией:

Число прокладок – не более 4.

Выбираем ремень типа «В» с 4-мя прокладками и толщиной:

Определяем допускаемое полезное напряжение, учитывая, что:

С0=1

Сα=0,91

Сυ=1

Ср=1

Определяем ширину ремня, предварительно определив окружную

силу:

Принимаем

Определяем силу предварительного натяжения ремня:

Определяем силу, действующую на вал:

Максимальная начальная сила, действующая на вал, принимаем:

7. Первый этап эскизной компоновки

aω=125 мм

d₁ = 50 мм

d₂ =200 мм

b1=55 мм

b2=50 мм

dа₁ = 53.5 мм

dа₂ =203.5 мм

r1=25 мм

r2=100 мм

1) Принимаем зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса:

Принимаем

2) Принимаем зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса:

3) Для удержания смазки в подшипниках предусматриваются мазеудерживающие кольца с размерами Y=(8÷12)мм.

Принимаем Y=10 мм

По расчётам намечаем радиальные шарикоподшипники средней серии. Габариты выбираем по диаметрам dп₁ = 30 мм и dп₂ =40 мм

8. Проверка долговечности подшипников

Fокр=2560 Н l2=57 мм l1=59 мм

Fр=950 Н γ=20°

Fо=497 Н d1=50 мм d2=200 мм

Q=689.3 Н – нагрузка на ремень.

Ведущий.

Горизонтальная плоскость.