124181 (Расчет конического редуктора)

Министерство образования и науки Российской Федерации.

Федеральное агентство по образованию.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования.

Самарский государственный технический университет.

Кафедра: «Прикладная механика»

Курсовой проект по механике

Студент 2 – ХТ – 2

Руководитель: к. т. н., доцент

Cамара,

2004 г.

Техническое задание №65.

Коническая передача.

Частота вращения вала электродвигателя: .

Вращающий момент на выходном валу редуктора: .

Частота вращения выходного вала: .

Cрок службы редуктора в годах: .

Коэффициент загрузки редуктора в течение года: .

Коэффициент загрузки редуктора в течение суток: .

Содержание

1. Введение_________________________________________________________4

2. Кинематический и силовой расчёт привода__________________________4

2.1 Определение частот вращения валов редуктора______________________4

2.2. Расчёт чисел зубьев колёс________________________________________4

2.3. Определение фактического передаточного отношения_______________5

2.4. Определение КПД редуктора_____________________________________5

2.5. Определение номинальных нагрузочных моментов на каждом валу, схема механизма___________________________________________________5

2.6. Расчёт потребной мощности и выбор электродвигателя, его размеры___5

3. Выбор материалов и расчёт допускаемых напряжений_________________7

3.1. Определение твёрдости материалов, выбор материала для зубчатого колеса____________________________________________________________7

3.2. Расчет допускаемых напряжений _________________________________7

3.3. Допускаемые напряжения на контактную выносливость______________7

3.4. Допускаемые напряжения на изгибную выносливость________________8

4. Проектный и проверочный расчёт передачи__________________________8

4.1. Вычисление предварительного делительного диаметра шестерни______8

4.2. Вычисление предварительного модуля передачи и уточнение его по ГОСТу___________________________________________________________8

4.3. Расчёт геометрических параметров передачи_______________________8

4.4. Проверочный расчёт передачи___________________________________9

4.5. Усилия в зацеплении___________________________________________9

5. Проектный расчёт вала и выбор подшипников ______________________12

6. Эскизная компоновка и расчёт элементов конструкции_______________12

6.1. Расчёт зубчатого колеса________________________________________12

6.2. Расчёт элементов корпуса______________________________________13

6.3. Расчёт мазеудерживающих колец_______________________________13

6.4. Расчёт крышки подшипников__________________________________13

6.5. Выполнение компоновочного чертежа__________________________13

7. Подбор и проверочный расчёт шпоночных соединений _______________14

8. Проверочный расчёт вала на усталостную выносливость______________15

9. Проверочный расчёт подшипников выходного вала на долговечность___18

10. Подбор и расчет соединительной муфты___________________________19

11. Смазывание редуктора__________________________________________19

12. Сборка и регулировка основных узлов редуктора___________________20

13. Список используемой литературы________________________________22

14. Приложения__________________________________________________23

Введение.

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

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

Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или сварного стального), в котором помещают элементы передачи – зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. В отдельных случаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников или устройства для охлаждения.

Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.); типу зубчатых колес (цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические и т.д.); относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенностям кинематической схемы (развернутая, соосная, с раздвоенной ступенью и т.д.).

Конические редукторы применяют для передачи движения между валами, оси которых пересекаются обычно под углом 90. Передачи с углами, отличными от 90 , встречаются редко.

Наиболее распространённый тип конического редуктора - редуктор с вертикально расположенным тихоходным валом. Возможно исполнение редуктора с вертикально расположенным быстроходным валом; в этом случае привод осуществляется от фланцевого электродвигателя

Передаточное число u одноступенчатых конических редукторов с прямозубыми колёсами, как правило, не выше 3; в редких случаях u = 4.При косых или криволинейных зубьях u = 5 (в виде исключения u = 6.3).

У редукторов с коническими прямозубыми колёсами допускаемая окружная скорость (по делительной окружности среднего диаметра) v ≤ 5 м/с. При более высоких скоростях рекомендуют применять конические колёса с круговыми зубьями, обеспечивающими более плавное зацепление и большую несущую способность.

2. Кинематический и силовой расчет привода.

1. Определение частот вращения валов редуктора:

.

Частота вращения первого (входного) вала: .

Частота вращения второго (выходного) вала: .

1. Расчёт чисел зубьев передач.

Расчётное число зубьев шестерни определяют в зависимости от величины передаточного отношения передачи:

Значение округляют до целого числа по правилам математики: .

Расчётное число зубьев колеса , необходимое для реализации передаточного числа , определяют по зависимости: .

Значение округляют до целого числа : .

1. Определение фактического передаточного отношения:

.

1. Определение КПД редуктора.

Для конического редуктора .

Вращающий (нагрузочный) момент на выходном валу редуктора: .

На входном валу: .

1. Определение номинальных нагрузочных моментов на каждом валу, схема механизма.

Мощность на выходном валу редуктора, кВт:

кВт , где:

- вращающий момент выходного вала,

- частота вращения выходного вала.

Расчетная мощность электродвигателя:

,

Данному соответствует мощность =5,5 кВт, т.е. электродвигатель типа 112М4.

Габаритные размеры, мм				Установочные и присоединительные размеры, мм
372	452	310	190		32	32	80	70	140	190	12

2. Выбор материалов и расчет допускаемых напряжений для конических передач.

1. Определение твёрдости материалов, выбор материала для зубчатого колеса.

Марку стали можно выбрать в зависимости от твердости . Ориентировочно твердость стали можно определить по зависимости:

, где:

- вращающий момент на входном валу редуктора, Нм;

- диаметр вала электродвигателя, мм.

Величину HB округляем до целого числа (в большую сторону), кратного 10: HB=200. По таблице марка стали: сталь 45, вид термообработки – улучшение, предел прочности , предел текучести .

1. Расчет допускаемых напряжений.

Исходя из условий эксплуатации и видов повреждений зубчатых колес рассчитывают допускаемые напряжения на контактную и изгибную выносливость для наиболее слабого звена в передаче.

Таким звеном для конических передач является шестерня, испытывающая наибольшее количество циклов нагружения в течение заданного срока службы привода L.

Для определения фактического числа циклов нагружения ведущей шестерни за весь период эксплуатации необходимо знать суммарное время работы передачи в часах , определяемое по формуле:

, где:

- срок службы редуктора в годах,

- коэффициент загрузки редуктора в течение года,

- коэффициент загрузки редуктора в течение суток.

определяется из формулы:

, где:

- частота вращения вала шестерни.

1. Допускаемые напряжения на контактную выносливость.

Допускаемые напряжения на контактную выносливость определяют по формуле:

МПа, где:

- предел контактной выносливости, МПа; определяют по зависимости:

МПа;