М инистерство образования Украины

N-й государственный университет

Кафедра основ проектирования машин

Пояснительная записка

к курсовому проекту на тему :

Привод с цилиндрическим двухступенчатым редуктором

с раздвоенной быстроходной ступенью

Студент Нехилый В.В.

Группа ХМ 61

Преподаватель Мудак В.П.

Сумы 1999

1. Задание №N

Спроектировать привод с цилиндрическим двухступенчатым редуктором с раздвоеной быстроходной ступенью.

Вариант N

Р_т=4,0 кВт

n_т=70 с^-1

Тип конструкции редуктора [2. рис. 4а]

Ресурс редуктора - 24000 часов.

Режим работы - средний нормальный.

Соединительная муфта - упругая.

Содержание стр.

Введение

1 Кинематический расчет привода

2 Расчет зубчатой передачи

2.1 Быстроходная ступень

2.2 Тихоходная ступень

1. 3 Предварительный расчет валов

3. 4 Компоновка редуктора

1. 5 Уточненный расчет валов

1. 6 Проверка долговечности подшипников

7 Выбор смазки редуктора

1. 8 Проверка прочности шпоночного соединения

1. 9 Подбор муфты

1. 10 Список используемой литературы

Введение

Технический уровень всех отраслей народного хозяйства в значительной мере определяется уровнем развития машиностроения. На основе развития машиностроения осуществляется комплексная механизация и автоматизация производственных процессов в промышленности ,строительстве ,сельском хозяйстве, на транспорте.

Государством перед машиностроением поставлена задача значительного повышения эксплуатационных и качественных показателей при непрерывном росте объема ее выпуска.

Одним из направлений решения этой задачи является совершенствование

конструкторской подготовки студентов высших учебных заведений.

Выполнением курсового проекта по «Деталям машин» завершается общетехнический цикл подготовки студентов .При выполнении моей работы активно используется знания из ряда пройденных предметов : механики, сопротивления материалов ,технологий металлов и др.

Объектом курсового проекта является привод с цилиндрическим двухступенчатым редуктором с раздвоенной быстроходной ступенью, использующие большинство деталей и узлов общего назначения.

1 Кинематический расчет

1.1 Находим момент на тихоходной ступени:

Р_ВЫХ = Т;

1.2 Определим общий КПД привода :

_{привода} = ³_зуб  ³_подш  _муфты,

где: _зуб – КПД зубчатой передачи ;

_подш – КПД подшипников;

_муфты – КПД муфты.

_муфты = 0,98 ; _зуб = 0,97; _подш = 0,99;

_{привода} = 0,97³  0,99³  0,98 = 0,867.

1.3 Определим мощность двигателя:

1.4 Определим частоту вращения вала электродвигателя:

n_вх = n_вых  u,

где: u = u_быстр  u_тих;

Из таблицы 1.2 [1] выбираем передаточные отношения тихоходной и быстроходной передачи:

u_тих = (2,5…5); u_быстр = (3,15…5);

n_вх = n_вых  u = 70  (2,5…5)  (3,15…5) 551,25…1750 об/мин.

Исходя из мощности ориентировочных значений частот вращения, используя
т.2.4.8 [1] выбираем электродвигатель закрытый обдуваемый единой серии 4А

80B/720. Мощность Р_ДВ = 5,5 кВт; синхронная частота равна 720 об/мин.

1.5 Определим общие передаточные числа привода и разобъем его между
ступенями :

Определим действительное фактическое передаточное число:

Разбиваем передаточное число по ступеням U_д = U_ред = 10,28.

Используя таблицу 1.3 [1] стр.7 имеем :

u_быстр = u_ред/u_тих; u_тих = 0,88 u_ред;

Cледовательно:

u_тих = 0,88 10,28 = 2,82; Принимаем U_тих=3

u_быстр = 10,28 / 3 = 3,42; Принимаем U_быстр=3,55

1.6 Определяем кинематические и силовые параметры отдельных валов привода:

I вал частота вращения : n₁= n_дв = 720 об/мин;

окружная скорость: ₁ = _дв = n/30 = 3,14720/30 =75,36 рад/с ;
мощность: Р₁ = Р_дв = 5,5 кВт;

вращающий момент: Т₁ = Т_дв = Р_дв/_дв = 5500/75,36 = 72,98 Нм;

II вал частота вращения : n₂= n₁ = n_дв = 720 об/мин;

окружная скорость: ₂=₁=75,36 рад/с ;
мощность: Р₂=Р₁  _муфты  _подш = 5,5  0,98  0,99 = 5,3361 кВт;

вращающий момент: Т₂=Т₁  _муфты  u_муфты = 72,98  0,98  1 =
= 71,5204 Нм;

III вал частота вращения : n₃= n₂/u_быстр = 202,8 об/мин;

окружная скорость: ₁ = n₃/30 = 3,14202,8/30 = 21,2 рад/с ;

мощность: Р₃ = Р₂  ²_зуб  _подш = 5,3361  0,97²  0,99 = 4,97 кВт;

вращающий момент: Т₃=Т₂  _зуб  u_быстр = 71,52  0,97  3,55 =
=246,3 Нм;

IV вал частота вращения : n₄= n₃/u_тих = 202,8/3 = 67,6 об/мин;

окружная скорость: ₄ = n₄/30 = 3,1467,6/30 = 7,7 рад/с ;
мощность: Р₄ = Р₃  _зуб  _подш = 4,97  0,97  0,99 = 4,77 кВт;

вращающий момент: Т₄ =Т₃  _зуб  u_тих = 246,3  0,97  3 =
= 716,7 Нм;

Все полученные данные сводим в таблицу.

Таблица 1.

Номер вала	Частота вращения, об/мин	Угловая частота вращения, рад/с	Мощность, Вт	Момент, Нм
I	720	75,36	5500	72,98
II	720	75,36	5336	71,52
III	202,8	21,2	4970	246,3
IV	67,6	7,7	4770	716,7

3 Предварительный расчет валов

Крутящий момент в поперечных сечениях валов

Ведущего T_II= 71,5210³ Hмм

Промежуточного T_III= 246,310³ Hмм

Ведомого T_IV= 716,710³ Hмм

Диаметр выходного конца ведущего вала при []_k=25^H/_мм²

диаметр шеек под подшипники принимаем d_n2=25 мм; под ведущей шестерней d_k2=32 мм

У промежуточного вала расчетом на кручение определяем диаметр опасного сечения (под шестерней) по пониженным допускаемым напряжениям.

[_k] = 15^H/_мм²

принимаем диаметр под шестерней dк3=45 мм, найдем диаметр под колесом:

принимаем диаметр под подшипники d_n3=35 мм.

Ведомый вал.

Рассчитываем при []_k =25^H/_мм² диаметр выходного конца вала

Принимаем диаметр подшипниками d_n4 =55 мм, под колесом d_k4 =60 мм, d_l4=60мм.

5 Уточненный расчет вала

Уточненный расчет проведем для промежуточного вала. Составим расчетную схему. Все размеры возьмем из компановки: а=50мм; b=35мм.

Р _радС=1,20810³Н

Р_осС=894Н

Р_окрС=3212,7Н

Р_радВ,Д=505,8Н

Р_осВ,Д=382,1Н

Р_окрВ,Д=1,33610³Н

Построем по эпюру крутящих моментов:

Определим реакции в опорах:

В плоскости YOZ:

M₃=0;

M₃=-PрадВа+

+Р_радС(а+b)-

-P_радД(2b+a)+Y3

(a+b+b+a)=0

Истинное значение силы Y₄ направленно в противоположную сторону, от выбранного на схеме.

М₄=0;

М₄=-Р_радДа+Р_радС(а+b)-Р_радВ(а+b+b)+Y₃(a+b+b+a)=0;

Истинное значение силы Y₃ направлено в противоположную сторону

от ранее выбранного направления.

Проверка:

F_y=0;

Строим эпюру изгибающих моментов в плоскости YOZ.

В плоскости XOZ:

Проверка :

2942.3+1.336∙10³+3212.7+1.336∙10³-2942.3=0;

M_Y3=0; M_Y4=0; M_YB=-X₃∙a=-147.1(H∙м)

M_YC=-X₃∙(a+b)-Pокрb∙b=-203.3 (H∙м)

M_YД=-Х₄∙а=-147,1(H∙м)

M_∑И3=0; M_∑И4=0;

Опасным сечением является сечение С:

Из условия прочности:

получим:

Принимаем d=45(мм)

6 Проверка долговечности подшипников

6.1 Ведущий вал.

Роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами, однорядные. Тип 7305, ГОСТ 333-79, средняя серия d = 25, D = 62, B = 17, c = 2, D₁=67, Т =18.25, грузоподъемность = 2960, ролики D_T = 9.5, z = 13;

6.2 Промежуточный вал.

Роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами, однорядные. Тип7307, ГОСТ 333-79, средняя серия d = 35, D = 80, B = 21, c=2.5, D₁=85, Т =22.75, грузоподъемность = 6100, ролики D_T = 11.7, z = 12;

6.3 Ведомый вал.

Роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами, однорядные. Тип 7311, ГОСТ 333-79, средняя серия d = 55, D = 120, B = 27,
c= 3, D₁=127, Т =31.5, грузоподъемность = 10200, ролики D_T = 16.7, z = 13;

Силы, действующие в зацеплении: P_окр = 1336 H, Р_рад = 506 H и Р_ос = 382 H.

Первый этап компоновки дал a = 50 мм, b = 35 мм

Определим реакции опор:

В плоскости yz

Y₂ (2a + 2b) = Р_окрa + Р_окр (a + 2b) = Р_окр(2a + 2b)

Y₂ = Р_окр = 1336 H.

Y₁ (2a + 2b) = Р_окр a + Р_окр (a + 2b) = Р_окр (2a + 2b)

Y₁ = Р_окр = 1336 H.

В плоскости yz

X₂ (2a + 2b) = Р_рад a + Р_рад (a + 2b) = Р_рад (2a + 2b)

X₂ = Р_рад = 506 H.

X₁ (2a + 2b) = Р_рад a + Р_рад (a + 2b) = Р_рад (2a + 2b)

X₁ = Р_рад = 1336 H.

Суммарные реакции

H

H

Находим осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников по формуле:

S=0,83eR

S₂ = 0,83eR₂ = 0,830,361429 = 427 H;

S₁=0,83eR₁ = 0,830,361429 = 427 H;

здесь для подшипников 7305 параметр осевого нагружения е = 0,36, С = 33 кН.

Осевые силы подшипников. В нашем случае S₁ = S₂; Р_ос > 0;тогда F_oc1 = S₁ = 1429 H; F_oc2 = S₁ + Р_ос = 1811 H.

Так как реакции, действующие на подшипники равны, то рассмотрим один из подшипников. Рассмотрим левый подшипник.

Отношение , поэтому следует учитывать осевую нагрузку.

Эквивалентная нагрузка по формуле:

P_э2 = (XVR₂ + YF_oc2) K_б K_т;

для заданных условий V = K_б = K_т = 1; для конических подшипников при коэффициент X = 0,4 и коэффициент Y = 1,67 (табл.9.18 и П7 Чернавский).

Эквивалентная нагрузка

P_э2 = (0,4 1429 + 1,67 1811) = 3024 H = 3,024 kH

Расчетная долговечность

млн. об.

Расчетная долговечность

ч