привод с двухступенчатым цилиндрическим редуктором и пременной передачей (Индивидуальный привод с двухступенчатым цилиндрическим редуктором и ременной передачей от электродвигателя к редуктору)

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знаменигосударственный технический университет им. Н.Э. БауманаКафедра «Детали машин»Расчётно-пояснительная запискак курсовому проекту на тему:Индивидуальный привод с двухступенчатым цилиндрическим редуктором иременнойпередачей от электродвигателя к редукторуДМ 1567-05.00.00 ПЗСтудент: Бондарь В.А.Дата:Группа МТ5-61подписьРуководитель проекта: Любченко М.А.Дата:подпись2019г.Утверждаю________________Консультант ________________Содержание1. Техническое задание42. Кинематический расчет привода53.

Предварительные результаты вычислений на ЭВМ и их анализ64. Эскизное проектирование на примере тихоходного вала ибыстроходного колеса5. Предварительный расчет валов10106. Уточненный расчет тихоходного вала127. Проверка долговечности подшипников158. Выбор смазочного материала и способа смазывания деталей передач иподшипников качения189. Расчет соединений1910. Подбор муфты2211. Расчет клиноременной передачи2312. Список используемой литературы2631. Техническое задание42. Расчёт кинематических параметров.Выбор электродвигателя.1.1 Нахождение мощности на тихоходном валу. = вых ∙общ=5.5∙0,903 =4.97кВт1.2 Определение общего КПД привода.общ = 2зубмуфты,где: зуб – КПД зубчатой передачи;подш – КПД подшипников;муфты – КПД муфты.муфты = 0,98; зуб = 0,96;общ = 0,962 0,98 = 0,903.1.3 Определение частоты вращения вала электродвигателя.рп =2;u =20;nэ/д = nвu рп =40202=1600 об/мин.Исходя из мощности, ориентировочных значений частот вращения, используятабл.

24.9 (уч. П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов) выбран тип электродвигателя:АИР 112M4/14321.4Определение действительного фактического передаточного числа.Uд =n вх 1432== 35,8nв40Uд = Uред = 35,81.5 Определение вращающего момента на тихоходном валуTвых =9550Рвых 9550  4,97== 1186.6 Н  м;nв4053. Предварительные результаты вычислений на ЭВМ и их анализЭВМ расчёты 16Выбор варианта редуктораПри конструировании должны быть выбраны оптимальные параметры изделиянаилучшим образом, удовлетворяющие различным, часто противоречивымтребованиям: наименьшей массе, габаритам, стоимости, наибольшему КПД,требуемой жесткости, надежности. Применение ЭВМ для расчетов передач расширяетобъем используемой информации, позволяет произвести расчеты с переборомзначений наиболее значимых параметров: способа термической обработки илиприменяемых материалов (допускаемых напряжений) и др.

Пользователю необходимопровести анализ влияния этих параметров на качественные показатели и с учетомналагаемых ограничений выбрать оптимальный вариант. Расчет проводится в дваэтапа. На первом отыскивают возможные проектные решения и определяют основныепоказатели качества, необходимые для выбора рационального варианта: массумеханизма, межосевое расстояние, материалы, коэффициент полезного действия.Анализируя результаты расчета, выбирают рациональный вариант.Диметр впадин Бшестерни, мм50454035302520151050Передаточное отнощение0.711.3м7Масса механизма, кг80706050403020100Передаточное отношение0.71.01.3иПосле анализа полученных результатов выбираем наиболее подходящий вариант (№2)для цилиндрического редуктора. Выбор обусловлен сочетанием хороших параметровмассы механизма и диаметром впадин Б-шестерни.На втором этапе для выбранного варианта получают все расчетные параметры,требуемые для выпуска чертежей, а также силы в зацеплении, необходимые длярасчетов валов и подшипников.8ЭВМ294.

Эскизное проектирование на примере тихоходного вала ибыстроходного колеса5. Предварительный расчет валовКрутящий момент в поперечных сечениях валовБыстроходного Tб=68.2 HмПромежуточного Tпр=296.56 HмТихоходногоTт=1210.5 HмПредварительные значения диаметров (мм) различных участков стальных валовредуктора определяют по формулам:Для быстроходного: d  (7...8)3 Т б = 7  3 68.2 = 32.7  32 ммd п  d + 2t кон = 32 + 2  3.5 = 39  40 ммd бп  d п + 3r = 40 + 3  2,5 = 47 ,5  48 ммДля промежуточного: d к  (6...7)3 Т пр = 7  3 296 .56 = 45 ммdбк  d к + 3 f = 45 + 3  2 = 51  53 ммd п  d к − 3r = 45 − 10 = 35 мм10dбп  d п + 3r = 35 + 10,5 = 48 ммДля тихоходного: d  (5...6)3 Т т = 6  3 1210 ,5 = 63d п  d + 2t кон = 63 + 2  4.6 = 72 .2  75 ммd бп  d п + 3r = 75 + 3  3.5 = 85 .5  90 ммВыбираем шариковые радиальные однорядные подшипники лёгкой серии.Для быстроходного вала: 208d=40мм, D=80мм, В=18мм, r=2мм;Для промежуточного:207d=35мм, D=72мм, В=16мм, r=1,5мм;Для тихоходного:215d=75мм, D=130мм, В=25мм, r=2,5мм;116.

Уточнённый расчёт валов.Тихоходный вал (расчёт на статическую прочность).Ft=7885 HFa=1291.9 Hd2/2=153 ммFr=2908.2 HL3= 118L1= 145L2= 98Ft=7885 НRг1=6418.8 НRг2=1466.2 НFa=1291.9HRв1=1003.5HFr=2908.2HRв2=1904.7НFt=7885 Н; Fr=2908.2 Н; Fa= 1291.9 Н; Т=1210.5Н·мFк=480Н;Материал – Сталь 45  Т = 640 МПа;  Т = 290 МПа.Находим реакции опор А и Б:RAX =Ft  l2 + Fбх  (l1 + l0 + l2 ) 4137  83 + 976.6  (83 + 43 + 13)== 4612.8.5Нl1 + l243 + 8312RБX =RAY =RБY =Ft  l1 − Fбх  (l0 ) 4137  43 − 976.6 13== 4060.9 Нl1 + l248 + 83Fк  l3 − Fr  l2 − Fбy  (l1 + l0 + l2 )l1 + l2=8141.7  74 − 1620  83 − 361.8(83 + 43 + 13)= 13059.3Н43 + 83Fr  l1 + FК (l1 + l2 + l3 ) − Fбy  (l0 ) 1620  60 + 8141.7  (43 + 83 + 74) − 361.8 13== 24427 .6 Нl1 + l243 + 83Определяем нормальные и касательные напряжения при действии максимальныхнагрузок:СЕЧЕНИЕ 1-1=M  10 3W+FAM = M X2 + M Y2 + М к - суммарный изгибающий моментM = 173 .25 2 + 224 .76 2 + 8.76 = 235 .15 Н  м  d33,14  753W=== 41396.48 мм3 -момент сопротивления сечения вала;3232A== d24=3,14  752= 4415.63 мм 2 -площадь поперечного сечения;4235.15 103 1291.9+= 5.97МПа41396.48 4415.63Так как    Ò , то вал выдерживает заданную нагрузку.СЕЧЕНИЕ 2-2=M  10 3W+FAM = М 2 конс = 47 .04 Н  мW=A==  ( D3 )32  ( D2 )4=3,14  (903 )= 71533.13 мм3 -момент сопротивления сечения вала;323,14  (902 )== 6358.5 мм 2 -площадь поперечного сечения;447.04 103 1291.9+= 58.5МПа71533.13 6358.513=M к 103WкМ к = 1206 .4 Н  м -крутящий момент;Wк =  ( D3 )16=3,14  (903 )= 143066.25 мм3161206.4 10 3== 18.55МПа143066.25Так как    Т и   Т , то вал выдерживает заданную нагрузку.СЕЧЕНИЕ 3-3A=  ( D2 )4=3,14  (702 )= 5024 мм 2 -площадь поперечного сечения;4M к 103=WкWк =d 316− bh(2d − h ) / 16d = 46473.94Н  мм32M k = 1206 .4 H  м=1206.4 103= 57.11МПа46473.94Так как    Т , то вал выдерживает заданную нагрузку.Расчёт на сопротивление усталости:Вычислим коэффициент запаса прочности S для опасного сечения 1-1.S = S  S / S2 + S2  S  , [S]=2-допустимое значение коэф.

Запаса прочности.S =  −1D /( a + SD   т )S =  −1D /( a + D   т ) т = 0,  т =  a =  к / 2М 103 2,2( 36.572 + 1557.382 + 171.88) 103a = и === 5.68МПаW35120S =  −1D /  a ;14 −1D =  −1 / KD ; −1 = 360 МПа , −1D = 200 МПа для стали45КD = ( К / К d + 1 / К F − 1) / КV -коэффициенты сниженияпредела выносливости;К / К d = 4.95 при посадке со шлицамиК F = 0.91 -коэффициенты влияния качества поверхности;К V = 2 .8 ;КD = (4.95 + 1 / 0.91 − 1) / 1 = 5.05 −1D = 360 / 5.05 = 81.19 МПаS  = 81 .19 / 5.68 = 14 .29 ;S = S = 14 .29  S Вычислим коэффициент запаса прочности S для опасного сечения 2-2.S = S  S / S2 + S2  S  , [S]=2-допустимое значение коэф.

Запаса прочности.S =  −1D /( a +  SD   т )S =  −1D /( a + D   т ) т = 0,  т =  a =  к / 2a = и =a =М 103 (4879.05) 103== 57.99МПаW84129М к  103 2333.32  103== 6.9МПа2Wк2  168259.8S =  −1D /  a ; S =  −1D /  m −1D =  −1 / KD ;  −1D =  −1 / KD −1 = 360 МПа , −1D = 200 МПа для стали45КD = ( К / К d + 1 / К F − 1) / КV -коэффициенты сниженияКD = ( К / К d + 1 / К F − 1) / КVпредела выносливости;К / К d = 5.0К / К d = 2.8К F = 0.91К F = 0.95-коэффициенты влияния качества поверхности;Ê V = 2.8 -коэффициент влияния поверхностного упрочнения закалка ТВЧ;15КD = (5 + 1 / 0.91 − 1) / 2.8 = 1.035КD = (2.8 + 1 / 0.95 − 1) / 2.5 = 1.018 −1D = 360 / 1.035 = 347 .82 МПа −1D = 200 / 1.018 = 196 .46 МПаS = 347 .82 / 57 .99 = 5.99 ;S = 196 .46 / 6.9 = 28 .47S = 5.99  28.47 / 5.99 2 + 28.47 2 = 5.86  S Вычислим коэффициент запаса прочности S для опасного сечения 3-3S = S  S / S2 + S2  S  , [S]=2-допустимое значение коэф.

Запаса прочности.S =  −1D /( a + SD   т )S =  −1D /( a + D   т ) т = 0,  т =  a =  к / 2a = и =a =М 103 (3594.8) 103== 51.64МПаW50240М к 103 2333.32 103== 11.6МПа2Wк2 100480S =  −1D /  a ; S =  −1D /  m −1D =  −1 / KD ;  −1D =  −1 / KD −1 = 360 МПа , −1D = 200 МПа для стали45КD = ( К / К d + 1 / К F − 1) / КV -коэффициенты сниженияпредела выносливости;КD = ( К / К d + 1 / К F − 1) / КVК / К d = 5.0К / К d = 2.8К F = 0.91К F = 0.95-коэффициенты влияния качества поверхности;КV = 2.8 -коэффициент влияния поверхностного упрочнения закалка ТВЧ;КD = (5 + 1 / 0.91 − 1) / 2.8 = 1.035КD = (2.8 + 1 / 0.95 − 1) / 2.5 = 1.018 −1D = 360 / 1.035 = 347 .82 МПа −1D = 200 / 1.018 = 196 .46 МПаS = 347 .82 / 51 .64 = 6.74 ;S = 196 .46 / 11 .6 = 16 .93S = 6.74 16.93 / 6.74 2 + 16.932 = 6.26  S 167.

Расчёт подшипников на долговечность.Быстроходный вал:Подшипник шариковый однорядный лёгкой серии208: d=40мм, D=80мм, В=18 мм, r=2 мм; Сor=17,8 кН, Сr=32 кН.Fr = RБ  ke = ( 2410 .15 2 + 478 .05 2 + 4141 .6)  0.83 = 3748 .57.НFa = Fa max  ke = 522 .9  0.8 = 418 .32 Нe = 0,216V=1.0 – при вращении внутреннего кольца подшипника(V  Fa ) / Cor = 0.112  e  X = 1; Y = 0Pr = (VXFr + YFa )kб  kT = (3748 .57 + 0)1,4 1,0 = 6442 .72 НL10 ahCr 3 106= a1  a23 ( ) () a1 = 1,0; a 23 = 0,7Pr 60nL10 ah32000 3 106= 1,0  0,7()() = 12912.63ч.6442.72 60 120Данный подшипник годен, т.к.

расчётный ресурс больше требуемого.Промежуточный вал:Подшипники шариковые однорядные лёгкой серии207: d=35 мм, D=72 мм, В=17 мм, Сor=13,7 кН, Сr=25,5 кН.Расчёт ведётся по наиболее нагруженному подшипнику.Fr = RБ  ke = 6283 ,56  0,8 = 5026 ,85 Нe = 0.248V=1.0 – при вращении внутреннего кольца подшипника(V  Fa ) / Cor = 0,122  e  X = 1; Y = 0Pr = (VXFr + YFa )kб  kT = (5026 ,85 + 0)  1,4  1,0 = 7037 .59 НL10 ah = a1  a23 (Cr 3 106) () a1 = 1,0; a2 = 0,7Pr 60nL10 ah = 1,0  0,7(25500 3 106)() = 12625.03ч7037.59 60 120Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.Тихоходный вал:Подшипники шариковые однорядные лёгкой серии215: d=75 мм, D=130 мм, В=25 мм, Сor=41.0 кН, Сr=66.3 кН.Fr = RБ  ke = ( 1003 .52 + 6416 .82 + 324 .41)  0.8 = 5455 .37 НFa = Fa max  ke = 1291 .9  0,8 = 1033 .52 Нe = 0,22317V=1.0 – при вращении внутреннего кольца подшипника(V  Fa ) / Cor = 0.189  e  X = 1; Y = 0Pr = (VXFr + YFa )kб  kT = (5455 .37 + 0)1,4 1,0 = 10487 .97 НL10 ah = a1  a23 (Cr 3 106)() a1 = 1,0; a2 = 0,7Pr 60n66300 3 106L10 ah = 1,0  0,7()() = 24560ч.10487.97 60 120Данный подшипник годен, т.к.