Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Расчет закрытой цилиндрической косозубой передачи↑ Стр 1 из 4Следующая ⇒ Содержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Задание 8/1 Спроектировать привод винтового питателя 1 – электродвигатель 2 – открытая ременная передача 3 – цилиндрический одноступенчатый редуктор 4 – муфта 5 – винтовой питатель Рвых, кВт 6,4 nвых, мин-1 95 Редуктор цилиндрический косозубый Ременная передача клиновым ремнем Муфта упругая втулочно-пальцевая Срок службы в годах при 2х- сменной работе 8. Подпись руководителя проекта ________________ Оглавление Введение…………………………………………………………………5 1 Кинематический расчет привода ……………………………………….. 7 2 Расчет закрытой цилиндрической косозубой передачи………..……… 10 3 Расчет ременной передачи…………………. …………………………… 17 4 Ориентировочный расчет валов …………………………………………20 5 Конструктивное оформление зубчатых колес……………… 22 6 Конструирование корпуса и крышки редуктора………………………… 23 7 Предварительный подбор подшипников……….…………………………24 8 Эскизная компоновка редуктора…………………………………………...25 9 Проверочный расчет валов…………………………………………………25 10 Проверка подшипников на долговечность………………………………31 11 Подбор и проверка шпонок……………………………………………….33 12 Уточненный расчет ведомого вала на прочность………………………..34 13 Смазка зубчатых колес и подшипников………………………………….37 14 Сборка редуктора………………………………………………………….38 15 Выбор муфты………………………………………………………………38 16 Техника безопасности…………………………………………………... 39 17 Эксплуатация привода ……………………………………………………40 Библиографический список………………………………………….……. 41
Введение. Основные требования, предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность, надежность, минимальные габариты и масса, удобство эксплуатации, экономичность, техническая эстетика. Все эти требования учитывают в процессе проектирования и конструирования. Проектирование – это разработка общей конструкции изделия. Конструирование – это дальнейшая разработка всех вопросов, решение которых необходимо для воплощения принципиальнойсхемы в реальную конструкцию. Правила проектирования и оформления конструкторской документации стандартизированы. ГОСТ устанавливает следующие стадии разработки конструкторской документации на изделия всех отраслей промышленности и этапы выполнения работ: техническое задание, техническое предложение (при курсовом проектировании не разрабатывается), эскизный проект, технический проект, рабочая документация. Техническое задание на курсовую работу содержит общие сведения о назначении и разработке создаваемой конструкции, предъявляемые к ней эксплуатационные требования, режим работы, ее основные характеристики. Эскизный проект разрабатывается обычно в одном или нескольких вариантах и сопровождается обстоятельным расчетным анализом, в результате которого выбирается оптимальный вариант для последующей разработки. Технический проект охватывает подробную конструктивную разработку всех элементов оптимального эскизного варианта с внесением необходимых поправок и изменений, рекомендованных при утверждении эскизного проекта. Рабочая документация - заключительная стадия конструирования, включает в себя создание конструкторской документации, необходимой для изготовления всех деталей. В современных машинах привод является наиболее ответственным механизмом, через который передается силовой поток с соответствующим преобразованием его параметров. В связи с этим надежность работы машины, увеличение срока ее службы, возможности уменьшения габаритов и массы определяются качеством привода. Проектирование же приводов различных машин является важной инженерной задачей. I. Кинематический расчет привода Схема привода
1.2 Задача расчёта: - подобрать электродвигатель по номинальной мощности и частоте вращения ведущего вала; - определить общее передаточного число привода и его ступеней; - определить мощность - Р, частоту вращения -n, угловую скорость - и вращающий момент -Т на каждом валу привода. Данные для расчёта
Условия расчёта Для устойчивой работы привода необходимо соблюдение условия: номинальная (расчетная) мощность электродвигателя должна быть меньше или равна мощности стандартного электродвигателя. Рном Р дв. Допускаются отклонения Рном Р дв на 5%; Рном Рдв до 10%. Расчёт привода Двигатель является одним из основных элементов машинного агрегата. От его мощности и частоты вращения его вала зависят конструктивные и эксплуатационные характеристики рабочей машины и ее привода.
1.5.1 Определяем общий коэффициент полезного действия привода , (1.1) где - КПД ременной передачи; - КПД зубчатой передачи; - КПД пары подшипников качения. . 1.5.2 Определяем номинальную (требуемую) мощность двигателя Рном: Рном = = =6,9 кВт. (1,2) По значению номинальной мощности по таблице выбираем электродвигатель большей мощности Рдв =7,5 кВт > Рном = 6,9 кВт. Выбор оптимального типа двигателя зависит от кинематических характеристик рабочей машины. При этом надо учесть, что двигатели с большей частотой вращения (синхронной 3000 мин ) имеют низкий рабочий ресурс, а двигатели с низкими частотами (синхронной 750 мин ) весьма металлоемки, поэтому их нежелательно применять без особой необходимости в приводах общего назначения малой мощности. Для расчета выбираем двигатель 4АМ132 S4УЗ, у которого Рдв= 7,5кВт, а nном= 1455мин .
1.5.3 Определение передаточного числа привода и его ступеней Передаточное число привода (uобщ)определяется отношением номинальной частоты вращения двигателя (nном) к частоте вращения приводного вала рабочей машины (nрм) и равно произведению передаточных чисел редуктора (uред) и ременной передачи (uрп). uобщ = = uред uрп. (1.3)
uобщ = ; (1.4) Разбивка передаточного числа привода должна обеспечить компактность каждой ступени передачи. С учетом рекомендаций для зубчатой передачи принимаем uзп = 4,0 uрп = = . (1,5) 1.5.4. Определение силовых и кинематических параметров привода Силовые (мощность и вращательный момент) и кинематические (частота вращения и угловая скорость) параметры привода рассчитывают на валах исходя из требуемой (расчетной) мощности двигателя Рдв и его номинальной частоты вращения nном. Определяем мощности на каждом валу привода: Р1 = Рдв = 6,9 кВт; Р2 = = = 6,6 кВт; Р3 = = = 6,4 кВт. Определяем частоту вращения каждого вала: n1 = nдв = 1455 мин-1; n2 = мин-1; n3 = мин-1. Определяем угловые скорости каждого вала: = ; = ; = . Определяем вращающие моменты на каждом валу привода: Т = ; Т1 = ; Т2 = ; Т3= . Результаты расчётов сводим в таблицу 1.
Таблица 1 - Силовые и кинематические параметры привода.
Заключение. Анализ силовых и кинематических расчетных параметров, приведенных в таблице 1 показывает, что проектируемый привод обеспечивает значение заданных выходных параметров, Рвых и nвых соответствующих техническому заданию.
Данные для расчёта Исходными данными для расчёта являются силовые и кинематические параметры передачи, приведенные в таблице 2.1.
Таблица 2.1 –Таблица силовых и кинематических параметров редуктора
Условия расчета Надежная работа закрытой зубчатой передачи обеспечена при соблюдении условий прочности по контактным напряжениям и напряжениям изгиба. , , где и - соответственно расчетные контактные и изгибные напряжения проектируемой передачи; и - соответственно допускаемые контактные и изгибные напряжения материалов колес. Допускается недогрузка передачи - < не более 10% и перегрузка > до 5%. 0,9 [s]F £ sF £ 1,05 [s]F. Расчет зубчатой передачи В условиях индивидуального и мелкосерийного производства, предусмотренного техническим заданием на курсовую работу, в мало- и средненагруженных передачах, а также в открытых передачах применяют стальные зубчатые колеса с твердостью 350НВ. При этом обеспечивается нарезание зубьев после термообработки, высокая точность изготовления и хорошая прирабатываемость зубьев. Для увеличения нагрузочной способности передачи, уменьшения ее габаритов твердость шестерни HB1 назначается больше твердости колеса HB2, HB1= HB2+(20-50). (2.1)
Рекомендуемый выбор материалов, термообработки и твердости колес приводятся в таблице 3.6, а механические свойства сталей в таблице 3.1. 2.5.1. Выбор материалов для изготовления зубчатых колес
Так как мощность привода меньше 10 кВт, то по рекомендации выбираем для изготовления зубчатых колес редуктора стальные зубчатые колеса с твердостью НВ (НВ ). Принимаем материал: для колеса - сталь 40X, термообработка – улучшение, твердость сердцевины - 235HВ, твердость на поверхности - 261 НВ. НВcр=(235+261)/2=248. Для шестерни - сталь 40X, термообработка – улучшение, твердость сердцевины - 268HВ, твердость на поверхности - 302 НВ. НВcр=(268+302)/2=285. HB1=285>HB2= 248 на 37 единиц, т.е. условие (2.1) выполняется. 2.5.2 Определяем допускаемые контактные напряжения [σ]Н и допускаемые напряжения изгиба [σ]F По таблице 3.6 определяем величину допускаемых контактных напряжений [σ]Н в зависимости от твердости: [σ]H0=1,8НВcр+67Н/мм2.. (2.2) Учитывая, что срок службы привода 8 лет, принимаем коэффициент долговечности КHL = 1, тогда получаем: [σ] Н1 = КHL . [σ]H01ср +67 = 1. 1, 8 . 285+67 = 580 МПа; [σ] Н2 = КHL . [σ]H02 ср +67 = 1. 1, 8 . 248+67 = 514 МПа. В качестве расчетных допускаемы напряжений принимаем: [ ]H=0.45([ ]H1+[ ]H2; (2.3) [ ]H=0.45(580+514)=493 Н/мм2. Определяем допускаемое напряжение изгиба по таблице 6[2] в зависимости от НВср [ ]F 0= 1.03HBср. (2.4) Учитывая, что срок службы привода 8 лет, принимаем коэффициент долговечности КFL= 1, тогда [ ]F1= КFL 1,03HBср1 = 1∙1,03∙ 285=294 Н/мм2; [ ]F2= КFL1,03 HBср2 = 1∙1,03 ∙248= 256 Н/мм2.
2.5.3 Определяем межосевое расстояние редуктора , (2.5) где К =430 - вспомогательный коэффициент для косозубой передачи; КНβ - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба, принимается по таблице 4.1 в зависимости от коэффициента Ψbd; Ψbd - коэффициент ширины колеса относительно делительной окружности шестерни, его значение принимается по таблице 4.2; Ψвα = - коэффициент ширины колеса относительно межосевого расстояния. При симметричности расположения шестерни относительно опор Ψbd = 0,8…1,4, принимаем Ψbd = 1, тогда Ψbα = = 0,4. Согласно значению Ψbd =1, при симметричном расположении колес и НВ 350 по таблице 4.1 принимаем значение КНβ = 1,04, тогда = 163 мм. Полученное значение округляем до ближайшего значения ГОСТ 6636-69 по таблице 4.3 и окончательно принимаем = 165 мм. 2.5.4 Определяем нормальный модуль зацепления mn= () = . По таблице 4.4 принимаем mn=2мм. 2.5.5 Определяем число зубьев шестерни z1, приняв = 10 0, cos = 0,98, (2.6) Принимаем z1=32, тогда . 2.5.6 Уточняем передаточное число: 2.5.7 Уточняем фактический угол наклона зубьев: (2.7) .
Рисунок 2.1 – Геометрические параметры зубчатого зацепления
2.5.8 Определяем геометрические параметры шестерни и колеса: делительный диаметр: (2.8) диаметр окружности вершин зубьев: (2.9) диаметр окружности впадин зубьев: (2.10) ширина венца колеса: (2.11) Принимаем 70мм ширина венца шестерни: Уточняем межосевое расстояние: Данные сводим в таблицу геометрических параметров передачи.
Таблица 2.2- Геометрические параметры зубчатого зацепления
2.5.9 Определяем окружную скорость колес: ; d2 - в мм, для данной скорости по таблице 4.5 назначаем 8 степень точности изготовления зубчатых колес. 2.5.10 Определение силовых параметров зацепления На рисунке 2.2 изображена схема сил в зацеплении цилиндрической косозубой передачи. Рисунок 2.2 - Схема сил в зацеплении цилиндрической косозубой передачи
В зацеплении косозубых цилиндрических колес действуют силы: окружная Ft = 2Т1 /d1 радиальная Fr=Ft × tga / cosb = (2.12) осевая Fa = Ft × tgb= где b - угол наклона зубьев колес. У зубчатых передач a =200, 2.5.11 Проверочный расчет передачи по контактным напряжениям, σн. Определяем контактные напряжения по формуле: , (2.13) где К - вспомогательный коэффициент. Для косозубых передач К= 376; =1,22 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями (таблица 4.6); КНβ =1,04 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактной линии зуба (таблица 4.1); = 1,02 - коэффициент, учитывающий влияние динамической нагрузки (таблица 4.7).
Подставив числовые значения коэффициентов в формулу (2.6), получим:
МПа; < МПа; . Недогрузка в пределах допустимой.
2.5.12. Проверочный расчет передачи по напряжениям изгиба, σF. , (2.14) (2.15) где КFa=0,9 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями (таблица 4.6); - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактной линии зуба (таблица 4.1); - коэффициент, учитывающий влияние динамической нагрузки (таблица 4.7); - коэффициент, учитывающий влияние угла наклона зуба; YF - коэффициент формы зуба принимается по эквивалентному числу зубьев , (2.16) для шестерни , принимаем zν1 =35; для колеса , принимаем zν2 =140. По таблице 4.8 находим значения: YF1=3.75, YF2=3.6.
Подставив числовые данные в формулы (2.7) и (2.8), получим;
Условия (2.13) и (2.14) выполняются. Результаты проверочного расчета целесообразно представить в виде таблицы.
Таблица 2.3 – Параметры проверочного расчета закрытой передачи.
Заключение: результаты проверочных расчетов по контактным напряжениям и напряжениям изгиба показывают, что полученные геометрические параметры редуктора удовлетворяют заданным. Таблица 3.2 – Параметры клиноременной передачи
Проверочный расчет валов 9.1 Пространственная схема нагружения валов
9.2 Задача расчета Определить диаметры валов в опасном сечении. 9.3 Данные для расчета Они приведены в таблице
9.4 Условия расчета Пользуясь 3-й или 4-й теорией прочности, определить диаметры валов в опасном сечении, учитывая совместное действие изгиба и кручения.
9.5 Расчет ведущего вала 9.5.1 Составляем уравнения равновесия и определяем опорные реакции от сил, действующих в плоскости УZ (вертикальная плоскость) ; - RВу ∙ 2l1+ Ft ∙ l1 = 0, откуда RВу = (Ft ∙ l1) / 2l1 = Ft / 2; RВу =5060 /2= 2530 H; RАу= RВу=2530. 9.5.2 Составляем уравнения равновесия и определяем опорные реакции от сил, действующих в плоскости ХZ (горизонтальная плоскость): RВх ∙ 2l1- Fr ∙ l1 - Fa ∙ d1/2 -Fрп ∙ l 2 = 0; откуда RВх = (Fрп ∙ l2 + Fr ∙ l1 + Fa ∙ d1/2)/ (2l1); RВх =(1460 ∙ 95+ 1900∙ 62+1300∙ 66/2) /2∙ 62 = 2415 Н
; RAх ∙ 2l1 - Fрп ∙ (2l1+ l2) + Fr ∙ l1 - Fa ∙ d1/2 = 0; откуда RАх ={- Fr1 ∙ l1 + Fa ∙ d1/2+Fрп (2l1+ l2)}/ 2l1; RАх = { -1900∙ 62 + 1300∙ 66/2)+1460(95+124) / 2∙ 62 = 1975 Н.
Проверка: - RАх + RВх – Fr+ Fрп= 0; -1975+2415 +1900 + 1460 = 0; 3875-3875 =0.
9.5.3 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов в плоскости УZ (вертикальная плоскость) Сечение 1-1 =62мм RВу z1 ; при Z1=0; М1=0; при Z1=622мм; М1= 2530∙ 0,062=-156,86 Нм.
9.5.4 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов в плоскости ХZ (горизонтальная плоскость) Сечение 1-1: =95мм; ; при ; при ; . Сечение 11-11: ; М2= , при ; Сечение 111-111: ; , при ; ; при ;
По данным расчётам строим в масштабе эпюр изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также эпюр крутящего момента. 9.5.5 Используя 3-ю теорию прочности, определяем приведенный момент в опасном сечении по формуле ; 9.5.6 Определяем диаметр вала в опасном сечении , где [ -1] = (50 – 60)Н/мм² - допускаемые напряжения изгиба.
Принимаем [ -1] = 60 Н/мм², тогда мм.
В нашем случае d=35,7 мм намного меньше диаметра окружности впадин шестерни – df=61мм, что дает значительный запас прочности
Рисунок 9.1 – Эпюры изгибающих моментов и крутящего момента на ведущем валу 9.6 Расчет ведомого вала На ведомый вал, помимо усилий в зубчатой передаче, действует консольная сила от муфты Fм, но ввиду того, что масса муфты мала, этим усилием при расчете реакций и параметров вала можно пренебречь.
9.6.1 Составляем уравнения равновесия и определяем опорные реакции в плоскости уz (вертикальная плоскость). ∑МСу=0 RDу 2l1 - Ft l1 = 0, откуда RDу=(Ft l1)/ 2l1= Ft / 2. RDу =5060 /2 = 2530 Н. RCу = RDу= 2530 Н. Проверка. RCу + RDу - Ft = 0 2530 + 2530- 5060 =0. 5060 - 5060 =0. 9.6.2 Составляем уравнения равновесия и определяем опорные реакции в плоскости хz (горизонтальная плоскость). - RDХ *2l1 + Ft * l1 + Fм l2 ) = 0, откуда RDХ=(Ft * l1 + F м* l2)/(2l1) RDХ =(5060*61 + 2500* 80) / (2*61) = 4169 Н. -RСХ*2l1-Ft * l1 + Fм (2 l1+ l2) = 0, откуда RСХ = [-Ft * l1 +Fм (2 l1+ l2]/(2l1) RСХ = [(- 5060*61+ 2500(2 *61 +80)] / (2*61) = 1609 Н.
Проверка. RCX - RDХ+Ft - Fм = 0 1609 +5060 -2500 -4169=0. 6669 - 6669 =0 9.6.3 Построение эпюр изгибающих и вращающих моментов в плоскости УZ (вертикальная плоскость) Сечение 1-1 =61мм М1= . при Z1=0; М1=0. при Z1=61мм; М1= 2356∙0,061=143,7 Нм.
Сечение 11-11 . при ; . при ;
9.6.4 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов в плоскости ХZ (горизонтальная плоскость) Сечение 1-1: =80мм М1= - FМ z1. при ; . при М1=- 2356х 0,080 =-200Н/м.
Сечение 11-11 . при ; при ; Рисунок 9.2 – Эпюры изгибающих моментов и крутящего момента на ведомом валу
По данным расчётам строим в масштабе эпюр изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также эпюр крутящего момента.
9.6.5 Используя 3-ю теорию прочности определяем приведенный момент в опасном сечении по формуле Нм Приняв [ -11] =50 Н/мм² получаем значения диаметра вала в опасном сечении мм. Фактический диаметр вала под колесом, 65мм больше расчетного, 52мм.
Задача расчета - определить эквивалентную динамическую нагрузку; - проверить подшипники на динамическую грузоподъемность; - определить расчетную долговечность подшипника. Данные для расчета Частота вращения колец подшипника: n2=380 мин-1, n 3=95 мин-1. Силы в полюсе зацепления: окружная Ft = 5060 H; радиальная Fr = 1900 H; осевая Fa = 1300 H. Характеристики подшипников приведены в таблице 7.1. Условие расчета Проверочный расчет подшипников выполняется отдельно для быстроходного и тихоходного валов. Пригодность определяется по условиям: , где - расчетная динамичность грузоподъемность, Н; - базовая динамическая грузоподъемность, Н; - расчетная долговечность, ч; - требуемая долговечность, ч. Требуемая долговечность подшипника предусмотрена ГОСТ 16162 -93 и составляет для зубчатых редукторов > 10000 ч. Подбор и проверка шпонок Шпонка исключает проскальзывание колеса по валу и служит для передачи крутящего момента от колеса к валу и обратно. Шпонка подбирается по диаметру вала и длине ступицы, и проверяется на смятие. Проверке подлежат одна шпонка входного конца ведущего вала – под полумуфтой, одна шпонка промежуточного вала под колесом быстроходной передачи и две шпонки ведомого вала – под зубчатым колесом тихоходной передачи и на выходном конце вала под полумуфтой.
Схема шпоночного соединения 11.2 Задача расчета Подобрать шпонки и проверить их на смятие. 11.3 Условие расчета Подобранные шпонки должны удовлетворять условию
Допускаемые напряжения при стальной ступице и спокойной нагрузке 11.4 Подбор и проверка шпонок Проверке подлежат одна шпонка ведущего вала – под шкивом ременной передачи, и две - ведомого вала – под зубчатым колесом и под полумуфтой. Размеры шпонок b х h подбираем по таблице, а рабочую длину шпонки lр замеряем с чертежа эскизной компоновки редуктора. Таблица 11.1 – Размеры шпонок (ГОСТ 23360-78)
Проверяем условие прочности по формуле , где d – соответствующий диаметр вала, мм; h – высота шпонки, мм; t1 - глубина паза вала, мм. ; |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Поделиться: |
Познавательные статьи:
Последнее изменение этой страницы: 2016-12-27; просмотров: 1088; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!
infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.14.247.170 (0.017 с.)