Загальний розрахунок привода

ЗМІСТ

Завдання на курсовий проект.………………………………………………2

1 ЗАГАЛЬНИЙ РОЗРАХУНОК ПРИВОДА.……………………………….3

2 РОЗРАХУНОК ПЛОСКОПАСОВОЇ ПЕРЕДАЧІ.………………………..6

3 РОЗРАХУНОК ТИХОХІДНОЇ СТУПЕНІ.………………………………..9

4 РОЗРАХУНОК ШВИДКОХІДНОЇ СТУПЕНІ.…………………………15

5 РОЗРАХУНОК ВАЛІВ РЕДУКТОРА.………………………………….21

6 ПІДБІР ПІДШИПНИКІВ.………………………………………….........40

7 ПІДБІР ШПОНОК.…………………............................................45

8 КОНСТРУЮВАННЯ КОРПУСА ТА КРИШКИ РЕДУКТОРА.………..49

9 КОНСТРУЮВАННЯ ДЕТАЛЕЙ ПЕРЕДАЧ.…………………...........58

10 ЗМАЩУВАННЯ РЕДУКТОРА.……………………………………….65

11 СКЛАДАННЯ РЕДУКТОРА….……………………………………….68

Список використаної літератури.…………………………………………..76

ДОДАТКИ…………………………………………………………………….77

 

ЗАГАЛЬНИЙ РОЗРАХУНОК ПРИВОДА

Схема привода

1– електродвигун;

2 – клинопасова передача;

3 – редуктор конічно - циліндричний.

Римськими цифрами позначені номера валів.

Потужність та частота обертання вихідного вала

де – тягове зусилля на приводному ланцюгу, Н;

– швидкість приводного ланцюга, м/с;

– крок ланцюга приводної зірочки, мм;

– кількість зубців приводної зірочки, .

кВт.

.

Розрахункова потужність двигуна

де – ККД привода:

,

де – ККД клинопасової передачі, ;

– ККД зубчастої конічної закритої передачі, ;

– ККД зубчастої циліндричної закритої передачі, ;

– ККД пари підшипників, .

кВт.

Вибір двигуна

4А90L4У3; кВт;

Загальне передаточне число привода

Розбивка передаточного числа

;

,

де і - передаточне число відповідно на швидкохідній та тихохідній ступені.

,

де - передаточне число редуктора, ;

Приймаємо [1, табл. 11.3, с. 321].

Приймаємо [1, табл. 11.3, с. 321].

.

Потужності на валах

Частоти обертання на валах

Крутні моменти на валах

РОЗРАХУНОК КЛИНОПАСОВОЇ ПЕРЕДАЧІ

Переріз паса

Відповідно до величини крутного моменту на веденому шківу , вибираємо переріз паса В/Б [12, табл. Т10, с. 12]. Площа перерізу паса А = 138

Розрахунковий діаметр ведучого шківа

мм [12, табл. Т10, с.12].

Діаметр веденого шківа

де – коефіцієнт відносного ковзання,

Приймається

мм.

Приймається мм [12, табл. Т11, с.13].

Фактичне передаточне число

що перевищує прийняте (розрахункове) на

що допускається.

Швидкість паса

м/с.

Розрахункове значення швидкості знаходиться в межах 5< <35…40, що допускається.

Міжосьова відстань

де h – висота перерізу паса; h = 10,5 мм [4, табл. 2.1, с. 19].

2.7 Довжина паса (геометрична)

де мм; мм.

мм.

Згідно з ГОСТ 1284.3-80 приймається l = 2360 мм [4, с. 19].

Фактична міжосьова відстань

Кут обхвату на ведучому шківу

Частота пробігів паса

Навантаження пасової передачі

Н.

Допустиме напруження паса

де – корисне напруження для стандартної передачі. Стандартною

вражається передача з передаточним числом u = 1(кут обхвату ) та

швидкістю паса 10 м/с. Величина вибирається по [12,табл.Т13,с.13]; МПа.

-коефіцієнти, які враховують різницю параметрів передачі порівняно зі стандартною по куту обхвату, швидкості паса та режиму роботи.

Значення коефіцієнту режиму роботи вибирається по таблиці [12, табл. Т14, с. 14]. Вибираємо спокійне малозмінне навантаження:

Розраховуємо допустиме напруження для паса:

Число пасів в передачі

де – колова сила (п. 2.11); Н.

– допустиме корисне напруження для паса;

– площа поперечного перерізу паса; (п. 2.1).

Приймається

Сила тиску на вали

де – початкове напруження паса, МПа.

Н.

В пасових передачах, у більшості випадків, натягування паса не контролюється, а тому, розрахункову силу необхідно збільшити у 1,5 рази.

Н.

Матеріали шестірні і колеса

3.1.1 Шестірні – Сталь 40 ХНМА, термообробка – поліпшення, HB265…310 [1, табл. 10.6, с. 284].

3.1.2 Колеса – Сталь 40ХН, термообробка – нормалізація, HB220...250 [1, табл. 10.6, с. 284].

У зубцях шестірні

[2, с. 186],

де – границя витривалості;

– коефіцієнт, який враховує шорсткість поверхонь зубців;

– коефіцієнт, який враховує розміри зубчастих коліс, (об’ємна термообробка);

– коефіцієнт, який враховує чутливість матеріалу до концентрації напружень.

– коефіцієнт запасу міцності;

– коефіцієнт довговічності.

[2, табл. 10.9, с. 187]; МПа.

(при зубофрезеруванні та шліфуванні) [2, с. 186].

(об’ємна термообробка) [2, с. 186].

[2, с. 188].

[2, табл. 10.9, с. 187].

[2, с. 188].

Якщо то

МПа.

У зубцях колеса

[2, табл. 10.9, с. 187]; МПа.

(при зубофрезеруванні та шліфуванні) [2, с. 186].

[2, с. 188].

[2, табл. 10.9, с. 187].

Якщо то

МПа.

Міжосьова відстань

де – передаточне число ();

– коефіцієнт, який враховує сумарну довжину контактних ліній, ;

допустиме контактне напруження матеріалу колеса, МПа;

– коефіцієнт навантаження, (вибирається попередньо);

– крутний момент на веденому валу, ;

– коефіцієнт відносної ширини колеса,

Вибирається

мм.

Згідно з ГОСТ 2185-66, вибирається мм [1, табл. 10.1, с.276].

4,26   4,20   4,11   4,08   4,01   4,00   3,92   3,90   3,82   3,80   3,78   3,71   3,70   3,68   3,65   3,62   3,61   3,60   3,60 ¥ 3,63

3.6 Сумарне число зубців

Шестірні

Приймається

Колеса

Ширина колеса

мм.

Ділильний діаметр шестірні

мм.

Колова швидкість

м/с.

3.8.4 Назначається 9-а степінь точності [3, табл. 10.8, с. 285].

Коефіцієнт ширини шестірні

3.8.6 Коефіцієнт концентрації навантаження

[3, рис. 8.15, с 111].

3.8.7 Коефіцієнт динамічного навантаження

[3, табл. 8.3, с. 113].

Коефіцієнт навантаження

Відношення для шестірні

МПа,

де – коефіцієнт форми зуба шестірні, [3, рис. 8.20, с. 120];

Відношення для колеса

МПа,

де – коефіцієнт форми зуба колеса, [3, рис. 8.20, с. 120];

Таким чином, колесо є менш міцним, так як а тому перевірка на згин ведеться для зубців колеса.

де – коефіцієнт навантаження при розрахунку на згин.

– коефіцієнт концентрації навантаження, [3, рис. 8.15, с. 111];

– коефіцієнт динамічного навантаження, [3, табл. 8.3, с. 113].

МПа МПа.

Таким чином, міцність зубців на згин забезпечується, оскільки

Ділильні діаметри

мм.

мм.

Діаметри вершин зубців

мм.

мм.

Діаметри западин

мм.

мм.

Ширина вінців коліс

мм.

мм.

Міжосьова відстань

мм.

Колові сили

Н.

Радіальні сили

Н.

РОЗРАХУНОК ШВИДКОХІДНОЇ СТУПЕНІ (КОНІЧНА ЗАКРИТА)

Матеріали шестірні і колеса

4.1.1 Шестірні – Сталь 40 ХНМА, термообробка – поліпшення, HB265…310.

4.1.2 Колеса – Сталь 40ХН, термообробка – нормалізація, HB220...250.

У зубцях шестірні

МПа.

У зубцях колеса

МПа.

Числа зубців

Шестірні

[3, рис. 8.36, с. 137].

Колеса

Зовнішній коловий модуль

мм.

Зовнішня конусна відстань

Ширина зубчастого вінця

мм.

Приймається мм. [1, табл. 10.5, с. 282].

4.11 Уточнення коефіцієнта

Середній коловий модуль

мм.

Колова швидкість

м/с.

4.13.3 Назначається 8-а степінь точності [1, табл. 10.8, с. 285].

Відношення параметрів

4.13.5 Коефіцієнт концентрації навантаження

[3, рис. 8.33, с.134].

4.13.6 Коефіцієнт динамічного навантаження

[3, табл. 8.3, с.113].

Коефіцієнт навантаження

Коефіцієнт форми зубців

[3, рис. 8.20, с.120].

Відношення для шестірні

МПа.

Відношення для колеса

МПа.

Таким чином, оскільки колесо є менш міцним, тому що то перевірка на згин ведеться для зубців колеса.

де – коефіцієнт навантаження при розрахунку на згин.

– коефіцієнт концентрації навантаження; [3, рис. 8.33, с.134].

– коефіцієнт динамічного навантаження; [3, табл. 8.3, с.113].

МПа< МПа.

Міцність зубців на згин забезпечується, оскільки

Зовнішня висота ніжки зуба

мм.

Зовнішня висота зубця

мм.

Зовнішні ділильні діаметри

мм.;

мм.

Зовнішні діаметри впадин

мм.

мм.

Кути головки та ніжки зуба

Сили в конічному зачепленні

Колові сили

Н.

РОЗРАХУНОК ВАЛІВ РЕДУКТОРА

Попередній розрахунок

мм. Приймається мм. (ГОСТ 6636-69).

мм. Приймається мм.

мм. Приймається мм.

Викреслюється компоновочна схема

Зусилля в приводі

Н.

Н.

Н.

Н. (з розрахунку тихохідної ступені).

Н.

Н. Н (задано в завданні).

5.3 Основний розрахунок ведучого вала

Матеріал вала

Вибирається Ст6 (ГОСТ380-88); МПа.

Діаметри вала в перерізах

мм.

мм.

мм.

мм.

 

Розробка конструкції вала

В опорах А і Б (перерізи ІІ та ІІІ) встановлюються підшипники, тому діаметри вала приймаються мм. В перерізах І та IV (під шестірнею та шківом) діаметри вала необхідно збільшити на 4...10% внаслідок послаблення вала шпоночними канавками.

мм.

Приймається мм. (ГОСТ 6636-69, [1, табл. 13.1, с. 380])

Викреслюється ескіз вала

Загальний запас міцності

Матеріал вала

Приймається Ст6 (ГОСТ380-88); МПа.

Діаметри вала в перерізах

Розробка конструкції вала

В перерізі І (під шестірнею) діаметр вала необхідно збільшити проти розрахункового на 4-10% в зв’язку з послабленням вала шпонковим пазом

Приймаються (ГОСТ 6636-69). В опорах А та Б установлюються підшипники, тому діаметри шипів приймаються Діаметр буртика приймається

Викреслюється ескіз вала

Загальний запас міцності

Міцність і жорсткість вала в даному перерізі забезпечується, оскільки

Загальний запас міцності

Міцність і жорсткість вала в даному перерізі забезпечується, оскільки

Матеріал вала

Приймається Ст.6 (ГОСТ 380-88); МПа.

Діаметри вала в перерізах

Розробка конструкції вала

В опорі Б (переріз ІІ) встановлюється підшипник, тому діаметр шийки приймається мм, діаметр шипа (опора А) також приймається мм. В перерізі І (під колесом) діаметр вала необхідно збільшити з конструктивних міркувань для можливості посадки колеса. Приймається мм. В перерізі ІІІ (під зірочкою) діаметр вала необхідно збільшити на 4…10%, в зв’язку з послабленням вала шпоночкою канавкою

мм.

Приймається мм (ГОСТ 6636-69) [1, табл. 13.1, с. 380]. Діаметри інших ділянок вала вибираються конструктивно згідно рекомендацій.

Викреслюється ескіз вала

Загальний запас міцності

Міцність і жорсткість вала в даному перерізі забезпечується, оскільки

Загальний запас міцності

ПІДБІР ПІДШИПНИКІВ

Для підшипника І (опора А)

де – коефіцієнт обертання; (обертається внутрішнє кільце).

– коефіцієнт безпеки; [1, табл. 15.5, с. 443].

– температурний коефіцієнт; ().

– коефіцієнт радіального навантаження;

– коефіцієнт осьового навантаження.

Оскільки

Н.

Для підшипника ІІ (опора Б)

Оскільки [1, табл. 15.19, с. 461].

Н.

Більш навантаженим є І підшипник (опора А), оскільки

Для підшипника І (опора А).

де – коефіцієнт обертання; (обертається внутрішнє кільце підшипника по відношенню до навантаження).

– коефіцієнт безпеки; [1, табл. 15.5, с. 443].

– температурний коефіцієнт; ().

– коефіцієнт радіального навантаження;

– коефіцієнт осьового навантаження.

Н. [1, табл. 15.19, с. 461].

Для підшипника ІІ (опора Б).

(обертається внутрішнє кільце підшипника по відношенню до навантаження).

[1, табл. 15.5, с. 443]; ();

[1, табл. 15.19, с. 461]. Н.

Більш навантаженим є І підшипник (опора А), оскільки

Розміри підшипника

мм, мм, мм [1, табл. 15.6, с.444].

ПІДБІР ШПОНОК

Шпонки для ведучого вала

Довжина шпонки

Робоча довжина

де – крутний момент на валу, ;

– діаметр вала, мм;

– висота шпонки, мм; – глибина паза в валу,

– допустиме напруження зминання, МПа (перехідна посадка, маточина з чавуну);

мм.

Довжина шпонки мм.

Приймається мм [1, табл. 4.1, с. 95].

Напруження зрізу

де – робоча довжина шпонки; мм.

МПа< МПа.

Напруження зминання

МПа МПа.

мм, МПа (посадка шестірні на вал з гарантованим натягом, маточина зі сталі).

Таким чином, для з’єднання шківа з валом і шестірні з валом, приймаються однакові шпонки мм (ГОСТ 23360-78).

Шпонки для проміжного вала

Довжина шпонки

Робоча довжина

,

де – крутний момент на валу, ;

– діаметр вала, мм;

– висота шпонки, мм;

– глибина паза в валу, мм;

– допустиме напруження зминання, МПа (посадка колеса та шестірні на вал з гарантованим натягом, маточини зі сталі).

мм.

Довжина шпонки мм.

Приймається мм [1, табл. 4.1, с. 95].

Напруження зрізу

де – робоча довжина шпонки, мм.

МПа< МПа.

Таким чином, для з’єднання колеса та шестірні з валом, приймаються однакові шпонки мм (ГОСТ 23360-78).

Шпонки для веденого вала

Довжина шпонки

Робоча довжина

де – крутний момент на валу, ;

– діаметр вала, мм;

– висота шпонки, мм;

– глибина паза в валу, мм;

– допустиме напруження зминання, МПа (посадка зірочки на вал по перехідній посадці, маточина зі сталі).

мм.

Довжина шпонки

мм.

Приймається мм [1, табл. 4.1, с. 95].

Напруження зрізу

де – робоча довжина шпонки; мм.

МПа< МПа.

Напруження зминання

МПа МПа.

мм, МПа (посадка колеса на вал з гарантованим натягом, маточина зі сталі). Таким чином, для з’єднання зірочки і колеса з валом, приймаються однакові шпонки мм (ГОСТ 23360-78).

Товщина стінок

Товщина стінок корпуса

Зведений габарит

[5, с.154]

де – довжина корпуса; – ширина корпуса; – висота корпуса

мм;

мм;

мм.