Кинематический и энергетический Расчет редуктора

РЕФЕРАТ

Курсовой проект.

Расчетно-пояснительная записка: 77стр., 14 рис., 3 табл., 5 ист., 6 прил.

Графическая документация: 3 листа формата А1.

 

КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА, РЕДУКТОР, ПЕРЕДАЧА ЗУБЧАТАЯ, ВАЛ, ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ, ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ, ПЕРЕДАЧА РЕМЕННАЯ, ПРОЧНОСТЬ, ЗАПАС ПРОЧНОСТИ.

 

Объектом исследования является эскизный проект привода общего машиностроения. Редуктор двухступенчатый, цилиндрическо-ременный.

Цель работы – разработка конструкции, удовлетворяющая требованиям, предъявляемым к машиностроительным изделиям.

В результате работы выбран материал, определены расчетные напряжения, проведен геометрический расчет.

Эффективность работы заключается в определении оптимальных массовых и габаритных характеристик привода общего машиностроения, обеспечивающих его работоспособность.

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………………5

1 Кинематический и энергетический расчёт редуктора…………..……6

1.1 Выбор электродвигателя……………………………………………..6

1.2 Определение общего передаточного отношения и разбивка его по ступеням…………………………………………………………..............7

1.3 Определение частот вращения………………………………………7

1.4 Определение мощности и крутящих моментов на валах.................8

2 Расчет прямозубой цилиндрической зубчатой передачи…………….9

2.1 Выбор материала зубчатых колес и обоснование термической обработки……………………………………………………………………..9

2.2 Определение допускаемых контактных напряжений……………..10

2.3 Определение допускаемых изгибных напряжений………………..12

2.4 Определение основных геометрических параметров цилиндрической передачи……………………………………………………………………...13

2.5 Определение модуля и чисел зубьев………………………..............14

2.6 Проверка контактной прочности……………………………............15

2.7 Проверка изгибной прочности……………………………................16

2.8 Определение геометрических размеров……………………............ 16

3 Расчет на ЭВМ …………………………………………………………18

4 Расчет усилий зацепления……………………………………………..19

4.1Расчёт усилия в цилиндрической передаче....……………………..19

4.2 Расчёт усилия в ремённой передаче………………………………...19

5 Подбор подшипников по диаметру валов………………………….....21

Заключение…………………………………………………………………...23

Список использованных источников……………………………………….24

Приложения…………………………………………………………………..30

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Зубчатые передачи широко распространены в различных областях машиностроения и являются основными видами передач современных машин.

Зубчатые передачи рассчитывают на усталостную прочность рабочих поверхностей зубьев по контактным напряжениям и на выносливость – по напряжениям изгиба. Расчет на усталостную прочность по контактным напряжениям является, как правило, определяющим для назначения размеров зубчатого зацепления. Он выполняется для предотвращения усталостного выкрашивания рабочих поверхностей зубьев. Расчет на выносливость по напряжениям изгиба выполняется с целью предотвращения усталостного разрушения (поломки) зубьев.

Расчет на прочность прямозубых и косозубых цилиндрических передач стандартизирован ГОСТ 21354-75. В данных указаниях введены некоторые упрощения, мало влияющие на результаты для большинства случаев практики. Так, коэффициенты неравномерности нагрузки K_β и динамической нагрузки K_V при расчетах на изгиб и на контактную прочность приняты одинаковыми, расчеты допускаемых напряжений проводятся без учета шероховатостей, размеров зубчатых колес и.т.д. Последовательность выполнения расчетов идет согласно содержанию.

 

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РЕДУКТОРА

 

Выбор электродвигателя

Мощность на входном валу:

где - КПД редуктора.

Общее КПД редуктора:

= _,

где - КПД ременной передачи;

- КПД цилиндрической передачи.

Принимаем = 0,9; = 0,97

= 0,9 ∙ 0,97 = 0,873,

Мощность двигателя подбирается исходя из условий:

≥ ,

Выбираем двигатель марки 160L6/975, у которого мощность двигателя

P_дв = 11 кВт, частота вращения n_дв = 1000 об/мин.

Определение частот вращения

 

Частота вращения I вала:

Частота вращения II вала:

Частота вращения III вала:

 

Проверка изгибной прочности

Находим коэффициент формы зуба эквивалентного колеса для шестерни и колеса от и при смещении х=0 согласно [1]:

Y_F1 = 3,62

при ,

 

≤ [ ]₁ – условие выполняется;

 

Y_F2 = 3,60

при = 134,

≤ [ ]₂ – условие выполняется.

 

РАСЧЕТ НА ЭВМ

Проведен расчет 1 и 2 ступени на ЭВМ. Для расчетов выбраны следующие передаточные отношения: U₁ = 1,2; U₂ = 1,8. Полученные результаты приведены в приложении. Выбираем лучший вариант и в дальнейших расчетах используем первое приложение, где крутящий момент

T= 7,9 Нмм.

 

УСИЛИЯ ЗАЦЕПЛЕНИЙ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы были произведены выбор двигателя; расчет общего передаточного отношения, частот вращения, мощности и крутящих моментов на валах, прямозубой цилиндрической зубчатой передачи, выбран материал зубчатых колес и обоснование его термической обработки; определены допускаемые контактные напряжения, допускаемые изгибные напряжения, основные геометрические параметры цилиндрической передачи, модуль и число зубьев; проверка контактной прочности, проверка изгибной прочности, определение геометрических размеров. Исходя из всех расчетов в конце работы были подобраны подшипники качения для 3 валов со схемы данного технического задания.

 

 

РЕФЕРАТ

Курсовой проект.

Расчетно-пояснительная записка: 77стр., 14 рис., 3 табл., 5 ист., 6 прил.

Графическая документация: 3 листа формата А1.

 

КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА, РЕДУКТОР, ПЕРЕДАЧА ЗУБЧАТАЯ, ВАЛ, ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ, ПОДШИПНИК КАЧЕНИЯ, ПЕРЕДАЧА РЕМЕННАЯ, ПРОЧНОСТЬ, ЗАПАС ПРОЧНОСТИ.

 

Объектом исследования является эскизный проект привода общего машиностроения. Редуктор двухступенчатый, цилиндрическо-ременный.

Цель работы – разработка конструкции, удовлетворяющая требованиям, предъявляемым к машиностроительным изделиям.

В результате работы выбран материал, определены расчетные напряжения, проведен геометрический расчет.

Эффективность работы заключается в определении оптимальных массовых и габаритных характеристик привода общего машиностроения, обеспечивающих его работоспособность.

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………………5

1 Кинематический и энергетический расчёт редуктора…………..……6

1.1 Выбор электродвигателя……………………………………………..6

1.2 Определение общего передаточного отношения и разбивка его по ступеням…………………………………………………………..............7

1.3 Определение частот вращения………………………………………7

1.4 Определение мощности и крутящих моментов на валах.................8

2 Расчет прямозубой цилиндрической зубчатой передачи…………….9

2.1 Выбор материала зубчатых колес и обоснование термической обработки……………………………………………………………………..9

2.2 Определение допускаемых контактных напряжений……………..10

2.3 Определение допускаемых изгибных напряжений………………..12

2.4 Определение основных геометрических параметров цилиндрической передачи……………………………………………………………………...13

2.5 Определение модуля и чисел зубьев………………………..............14

2.6 Проверка контактной прочности……………………………............15

2.7 Проверка изгибной прочности……………………………................16

2.8 Определение геометрических размеров……………………............ 16

3 Расчет на ЭВМ …………………………………………………………18

4 Расчет усилий зацепления……………………………………………..19

4.1Расчёт усилия в цилиндрической передаче....……………………..19

4.2 Расчёт усилия в ремённой передаче………………………………...19

5 Подбор подшипников по диаметру валов………………………….....21

Заключение…………………………………………………………………...23

Список использованных источников……………………………………….24

Приложения…………………………………………………………………..30

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Зубчатые передачи широко распространены в различных областях машиностроения и являются основными видами передач современных машин.

Зубчатые передачи рассчитывают на усталостную прочность рабочих поверхностей зубьев по контактным напряжениям и на выносливость – по напряжениям изгиба. Расчет на усталостную прочность по контактным напряжениям является, как правило, определяющим для назначения размеров зубчатого зацепления. Он выполняется для предотвращения усталостного выкрашивания рабочих поверхностей зубьев. Расчет на выносливость по напряжениям изгиба выполняется с целью предотвращения усталостного разрушения (поломки) зубьев.

Расчет на прочность прямозубых и косозубых цилиндрических передач стандартизирован ГОСТ 21354-75. В данных указаниях введены некоторые упрощения, мало влияющие на результаты для большинства случаев практики. Так, коэффициенты неравномерности нагрузки K_β и динамической нагрузки K_V при расчетах на изгиб и на контактную прочность приняты одинаковыми, расчеты допускаемых напряжений проводятся без учета шероховатостей, размеров зубчатых колес и.т.д. Последовательность выполнения расчетов идет согласно содержанию.

 

КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РЕДУКТОРА

 

Выбор электродвигателя

Мощность на входном валу:

где - КПД редуктора.

Общее КПД редуктора:

= _,

где - КПД ременной передачи;

- КПД цилиндрической передачи.

Принимаем = 0,9; = 0,97

= 0,9 ∙ 0,97 = 0,873,

Мощность двигателя подбирается исходя из условий:

≥ ,

Выбираем двигатель марки 160L6/975, у которого мощность двигателя

P_дв = 11 кВт, частота вращения n_дв = 1000 об/мин.