Двухступенчатый цилиндрический 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Двухступенчатый цилиндрический



Редуктор

Двухступенчатый цилиндрический

КП2069889.15.Д1.3.4.03.00.00.ПЗ

Пояснительная записка

 

 

Студент Купеева А.А. Группа ГП-319

Руководитель проекта к.т.н., доцент Еременко В.И.

 

Омск 2012

Изм.
Лист
№ докум.
Подп
Дата
 
 
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ
Разраб
Купеева А.А.
Пров.
Ерёменко  
 
 
Н. Контр.
 
Утв
 
Редуктор двухступенчатый цилиндрический
 
 
 
ОмГТУ, ГП-319  
Содержание

Техническое задание…………………………………………………………………………………………….4

Предварительный расчёт привода…………………………………………………………………….6

Определение потребной мощности

И выбор электродвигателя…………………………………………………………………………………6

Передаточное отношение привода……………………………………………………………………8

Составление таблиц исходных данных……………………………………………………………10

Расчёт цилиндрической косозубой(быстроходной ступени)…………………….11

Расчёт цилиндрической косозубой(тихоходной ступени)………………………..20

Расчёт вала редуктора……………………………………………………………………………………...30

Подбор шпонок………………………………………………………………………………………………………33

Подбор подшипников…………………………………………………………………………………………….34

Выбор манжеты уплотнений………………………………………………………………………………35

Муфта быстроходного вала………………………………………………………………………………36

Список литературы……………………………………………………………………………………………..37

 

 

Введение

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ  
В данной работе произведена разработка конструкции цилиндрического одноступенчатого редуктора. В качестве мотора используется стандартный трехфазный асинхронный электродвигатель. Передаточный механизм содержит редуктор. Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине. Назначение редуктора путем понижения угловой скорости повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим.

Исполнительным механизмом в данном проекте является приводной вал конвейера. Для ленточного конвейера – это вал приводного барабана.

В данной пояснительной записке должны быть расчеты: расчет вала на статическую прочность и на сопротивление усталости; расчет подшипников по динамической и статической грузоподъемности; расчет шпоночных соединений, выбор смазки.

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6  
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ  
1.2 Определение потребной мощности и выбор электродвигателя

Номинальный момент определяется по формуле:

∙м. (1)

Расчет эквивалентного вращающего момента:

0,1967 кН∙м. (2)

Определение угловой скорости вращения ИМ:

рад/с. (3)

Расчет КПД привода. Согласно кинематической схеме, изображенной на рис.1, а также с учетом данных табл.1.1, получаем:

, (4)

где

hЦП = 0,98 – КПД цилиндрической закрытой передачи,

hМ = 0,98 – КПД муфты,

hПП = 0,99 – КПД подшипниковой пары.

Тогда .

Таблица 1.1

Коэффициент полезного действия (КПД) отдельных

Звеньев кинематической цепи

Тип звена Обозначение КПД
Передача зубчатая: Цилиндрическая закрытая цилиндрическая открытая коническая закрытая Передача червячная при передаточном отношении: свыше 30 от 14 до 30 от 8 до 14 Передача ременная (все типы): Передача цепная Муфта соединительная Подшипники качения (пара) hцп hцпо hкп hчп hр hц hм hпп 0,97-0,98 0,90-0,95 0,95-0,97 0,70-0,80 0,75-0,85 0,80-0,90 0,94-0,96 0,93-0,95 0,98 0,99

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
7  
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ  
Расчетная мощность электродвигателя в киловаттах определяется по формуле:

кВт. (5)

Определение частоты вращения вала ИМ:

=96,97 об/мин (6)

Возможный диапазон общего передаточного числа кинематической схемы привода:

Uo max=U12 max∙U23 max= 5·5=25 (7)

Uo min=U12 min∙U23 min =2∙2=4 (8)

Возможный диапазон асинхронной частоты вращения вала электродвига­теля.

nэ max=nим∙Uo max=96,97 ∙25=2424,25 об/мин, (9)

nэ min=nим∙Uo min=96,97 ∙4=387 об/мин. (10)

Определение передаточного числа привода и его разбивка по ступеням передач. В соответствии с расчетной мощностью и полученным диапазоном скоростей, выбираем следующие электродвигатели из табл.1.2:

1. 100S4/1435 РТАБ=3 кВт Yn=2,0

2. 112МА6/955 РТАБ=3 кВт Yn=2,0

3. 112МВ8/700 РТАБ=3 кВт Yn=2,2

 

 

Таблица 1.2

Двигатели закрытые обдуваемые единой серии АИР (тип/асинхронная частота вращения, об/мин)

Для обеспечения заданной скорости движения необходимо, чтобы передаточное число привода – (в нашем случае ) принимало следующие значения:

 

, (11)

,

,

Если открытой передачи в приводе нет, то

Определяем передаточное отношение тихоходной и быстроходной ступеней двух-ступенчатых редукторов можно определить по рекомендациям П.Ф. Дунаева[2]:

, (12)

.

Таблица 1.3

1-й ряд 2,0 2,5 3,15 4,0 5,0 6,3     12,5
2-й ряд 2,24 2,8 3,55 4,5 5,6 7,1   11,2 -

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
8  
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ  

Выбираем из ряда (табл.1.3) передаточное отношение одноступенчатого цилиндрического редуктора

.

 

Определение точности разбивки общего передаточного числа:

неудовл (13)

неудовл

 

где =0,04.

Выбираем электродвигатель112МА6/955, так как его погрешность удовлетворяет условию, а откидываем.

Ртаб= 3 кВт Yп = 2 nтаб=955 об/мин

 

Проверку электродвигателя на перегрузку ведем по условию:

, (14)

где .

Yп=2 (для выбранного электродвигателя)

nтаб=955 об/мин

U0=9,8

= 0,904

тогда

,

а т.к. Ртаб = 3 кВт, то условие выполняется, т.е. двигатель не будет перегружен.

Уточняем:

Pтаб.= 3 кВт,

n = 955 об/мин,

Uб = 3,55,

Uт= 2,8.

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
9  
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ  

 


Вычерчиваем эскиз выбранного электродвигателя с указанием его основных характеристик.

 

Рис. 3. Эскиз электродвигателя

 

Основные размеры, мм Таблица 1.4

b1 L30 h31 d30 h d1 d10 L1 L10 L31 b10 h10 h1
                         

Модуль

По расчёту на прочность

По рекомендации при Н2<350 НВ

m=1,5мм.

 

Число зубьев шестерни

Шестерни: ,

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
14  
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ  
что больше

Принимаем число зубьев шестерни z1=23

Z2=Z1.u=22,8.3,55=80,94

Z2=81

Проверочный расчет.

2.6.1. Расчет на контактную выносливость:

 

где ZE – коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес. ZE = 190.

- коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев:

 

- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий:

 

.

 

Ft-окружная сила на среднем делительном цилиндре:

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
16  
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ  

- коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
17  
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ  
зацеплении:

 

,

 

где -удельная окружная динамическая ила:

,

g0 - коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни и колеса. g0 = 4,7

- коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи:

для косозубой передачи при НВ<350

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий в начальный период времени.

 

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, принимается для косозубых передач:

Кк=0,14 при расположении шестерни на валу передачи со стороны подвода вращающего момента.

КНW- коэффициент, учитывающий приработку зубьев

 

Тогда:

при 7 степени точности.

Уточнение значений допускаемых контактных напряжений с учётом коэффициента Zv, учитывающего окружную скорость.

Для шестерни при Н>350HV Zv=0,925.V0.05=0.925.1,90.05=0.955. Уточненное значение допускаемого напряжения σНР=957.0,955=913,9 МПа


Для колеса при Н<350НV Zv=0,85.1,90.1=0,9.

σНР=585.0,9=526,5 МПа

σНР=0,45(σНР1+ σНР2)=648,2МПа

 

Изгибная прочность зубьев

Расчёт на контактную прочность при действии максимальной нагрузке

 

 

Модуль

По расчёту на прочность

По рекомендации при Н2<350 НВ

m=1,5мм.

 

Число зубьев шестерни

Шестерни: ,

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
23  
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ  
что больше

Принимаем число зубьев шестерни z1=35

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
24  
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ  
Z2=Z1.u=35,16.2.8=98,448

Z2=98

Проверочный расчет.

2.6.1. Расчет на контактную выносливость:

 

где ZE – коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес. ZE = 190.

- коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев:

 

- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий:

 

.

 

Ft-окружная сила на среднем делительном цилиндре:

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
26  
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ  

- коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении:

 

,

 

где -удельная окружная динамическая ила:

,

g0 - коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни и колеса. g0 = 4,7

- коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи:

для косозубой передачи при НВ<350

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий в начальный период времени.

 

- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, принимается для косозубых передач:

Кк=0,14 при расположении шестерни на валу передачи со стороны подвода вращающего момента.

КНW- коэффициент, учитывающий приработку зубьев

 

Тогда:

при 7 степени точности.

Уточнение значений допускаемых контактных напряжений с учётом коэффициента Zv, учитывающего окружную скорость.

Для шестерни при Н>350HV Zv=0,925.V0.05=0.925.0.770.05=0.912. Уточненное значение допускаемого напряжения σНР=957.0,912=872,784 МПа


Для колеса при Н<350НV Zv=0,85.0.770.1=0.828.

σНР=585.0,828=483.38 МПа

σНР=0,45(σНР1+ σНР2)=610.3МПа

 

Изгибная прочность зубьев

Расчёт на контактную прочность при действии максимальной нагрузке

 

 

Расчет быстроходного вала

Расчет быстроходного вала

Проверочный расчет вала.

Целью этого расчета является построение расчетной схемы и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов, с помощью которых можно определить суммарный изгибающий момент в любом сечении вала и определить опасной сечение.

Исходные данные: Диаметр посадочной поверхности вала d = 31 Силы в зацеплении при передаче максимального из длительно действующих моментов: окружная , радиальная ; осевая , вращающий момент . Линейные размеры:

L=35 L1=63, L2=53, d2=42

Радиальные реакции опор от сил в зацеплении в плоскости YOZ

Проверка:

Реакции найдены правильно.

 

- в плоскости XOZ

Проверка:

Реакции найдены правильно.

Суммарные реакции опор:

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
31  
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ  
(5.1.6)

Радиальные реакции опор от действия муфты. (Рис 2)

Консольная сила на входном валу редуктора

Реакции от силы Fk

Проверка:

 

 

Строим эпюры в трех плоскостях:

 

 

 

Fk

FT

 


FR

 


L2 L L1

 

 


Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
32  
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ  
Расчет вала на прочность

Для предварительного определения диаметра вала выполняют ориентировочный расчет его на чистое кручение по пониженному допускаемому напряжению [t] без учета влияния изгиба.

Уточненный расчет проводят как проверочный

Сумма действующих на вал моментов:

 

 

КП – коэффициент перегрузки двигателя, КП =2.2

Эпюра действующих моментов с учетом коэффициента КП

Действующие максимальный момент и осевая сила с учетом коэффициента перегрузки двигателя.

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
33  
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ  

 


Расчет шпонок

Шпонки проверяют на смятие.

(140)

где - напряжение смятия, действующее на шпонку;

- допускаемое напряжение смятия, для неподвижного соединения при

переходной посадке и стального вала ;

- площадь смятия;

, (141)

где Т – крутящий момент на валу;

d – диаметр ступицы;

- рабочая длина шпонки;

- высота выступающей части шпонки.

Быстроходный вал.

Т=30,4 Н∙м; d=20 мм; =30 мм; =3,5 мм.

(Н), ;

.

 

Промежуточный вал.

d=30, lcт=39, T2=104,3, b=7, h=7, t1=4, l=27

(Н), ;

.

Тихоходный вал.

Т=283 Н∙м; d=45 мм; =68 мм; =5 мм.

(Н), ;

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
34  
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ  
.

Шпонки подходят.

Выбор подшипника

Тип п-ка d D В r
        0,5
        1,5
        1,5
         

Расчет подшипников.

Выбор манжетных уплотнений

 

Манжетные уплотнения применяют для предохранения от вытекания смазочного материала из подшипниковых узлов, а также для защиты их от попадания извне пыли и влаги. Используемые нами манжеты (рисунок 14) состоят из корпуса 1, изготовленного из маслостойкой резины, каркаса 2, представляющего собой стальное кольцо Г – образного сечения, и браслетной пружины 3. Каркас придаёт манжете жёсткость и обеспечивает её плотную посадку в корпусную деталь без дополнительного крепления. Браслетная пружина стягивает уплотняющую часть манжеты, вследствие чего образуется рабочая кромка, плотно охватывающая поверхность вала. 95 % - ный ресурс для манжет составляет не менее 3000 часов. Свободное пространство между манжетами, а также между рабочими кромками манжеты при сборке необходимо заполнить смазочным материалом.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
37  
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ
Манжеты резиновые армированные по ГОСТ 8752 – 79 выбираем по посадочному диаметру на вал d3. Основные размеры выбираем по таблице [3].

Чтобы закрепить кольцо подшипника в корпусе без зазора, между торцом центрирующей цилиндрической поверхности крышки и наружным кольцом подшипника установим компенсаторные кольца.

Таблица 2.4.

Диаметр вала d D h
     
     

 

 

Рис.2.7. Манжета.

 

Муфта быстроходного вала

 

Для соединения быстроходного вала редуктора с валом электродвигателя используем упругую втулочно-пальцевую муфту. Выбор данной
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
38  
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ
муфты обусловлен относительной простотой конструкции и удобством замены упругих элементов. Муфту подбираем по диаметру вала d=45 и передаваемому моменту число пальцев Z=4.

Муфта 250-38-2-32-1 ГОСТ 12081-72.

 

 

Компенсирующая способность муфты;

радиальное смещение валов не более 0.3 мм;

угловое смещение валов не более 00;

Определим силу, с которой муфта действует на быстроходный вал редуктора. Сначала определим окружную силу от муфты:

 

-делительный диаметр установки пальцев;

Сила с которой муфта действует на быстроходный вал редуктора;

.

Упругие элементы упруго втулочно-пальцевой муфты проверяют на смятие в предположении равномерного распределения нагрузки между пальцами:

где -диаметр пальца, мм

- длинна упругого элемента, мм

Редуктор

двухступенчатый цилиндрический

КП2069889.15.Д1.3.4.03.00.00.ПЗ

Пояснительная записка

 

 

Студент Купеева А.А. Группа ГП-319

Руководитель проекта к.т.н., доцент Еременко В.И.

 

Омск 2012

Изм.
Лист
№ докум.
Подп
Дата
 
 
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ
Разраб
Купеева А.А.
Пров.
Ерёменко  
 
 
Н. Контр.
 
Утв
 
Редуктор двухступенчатый цилиндрический
 
 
 
ОмГТУ, ГП-319  
Содержание

Техническое задание…………………………………………………………………………………………….4

Предварительный расчёт привода…………………………………………………………………….6

Определение потребной мощности

И выбор электродвигателя…………………………………………………………………………………6

Передаточное отношение привода……………………………………………………………………8

Составление таблиц исходных данных……………………………………………………………10

Расчёт цилиндрической косозубой(быстроходной ступени)…………………….11

Расчёт цилиндрической косозубой(тихоходной ступени)………………………..20

Расчёт вала редуктора……………………………………………………………………………………...30

Подбор шпонок………………………………………………………………………………………………………33

Подбор подшипников…………………………………………………………………………………………….34

Выбор манжеты уплотнений………………………………………………………………………………35

Муфта быстроходного вала………………………………………………………………………………36

Список литературы……………………………………………………………………………………………..37

 

 

Введение

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ  
В данной работе произведена разработка конструкции цилиндрического одноступенчатого редуктора. В качестве мотора используется стандартный трехфазный асинхронный электродвигатель. Передаточный механизм содержит редуктор. Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи мощности от двигателя к рабочей машине. Назначение редуктора путем понижения угловой скорости повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим.

Исполнительным механизмом в данном проекте является приводной вал конвейера. Для ленточного конвейера – это вал приводного барабана.

В данной пояснительной записке должны быть расчеты: расчет вала на статическую прочность и на сопротивление усталости; расчет подшипников по динамической и статической грузоподъемности; расчет шпоночных соединений, выбор смазки.

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6  
КП2069889.15.03.00.00.000ПЗ  
1.2 Определение потребной мощности и выбор электродвигателя

Номинальный момент определяется по формуле:

∙м. (1)

Расчет эквивалентного вращающего момента:

0,1967 кН∙м. (2)

Определение угловой скорости вращения ИМ:

рад/с. (3)

Расчет КПД привода. Согласно кинематической схеме, изображенной на рис.1, а также с учетом данных табл.1.1, получаем:

, (4)

где

hЦП = 0,98 – КПД цилиндрической закрытой передачи,

hМ = 0,98 – КПД муфты,

hПП = 0,99 – КПД подшипниковой пары.

Тогда .

Таблица 1.1

Коэффициент полезного действия (КПД) отдельных

Звеньев кинематической цепи



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-01-19; просмотров: 198; 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 - 18.219.63.90 (0.272 с.)