Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Января 2012 в 16:32, курсовая работа
В данной расчетно-пояснительной записке приведен кинематический расчет многоступенчатого привода, включающего в себя электродвигатель, ременную, цилиндрический редуктор и открытую зубчатую передачи. Выполнен также прочностной расчет цилиндрической и зубчатой передачи, произведен подбор подшипников входного и выходного валов закрытой передачи. Выполнен подбор смазки редуктора. Рассчитаны напряжения, возникающие в опорах выходного вала, а также крутящие и изгибающие моменты на данном валу, приведены их эпюры.
РЕФЕРАТ 1
ВВЕДЕНИЕ 3
1. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ПРИВОДА 4
2. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА 5
2.1. Выбор электродвигателя 5
2.2. Кинематический расчет привода 6
3. РАСЧЕТ ОТКРЫТЫХ ПЕРЕДАЧ 9
3.1. Расчет клиноременной передачи 9
3.2. Расчет зубчатой передачи 12
4. РАСЧЕТ ЗАКРЫТОЙ ПЕРЕДАЧИ (ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕДУКТОРА) 19
4.1. Выбор материала зубчатой передачи 19
4.2. Определение допускаемых контактных напряжений [σ]Н 19
4.3 Определение допускаемых напряжений изгиба [σ]F 20
4.4 Проектный расчет закрытой зубчатой передачи 21
4.5. Проверочный расчет 23
4.6. Определение сил в зацеплении 25
4.7. Определение консольных сил 26
5. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ И ВЫБОР СТАНДАРТНЫХ ИЗДЕЛИЙ (ПОДШИПНИКИ, КРЫШКИ, УПЛОТНЕНИЯ). 27
5.1. Определение геометрических параметров ступеней валов 27
5.2. Вал колеса (выходной вал) 29
5.3. Предварительный выбор подшипников качения 30
6. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОРПУСА 31
7. ПРОВЕРОЧНЫЕ РАСЧЕТЫ 34
7.1. Определение реакций в опорах и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов выходного вала 34
7.2. Определение реакций в опорах и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов входного вала 36
7.3. Проверочный расчет подшипников вала долговечность 38
7.4 Проверочный расчет подшипников вал-шестерни на долговечность 40
7.5. Проверочный расчет шпонок 41
7.6. Проверочный расчет вала на усталостную прочность 43
8. СМАЗКА РЕДУКТОРА 46
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 48
приложение1.............................…………………………………………………………………....50
приложение2……………………………………………………………………….…………...……51
8. Определяем фактическое передаточное число uф:
и проверяем его отклонение от заданного:
9. Определяем фактическое межосевое расстояние для косозубых передач:
.
Геометрические
параметры передачи представлены в табл.
5.
Таблица 5
Геометрические параметры передачи
Параметр | Шестерня косозубая | Колесо косозубое | |
Д
и а м е т р |
делительный | |
|
вершин зубьев | |
| |
впадин зубьев | |
||
Ширина венца | |
|
.4.5.
Проверочный расчет
1. Проверяем межосевое расстояние:
2.Проверяем контактные напряжения sН:
.
где К - вспомогательный
коэффициент. Для косозубых передач
К = 376;
— окружная сила в зацеплении, Н;
КНa - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Зависит от окружной скорости колес , и степени точности передачи, принимаем равной 8; КНa=1,119 [1, с.62-63];
КНu — коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи, КНu=1,01 [1, с.62].
Подставляя
числовые данные получаем:
3.Проверяем напряжения изгиба зубьев шестерни sF1 и колеса sF2, Н/мм2:
где m - модуль зацепления, мм;
b2 - ширина зубчатого венца колеса, мм;
Ft - окружная сила в зацеплении, Н;
KFa - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями. Для косозубых колес КFa зависит от степени точности передачи. КFa = 1,0.
КFb — коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба. Для прирабатывающихся зубьев колес КFb = 1;
КFu — коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи равный 1,04, [3];
YF1 и YF2 — коэффициенты формы зуба шестерни и колеса. Для косозубых определяются в зависимости от эквивалентного числа зубьев шестерни
и колеса
— коэффициент, учитывающий наклон зуба;
[s]F1 и [s]F2 — допускаемые напряжения изгиба шестерни и колеса, Н/мм2.
Составляем табличный ответ*, мм:
Проверочный расчет
Проверочный расчет | ||||
Параметр | Допускаемые значения | Расчетные значения | Примечание (отклонения) | |
Контактные напряжения sН, Н/мм2 | 514,3 | 474,99 | недогрузка | |
Напряжение изгиба, Н/мм2 | sF1 | 294,07 | 84,03 | недогрузка |
sF2 | 255,96 | 112,56 | недогрузка |
Силы в зацеплении | Значение силы, Н | |
на шестерне | на колесе | |
Окружная | Ft1 = Ft2 = 4787 | |
Радиальная | Fr1 = Fr2 = 1220 | |
Осевая | Fa1 = Fa2 = 1742,7 | Fa2 = Ft2tgb =1742,7 |
В проектируемых приводах конструируются открытые зубчатые цилиндрические и конические передачи с прямыми зубьями, а также ременные и цепные передачи, определяющие консольную нагрузку на выходные концы валов. Кроме того, консольная нагрузка вызывается муфтами, соединяющими двигатель с редуктором или редуктор с рабочей машиной.
Значения консольных сил приведены в табл. 8
Таблица 8
Значения консольных сил
Вид открытой передачи | Характер
силы |
Значение силы,Н | |
На шестерне | На колесе | ||
Цилиндрическая прямозубая | Окружная | Ft1 = Ft2 = 105556 | |
Радиальная | Fr1 = Fr2 = |
||
Клиноременная | Радиальная |
Табичный
расчёт к задаче
Проектный расчет | |||||
Параметр | значение | Параметр | Значение | ||
Межосевое расстояние, aW | 230 | Угол наклона зубьев b | 13,717 | ||
Модуль зацепления m | 5 | ||||
Ширина
зубчатого венца:
шестерни b1 колеса b2 |
77 74 |
Диаметр делительной
окружности:
шестерни d колеса d2 |
143.8 329.4 | ||
Число зубьев:
шестерни z1 колеса z2 |
26 64 |
Диаметр окружности
вершин:
шестерни da1 колеса da2 |
143.8 339.4 | ||
Вид зубьев | наклонные | Диаметр
впадин зубьев: шестерни df1 колеса df2 |
121.8 317.4 |
Валы предназначены для установки на них вращающихся деталей и передачи крутящего момента.
Конструкции валов в основном определяются деталями, которые на них размещаются, расположением и конструкцией подшипниковых узлов, видом уплотнений и техническими требованиями.
Валы воспринимают напряжения, которые меняются циклично от совместного действия кручения и изгиба. На первоначальном этапе проектирования вала известен только крутящий момент, а изгибающий момент не может быть определен, т.к. неизвестно расстояние между опорами и действующими силами. Поэтому при проектировочном расчете вала определяется его диаметр по напряжению кручения, а влияние изгиба учитывается понижением допускаемого напряжения кручения.
Редукторный вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступеней которого зависят от количества и размеров установленных на вал деталей.
Входной вал
Определяем
расчетные ориентировочные
Участок I – выходной конец вала для установки шкива ременной передачи. Диаметр выходного конца вала определяется по формуле:
где – крутящий момент на рассматриваемом валу, Нм;
– пониженные допускаемые напряжения
кручения, МПа, для выходных концов
вала принимаются равными
МПа;
Участок II – участок для установки уплотнения; диаметр выбирается с учетом стандартных значений для деталей по эмпирической формуле: