3063
Расчет редуктора цилиндрического двухступенчатого
Курсовая
Производство и промышленные технологии
Расчет цилиндрических зубчатых передач. Выбор электродвигателя Определение силовых и кинематических параметров привода Выбор материала Расчет межосевого расстояния аw Определение м...
Русский
2014-10-01
421.5 KB
106 чел.
Исходные данные
Редуктор двухступенчатый, несоосный
Кинематическая схема редуктора:
Дано:
1. Сила на валу рабочей машины F=1.5 H
2. Скорость движения приводного вала рабочей машины
3. Срок службы редуктора и режим его работы (постоянный, тяжелый) ч.
Расчет цилиндрических зубчатых передач.
Выбор электродвигателя.
Формула определения требуемой мощности электродвигателя:
где:
Р требуемая мощность электродвигателя, кВт
общий КПД привода
- КПД закрытой передачи;
- КПД открытой передачи;
- КПД подшипников.
- КПД соединительных муфт;
По каталогу выбираем асинхронный короткозамкнутый двигатель мощностью Рэд Р. Тип электродвигателя: АОЛ 2-31-4, с номинальной частотой вращения об/мин мощностью Рном = 1,76 кВт
Мощность электродвигателя:
кВт
Угловую скорость электродвигателя определяем по формуле:
где
номинальная угловая скорость вала электродвигателя, с-1;
nэд номинальная частота вращения вала электродвигателя, об/мин;
с-1
Определение силовых и кинематических параметров привода
Определяем частоту вращения приводного вала npм:
Общее передаточное число привода Up:
Определяем передаточные числа ступеней привода:
;
;
при Up = 20,05
Вращающий момент на двигателе Тдв:
Вращающий момент на быстроходном валу:
Нм.
Вращающий момент на промежуточном валу Тпр:
Нм.
Вращающий момент на тихоходном валу ТТ:
Нм.
Вращающий момент на ременной передаче:
Нм.
Угловая скорость на быстроходном валу:
Угловая скорость на промежуточном цвалу:
Угловая скорость на тихоходном валу:
Угловая скорость на ременной передаче:
Выбор материала.
Основные механические характеристики выбранных материалов зубчатых колес приведены в таблице 1
Деталь |
Материал |
Р-р заготовок, мм |
Термообработка |
Н,вер. |
|||||
1я ступень, прямозубая Шестерня |
Сталь45 |
Dпред=125 Sпред=80 |
У |
305,5 |
890 |
650 |
380 |
25 |
385,8 |
Колесо |
У |
285,5 |
890 |
650 |
380 |
20 |
122,8 |
||
2я ступень, косозубая Шестерня |
Сталь45 |
Dпред=125 Sпред=80 |
У |
248,5 |
780 |
540 |
335 |
16,5 |
122,5 |
Колесо |
Любые размеры |
Н |
193 |
600 |
320 |
260 |
10 |
38,9 |
Продолжение таблицы:
Деталь |
[]F0 |
[]F |
[]Н0 |
[]Н |
|||
1я ступень, прямозубая Шестерня |
1 |
4 |
1 |
310 |
310 |
616,9 |
617 |
Колесо |
1 |
4 |
1 |
294 |
294 |
580,9 |
580,9 |
2я ступень, косозубая Шестерня |
1 |
4 |
1 |
310 |
310 |
520 |
520 |
Колесо |
1 |
4 |
1 |
199 |
199 |
414 |
414 |
[]ср=0,45([]Н1 + []H2)= 420
Таблица данных.
Наименование, единица измерения |
Обозначение |
Значение |
Требуемая мощность электродвигателя, кВт |
Р |
2,2 |
Общее передаточное число редуктора |
20,5 |
|
Передаточное число закрытых передач |
3,15 |
|
Передаточное число открытой передачи |
2,1 |
|
Крутящий момент на тихоходном валу, Нм |
263,4 |
|
Крутящий момент на промежуточном валу, Нм |
88 |
|
Крутящий момент на быстроходном валу, Нм |
29,3 |
|
Угловая скорость тихоходного вала, |
7,16 |
|
Угловая скорость промежуточного вала, |
22,5 |
|
Угловая скорость быстроходного вала, |
71 |
Расчет межосевого расстояния аw
По условию контактной прочности:
,
где:
аw Межосевое расстояние, мм;
Ка = 49,5 для прямозубых колес, (Н/мм2);
Ка = 43 для косозубых колес, (Н/мм2), принимая ориентировочно β = 10°…15°;
Т1 крутящий момент на валу шестерни, ;
Т1 = Тзп1 для первой передачи;
Т1 = Тзп2 для второй передачи;
для первой передачи:
- коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине зуба;
- коэффициент ширины венца колеса;
для второй передачи:
Тогда:
мм
мм
Полученные значения округляем до стандартного:
aw1 = 100 мм
aw2= 150 мм
Определение модуля зацепления
Модуль зацепления:
;
где:
- вспомогательный коэффициент для прямо/косозубых передач;
- ширина венца колеса;
- делительный диаметр колеса;
;
Модуль зацепления для тихоходной и быстроходной ступени:
полученные значения модуля зацепления m округляем до стандартного по таблице:
Модули зацепления, мм (по СТ СЭВ 310-76)
I ряд |
1,0 |
- |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
4,0 |
5,0 |
6,0 |
8,0 |
II ряд |
1,25 |
1,375 |
1,75 |
2,25 |
2,75 |
3,5 |
4,5 |
5,5 |
7,0 |
9,0 |
Принимаем:
Определение параметров зацепления
тихоходной (прямозубой) ступени.
Предварительно суммарное число зубьев
Число зубьев шестерни :
Число зубьев шестерни:
Число зубьев колеса
Определяем фактическое передаточное число и проверяем его отклонение от заданного:
;
Условие соблюдается.
Определяем фактическое межосевое расстояние:
мм
Диаметры делительной и начальной окружностей шестерни и колеса
мм
мм
Диаметры окружностей вершин зубьев шестерни и колеса
мм
мм
Диаметры окружностей впадин зубьев шестерни и колеса
мм
мм
Рабочая ширина венца колеса и шестерни:
мм
мм
Проверочный расчет первой передачи:
Проверяем межосевое расстояние:
Проверяем пригодность заготовок колес:
Условие пригодности заготовок колес:
;
Диаметр заготовки шестерни мм
Размер заготовки колеса мм
Условия соблюдаются
Проверяем контактные напряжение ,
Где: К= 463 Вспомогательный коэффициент для прямозубой передачи;
окружная сила в зацеплении;
= 1 коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями;
- коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи
; 9 степень точности
Допускаемая нагрузка передачи не более 100%, следовательно условие соблюдается.
Проверить напряжение изгиба зубьев шестерни и колеса:
Где: m модуль зацепления , мм; - ширина зубчатого венца колеса, мм; - окружная сила в зацеплении, Н;
= 1 коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями;
= 1 коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба;
= 1,28 коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи;
- коэффициенты формы зуба шестерни и колеса;
- коэффициент, учитывающий наклон зуба
и - допустимые напряжения изгиба шестерни и колеса, ;
Условие соблюдается, т.к. и .
Определение параметров зацепления
быстроходной (косозубой) передачи.
Суммарное число зубьев
Число зубьев шестерни
Число зубьев колеса
Уточняем действительную величину угла наклона зубьев для косозубых передач:
11°28΄
необходимое условие выполняется
Определяем фактическое передаточное число и проверяем его отклонение от заданного:
;
Условие соблюдается.
Определяем фактическое межосевое расстояние:
мм
Диаметры делительной и начальной окружностей шестерни и колеса
мм
мм
Диаметры окружностей вершин зубьев шестерни и колеса
мм
мм
Диаметры окружностей впадин зубьев шестерни и колеса
мм
мм
Рабочая ширина венца колеса
мм
мм
Проверочный расчет второй передачи:
Проверяем межосевое расстояние:
Проверяем пригодность заготовок колес:
Условие пригодности заготовок колес:
;
Диаметр заготовки шестерни мм
Размер заготовки колеса мм
Условия соблюдаются
Проверяем контактные напряжение ,
Где: К= 463 Вспомогательный коэффициент для косозубой передачи;
окружная сила в зацеплении;
= 1,1 коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями;
- коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи
; 9 степень точности
Допускаемая нагрузка передачи не более 10%, следовательно условие соблюдается.
Проверить напряжение изгиба зубьев шестерни и колеса:
Где: m модуль зацепления , мм; - ширина зубчатого венца колеса, мм; - окружная сила в зацеплении, Н;
= 1 коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями;
= 1 коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба;
= 1,04 коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи;
- коэффициенты формы зуба шестерни и колеса;
- коэффициент, учитывающий наклон зуба
и - допустимые напряжения изгиба шестерни и колеса, ;
Условие соблюдается, т.к. и .
Расчет открытых передач
1. Определяем расчетный диаметр ведущего шкива , Клиновой ремень сечения А (по номограмме):
2. Определяем диаметр ведомого шкива , мм:
Где: - передаточное число открытой передачи, - коэффициент скольжения ()
Из стандартного ряда выбираем
3. Определяем ориентировочно межосевое расстояние
Где - высота сечения клинового ремня.
4. Определяем расчетную длину ремня
5. Уточняем значение межосевого расстояния по стандартной длине:
6. Определяем угол обхвата ремнем ведущего шкива a1, град:
условие выполняется.
7. определяем скорость ремня:
Где - допускаемая скорость для клиновых ремней .
8. определяем частоту пробегов ремня
Где - допускаемая частота пробегов ремня = 30
9. Определяем допускаемую мощность, передаваемую одним клиновым ремнем
- допускаемая приведенная мощность, выбирается в зависимости от типа ремня, его сечения,
скорости и диаметра ведущего шкива, С поправочные коэффициенты.
10. Определяем число клиньев поликлинового ремня z:
11. Определяем силу предварительного натяжения
12. Определяем окружную силу
13. Определяем силы натяжения ведущей и ведомой ветвей:
14. Определяем силу давления вала
Проверочный расчет
Проверяем прочность ремня по максимальным напряжениям в сечении ведущей ветви:
Где а) - напряжения растяжения, Н/
б) - Напряжения изгиба, Н/
в) - Напряжение центробежных сил, Н/
Н/
г) =10 Н/ - для клиновых ремней
Н/
Условие соблюдается, так как
Составим табличный ответ:
Параметр |
Значение |
Параметр |
Значение |
Тип ремня |
Клиновой |
Число пробегов ремня |
9,2 |
Сечение ремня |
А |
Диаметр ведущего шкива |
100 |
Количество ремней |
3 |
Диаметр ведомого шкива |
200 |
Межосевое расстояние |
209 |
Максимальное напряжение |
8,6 |
Длина ремня |
900 |
Начальное напряжение ремня |
73 |
Угол обхвата |
153° |
Сила давления ремня на вал |
426 |
Расчет составляющих усилий в зацеплении.
Для первой ступени(цилиндрическая, прямозубая):
На колесе:
Окружная сила:
Н
Радиальная сила:
Н
где
На шестерне:
Окружная сила:
Н
Радиальная сила:
Н
Для второй ступени(цилиндрическая, косозубая):
На колесе
Окружная сила:
Н
Радиальная сила:
Н
где , .
Осевая сила угла наклона:
Н.
На шестерне:
Окружная сила:
Н
Радиальная сила:
Н
Осевая сила угла наклона:
Н.
Для клиноременной передачи:
Радиальная сила:
Проектный расчет валов.
Эскизная компоновка редуктора.
Выбор материалов валов и их механические характеристики.
Вал |
Марка стали |
Термообрабо-тка |
Твердость заготовки |
|||
Быстроходный |
45 |
125 |
У |
235…262 |
780 |
540 |
Промежуточный |
45 |
125 |
У |
235…262 |
780 |
540 |
Тихоходный |
45 |
125 |
У |
235…262 |
780 |
540 |
Выбор допускаемых напряжений на кручение.
Быстроходный вал
Промежуточный вал
Тихоходный вал
Определяем геометрические параметры ступеней валов.
Быстроходный вал шестерня цилиндрическая;
Первая ступень под элемент открытой передачи.(шкив)
Вторая ступень под уплотнение крышки с отверстием и подшипник.
Третья ступень под шестерню.
- определяется графически на эскизной компоновке.
Четвертая ступень под подшипник.
Промежуточный вал;
Первая ступень под подшипник
Вторая ступень под шестерню и колесо.
- определяется графически на эскизной компоновке.
Третья ступень под подшипник.
Тихоходный вал;
Первая ступень под элемент открытой передачи.(шкив)
Вторая ступень под уплотнение крышки с отверстием и подшипник.
Третья ступень под колесо.
- определяется графически на эскизной компоновке.
Четвертая ступень под подшипник.
Предварительный выбор подшипников качения.
Быстроходный вал:
Выбираем радиальные шариковые однорядные подшипники
106, особо мягкая серия.
Промежуточный вал:
107
Тихоходный вал:
109
Вал |
Размеры Ступеней |
Подшипники |
||||||
Типо- размер |
dхDхB,мм |
Динамическая грузоподъемность |
Статическая грузоподъемность |
|||||
Быстроходный |
24 |
30 |
36 |
30 |
105 |
30х52х13 |
13,3 |
6,8 |
36 |
45 |
- |
14 |
|||||
Промежуточный |
35 |
43 |
35 |
- |
107 |
35х62х14 |
15,9 |
8,5 |
21 |
- |
21 |
- |
|||||
Тихоходный |
40 |
45 |
55 |
45 |
109 |
45х75х16 |
21,2 |
12,2 |
48 |
56 |
- |
17,6 |
Расчетная схема валов редуктора
Быстроходный вал
Вертикальная плоскость:
Определяем опорные реакции:
Проверка
Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях:
Горизонтальная плоскость:
Определяем опорные реакции:
Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях:
Строим эпюру крутящих моментов:
Определяем суммарные радиальные реакции
Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях:
Промежуточный вал
Вертикальная плоскость:
Определяем опорные реакции:
Проверка
Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях:
Горизонтальная плоскость:
Определяем опорные реакции:
Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях:
Строим эпюру крутящих моментов:
Определяем суммарные радиальные реакции
Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях:
Тихоходный вал
Вертикальная плоскость:
Определяем опорные реакции:
Проверка
Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях:
Горизонтальная плоскость:
Определяем опорные реакции:
Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях:
Строим эпюру крутящих моментов:
Определяем суммарные радиальные реакции
Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях:
Проверочный расчет подшипников.
Быстроходный вал(106)
Определяем отношение V=1 коэффициент вращения.
Определяем отношение
По таблице находим: e=0,14 Y=2,6;
По соотношению выбираем формулу и определяем эквивалентную динамическую нагрузку наиболее нагруженного подшипника:
Определяем динамическую грузоподъемность
Подшипник пригоден.
Определяем долговечность подшипника
Условие выполнено
Промежуточный вал(107)
Определяем отношение V=1 коэффициент вращения.
Определяем отношение
По таблице интерполированием находим: e=0,26 Y=1,74;
По соотношению выбираем формулу и определяем эквивалентную динамическую нагрузку наиболее нагруженного подшипника:
Определяем динамическую грузоподъемность
Подшипник пригоден.
Определяем долговечность подшипника
Условие выполнено
Тихоходный вал(109)
Определяем отношение V=1 коэффициент вращения.
Определяем отношение
По таблице интерполированием находим: e=0,24 Y=1,9;
По соотношению выбираем формулу и определяем эквивалентную динамическую нагрузку наиболее нагруженного подшипника:
Определяем динамическую грузоподъемность
Подшипник пригоден.
Определяем долговечность подшипника
Условие выполнено
Проверочный расчет валов
Быстроходный вал
Сечение А-А
Определить напряжение в сечении А-А
Нормальные напряжения изменяются оп симметричному циклу.
Где ;
М суммарный изгибающий момент в этом сечении.
Касательные напряжения изменяются по нулевому циклу
Где ;
М крутящий момент в этом сечении.
Определить коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений.
Где (по таблице)
Определить пределы выносливости в расчетном сечении.
Определить коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.
Определить общий коэффициент запаса прочности.
Условие выполнено.
Промежуточный вал
Сечение Б-Б
Определить напряжение в сечении Б-Б
Нормальные напряжения изменяются оп симметричному циклу.
Где ;
М суммарный изгибающий момент в этом сечении.
Касательные напряжения изменяются по нулевому циклу
Где ;
М крутящий момент в этом сечении.
Определить коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений.
Где (по таблице)
Определить пределы выносливости в расчетном сечении.
Определить коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.
Определить общий коэффициент запаса прочности.
Условие выполнено.
Тихоходный вал
Сечение В-В
Определить напряжение в сечении В-В
Нормальные напряжения изменяются оп симметричному циклу.
Где ;
М суммарный изгибающий момент в этом сечении.
Касательные напряжения изменяются по нулевому циклу
Где ;
М крутящий момент в этом сечении.
Определить коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений.
Где (по таблице)
Определить пределы выносливости в расчетном сечении.
Определить коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.
Определить общий коэффициент запаса прочности.
Условие выполнено.
Проверочный расчет шпонок
Промежуточный вал, шпонка 12х8х45
Условие прочности:
Условие выполняется.
Промежуточный вал, шпонка 16х10х60
Условие прочности:
Условие выполняется.
Выбор сорта масла.
Смазывание редуктора.
Способ смазывания.
Применяем непрерывное смазывание жидким маслом картерным непроточным способом (окунанием)
Выбор сорта масла.
Зависит от значения расчетного контактного напряжения и фактической окружной скорости колес. По таблице выбираем масло индустриальное 4-Г-А-46
Определение уровня масла.
При окунании в масляную ванну цилиндрического колеса:
Контроль уровня масла.
Уровень масла, находящегося в корпусе редуктора, контролируем круглым маслоуказателем.
Список литературы
проекту. Л.: 1985.
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать | |||
32997. | Философская концепция человека | 20.64 KB | |
Б Жизнь человека подчиняется биологическим законам Биоорганизация человека есть результат развития длинного ряда его предков животное обезъяналюди гомениды современный человек Человек в отличие от животных имеет такие биологические структуры которые служат материальными предпосылками для развития чисто человеческих особенностей: возникают органы позволяющие человеку трудиться рука мозг и прямая походка 2. Человек обладает качественными надбиологическими образованиями которые формируют социальную характеристику человека.... | |||
32998. | Понятие науки, её функции | 20.99 KB | |
Теоретические уровни отдельных наук смыкаются в общетеоретическом философском объяснении открытых принципов и законов в формировании мировоззренческих и методологических сторон научного познания в целом. Социологический анализ деятельности института науки в современном обществе дает основание утверждать что главной функцией науки является производство и умножение достоверного знания позволяющего раскрывать и объяснять закономерности окружающего мира Указанная выше основная функция науки в современном обществе может быть конкретизирована и... | |||
32999. | Философия техники, Исследование первопричин техники | 24.35 KB | |
Исследование первопричин техники. Основоположником этого раздела философии является Эрнст Капп написавший Основные направления философии техники 1877. философия техники во-первых исследует феномен техники в целом во-вторых не только ее имманентное развитие но и место в общественном развитии в целом в-третьих принимает во внимание широкую историческую перспективу. | |||
33000. | Философия и ее предмет. Исторические условия возникновения философии | 42.2 KB | |
Философия - любовь к мудрости (от греч. phileo - люблю и sophia - мудрость) - возникает в VII-VI веках до н.э. в Древней Греции и на Востоке - в Индии и Китае. С тех пор не утихают споры о предмете философских размышлений, назначении философии, ее соотношении с другими формами человеческой духовной деятельности. | |||
33001. | ФИЛОСОФИЯ ДРЕВНЕГО ВОСТОКА | 35.04 KB | |
РВ вобрала в себя миф и ритуал в таком виде она несла зачаток как религиозного так и философского видения мира и человека. Есть там и идея макрокосмической эмбриогонии согласно которой рождение космоса рассматривается по аналогии с зачатием и рождением человека в материнском лоне. Космос порождает человека. В рамках древнеиндийской философии подчёркивается значение духовной стороны человека она приобретает здесь космический смысл. | |||
33002. | Милетская школа. Милетская школа философии | 26.78 KB | |
Обратимся к наиболее известному опровержению возможности движения знаменитым апориям Зенона которого Аристотель назвал изобретателем диалектики. Но для философа вопрос ставиться не в плоскости эмпирического существования движения а в плане мыслимости его противоречивости и в системе понятия в диалектике его соотношения с пространством и временем. Элиатам не удалось доказать что движения нет. Они своими тонкими рассуждениями показали то что едва ли кто из их современников осмысливал что такое движение Сами они в своих размышлениях... | |||
33003. | Платон и Аристотель | 17.61 KB | |
Философскоэтические взгляды Платона изложены в многочисленных диалогах главное действующее лицо которых как правило его учитель Сократ. В дошедших до нас произведениях нет законченной философской системы поэтому воззрения Платона на те или иные вопросы служили и продолжают служить предметом спора между исследователями. Образы идеи по мнению Платона находятся вне времени и пространства недоступны восприятию но их может созерцать разум который и связывает два мира: потусторонний и реальный. Трудно назвать область знаний которая не... | |||
33004. | Философия поздней античности | 17.13 KB | |
В смысловой мир человека вторгалось чувство безосновности и негарантированности существования. Именно они порабощают человека. Его основатель Зенон из Китая утверждал что основная цель человека жить в согласии с природой и это то же самое что жить согласно с добродетелью. Стоический мудрец идеал человека является воплощенным разумом. | |||
33005. | Философия средневековья, монотеизм как основа философии средневековья | 20.82 KB | |
Для философии это был период когда изменились цель и характер философствования. Философы могли свободно создавать свои мировоззренческие концепции как в области онтологии так и в гносеологии этике эстетике социальной философии. А тот факт что тенденция к союзу философии и теологии к их взаимодействию проявилась еще в конце античности... | |||