Тольяттинский политехнический институт
Кафедра «Детали машин»
Курсовой проект
по дисциплине
Детали машин
Руководитель: Журавлева В. В.
Студент: Анонимов С. С.
Группа: Т – 403
………«………»….…….2000 г.
Тольятти 2000 г.
Содержание вариант 6.5.
|Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода. |3 |
| | |
|Расчет клиноременной передачи. |6 |
| | |
|Расчет двухступенчатого цилиндрического редуктора. |8 |
| | |
|Предварительный расчет валов |12 |
| | |
|Конструктивные размеры корпуса редуктора |13 |
| | |
|Определение реакций в подшипниках |14 |
| | |
|Проверочный расчет подшипников |17 |
| | |
|Проверочный расчет шпонок |18 |
| | |
|Уточненный расчет валов |19 |
| | |
|Смазка зубчатых зацеплений и подшипников |23 |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
| | |
1. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода.
Расчет требуемой мощности двигателя.
[pic][pic];
[pic],
[pic] - КПД ременной передачи; [pic] - КПД зубчатой косозубой передачи с цилиндрическими колесами; [pic] - КПД подшипников качения. Тогда [pic].
Расчет требуемой частоты вращения.
[pic];
[pic],
[pic]; [pic]; [pic] - передаточные числа. Тогда [pic].
По таблице принимаем мощность двигателя Р = 5,5 кВт; частоту вращения
3000 об/мин. Синхронная частота вращения двигателя равна 2880 об/мин.
Модель электродвигателя: 100L2.
Определение передаточных чисел.
Фактическое передаточное число привода: [pic].
Передаточные числа редуктора:
[pic]; [pic]; [pic]; полученные значения округляем до стандартных:
[pic]; [pic].
Расчет частот вращения.
[pic]; [pic];
[pic]; [pic];
[pic]; [pic];
[pic]; [pic].
Расчет крутящих моментов.
[pic]; [pic];
[pic]; [pic].
| |I |II |III |
|[pic] |18 |33 |126 |
|[pic] |33 |126 |430 |
|[pic] |2880 |1440 |360 |
|[pic] |1440 |360 |100 |
|[pic] |300 |150 |38 |
|[pic] |150 |38 |11 |
|[pic] |2 |4,0 |3,55 |
2. Расчет клиноременной передачи.
Выбираем сечение клинового ремня, предварительно определив угловую скорость и номинальный вращающий момент ведущего вала:
[pic]
При таком значении вращающего момента принимаем сечение ремня типа А, минимальный диаметр [pic]. Принимаем[pic].
Определяем передаточное отношение i без учета скольжения
[pic].
Находим диаметр [pic] ведомого шкива, приняв относительное скольжение ?
= 0,02:
[pic].
Ближайшее стандартное значение [pic]. Уточняем передаточное отношение i с учетом ?:
[pic].
Пересчитываем:
[pic].
Расхождение с заданным составляет 1,9%, что не превышает допустимого значения 3%.
Определяем межосевое расстояние а: его выбираем в интервале
[pic] принимаем близкое к среднему значение а = 400 мм.
Расчетная длина ремня:
[pic].
Ближайшее стандартное значение L = 1250 мм, [pic].
Вычисляем
[pic] и определяем новое значение а с учетом стандартной длины L:
[pic]
Угол обхвата меньшего шкива
[pic]
Скорость
[pic]
По таблице определяем величину окружного усилия [pic], передаваемого клиновым ремнем: [pic] на один ремень.
[pic].
Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня:
[pic].
Коэффициент режима работы при заданных условиях [pic], тогда допускаемое окружное усилие на один ремень:
[pic].
Определяем окружное усилие:
[pic].
Расчетное число ремней:
[pic].
Определяем усилия в ременной передаче, приняв напряжение от предварительного натяжения [pic]
Предварительное натяжение каждой ветви ремня:
[pic]; рабочее натяжение ведущей ветви
[pic]; рабочее натяжение ведомой ветви
[pic]; усилие на валы
[pic].
Шкивы изготавливать из чугуна СЧ 15-32, шероховатость рабочих поверхностей [pic].
3. Расчет двухступенчатого цилиндрического редуктора.
Для обеих ступеней принимаем:
Колесо: материал – сталь 40Х, термообработка – улучшение; [pic].
Шестерня: материал – сталь 40Х, термообработка – улучшение; [pic].
Передача реверсивная.
Для расчета принимаем: [pic], [pic].
Коэффициент долговечности при длительной эксплуатации принимаем [pic]; коэффициент запаса прочности [pic]; [pic].
Рассчитаем допускаемые контактные напряжения:
[pic], [pic].
[pic]
Рассчитаем допускаемые напряжения изгиба:
[pic], [pic].
[pic]
Коэффициент на форму зуба [pic]; коэффициент нагрузки [pic]; коэффициент ширины венцов [pic]; коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении[pic]; коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями[pic]
Расчет третьей (тихоходной) ступени.
Межосевое расстояние:
[pic], принимаем значение из стандартного ряда: а = 140 мм.
Нормальный модуль:
[pic], принимаем среднее значение, соответствующее стандартному: m = 2 мм.
Принимаем предварительно угол наклона зубьев ? = 15? и определяем числа зубьев шестерни и колеса:
[pic]
Уточняем значение угла ?:
[pic].
Основные размеры шестерни и колеса: диаметры делительные:
[pic];
[pic], проверка: [pic].
Диаметры вершин зубьев:
[pic];
[pic], диаметры впадин:
[pic];
[pic].
Ширина колеса:
[pic].
Ширина шестерни:
[pic].
Окружная скорость колеса тихоходной ступени:
[pic].
При данной скорости назначаем 9-ю степень точности.
Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений:
[pic].
Проверяем контактные напряжения:
[pic],
[pic]
[pic];
[pic].
Проверяем изгибные напряжения:
[pic],
[pic].
[pic].
Силы, действующие в зацеплении тихоходной ступени: окружная:
[pic]
Определим тип используемых подшипников:
[pic]; следовательно, будем использовать радиально-упорные шарикоподшипники.
Расчет второй (быстроходной) ступени.
Межосевое расстояние равно 140 мм из условия соосности, значения всех коэффициентов, используемых в расчете третьей ступени справедливы при расчете данной ступени.
Принимаем угол наклона зубьев ? = 12?50?19?, а модуль m = 1,5 мм и определяем числа зубьев шестерни и колеса:
[pic]
Основные размеры шестерни и колеса: диаметры делительные:
[pic];
[pic], проверка: [pic].
Диаметры вершин зубьев:
[pic];
[pic], диаметры впадин:
[pic];
[pic].
Ширина колеса:
[pic].
Ширина шестерни:
[pic].
Окружная скорость колеса быстроходной ступени:
[pic].
При данной скорости назначаем 9-ю степень точности.
Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений:
[pic].
Проверяем контактные напряжения:
[pic],
[pic]
[pic];
[pic].
Проверяем изгибные напряжения:
[pic],
[pic].
[pic].
Силы, действующие в зацеплении быстроходной ступени: окружная:
[pic]
Определим тип используемых подшипников:
[pic]; следовательно, будем использовать радиально-упорные шарикоподшипники.
4. Предварительный расчет валов.
Расчетная формула:[pic]
Вал 1
Диаметр вала:
[pic].
Диаметр вала под колесо:
[pic].
Диаметр вала под подшипник:
[pic].
Вал 2
Диаметр вала под колесо:
[pic].
Диаметр вала под подшипник:
[pic]
Вал 3
Диаметр вала:
[pic].
Диаметр вала под колесо:
[pic].
Диаметр вала под подшипник:
[pic].
5. Конструктивные размеры корпуса редуктора.
|Параметр |Расчетная формула и значение, |
| |мм |
|Толщина стенки корпуса |[pic] |
|Толщина стенки крышки |[pic] |
|Толщина фланца корпуса |[pic] |
|Толщина фланца крышки |[pic] |
|Толщина основания корпуса без бобышки |[pic] |
|Толщина ребер основания корпуса |[pic] |
|Толщина ребер крышки |[pic] |
|Диаметр фундаментных болтов |[pic] |
|Диаметр болтов у подшипников |[pic] |
|Диаметр болтов, соединяющих основание и |[pic] |
|крышку | |
6. Определение реакций в подшипниках.
[pic] [pic]
[pic] [pic]
проверка: [pic]
[pic].
[pic]
[pic]
[pic] [pic]
проверка: [pic]
[pic].
[pic] [pic]
[pic] [pic]
проверка: [pic]
[pic].
7. Проверочный расчет подшипников.
Подшипник № 36207, d = 35 мм.
[pic].
[pic]
[pic]; тогда Х = 1; У = 0; [pic].
Долговечность:
[pic]
[pic].
Подшипник № 36209, d = 45 мм. [pic].
[pic]
[pic]; тогда Х = 1; У = 0; [pic].
Долговечность:
[pic]
[pic].
Подшипник № 36211, d = 55 мм.
[pic].
[pic]
[pic]; тогда Х = 1; У = 0; [pic].
Долговечность:
[pic]
[pic].
Все подшипники удовлетворяют условию долговечности.
8. Проверочный расчет шпонок.
Материал шпонок – сталь 45. Проверим шпонки под зубчатыми колесами и шкивом на срез и смятие. [pic].
Условия прочности:
[pic]
Шпонка под шкивом:
[pic]
Шпонка под колесом быстроходной ступени:
[pic]
Шпонка под колесом тихоходной ступени:
[pic]
Все шпонки удовлетворяют условию прочности на срез и смятие.
9. Уточненный расчет валов.
Материал валов – сталь 40Х улучшенная, [pic]. Определим коэффициенты запаса прочности в опасных сечениях.
Вал 1, Сечение 1
Результирующий изгибающий момент:
[pic]
Моменты сопротивления сечения нетто:
[pic]
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
[pic].
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
[pic].
По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].
Определим коэффициенты запаса прочности:
[pic]
Общий коэффициент запаса прочности:
[pic].
Вал 1, Сечение 2
Результирующий изгибающий момент:
[pic]
Моменты сопротивления сечения нетто:
[pic]
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
[pic].
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
[pic].
По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].
Определим коэффициенты запаса прочности:
[pic]
Общий коэффициент запаса прочности:
[pic].
Вал 2, Сечение 1
Результирующий изгибающий момент:
[pic]
Моменты сопротивления сечения нетто:
[pic]
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
[pic].
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
[pic].
По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].
Определим коэффициенты запаса прочности:
[pic]
Общий коэффициент запаса прочности:
[pic].
Вал 2, Сечение 2
Результирующий изгибающий момент:
[pic]
Моменты сопротивления сечения нетто:
[pic]
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
[pic].
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
[pic].
По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].
Определим коэффициенты запаса прочности:
[pic]
Общий коэффициент запаса прочности:
[pic].
Вал 3, Сечение 1
Результирующий изгибающий момент:
[pic]
Моменты сопротивления сечения нетто:
[pic]
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
[pic].
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
[pic].
По таблицам определим ряд коэффициентов: [pic].
Определим коэффициенты запаса прочности:
[pic]
Общий коэффициент запаса прочности:
[pic].
10. Смазка зубчатых зацеплений и подшипников.
Зацепления смазывают окунанием зубчатых колес в масло. Уровень масла
должен обеспечивать погружение колес на высоту зуба. Объем масляной ванны
равен 2,75 литра. Подшипники смазываются тем же маслом за счет
разбрызгивания. Используемое масло марки И-100А.
-----------------------
(оценка)
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]