![]() |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Главная Рефераты по рекламе Рефераты по физике Рефераты по философии Рефераты по финансам Рефераты по химии Рефераты по хозяйственному праву Рефераты по цифровым устройствам Рефераты по экологическому праву Рефераты по экономико-математическому моделированию Рефераты по экономической географии Рефераты по экономической теории Рефераты по этике Рефераты по юриспруденции Рефераты по языковедению Рефераты по юридическим наукам Рефераты по истории Рефераты по компьютерным наукам Рефераты по медицинским наукам Рефераты по финансовым наукам Рефераты по управленческим наукам психология педагогика Промышленность производство Биология и химия Языкознание филология Издательское дело и полиграфия Рефераты по краеведению и этнографии Рефераты по религии и мифологии Рефераты по медицине |
Курсовая работа: Разработка и конструирование редуктораКурсовая работа: Разработка и конструирование редуктораРасчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по конструированию Дисциплина: «Детали машин» Тема Курсового проекта Разработка и конструирования «редуктора» Содержание 1. Техническое задание на проектирование 2. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода 3. Расчет ременной передачи 4. Расчет закрытых цилиндрических зубчатых передач 5. Ориентировочный расчет вала 6. Проектировочный расчет валов на совместное действие изгиба и кручения 7. Разработка конструкции вала 8. Расчет валов на усталостную прочность 9. Расчет быстроходного вала на жесткость 10. Подбор подшипников 11. Смазочные устройства и утопления Список литературы 1. Техническое задание на проектирование Nэ=1,5 кВт, nэ=960 об/мин, nвых=15, t=10000 часов. 2. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода Подбор электродвигателя По заданным значениям Nэ=1,5 кВт, nэ=960 об/мин, nвых=15 об/мин из таблице выбираем двигатель серии АИР 90L6/925. В нашем случае асинхронная частота двигателя не совпадает с частотой, указанной в задании то мы берем стандартную частоту nэ=925. Кинематический расчет привода Общее передаточное число привода определится по формуле:
Распределим
uобщ=uрем·uред Положим
uрем=4,
тогда
Определим частоты вращения валов
Проверим расчетные данные по частоте выходы
Определим вращающие моменты на валах
Полученные данные сведены в табл. 1 Таблица 1
3. Расчет ременной передачи Выбираем по заданной мощности и частоте вращения, используя номограмму (рис. 1) вид сечения ремня О.
Рис. 1 Определим диаметр ведущего шкива
Выбираем
Уточним передаточное число ременной передачи и частоту вращения быстроходной передачи
Определим межосевое расстояние
(
За межосевое расстояние принимаем промежуточное значение
Расчетная длинна ремня
Округляя
до ближайшего стандартного значения
Угол обхвата на малом шкиве Вычислим окружную скорость ремня
Определим по таблице следующие коэффициенты
Номинальная мощность, допускаемая для передачи одним ремнем
здесь
Таблица 2
Определим количество ремней
Сила предварительного натяжения
где
Число пробегов определится как
Максимальное напряжение в ремне
Здесь
Определим долговечность ремней
Здесь
Усилие, действующее на вал от ременной передачи
Основные размеры шкива (рис. 2) Рис. 2 В
соответствии с числом ремней z Длинна ступицы может быть определена как lст=1,5·dбыстр=1,5·30=45 мм Размеры профиля канавок шкива для клинового ремня с выбранным сечением “О” приведены в табл. 3 Таблица 3
Подбор материалов зубчатых колес Таблица 4
Допускаемые напряжения Допускаемые контактные напряжения при расчете зубчатых передач на контактную прочность определяются по формуле
где
Причем
для однородной структуры материала (в данном случае объемная закалка)
коэффициент Допускаемые изгибные напряжения могут быть определены по формуле
где
где
базовое число
Где
Укажем
на некоторые ограничения на величину Все расчетные данные занесем в табл. 5 Таблица 5
4. Расчет закрытых цилиндрических зубчатых передач 1. Быстроходная передача. Для определения межосевого расстояния прямозубых передач используется формула вида
Здесь
коэффициент динамической нагрузки для предварительных расчетов примем Зададим
число зубьев шестерни Определим модуль зацепления
Уточним межосевое расстояние
Рассчитаем диаметры а) шестерни и б) колеса а)
б)
Определим ширину колеса
округляем
b2
до ближайшего целого Ширина шестерни для компенсации неточностей сборки определится
Окружная скорость в зацеплении
По
данной скорости в соответствии с табличными данными уточним коэффициент В соответствии с уточненными данными произведем проверку контактных напряжений
недогрузка на 12% за счет увеличения модуля до ближайшего стандартного. Проверим прочность зуба на изгиб
где
2. Тихоходная передача. Определим межосевое расстояние косозубых передач
Здесь
допускаемые контактные напряжение шестерни Зададим
число зубьев шестерни Определим модуль зацепления
где
Уточним межосевое расстояние
Вследствие
того, что быстроходное колесо зацепляет тихоходный вал на расстояние
Рассчитаем диаметры а) шестерни и б) колеса а)
б)
Определим ширину колеса
Ширина шестерни для компенсации неточностей сворки определится как
Окружная скорость в зацеплении
По
данной скорости в соответствии с табличными данными уточним коэффициент В соответствии с уточненными данными произведем проверку контактных напряжений
недогрузка на 37% за счет увеличения модуля до ближайшего стандартного. Проверим прочность зуба на изгиб
где
коэффициент, учитывающий наклон зубьев
5. Ориентировочный расчет вала Ориентировочный диаметр вала определяется по формуле
Быстроходный вал
т.к. диаметр вала двигателя dэ=24 мм, диаметр быстроходного вала dбыстр=24,462, а для ременной передачи dбыстр=1,2·dэ=1,2·24=28,8 мм, значит d Промежуточный вал
Тихоходный вал
Расчетные значения занесем в табл. 6. Таблица 6
Эскизная компоновка редуктора Определим основные параметры ступицы для быстроходного колеса: длинна lст=(0,8…1,5) ·dпром=0,8 ·40=32 мм диаметр lст=(1,6…1,8) ·dпром =1,8 ·40=72 мм для тихоходного колеса: длинна lст=(0,8…1,5) ·dтих=0,8 ·55=44 мм диаметр lст=(1,6…1,8) ·dтих=1,8 ·55=99 мм Проведем обвод внутренней стенки на расстояние C0=20 мм от боковой и торцевой поверхности колес. Расстояние между торцевой поверхностью колес двухступенчатого редуктора определим по формуле: C=0,5·C0=0,5·20=10 мм. Рис.3 Ширина
фланца (Bфл)
равна ширине наибольшего подшипника (B Bфл=B По диаметрам валов подбираем в первом приближении подшипники (рис. 3), основные параметры которых занесем в табл. 7 Таблица 7
На входном участке быстроходного вала установлен шкив ременной передачи, где расстояние от середины подшипника до середины ступицы шкива принимается l1=2,1·dбыстр=2,1·30=63 мм. На тихоходном валу установлена муфта. Расстояние от середины подшипника до конца вала определяется как l2*=2,5· dтих=2,5·55= 137,5 мм. Причем l2 - расстояние от середины подшипника до середины муфты. С учетом эскизной компоновки редуктора (рис. 4) внесем в табл. 8 следующие неизвестные параметры: li, fi, ki, ti Таблица 8
Рис. 4 6. Проектировочный расчет валов на совместное действие изгиба и кручения Для цилиндрической передачи силы взаимодействия рассчитываются следующим образом: 1.
2.
3.
Изгибающие моменты рассчитываются как
где d1 и d2 диаметры делительной окружности. Усилие, действующее на вал от ременной передачи Fрем=765,868 Н Радиальная сила, действующая на вал со стороны муфты FМ= Полученные величины параметров занесем в табл. 9 Таблица 9
Рис. 5 1. Быстроходный вал: Вертикальная плоскость: Эпюра M(xi), Нмм Рис. 6
Проверка:
Участок l1=63
Участок f2=89
Участок f3=44
Таблица 10
Горизонтальная плоскость: Эпюра M(xi), Нмм Рис. 7
Проверка:
Участок l1=63
Участок f2=89
Участок f3=44
Таблица 11
Опасное сечение под шестерней: Суммарный изгибающий момент в опасном сечении
Приведенный момент определится как
где
Из условий прочности на изгиб с кручением определяется расчетный диаметр вала в опасном сечении
Здесь
Эпюра T, Нмм Рис. 8 Промежуточный вал: Вертикальная плоскость: Эпюра M(xi), Нмм Рис. 9
Проверка:
Участок k3=43
Участок k2=43
Участок k1=41
Таблица 12
Горизонтальная плоскость: Эпюра M(xi), Нмм Рис. 10
Проверка:
Участок k3=43
Участок k2=43
Участок k3=41
Таблица 13
Опасное сечение под шестерней: Суммарный изгибающий момент в опасном сечении
Приведенный момент определится как
где
Из условий прочности на изгиб с кручением определяется расчетный диаметр вала в опасном сечении
Здесь
Эпюра T, Нмм Рис. 11 2. Тихоходный вал: Вертикальная плоскость: Эпюра M(xi), Нмм Рис. 12
Проверка:
Участок t1=47,5
Участок t2=88,5
Участок t3=85
Таблица 14
Горизонтальная плоскость: Эпюра M(xi), Нмм Рис. 13
Проверка:
Участок t1=63
Участок t2=122,5
Таблица 15
Опасное сечение под колесом: Суммарный изгибающий момент в опасном сечении
Приведенный момент определится как
где
Из условий прочности на изгиб с кручением определяется расчетный диаметр вала в опасном сечении
Здесь
Эпюра T, Нмм Рис. 14 7. Разработка конструкции вала Быстроходный вал: Расчетный
диаметр dвр= Рис. 15 Примем
d3=1,1·
dвр=1,1·
где
тогда
следовательно шестерня нарезается прямо на валу. Подбор шлица Выбираем
шлиц средней серии Проверочный расчет шлица на смятие
где
Промежуточный вал: Расчетный
диаметр dвр=
Рис. 16 Примем
d3=1,1·
dвр=1,1· Подборка шпонки По d=45 подбираем шпонку с параметрами b=14, h=9, t=5,5. lp=lст-(8…10)=24 мм. Проверка шпоночного соединения на смятие
Тихоходный вал: Расчетный
диаметр dвр= Рис. 15 Примем
d3=1,1·dвр=1,1· Проверка полученного диаметра d6 на кручения по условию
где
тогда
Подборка шпонки под колесо По d=56 подбираем шпонку с параметрами b=16, h=10, t=6. lp=lст-(8…10)=36 мм. Проверка шпоночного соединения на смятие
Подборка шпонки под муфту По d=45 подбираем шпонку с параметрами b=14, h=9, t=5,5. lp=lМ -(8…10)=76 мм. Проверка шпоночного соединения на смятие
Расчет валов на статическую прочность
Расчетные параметры занесем в табл. 16. Таблица 16
8. Расчет валов на усталостную прочность Расчет ведется в опасных сечениях:
где
коэффициент запаса усталостной прочности по напряжениям изгиба;
коэффициент запаса усталостной прочности по напряжениям кручения.
k kd и kF масштабны фактор и фактор качества поверхности
Для быстроходного вала: Для поперечных сечений валов, ослабленных шпоночными пазами, осевой момент сопротивления изгибу
Для промежуточного вала: Для тихоходного вала:
амплитуда
и среднее значение цикла изменения касательных напряжений от кручений. Для
валов Для быстроходного вала: Для поперечных сечений валов, ослабленных шпоночными пазами, полярный момент сопротивления изгибу
Для промежуточного вала: Для тихоходного вала:
Полученные расчетные значения искомых параметров занесем в табл. 17 Таблицу 17
Валы удовлетворяют условию на усталостную прочность. 9. Расчет быстроходного вала на жесткость E=2,15·105Н/мм2;
тогда
[ Вертикальная плоскость:
Проверка:
Участок l1=63 EI EI Участок f2=89 EI EI Участок f3=44 EI EI В
точке x1=63
и x3=0
значение Подставив
параметры C и D
в EI Участок l1=63 EI EI Участок f2=89 EI EI Участок f3=44 EI EI Горизонтальная плоскость:
Проверка:
Участок l1=63 EI EI Участок f2=89 EI EI Участок f3=44 EI EI В
точке x1=63
и x3=0
значение Подставив
параметры C и D
в EI Участок l1=63 EI EI Участок f2=89 EI
EI
Участок f3=44 EI EI Суммарный прогиб
Вал удовлетворяет условиям на жесткость.
тогда
условие жесткости при кручении выполняется. 10. Подбор подшипников Для всех валов подбираем радиально-упорные роликовые подшипники средней серии. Быстроходный
вал:
по внутреннему диаметру d=30
подшипник 2007 106А. Cr=35,8
кН.
Cor=44,0 кН.
e=0,43. Промежуточный
вал:
по внутреннему диаметру d=40
подшипник 2007108А. Cr=52,8
кН.
Cor=71,0 кН.
e=0,37. Тихоходный
вал:
по внутреннему диаметру d=50
подшипник 2007 110А*. Cr=60,5
кН.
Cor=88,0 кН.
e=0,43. При действии на радиальные и радиально-упорные подшипники одновременно радиальной Fr и осевой Fa нагрузок расчеты ведут по эквивалентной радиальной статической нагрузке Роr, которая вызывает такие же контактные напряжения, как и действительная нагрузка: Рor = max{Х0Fr + Y0Fa , Fr}, а для упорно-радиальных и упорных подшипников - по эквивалентной осевой статической нагрузке Рoa = Xo Fr +YoFa где Х0 - коэффициент статической радиальной нагрузки, Y0 - коэффициент статической осевой нагрузки. Ресурсы подшипников, выраженные в миллионах оборотов L или в часах Lh (при постоянной частоте вращения), связаны между собой соотношением: Lh=106L/(60n), для цилиндрических редукторов общего назначения рекомендуется: Lh³12500. Для радиальных и радиально-упорных подшипников эквивалентная динамическая радиальная нагрузка P=Pr=(XVFr+YFa)КБКТ, где Fr и Fa - соответственно радиальная и осевая нагрузки; X и Y - коэффициенты радиальной и осевой динамической нагрузки; V - коэффициент вращения; V=1. KБ - коэффициент динамичности нагрузки; КТ - температурный коэффициент. Кратковременная перегрузка до 150 %, зубчатые передачи КБ=1,3. Основные и расчетные параметры подшипников в соответствии с диаметром расчетного вала (из ГОСТ 27365-87 радиально-упорные роликовые подшипники средней серии для повышенной грузоподъемности и из ГОСТ 8338-75 шариковые радиальные однорядные) приведем в табл. 18 Таблица 18
11. Смазочные устройства и утопления В
корпус редуктора заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены.
При их вращении масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на
внутренние стенки корпуса, откуда стекает в его нижнюю часть. картерную смазку
применяют при окружной скорости зубчатых колес от 0,3 до 12,5 м/c.
Выбирается сорт масла И -50 А. Уровень погружения в масло Список литературы 1. Курмаз Л.В., Скойбеда А.Т. Детали машин. Проектирование: Справочное учебно-методическое пособие - 2-е изд., испр.: М.: Высш. шк., 2005.-309 с.: ил. 2. Иванов М.Н. Детали машин.-5-е изд., перераб.- М.: Высш. шк., 1991.-383 с.: ил. 3. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование.-2-е изд., перераб. и доп.- Высш. шк., 1990.-399 с., ил. 4. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. М.: Высш. шк.,1991. -432 с.: ил. 5. Кудрявцев В.Н., Державец Ю.А., Арефьев И.И., и др.. Курсовое проектирование деталей машин. Л.: Машиностроение, 1984. 400 с., ил. |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|