Курсовая работа: Редуктор для привода ленточного транспортера
Курсовая работа: Редуктор для привода ленточного транспортера
Федеральное агентство по образованию Российской
Федерации Государственное образовательное учреждение среднего профессионального
«Новотроицкий политехнический колледж»
Редуктор для
привода ленточного транспортера
Пояснительная записка
К курсовому проекту по дисциплине:
Техническая механика
КП 150803.12.00.00 ПЗ
Руководитель проекта
Сирченко Н.В.
Разработал
студент группы 208-МГ
Падалко С.С.
2010
Содержание
Введение
I. Общая часть
1. Краткое
описание работы привода
1.1 Кинематическая
схема привода
2. Специальная
часть
2.1 Выбор
электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода
2.2 Расчет
передачи редуктора на контактную выносливость
2.3 Предварительный
расчет валов редуктора
2.4 Определение
конструктивных размеров зубчатой пары, крышки и корпуса
2.5 Проверка
долговечности подшипников
2.6 Подбор
и расчет шпонок
2.7 Уточненный
расчет валов
2.8 Подборка
и расчет муфт
2.9 Выбор
сорта масла
2.10 Сборка
редуктора
Литература
Приложение
А Задание на курсовое проектирование
Приложение
Б Компоновка редуктора
Введение
Цель курсового проектирования – систематизировать,
закрепить, расширить теоретические знания, а также развить расчетно-графические
навыки студентов. Основные требования, предъявляемые к создаваемой машине:
высокая производительность, надежность, технологичность, минимальные габариты и
масса, удобство в эксплуатации и экономичность. В проектируемом редукторе
используются зубчатые передачи.
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 –
понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по
сравнению с валом ведущим. Данный тип механизма является одним из самых
распространенных в технике и комплекс расчетов, необходимый для обоснования его
конструкции, охватывает многие разделы учебного курса: теоретическую механику,
сопротивление материалов, теплотехнику, метрологию и пр. Поэтому грамотный
расчет редуктора обеспечивает получение значительного опыта в проектировании
механизмов и машин и применении полученных при обучении знаний на практике.
1. Краткое описание работы привода
В проекте необходимо спроектировать редуктор для
ленточного транспортера, подобрать электродвигатель, муфту, для условий,
оговоренных техническим заданием. Конструкция проектируемого редуктора состоит
из чугунного литого корпуса, внутри которого размещены элементы передачи:
ведущий и ведомый вал с косозубыми колесом и шестерней, а также опоры –
подшипники качения, а также сопутствующие детали. Входной вал соединяется с
двигателем посредством упругой втулочно-пальцевой муфты. Выходной вал
посредством жестко компенсирующей муфты связан свалом звездочки цепной передачи.
Редуктор работает в щадящем режиме, поскольку Ксут = 0,3. Поэтому
представляется, что износ механизма в пределах срока службы будет незначительным.
2. Специальная часть
Для выбора электродвигателя определяем КПД привода по формуле
[1.
с.4]:
где КПД
отдельных кинематических пар (цилиндрической, зубчатой передач, подшипников).
Значения КПД выбираются как средние значения из рекомендуемого диапазона [1].
Требуемую мощность электродвигателя находят с учетом потерь,
возникающих в приводе:
Диапазон возможных передаточных чисел открытой цепной
передачи.
DUц=2
6
Ориентировочное значение общего передаточного числа
привода
Угловая скорость вала электродвигателя
Выбираем двигатель АИР132S6
и заносим его параметры в таблицу 1.
Название
двигателя
|
Пары
полюсов |
Исполнение |
Мощность |
Число
вращений
|
|
d,мм |
АИР132S6 |
5.5 |
1M1081 |
55 |
965 |
2.5 |
38 |
Таблица.1
Общее передаточное число привода:
Передаточное число цепной передачи
Определяем частоты вращения валов привода:
Определяем угловые скорости w
валов привода
Определяем мощности на валах привода:
Определяем крутящие моменты на валах привода:
Результаты расчета сводим в табл. 2.
Сводная таблица результатов кинематического расчета
привода.
№
вала |
Мощность
Р,
кВт
|
Угловая
скорость ω, с-1 |
Частота
вращения n, мин-1 |
Крутящий
момент М, Нм |
1 |
5.287 |
101.05 |
965 |
52.3 |
2 |
5.287 |
101.05 |
965 |
52.3 |
3 |
5.099 |
25.27 |
241.3 |
201.8 |
4 |
5.099 |
25.27 |
241.3 |
201.8 |
5 |
4.6 |
12.27 |
120 |
365.9 |
2.2 РАСЧЕТ ПЕРЕДАЧИ РЕДУКТОРА
НА КОНТАКТНУЮ ВЫНОСЛИВОСТЬ
Так как в задании нет особых требований в отношении
габаритов по таблице 3.3 [1, c.34]
принимаем для шестерни сталь 45 улучшенную с твердостью НВ 230, для колеса –
сталь 45 улучшенную с твердостью НВ 200.
Допускаемые контактные напряжения определим по
формуле 3.9 [1, c.33]:
(3.9 [1, c.33]):
где: σHlim
b – предел
контактной выносливости при базовом числе циклов.
По таблице 3.2 [1, c.34]
предел контактной выносливости для углеродистых и легированных сталей с
твердостью поверхностей зубьев менее НВ 350 и термообработкой
(улучшение) находим по формуле:
σHlim
b = 2.HB
+ 70;
КHL
- коэффициент долговечности; при числе циклов нагружения больше базового, что
имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимаем значение КHL
= 1; [n] H
= 1,15.
Тогда расчетные контактные напряжения
Вращающий момент на валу шестерни
М1=52,3 Н*м
Вращающий момент на валу колеса
М2=201,8 Н*м
KHb
- коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки по ширине венца 3.1 [1,
с.32] для сталей с твердостью HB<350:
KHb
= 1,25;
Принимаем коэффициент ширины венца по межосевому
расстоянию ybа
=b/aω=
0,4.
Межосевое расстояние из условия контактной
выносливости активных поверхностей зубьев
(3.8
[1,с.26])
Принимаем
u=5.
Ближайшее стандартное значение аω=
130 мм.
Нормальный модуль зацепления
mn=(0.01ч0.02)
aω=(0.01ч0.02)130=1.3ч2.6
принимаем mn=2мм
Примем предварительный угол наклона зубьев
β=30° и определим число зубьев шестерни и колеса
число зубьев шестерни
Примем z1=19мм
тогда z2=
z1*u=19*5=95
Уточненное значение угла наклона зубьев
β=28°53`
Определим основные размеры шестерни и колеса: диаметры
делительные:
Проверка:
Внешние диаметры шестерни и колеса по вершинам
зубьев
ширина колеса
ширина шестерни
Определим коэффициент ширины шестерни по диаметру:
окружная скорость колес и степень точности передачи
при такой скорости следует принять 8 степень точности.
Для проверки контактных напряжений определяют
коэффициент нагрузки:
где: КHb
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по длине зуба, при
симметричным расположении колес и твердости HB≤350
[1, табл.3.8] КHb
= 1,06;
КHa
- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, [1, табл.3.4]
КHa
=
1,07;
КHv
- коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, для шевронных и косозубых
колес при v
£
5 м/с, [1, табл.3.6] КHv
=
1,0;
Проверяем контактные напряжения по формуле
(3.6 [1,ст26])
Условие прочности зубьев при проверке на контактную
выносливость выполняется.
Определим силы, действующие в зацеплении:
Окружная для шестерни и колеса:
Радиальная для шестерни и колеса:
Проверка зубьев на выносливость по напряжениям
изгиба [1,3.31]
Формула для проверочного расчета зубьев
цилиндрической прямозубой передачи на изгиб имеет вид (формула 3.31 [1, c.43]):
(
3.25 [1, c.38])
где: P-окружная
сила действующая в зацеплении
KF
– коэффициент нагрузки.
ΥF
– расчетное напряжение зубьев при изгибе.
Yβ
–
коэффициент введен для компенсации погрешности.
KFа
– коэффициент учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями.
b – ширина венца зуба
колеса, b = 52 мм.
mn
- окружной модуль зуба, mn
= 3,57;
КF
= KFβ .
KFv
где: KFβ
– коэффициент концентрации нагрузки, учитывающий неравномерность распределения
нагрузки по длине зуба.
По таблице 3.7 [1, c.43],
ГОСТ 21354-75 принимаем для консольно-расположенных относительно опор зубчатых
колес, твердости поверхности колес НВ ≤ 350, значению значение KFβ
= 1,38;
KFv
– коэффициент динамичности, учитывающий динамическое воздействие нагрузки. По
таблице 3.8 [1, c.43], для
косозубых передач и передач с круговыми зубьями, принимая во внимание то, что
для конических передач следует выбирать коэффициенты на 1 степень точности больше
(8-й степенью точности изготовления колес), твердости поверхности колес НВ ≤
350 и окружной скорости принимаем
значение KFv
= 1,3.
Страницы: 1, 2
|