36

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра прикладной механики

КУРСОВАЯ РАБОТА

по прикладной механике

“Приводы общего назначения”

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Студентка________________ Старцева А.В.

Группа ТЭ-04-1

Руководитель___________ Третьякова Н.З.

Липецк 2006

АННОТАЦИЯ

Данная пояснительная записка, прилагаемая к курсовому проекту, представляет собой типовой расчет одноступенчатого цилиндрического шевронного редуктора, который используется для понижения угловой скорости и повышения вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Пояснительная записка - с.36, ил.6. Графическая часть работы представлена на формате А1.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Расчет электродвигателя________________________________________ 5

1.1. Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчет

привода___________________________________________________ 5

2. Последовательность проектного расчета закрытых цилиндрических передач________________________________________________________ 6

2.1. Выбор материала зубчатых колес и вида термической обработки__ 6

2.2. Определение допускаемых контактных напряжений для

шестерни и колеса__________________________________________ 6

2.3. Определение допускаемых напряжений при расчете зубьев

на изгиб__________________________________________________ 8

2.4. Определение предельно допускаемых напряжений______________ 9

2.5. Определение межосевого расстояния__________________________ 9

2.6. Выбор модуля зацепления___________________________________ 10

2.7. Определение суммарного числа зубьев________________________ 10

2.8. Определение чисел зубьев шестерни и колеса__________________ 10

2.9. Проверка межосевого расстояния_____________________________ 10

2.10. Проверка значения ψ_ba _____________________________________ 11

2.11. Определение окружной скорости в зацеплении_________________ 11

2.12. Назначение степени точности передачи_______________________ 11

2.13. Уточнение коэффициента нагрузки__________________________ 11

2.14. Проверка величины расчетного контактного напряжения________ 12

2.15. Проверка контактной прочности при кратковременных

перегрузках______________________________________________ 12

2.16. Проверка зубьев на выносливость при изгибе_________________ 13

2.17. Проверка зубьев на изгиб при кратковременных

перегрузках_____________________________________________ 13

2.18. Определение и сведение в таблицу основных параметров

передачи________________________________________________ 14

3. Предварительный расчет валов_________________________________ 15

4. Конструкция зубчатых колес____________________________________ 17

5. Выбор подшипников качения, смазки, схемы установки_____________ 19

5.1. Выбор типа и размеров подшипников качения__________________ 19

5.2. Выбор смазки подшипников и зацепления_____________________ 21

5.3. Выбор схемы установки подшипников качения________________ 21

6. Первая компоновка редуктора__________________________________ 23

7. Расчет подшипников качения на долговечность____________________ 25

8. Проверка на прочность шпоночных соединений____________________ 28

9. Уточненный расчет валов_______________________________________ 29

Список использованной литературы___________________________ 36

1.Расчет электродвигателя

1.1. Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчет привода

Для выбора электродвигателя необходимо вычислить требуемые параметры:

Вычислим общий КПД:

_об=_м_зп_цп [1]

_м=0,98;

_зп=0,97; [1]

_цп=0,93;

_об=0,884;

Теперь мы можем найти требуемую мощность и мощность двигателя:

Р_тр=5/0,884=5,66 кВт;

Pдв>Pтр;

Рдв=7,5 кВт;

Найдем требуемое число оборотов:

i_зп=4; i_цп=3;

i_об=4^.3=12;

n_тр=n_выхi_об=110^.12=1320 мин^-1

n=1500 мин^-1

Выберем тип двигателя: двигатель 132S4/1455. [1]

Уточним передаточное отношение цепной передачи:

i_об=n_н/n_вых=1455/110=13,23;

i_цп= i_об/ i_зп=13,23/4=3,3;

Кинематический расчет привода:

1) n₁=n_н=1455 мин^-1, ₁=n₁/30=152,29 сек^-1;

2) n₂=n₁/i_зп=1455/4=363,75мин^-1, ₂=n₂/30=38,07 с^-1;

3) n₃=n₂/i_цп=363,75/3,3=110мин^-1= n_вых, ₃=n₃/30=11,54 с^-1;

Силовой расчет привода:

1)T₁=P_тр/₁=5,66/152,29=0,037 кН·м;

2)T₂=T₁i_зп_зп=0,144 кН·м;

3)T₃=T₂i_цп_цп=0,443 кН·м;

T_вых=P_вых/_вых=5/11,54=0,443 кН·м;

2. Последовательность проектного расчета закрытых цилиндрических передач

1. Выбор материала зубчатых колес и вида термической

обработки

При выборе материала для шестерни и колеса следует ориентироваться на применение одной и той же марки стали. Для шевронного редуктора рекомендуется различная термическая обработка при условии, что твердость шестерни будет более чем на 40 единиц НВ больше твердости колеса.

Таблица 1

Механические характеристики сталей для зубчатых колес

Марка стали	Вид термической обработки	dв МПа	dт МПа	d-1 МПа	Твердость HВ
45	Нормализация	600	320	270	200
45	Улучшение	780	540	350	240

2. Определение допускаемых контактных напряжений для шестерни и колеса

Определение допускаемых контактных напряжений []_н регламентируется ГОСТ 21354-75:

Вычислим предел контактной выносливости при базовом числе циклов нагружения _но:

_но=2(НВ)+70;

_но1=2^.240+70=550 МПа;

_но2=2^.200+70=470 МПа;

Табличное значение коэффициента безопасности S_н=1,1; [3]

Коэффициент долговечности k_нl вычисляется по формуле:

k_нl=⁶(N_нo/N_не); [3]

Определим значения базового числа циклов нагружения:

N_но=(HB)³;

N_но1=240³=13800000; N_но2=200³=8000000;

Для нахождения эквивалентного числа циклов нагружения обратимся к циклограмме нагружения (рис.1).

Рис.1.ЦИКЛОГРАММА НАГРУЖЕНИЯ

Эквивалентное число циклов нагружения за весь срок службы передачи N_не при постоянной нагрузке:

[3]

N_не=60n{(₁^.t_-t_п)+₂^3. ₂^.t_+₃³(t_-(₁^.t_+₂^.t_))}; [3]

N_не1=2020000000; N_не2=505000000;

k_нl1=0,43; k_нl2=0,5;

_{Значения kнl, принимаемые к расчету, лежат в пределах 1<kнl <2,3 для мягких (<350НВ) колес. Поэтому принимаем kнl1= kнl2=1;}

[]_н1=500 МПа; []_н2=427,3 МПа;

Для непрямозубых передач:

[]_н=0,45([]_н1+ []_н2)=417,3 МПа; [3]