
- •Техническое задание № 00
- •Введение
- •Расчет мощности и выбор двигателя
- •Кинематический и силовой анализ
- •Выбор материала и расчет допускаемых напряжений
- •Расчет прямозубой конической передачи
- •Проверочный расчет
- •Проектный расчет валов. Подбор подшипников
- •5.1. Входной вал
- •5.2. Выходной вал
- •Расчет элементов корпуса редуктора
- •8.2. Расчет коэффициента запаса усталостной прочности
- •Проверочный расчет подшипников выходного вала
- •10. Подбор соединительной муфты
- •11. Подбор смазки и уплотнений валов
Федеральное агентство по образованию
Самарский государственный технический университет
Кафедра
Механика
КУРСОВАЯ РАБОТА
Проектирование электромеханического привода с
коническим редуктором
Вариант № 00
Выполнил: студент II-ФДО-441 гр.
И.И. Иванов
Руководитель: П.П. Петров
Самара 2008г.
Техническое задание № 00
Частота вращения вала двигателя
nдв = 1500 об/мин
Частота вращения выходного вала
nвых = 500 об/мин
Вращающий момент на выходном валу
Твых = 40 Н/м
Срок службы редуктора
L=8
Тип редуктора: конический (схема 2)
Коэффициенты нагрузки:
Kгод = 0,5 Kсут = 0,2
Введение
Электромеханический привод состоит из двигателя с редуктором, соединенных между собой муфтой. Привод в виде единой установки размещается на литой плите или сварной рамке.
Редуктор – это механизм, служащий для уменьшения частоты вращения и увеличения вращающего момента. Редуктор состоит из литого чугунного корпуса, в котором размещены зубчатые или червячные передачи, закрепленные на валах. Передача движения от колес к валам и наоборот производится с помощью шпонок. Валы опираются на шпонки качения, размещенные в гнездах корпуса. Подшипники удерживаются от осевого смещения крышками, которые с двух сторон привертываются винтами к корпусу редуктора.
Для уменьшения потерь на трение детали передач смазываются маслом. Уровень масла контролируется маслоуказателем. Масло заливается через смотровое окно. Это окно закрывается крышкой с пробкой-отдушиной, через которую из редуктора улетучиваются пары разогретого масла. Загрязненное масло удаляется через сливное отверстие, закрываемое резьбовой пробкой. Для предотвращения выбросов масла из редуктора на входном и выходном валах устанавливаются уплотнения в виде резиновых манжет.
Все детали редуктора разделяются на оригинальные и стандартные. Оригинальные – это детали передач (шестерни, колеса, червяк), валы корпуса редуктора. Размеры валов и колес находят из проектных и проверочных расчетов. Размеры элементов корпуса принимают в основном конструктивно. Стандартные изделия (шпонки, подшипники, муфты) подбирают по размерам валов и для них выполняют только проверочные расчеты. Остальные детали (крышка, маслоуказатель, пробки, уплотнения и т.д.) не воспринимают нагрузку и их размеры назначают конструктивно.
Расчет мощности и выбор двигателя
Мощность на выходном валу редуктора
Рвых=
=
=2,1
кВт
Расчетная мощность двигателя
Р'дв=
=
=2,14
кВт,
где η = 0,98 – КПД конического редуктора.
По каталогу выбираем двигатель типа 90L с Рдв=2,2 кВт, диаметр вала двигателя dдв = 24 мм.
Кинематический и силовой анализ
Передаточное отношение редуктора
u=
=
=3
Частоты вращения валов
n1=nдв=1500 об/мин
n2=nвых=500 об/мин
Момент на выходном валу
Т1=
=
=13,6
Н∙м
Суммарное время работы редуктора
tΣ=L∙365∙ Kгод∙24∙Kсут=8∙365∙0,5∙24∙0,2=7008 час
Выбор материала и расчет допускаемых напряжений
Расчетная твердость стали
НВ'=7000
=7000
=219,56
По величине НВ' выбираем сталь 45, термообработанную на твердость
НВ = 215.
Предел кратной выносливости
σНО=2∙НВ+70=2∙215+70=500 МПа
Базовое число циклов
NНО=30∙НВ2,4=30∙2152,4=1,2∙107
Число циклов нагружения зуба шестерни
N1=60∙tΣ∙n1=60∙7008∙1500=6,3∙109
Коэффициент долговечности
KНL=
=
=0,35
Принимает KНL=1
Допускаемые контактные напряжения
[σ]Н=
∙КHL=
∙1=454,55
МПа
где SH=1,1 – коэффициент безопасности
Предел изгибной выносливости
σFO=1,8∙НВ=1,8∙215=378 МПа
Базовое число циклов: NFO = 4∙106
Коэффициент долговечности
KFL=
=
=0,29
Принимаем KFL = 1
Допускаемые напряжения изгиба
[σ]F=
∙
КFL=
∙1=221МПа
где SF = 1,75 – коэффициент безопасности