11

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

n_дв = 1500 об/мин

Частота вращения выходного вала

n_вых = 500 об/мин

Вращающий момент на выходном валу

Т_вых = 40 Н/м

Срок службы редуктора

L=8

Тип редуктора: конический (схема 2)

Коэффициенты нагрузки:

K_год = 0,5 K_сут = 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.

1. Расчет мощности и выбор двигателя

Мощность на выходном валу редуктора

Р_вых= = =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 Р_дв=2,2 кВт, диаметр вала двигателя d_дв = 24 мм.

2. Кинематический и силовой анализ

Передаточное отношение редуктора

u= = =3

Частоты вращения валов

n₁=n_дв=1500 об/мин

n₂=n_вых=500 об/мин

Момент на выходном валу

Т_{1= = =13,6 Н∙м}

Суммарное время работы редуктора

t_Σ=L∙365∙ K_год∙24∙K_сут=8∙365∙0,5∙24∙0,2=7008 час

3. 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

σ_НО=2∙НВ+70=2∙215+70=500 МПа

Базовое число циклов

N_НО=30∙НВ^2,4=30∙215^2,4=1,2∙10⁷

Число циклов нагружения зуба шестерни

N₁=60∙t_Σ∙n₁=60∙7008∙1500=6,3∙10⁹

Коэффициент долговечности

K_НL= = =0,35

Принимает K_НL=1

Допускаемые контактные напряжения

[σ]_Н= ∙К_HL= ∙1=454,55 МПа

где S_H=1,1 – коэффициент безопасности

Предел изгибной выносливости

σ_FO=1,8∙НВ=1,8∙215=378 МПа

Базовое число циклов: N_FO = 4∙10⁶

Коэффициент долговечности

K_FL= = =0,29

Принимаем K_FL = 1

Допускаемые напряжения изгиба

[σ]_F= ∙ К_FL= ∙1=221МПа

где S_F = 1,75 – коэффициент безопасности