Содержание.

Введение…………………………………………………………………………3

1 Кинематический расчет……………………………………………………….4

1.1 Подбор электродвигателя…………………………………………….4

1.2 Определение частот вращения и вращающих моментов

на валах………………………………………………………………...5

2 Расчет конической и цилиндрической передач……………………………...6

2.1 Выбор материала колеса и шестерни………………………………..6

2.2 Расчет цилиндрической передачи……………………………………6

2.3 Расчет конической передачи………………………………………....8

2.4 Анализ результатов расчета ЭВМ…………………………………..12

3 Разработка эскизного проекта……………………………………………….13

4 Расчет соединений……………………………………………………………15

4.1 Расчет шпоночных соединений……………………………………..15

4.2 Расчет болтового соединения……………………………………….18

4.3 Фиксирование и крепление крышки относительно корпуса редуктора………………………………………………………………………..21

4.4 Крепление редуктора к плите……………………………………….21

5 Расчет и подбор подшипников………………………………………………22

5.1 Расчет подшипников на быстроходном валу …………………….22

5.2 Расчет подшипников на промежуточном валу…………………….27

5.3 Расчет подшипников на тихоходном валу…………………………33

5.4 Расчет подшипников на приводном валу………………………….38

6 Расчет валов на статическую прочность и сопротивление усталости……42

6.1 Расчет быстроходного вала…………………………………………42

6.2 Расчет промежуточного вала……………………………………….47

6.3 Расчет тихоходного вала……………………………………………55

6.4 Расчет приводного вала……………………………………………..60

7 Выбор смазочных материалов и системы смазывания…………………….68

8 Расчет и конструирование упругих муфт…………………………………..69

8.1 Муфта упругая с торообразной оболочкой………………………...69

8.2 Муфта упругая с конусной шайбой………………………………...70

9 Список литературы …………………………………………………………72

Введение.

Целью выполнения курсового проекта является спроектировать привод ленточного транспортера.

Составными частями привода являются асинхронный электродвигатель, двухступенчатый коническо-цилиндрический редуктор,2 упругих муфты, приводной вал.

Устройство привода следующее: вращающий момент передается с электродвигателя через упругую муфту на входной вал редуктора; с выходного вала редуктора через упругую муфту на приводной вал.

Требуется выполнить необходимые расчеты, выбрать наилучшие параметры схемы и разработать конструкторскую документацию, предназначенную для изготовления привода:

чертеж общего вида редуктора (на стадии эскизного проекта);

сборочный чертеж редуктора (на стадии технического проекта);

рабочие чертежи деталей редуктора;

чертеж общего вида привода;

расчетно-пояснительную записку и спецификации;

1. Кинематический расчет

1. Подбор электродвигателя

Исходные данные:

Окружная скорость V=0,9 м/с

Мощность приводного вала

Потребная мощность электродвигателя

Общий коэффициент полезного действия редуктора

, где

Требуемая частота вращения вала электродвигателя

Примем общее передаточное отношение редуктора U₀=21

Частота вращения приводного вала

По потребной мощности электродвигателя и требуемой частоте вращения подбираем двигатель из серии АИР.

Выбираем двигатель АИР112МВ6 исполнение IM1081

Частота вращения n=950 мин(-1)

Мощность Р=4 кВт

Уточнение передаточных отношений цилиндрической и конической передач

Так как редуктор – коническо-цилиндрический

2. Определение частот вращения и вращающих моментов на валах

Вращающий момент на входном валу

Вращающий момент на промежуточном валу

Вращающий момент на выходном валу

Вращающий момент на приводном валу

2. Расчет конической и цилиндрической передачи

1. Выбор материала колеса и шестерни

В зависимости от вида изделия , условий его эксплуатации, и требований к габаритным размерам выбирают необходимую твердость колес и материалы для их изготовления.

Для силовых передач чаще всего используют стали.

Основные виды термической обработки

1. Колеса – улучшение, твердость 235…262 НВ

Шестерни – улучшение, твердость 269…302 НВ

Марки сталей одинаковы для колеса и шестерни:

45, 40Х, 40ХН, 35 ХМ и др.

Зубья хорошо прирабатываются и не подвержены хрупкому разрушению, но имеют ограниченную способность. Применяются в слабо-и средненагруженных передачах.

2. Колеса – улучшение, твердость 269…302 НВ

Шестерни – улучшение и закалка ТВЧ, твердость в зависимости от марки стали 45...50 HRC, 48…53 HRC

Твердость сердцевины зубы соответствует т.о. улучшение

Марки сталей одинаковы для колеса и шестерни:

45, 40Х, 40ХН, 35 ХМ и др.

3. Колеса и шестерни - улучшение и закалка ТВЧ, твердость в зависимости от марки стали 45...50 HRC, 48…53 HRC

Марки сталей одинаковы для колеса и шестерни:

45, 40Х, 40ХН, 35 ХМ и др.

4. Колеса - улучшение и закалка ТВЧ, твердость в зависимости от марки стали 45...50 HRC, 48…53 HRC

Шестерни – улучшение, цементация и закалка, твердость поверхности 56..63 HRC

Марки сталей одинаковы для шестерни

20Х, 20ХН2М, 18ХГТ, 12ХН3А и др.

5. Колеса и шестерни – улучшение, закалка и цементация, твердость поверхности 56..63 HRC.

Цементация обеспечивает высокую прочность зубьев на изгиб.

Марки сталей одинаковы для колеса и шестерни:

20Х, 20ХН2М, 18ХГТ, 12ХН3А, 25ХГМ.

Большей твердости соответствует более сложная технология изготовления зубчатых колес.

2.2 Расчет цилиндрической передачи

Данные для расчёта параметров цилиндрических зубчатых передач на ЭВМ и расчёт параметров цилиндрических зубчатых передач на ЭВМ

Подготовка исходных данных для расчета на ЭВМ.

Для расчета зубчатого коническо-цилиндрического двухступенчатого редуктора, быстроходная коническая, тихоходная цилиндрическая косозубая приводим следующие данные:

Вращающий момент на тихоходном валу, Нм 759,4

Частота вращения тихоходного вала, мин^-1 45,9

Ресурс, час 10000

Режим нагружения 1

Передаточное отношение редуктора 20,7

Коэффициент ширины венца 0,315

Последовательность расчета, выполняемого ЭВМ.

1) Предварительно определяется коэффициент межосевого расстояния К_а, для колес прямозубых К_а = 450, для колес косозубых К_а= 410.

2) Принимается значение коэффициента _a в зависимости от положения колес относительно опор равным _a = 0.4

3) Определяется значение межосевого расстояния a_w, мм:

a_w=K_a(u1) , где

K_H – коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность;

K_H= K_Hv K_Hb K_Ha, где

K_Hv-учитывает внутреннюю динамику нагружения,

K_Hb-учитывает неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий,

K_Ha- учитывает неравномерность распределения нагрузки между зубьями.

T_HE2 – эквивалентный момент на колесе.

4) Определяются основные размеры колеса :

делительный диаметр :

d₂ = 2 a_wu / (u1);

ширина [мм] :

b₂ = _а a_w ;

для быстроходной ступени двухступенчатого редуктора определяют коэффициент ширины :

_аБ = [K _аБ (u_Б + 1) / a_w ]³ K_HbБ T_2Б / u _Б ² []_HБ ² = 0.15 ;

ширина колеса быстроходной ступени :

b_2Б = _аБ a_w

5) Модуль передачи :

cначала принимается коэффициент модуля К_m для колес :

прямозубых - 6.6 ;

косозубых - 5.8;

Предварительно модуль передачи :

m ^/ = 2 К_m T₂ / d₂ b₂[]_F

допускаемое напряжение []_F подставляется меньшее из []_F1 и []_F2 .

6) Число зубьев шестерни и колеса .

Число зубьев шестерни :

z₁ = z_E / (u+1)>z_1min

для прямозубых колес: z_1min = 17,

для косозубых колес: z_1min = 17cos³.

7) Фактическое передаточное число.

Допускаемое отклонение от заданного передаточного числа < 4 %.

u_Ф = z₂ / z₁

8) Диаметры колес.

Делительные диаметры d:

шестерни :

d₁ = z₁ m / cos .

колеса внешнего зацепления:

d₂ = 2a_w - d₁

Диаметры окружностей вершин d_a и впадин d_f зубьев :

колес внешнего зацепления :

d_a1 = d₁ + 2(1 + x₁ – y )m ;

d_f1 = d₁ - 2(1.25 – x₁)m ;

d_a2 = d₂ + 2(1 + x₂ - y )m ;

d_f2 = d₂ - 2(1.25 - x₂ )m ;

9) Силы в зацеплении:

окружная :

F_t = 2T₂ / d₂ ,

где Т₂ - момент на колесе, Н·м;

радиальная :

F_r = F_t tg a / cos  ;

осевая :

F_a = F_t tg  .

10) Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба.

Расчетное напряжение изгиба:

в зубьях колеса:

_F2 =К_FaК_FbК_FvY_bY_F2F_tE / (b₂m) < [ ]_F2 ;

в зубьях шестерни:

_F1 =_F2 Y_F1 / Y_F2 < [  ]_F1 .

11) Допускаемые контактные напряжения.

Предел контактной выносливости:

_Hlim1 = 17 H_HRC+200;

_Him2 =2 H_HB+70;

Коэффициент запаса прочности:

S_H = S_hmin S_ha S_Hb;

Коэффициент долговечности:

Z_N = , где

N_NG = H³_HB;

N_HE = _H·N_K ,

N_K = n₁ 60 n_з t_;

n₁ - частота вращения шестерни;

t_ - требуемый ресурс времени;

Допускаемое контактное напряжение шестерни и колеса:

[]_H = _Hlim Z_N/S_H

Допускаемое контактное напряжение:

[]_H = 0.45 ([]_H1+[]_H2);

[]_H2  []_H  1.2 []_H2;