Содержание

1. Силовой и кинематический расчет привода 3

2. Расчет зацеплений 6

2.1 Выбор материалов, вида термообработки зубчатых колес 6

2.2 Допускаемые контактные напряжения 6

2.3 Геометрические параметры передачи 6

2.4 Усилия в зацеплении зубчатой передачи 8

2.5 Тепловой расчет редуктора 8

2.6 Проверочные расчеты передачи 9

3. Расчет ременной передачи 10

4. Расчет валов 12

4.1 Выбор материала валов 12

4.2 Приблеженный расчет валов 12

4.3 Уточненных расчет валов 14

4.4 Проверка тихоходного вала на усталостную и статическую прочность 18

5. Подбор подшипников качения 21

5.1 Выбор подшипников для валов 21

5.2 Проверка подшипников на долговечность 21

6. Расчет шпонок и шпоночных соединений 24

7. Подбор соединительной муфты 26

Заключение 27

Список использованных источников 28

Механический привод в современном машиностроении является наиболее ответственным механизмом, с помощью которого передается силовой поток с изменением его направления.

Создание машин, отвечающих потребностям народного хозяйства, должно предусматривать их наибольший экономический эффект и высокие тактико-технические и эксплуатационные показатели.

Основным требования, предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность, надежность, технологичность, ремонтопригодность, минимальные габариты и масса, удобство эксплуатации экономичность, техническая эстетика. Все эти требования учитываются в процессе проектирования и конструирования.

Привод служит для передачи крутящего момента, числа оборотов от двигателя к исполнительному механизму - подъемника.

Целью работы является проектирование привода, состоящего из двигателя, ременной передачи, редуктора, муфты.

По заданным значениям необходимо рассчитать основные кинематические характеристики привода, спроектировать редуктор и основные его узлы.

По результатам расчетов будут начерчены редуктор и его основные детали.

1. Силовой и кинематический расчет привода

Рисунок 1 – Кинематическая схема привода

Определяем мощность на исполнительном механизме:

Р_им = F· V = 11,8 · 1,05 = 12,4 кВт

Чистота вращения исполнительного механизма:

n_им = 6^.10^{4 .} V / z ^. р = 6^.10^{4 .} 1,05 / 80 ^. 6 = 131 об/мин

Общий КПД привода находим по формуле [3, c.39]:

η_общ = η_ред ∙ η_рем ^. η_муф = 0,76 ∙ 0,95 ^. 0,98 = 0,71

где η_ред – КПД редуктора;

η_рем = 0,95 - КПД ременной передачи;

η_муф = 0,98 - КПД муфты.

КПД редуктора определяем по формуле:

η_ред = η_зчп ∙ η²_пп = 0,78 ∙ 0,99² = 0,76

где η_зчп = 0,78 – КПД закрытой червячной передачи;

η_пп = 0,99 – КПД подшипникового узла.

Определяем потребную мощность электродвигателя.

Р_потр = Р_им / η_общ = 12,4 / 0,71 = 17,41 кВт

Двигатель поставляется в соответствии со стандартным рядом значений мощности (кВт), поэтому выбираем двигатель мощностью 18,5 кВт [1, c.417].

Таблица 1 – Параметры двигателя [1, c.417]

	Обозначение двигателя	Мощность, кВт	Число оборотов (ном), об/мин	Число оборотов (действ), об/мин
1	АИР160M2	18,5	3000	2910

Определяем уточненное передаточное число привода [1, c.43]:

u_общ = n_эд / n_им = 2910 / 131 = 22

Передаточное число ременной передачи оставим неизменным, тогда определяем передаточное число редуктора:

u_ред = u_общ / u_рем = 22 / 3 = 7,4

Приравниваем полученное (расчётное) значение к ближайшему стандартному значению. В соответствии с заданием чисел в соответствии с ГОСТ 2185-66 наиболее близким является - 10 [4].

Уточним значение ременной передачи:

u_рем = u_общ / u_ред = 22 / 10 = 2,2

Далее определим основные кинематические и силовые параметры привода [3, c.45-46].

Числа оборотов вращения валов:

n₁ = 2910 об/мин

n₂ = n₁ / u_рем = 2910 / 2,2 = 1313 об/мин

n₃ = n₂ / u_ред = 1313 / 10 = 131 об/мин

n₄ = n₃ = 131 об/мин

Мощность на валах:

Р₁ = 17,41 кВт

Р₂ = Р₁∙ η_рем = 17,41 ∙ 0,95 = 16,54 кВт

Р₃ = Р₂∙ η_ред = 16,54 ∙ 0,76 = 12,64 кВт

Р₄ = Р₃ ∙ η_муф = 12,64 ∙ 0,98 = 12,4 кВт

Угловые скорости вращения валов:

Крутящие моменты на валах:

Т₁ = Р₁ / ω₁ = 17408 / 304,6 = 57,2 Нм

Т₂ = Р₂ / ω₂ = 16538 / 137,4 = 120,4 Нм

Т₃ = Р₃ / ω₃ = 12643 / 13,7 = 920,3 Нм

Т₄ = Р₃ / ω₃ = 12390 / 13,7 = 901,9 Нм

Все результаты кинематического расчета сведем в таблицу 2.

Таблица 2 - Параметры привода

Вал	Мощность, кВт	Частота вращения, об/мин	Угловая скорость, с-1	Вращающий момент, Нм
1	17,41	2910	304,6	57,2
2	16,54	1313	137,4	120,4
3	12,64	131	13,7	920,3
4	12,4	131	13,7	901,9

2. Расчет зацеплений

2.1 Выбор материалов, вида термообработки зубчатых колес

Определяем скорость скольжения:

Выбираем материал для колеса 1 группы – БРО10Ф1 с параметрами:

Предел прочности σ_В = 275 МПа;

Предел текучести σ_Т = 200 МПа.

Допускаемое напряжение:

[σ]_H0 = 0,8 · σ_В = 0,8 · 275 = 220 МПа

Для червяка выбираем сталь 40Х с улучшением.