Министерство образования и науки РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Уфимский государственный авиационный технический университет
Кафедра ОКМиМ
%/нед |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Проектирование привода грузоподъемного устройства
Пояснительная записка
к курсовому проекту по дисциплине
«Детали машин и основы конструирования»
Группа |
Фамилия И.О. |
Подпись |
Дата |
Оценка |
Студент |
|
|
|
|
Консультант |
|
|
|
|
Принял |
|
|
|
|
Стерлитамак 2012
Содержание
Задание на курсовой проект 4
1. Расчет рабочего органа машины 5
2. Подбор электродвигателя 5
3. Определение передаточного отношения приводной станции и редуктора 5
4. Разработка исходных данных для ввода в программу REDUCE 5
5. Анализ полученных результатов и выбор оптимальной компоновки редуктора 6
6.Определение частот вращения и крутящих моментов для оптимального варианта 8
7. Геометрический расчет зубчатых передач редуктора 9
7.1 Расчет быстроходной ступени 9
7.2 Расчет тихоходной ступени 9
8. Проверочный расчет зубчатых колес 10
8.1 Выбор материала и термообработки зубчатых передач 10
8.2 Определение допускаемых контактных напряжений 10
8.3 Определение допускаемых изгибных напряжений 13
8.4 Определение расчетных контактных напряжений 14
8.5 Определение расчетных изгибных напряжений 16
9.Разработка эскизного проекта редуктора 18
9.1 Определение диаметров быстроходного вала 18
9.2 Определение диаметров промежуточного вала 18
9.3 Определение диаметров тихоходного вала 19
9.4 Решение вопроса о вале шестерне 19
9.5 Определение расстояний между деталями 20
9.6 Выбор типа подшипников 20
10. Расчет промежуточного вала на усталостную прочность. 21
10.1 Определение усилий, действующих на вал. 21
10.2 Расчетная схема для промежуточного вала 21
10.3 Определение реакций и построение эпюр изгибающих моментов в вертикальной плоскости 22
10.4 Определение реакций и построение эпюр изгибающих моментов горизонтальной плоскости 22
10.5 Определение суммарного изгибающего момента в опасных сечениях 23
10.6 Определение суммарных реакций в опорах А и B 23
10.7 Определение фактического запаса усталостной прочности вала в сечении I 24
10.8 Определение фактического запаса усталостной прочности вала в сечении II 25
11 Проверка долговечности подшипников качения опор промежуточного вала 27
12. Проверочный расчет шпоночных соединений промежуточного вала 28
13 Конструирование корпусных деталей и крышек 30
13.1 Корпус редуктора 30
13.2 Крышка люка 34
13.3 Смазочные устройства 35
13.4 Уплотнительные устройства 36
14 Конструирование колес 36
15 Расчет отклонений размеров и допусков формы промежуточного вала и зубчатого колеса быстроходной ступени 39
15.1 Расчет отклонений размеров и допусков формы 39
промежуточного вала 39
15.3 Расчет длины общей нормали зубчатого колеса быстроходной ступени 42
16 Смазка редуктора 43
17 Компоновка приводной станции 44
17.1 Подбор муфты 44
17.2 Конструирование рамы приводной станции 46
18. Эскизы стандартных изделий 47
Задание на курсовой проект
1. Расчет рабочего органа машины
Диаметр барабана предварительно назначим из условия:
,
где
мм, диаметр троса
тогда
мм,
полученное значение округляем по ГОСТ
6636-69, следовательно
мм.
Длину барабана определим по формуле
мм.
Определим крутящий момент на барабане
Н·м
Определим частоту вращения барабана:
об/мин;
2. Подбор электродвигателя
Определение потребления мощности для подъема груза
Рассчитаем КПД по формуле:
;
Где
=
0,95 КПД барабана; [2, табл. ,1,1]
=0,97 КПД тихоходной ступени; [2, табл. ,1,1]
=
0,97 КПД быстроходной ступени; [2, табл.
,1,1]
=
0,98 КПД муфты; [2, табл. ,1,1]
=0,95·
0,97· 0,97· 0,98 = 0,876.
Тогда
кВт;
Определим диапазоны частот вращения вала электродвигателя, обеспечивающие применение двух ступенчатого редуктора
Для двухступенчатого редуктора
об/мин
Выбираем электродвигатель АИР 112М4/1432 ТУ 16-525.564-84 [1, табл. 24.9]
3. Определение передаточного отношения приводной станции и редуктора
.
4. Разработка исходных данных для ввода в программу reduce
4.1 Крутящий момент на выходном валу
Н·м
4.2 Назначение термообработки, материала и допускаемых контактных напряжений.
Так как крутящий момент на выходе меньше
1000 Н·м назначаем термообработку
нормализация, со следующими допускаемыми
контактными напряжениями
МПа и
МПа
4.3 Назначение относительной ширины колес
Для быстроходной ступени,
так как эта ступень раздвоенная шевронная
Для тихоходной ступени,
так как эта ступень прямозубая
4.4 Частота вращения электродвигателя
АИР 112М4/1432 равна
об/мин
4.5 Эквивалентное время работы редуктора
,
где
для II режима нагружения
тогда
ч.
5. Анализ полученных результатов и выбор оптимальной компоновки редуктора
Предварительное определение диаметра входного вала
Для вала выбираем предварительно Сталь
25 с
МПа.
мм
по ГОСТ 6636-69 принимаем
мм
Условия выбора оптимального выбора
1.Условие сборки:
Рисунок 1. Условие сборки
2.Условия смазки:
а)
б)
близко к
Выбор оптимального варианта.
I вариант
мм;
мм;
мм;
;
;
мм;
мм;
мм;
;
;
;
мм
мм
условие сборки
мм
условие смазки
на
мм
Оба условия выполняются.
II вариант
мм;
мм;
мм;
;
;
мм;
мм;
мм;
;
;
;
мм
мм
условие сборки
мм
условие смазки
на
мм
Оба условия выполняются.
III вариант
мм;
мм;
мм;
;
;
мм;
мм;
мм;
;
;
;
мм
мм
условие сборки
мм
условие смазки
на
мм
Оба условия выполняются.
IV вариант
мм;
мм;
мм;
;
;
мм;
мм;
мм;
;
;
;
мм
мм
условие сборки
мм
условие смазки
на
мм
Оба условия выполняются.
V вариант
мм;
мм;
;
;
мм;
мм;
мм;
мм;
;
;
мм;
мм;
;
мм
мм
условие сборки
мм
условие смазки
на
мм
Оба условия выполняются.
VI вариант
мм;
мм;
мм;
;
;
мм;
мм;
мм;
;
;
;
мм
мм
условие сборки
мм
условие смазки
на
мм условие не соблюдается.
Выполняется только первое условия, данный вариант не является оптимальным
Наиболее оптимальным вариантом является V вариант
6.Определение частот вращения и крутящих моментов для оптимального варианта
Частота вращения быстроходного вала:
об/мин
Частота вращения промежуточного вала:
об/мин
Частота вращения тихоходного вала:
об/мин
Крутящий момент на колесе тихоходного вала
,
где
[2, табл. ,1,1]
Тогда
Н·м
Крутящий момент на шестерни промежуточного вала
,
где
[2, табл. ,1,1]
Тогда
Н·м
Крутящий момент на колесе промежуточного вала
Н·м
Крутящий момент на шестерни быстроходного вала
Н·м
Крутящий момент на входном валу
Н·м
7. Геометрический расчет зубчатых передач редуктора
7.1 Расчет быстроходной ступени
Определяем диаметры начальной окружности
мм;
мм.
Определяем диаметры окружности впадин
мм;
мм.
Определяем диаметры окружности вершин
мм;
мм.
Определим коэффициент торцового перекрытия
.
7.2 Расчет тихоходной ступени
Определяем диаметры начальной окружности
мм;
мм.
Определяем диаметры окружности впадин
мм;
мм.
Определяем диаметры окружности вершин
мм;
мм.
Определим коэффициент перекрытия
где
– для каждого из колес.
;
;
;
;
8. Проверочный расчет зубчатых колес
8.1 Выбор материала и термообработки зубчатых передач
Для шестерни и колеса тихоходной ступени выбираем сталь марки 35ХГСА с твердостью для шестерни и колеса H1Т=282 HB, H2Т=275 HB с термообработку – нормализация улучшение.
Для шестерни и колеса быстроходной ступени выбираем сталь марки 40Х с твердостью для шестерни и колеса быстроходной ступени H1Б=263 HB, H2Б=250 HB
8.2 Определение допускаемых контактных напряжений
8.2.1 Допускаемое контактное напряжение быстроходной ступени
Допускаемое контактное напряжение определяется по формуле
Допускаемое контактное напряжение для шестерни быстроходной ступени:
,
где
МПа,
=
1,1 коэффициент запаса прочности, по
табл. 8.9 [3, стр.168];
–
коэффициент долговечности
по рисунку 8.40 [3, стр.169]
Определяем эквивалентное число циклов нагружений по формуле
где
–
коэффициент, зависящий от режима работы,
выбирается по табл. 8.10 [3, стр.173],
=
0,25
a – число зацеплений зуба за один оборот колеса, а=1
Тогда коэффициент долговечности
принимаем
.
Определяем допускаемое контактное напряжение
МПа;
Допускаемое контактное напряжение для колеса быстроходной ступени:
,
где
МПа,
= 1,1 коэффициент запаса прочности, по табл. 8.9 [3, стр.168];
–
коэффициент долговечности
по рисунку 8.40 [3, стр.169]
Определяем эквивалентное число циклов нагружений по формуле
где – коэффициент, зависящий от режима работы, выбирается по табл. 8.10 [3, стр.173], = 0,25
a – число зацеплений зуба за один оборот колеса, а=1
Тогда коэффициент долговечности
принимаем
.
Определяем допускаемое контактное напряженея
МПа;
Допускаемое контактное напряжение быстроходной ступени
Принимаем
МПа.