Выполнил

Дата

Подп.

N докум.

Лист

Изм.

Листов

130900 ДФ 230103 К12 ПЗ

Лист

Лит.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ.

i=0,2;

j=0,4;

k=0,4;

y=0,9;

z=0,5;

Мощность, P_вых=2,5кВт;

Угловая скорость, _вых=1,2с^-1;

Срок службы, L_h=5000ч;

Циклограмма нагружения

СОДЕРЖАНИЕ

1. КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ 5

   1. Выбор электродвигателя (из серии 4А). 5

   2. Определение передаточных чисел. 5

   3. Определение кинематических параметров приводов. 5

2. РАСЧЁТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ. 7

   1. Расчёт быстроходной передачи. 7

      1. Выбор материала. 7

      2. Межосевое расстояние. 7

      3. Предварительные основные размеры колеса. 8

      4. Модуль передачи. 8

      5. Суммарное число зубьев и угол наклона. 8

      6. Число зубьев шестерни и колеса. 9

      7. Фактическое передаточное число. 9

      8. Диаметры колёс. 9

      9. Размеры заготовок колёс. 9

      10. Силы в зацеплении. 10

      11. Проверка зубьев колёс по напряжениям изгиба. 10

      12. Проверка зубьев колёс по контактным напряжениям. 11

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВАЛОВ. 12

   1. Диаметры быстроходного вала. 12

   2. Диаметры промежуточного вала. 12

   3. Диаметры тихоходного вала. 13

4. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ КОЛЁС 14

   1. Подбор шпонок. 14

   2. Расчёт шпонок на смятие. 14

   3. Проектирование ступиц. 15

5. РАСЧЁТ ТИХОХОДНОГО ВАЛА НА ПРОЧНОСТЬ. 16

   1. Расстояние между деталями передач. 16

   2. Определение сил и реакций. 16

   3. Определение опасного сечения. 19

   4. Расчёт вала на сопротивление усталости. 19

6. ПОДБОР ПОДШИПНИКОВ. 21

   1. Исходные данные. 21

   2. Расчёт подшипников на статическую грузоподъёмность. 21

7. КОНСТРУИРОВАНИЕ КРЫШЕК ПОДШИПНИКОВ 23

8. СМАЗОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА И УПЛОТНЕНИЯ 24

1. Смазывание зубчатых передач редуктора. 24

2. Смазывание подшипника. 24

3. Смазочные устройства. 24

4. Выбор уплотняющих устройств. 25

1. КОНСТРУИРОВАНИЕ КОРПУСНОЙ ДЕТАЛИ И КРЫШКИ РЕДУКТОРА 26

2. ВЫБОР МУФТ. 28

   1. Расчёт на смятие упругого элемента. 28

   2. Расчёт пальцев муфты на изгиб. 28

3. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЗВЁЗДОЧКИ 30

4. КОНСТРУИРОВАНИЕ РАМЫ ПРИВОДА 32

ЛИТЕРАТУРА 33

Приложение А 34

1. Кинематический расчёт.

1. Выбор электродвигателя (из серии АИР).

_=²_ц_цеп

где _ц- КПД зубчатой передачи;

_цеп - КПД цепной передачи;

_=0,92*0,96²=0,847

P_эл.тр=Р_вых/_=2,5/0,85==2,95кВт

По таблице двигатель 100S₄/1435.

2. Определение передаточных чисел.

;

u_пр=_дв/_вых=150,27/1,2=125,2

u_цеп=4

u_ред=u_пр/u_цеп=125,2/4=31,3

u_быст=u_ред/u_тих=41,3/5=6,266,3

3. Определение кинематических параметров приводов. Вращающий момент

T₁=T_дв=P_эл.дв./_дв.=2,95/150,27=0,0196кНм

T₂=T₁u_быст_ц=0,0196*6,3*0,96=0,119кНм

T₃=T₂u_тих_ц=0,119*5*0,96=0,569кНм

T₄=T₃u_цеп_цеп=0,569*4*0,92=2,097кНм

Мощность

P₁=P_эл.дв=2,95кВт

P₂=P₁_ц=2,95*0,96=2,83кВт

P₃=P₂_ц=2,83*0,96=2,72кВт

P₄=P₃_цеп=2,72*0,92=2,5кВт

Частота вращения

n₁=n_дв=1435мин^-1

n₂=n₁/u_быст=1435/6,3=227,78мин^-1

n₃=n₂/u_тих=227,78/5=45,5мин^-1

n₄=n₃/u_цеп=45,5/4=11,4мин^-1

2. РАСЧЁТ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ.

1. Расчёт быстроходной передачи.

   1. Выбор материала.

Шестерня: 40ХН, улучшение и закалка ТВЧ, HRC48, _т=750Мпа

Колесо: 40ХН, улучшение, HB250, _т=630Мпа, D_пред=315мм, S_пред=200мм

Допускаемые напряжения

[]_H1=14HRC+170=14*48+170=842МПа

[]_H2=1,8HB+67=1,8*250+67=517МПа

[]_F1=370МПа

[]_F2=1,03HB=1,03*250=257,5МПа

[]_H1max=40HRC=40*48=1920МПа

[]_H2max=2,8_т=2,8*630=1764МПа

[]_F1max=1260МПа

[]_F2max=2,74HB=2,74*250=685МПа

2. Межосевое расстояние.

K_a=4300

x=i+yj+zk=0,2+0,9*0,4+0,5*0,4=0,76

_a=0,25

_d=0,5_a(u+1)=0,5*0,25(1+6,3)=0,91

K_H=2,1

K_H=K_H(1-x)+x=2,1(1-0,76)+0,76=1,261,05

N_HG=(HB)³=(250)³=15,62*10⁶

N=60n₂n₃L=60*227,78*1*5000=68,3*10⁶

K_HД1

T_HE2=K_HДT₂=1*118,72=118,72

a_W=125мм

3. Предварительные основные размеры колеса.

Делительный диаметр

Ширина

4. Модуль передачи.

K_т=5,8

N_FG=4*10⁶

N=60n₂n₃L=60*227,78*1*5000=68,3*10⁶

K_FД1

T_FE=K_FДT₂=1*118,72

m1,5мм

5. Суммарное число зубьев и угол наклона.

Суммарное число зубьев

z_=164

Действительное значение угла

6. Число зубьев шестерни и колеса.

z₂=z_-z₁=164-22=142

7. Фактическое передаточное число.

U_ф=z₂/z₁=142/22=6,45

8. Диаметры колёс.

Делительные диаметры

d₂=2a_w-d₁=2*0,125-0,035м

Диаметры окружности вершин и впадин

a=0,5m(z₂+z₁)=0,5*0,0015*164=0,123

d_a1=d₁+2(1+x₁-y)m=0,0335+2(1+0+1,3)0,0015=0,0404м

d_f1=d₁-2(1,25-x₁)m=0,0335-2*1,25*0,0015=0,02975м

d_a2=d₂+2(1+x₂-y)m=0,216+2(1+0+1,3)0,0015=0,223м

d_f2=d₂-2(1,25-x₂)m=0,216-2*1,25*0,0015=0,212м

9. Размеры заготовок колёс.

D_заг=d_a+6мм=223+6=229мм

10. Силы в зацеплении.

Окружная сила

Радиальная сила

Осевая сила

F_a=F_ttg=1099*tg11,4=198,9Н

11. Проверка зубьев колёс по напряжениям изгиба.

Окружная скорость

Степень точности - 8

K_F=0,91

K_F=K_F(1-x)+x=1,82(1-0,76)+0,76=1,2

K_F=1,06

Y_F=3,6

K_FД=1

F_tE=K_FД*F_t=1*1099=1099

Y_F1=3,92

_Fпик1=370*2=740Мпа  1260МПа

_Fпик2=257,5*2=515Мпа  685МПа

12. Проверка зубьев колёс по контактным напряжениям.

K_H=1,1

K_H=2,7*10⁵

K_H=1,26

K_H=1,02

_Hпик1=842*2^1/2=1190,7МПа  1920МПа

_Hпик2=517*2^1/2=731,1МПа  1764МПа

Расчёт тихоходной цилиндрической и цепной передачи, а также быстроходной передачи был выполнен на компьютере. Результаты указаны в приложении А. Дальнейшие расчёты будут вестись только по ним.

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВАЛОВ.

1. Диаметры быстроходного вала.

d=19мм

d_пd+2t=19+2*3=25мм d_п=25мм

d_БПd_п+3r=25+3*1,6=29,8мм d_БП=30мм

l_КБ=1,5d_п=1,5*25=37,5мм l_КБ=38мм

l_МТ=1,2d=1,2*19=22,8мм l_МТ=24мм

2. Диаметры промежуточного вала.

d_K=36мм

d_БКd_к+3f=36+3*1,2=39,6мм d_БК=40мм

d_Пd_к-3r=36-3*2,5=28,5мм d_П=30мм

d_БПd_п+3r=28+3*2,5=35,5мм d_БП=36мм

3. Диаметры тихоходного вала.

d=42мм

d_Пd+2t_ц=42+2*3,5=49мм d_П=50мм

d_БПd_п+3r=50+3*2,5=57,5мм d_БП=60мм

l_КТ=1,25d_п=1,25*50=62,5мм l_КТ=63мм

l_МТ=1,2d=1,2*42=50,4мм l_МТ=53мм

4. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ КОЛЁС

   1. Подбор шпонок

Для тихоходного вала с диаметром ступени 60мм взята шпонка 12*8 длиной l=50мм, с диаметром ступени 42мм - шпонка 18*11 длиной l=45мм; для промежуточного вала с диаметром ступени 36мм - шпонка 12*8 длиной l=30мм; а для быстроходного вала с диаметром ступени 19мм - шпонка 6*6 с длиной l=140мм.

2. Расчёт шпонок на смятие.

Шпонка под колесо на тихоходном валу

Шпонка под колесо на промежуточном валу

Шпонка под звёздочку на тихоходном валу

Шпонка под муфту на быстроходном валу

3. П роектирование ступиц.

Размеры ступицы для колеса на тихоходном валу:

Длина посадочного отверстия колеса

l_ст=0,9d=0,9*60=54мм

Диаметр ступицы

d_ст=1,5d+10мм=1,5*60+10=100мм

Ширина торцов зубчатого венца

S==2,5m+2мм=2,5*2,5+2=8,25мм8мм

Размер фаски

f=0,5m=0,5*2,5=1,25мм

Фаска будет выполнена под углом _Ф=45