1168 / 2 1049_50_ / первые 50% / рпз часть

Консультант ___________________

Утверждаю ___________________

Оглавление

Бланк задания 3

1 Расчет кинематических параметров 4

2 Расчет момента на тихоходном валу 5

3 Подготовка данных к расчету на ЭВМ 5

4 Результаты расчета 5

5 Проектный расчет валов редуктора и приводного вала 8

5.1 Быстроходный вал 8

5.2 Промежуточный вал 8

5.3 Тихоходный вал 8

5.4 Приводной вал 9

6 Эскизное проектирование 9

6.1 Диаметры всех валов на примере тихоходного вала 9

6.2 Цилиндрическое зубчатое колесо тихоходной ступени 10

6.3 Подбор и схема установки подшипников редуктора и приводного вала 11

7 Расчет соединений 12

7.1 Шпоночное соединение на примере шпонок тихоходного вала 12

8 Расчет подшипников 13

8.1 Определение реакций в подшипниках на быстроходном валу 13

8.2 Расчет подшипников быстроходного вала на динамическую грузоподъемность 15

8.3 Определение реакций в подшипниках на промежуточном валу 17

8.4 Расчет подшипников промежуточного вала на динамическую грузоподъемность 19

8.5 Определение реакций в подшипниках на тихоходном валу 20

8.6 Расчет подшипников быстроходного вала на динамическую грузоподъемность 21

8.7 Определение реакций в подшипниках на приводном валу 23

8.8 Расчет подшипников приводного вала на динамическую грузоподъемность 24

9 Уточненный расчет валов 25

9.1 Расчет на статическую прочность 25

9.2 Расчет на сопротивление усталости 30

10 Расчет предохранительного устройства 35

11 Организация системы смазки редуктора, приводного вала и звездочки ведомой 37

12 Результаты расчета цепной передачи 38

Список использованной литературы 41

Приложения 42

1. Расчет кинематических параметров

Для выбора электродвигателя определяют требуемую его мощность и частоту вращения.

1. КПД привода (см. [1], табл. 1.1)

– КПД цилиндрической передачи (двухступенчатый редуктор), – КПД подшипников, – КПД цепной передачи

2. Требуемая мощность электродвигателя:

3. Частота вращения приводного вала:

- диаметр барабана

4. Частота вращения вала электродвигателя:

– передаточное число двухступенчатого редуктора (см. [1], табл. 1.2)

5. Выбор двигателя:

По рассчитанным параметрам выбирается двигатель исполнения IM3081 (см. [1], табл. 24.9) мощностью и синхронной частотой . Принимается двигатель АИР 112М2/2895. Схема двигателя изображена на рисунке 1.

Рис. 1 Схема двигателя

Описание двигателя (см. [1], табл. 24.7): Тип двигателя: 112M2, Исполнение IM3081

Число полюсов: 2

		мм

6. Передаточное число привода:

7. Передаточное число тихоходной ступени:

8. Передаточное число быстроходной ступени:

9. Частота вращения промежуточного вала редуктора:

2. Расчет момента на тихоходном валу

1. Вращающий момент на приводном валу:

2. Вращающий момент на тихоходном валу:

3. Вращающий момент на промежуточном валу:

4. Вращающий момент на быстроходном валу:

3. Подготовка данных к расчету на ЭВМ

Расчет передачи на ЭВМ проводим, используя следующие данные:

Вращающий момент на тихоходном валу -

Частота вращения тихоходного вала -

Ресурс – 10 000 ч

Режим нагружения – II

Передаточное отношение редуктора – 29,3

4. Результаты расчета

Для оценки результата двухступенчатого цилиндрического редуктора расчета строят графики, отражающие влияние распределения общего передаточного числа между быстроходной и тихоходной ступенями редуктора, а также способа термообработки зубчатых колес (при необходимости и их относительной ширины) на основные качественные показатели: массу зубчатых колес, массу редуктора, суммарное межосевое расстояние , диаметры впадин зубьев колес быстроходной шестерни.

Поиск варианта с наименьшей массой привода должен предусматривать выполнение следующих конструктивных ограничений:

- диаметр шестерни быстроходной ступени должен удовлетворять следующему условию:

где

где для цилиндрических передач

- должно быть обеспечено размещение в корпусе редуктора подшипников валов быстроходной и тихоходной ступеней; между подшипниками валов тихоходной ступени должен быть размещен болт крепления крышки и корпуса редуктора (при плоскости разъема корпуса по осям валов)

- при смазывании зацеплений погружением в масляную ванну зубчатых колес обеих ступеней разность должна быть по возможности меньше при выполнении условия

Рис. 1 Графики, отражающие влияние трех способов термообработки и трех способов распределения передаточного числа между ступенями редуктора на массу зубчатых колес и массу редуктора, межосевое расстояние и диаметр впадин шестерни.

Для конструктивной проработки принят вариант 5, обладающий наименьшей разностью диаметров колес.

5. Эскизное проектирование валов редуктора и приводного вала

После определения межосевых расстояний и размеров приступают к разработке конструкции редуктора. Первым этапом конструирования является разработка эскизного проекта. При эскизном проектировании определяют расположение деталей передач, расстояние между ними, ориентировочные диаметры ступеней валов, выбирают типы подшипников и схемы их установки.

5.1 Быстроходный вал

Диаметр вала под подшипником принимается как ступица вала электродвигателя:

Диаметр вала, в который упирается подшипник:

r – координата фаски подшипника (стр. 46 [1])

Рис. 3 Быстроходный вал

5.2 Промежуточный вал

Диаметр вала под колесом:

Диаметр вала под подшипником:

r – координата фаски подшипника (стр. 46 [1])

Диаметр вала, в который упирается подшипник:

Диаметр вала, в который упирается колесо:

f – фаска колеса (стр. 46 [1])

Рис. 5 Промежуточный вал

5.3 Тихоходный вал

Диаметр выходного участка вала:

Принимается по табл. 24.28 [1].

Длина выходного участка вала: по табл. 24.28 [1].

Диаметр вала под подшипником:

– высота заплечика подшипника (стр. 46 [1])

Диаметр вала, в который упирается подшипник:

r – координата фаски подшипника (стр. 46 [1])

Диаметр вала под колесом:

Диаметр вала, в который упирается колесо:

Рис. 6 Тихоходный вал

5.4 Приводной вал

Диаметр выходного участка вала:

Длина выходного участка вала:

– вращающий момент на приводном валу

– допускаемое касательное напряжение

Так как в этой формуле не учтен изгиб вала, то значение напряжений выбирают пониженным (стр. 6 [4])

Диаметр вала под подшипником:

– высота заплечика подшипника (стр. 46 [1])

Диаметр вала, в который упирается подшипник:

r – координата фаски подшипника (стр. 46 [1])

Диаметр вала под звездочкой:

5.4 Цилиндрическое зубчатое колесо тихоходной ступени

Для свободной выемки заготовки колес из штампа принимают значения штамповочных уклонов и радиусов закруглений .

Длина посадочного отверстия колеса:

Диаметр ступицы:

Ширина торцов зубчатого венца:

Ширина зубчатого венца:

Фаски:

Толщина ступицы:

Толщина диска:

Рис. 3 Цилиндрическое зубчатое колесо

5.5 Подбор и схема установки подшипников редуктора и приводного вала

Для опор валов цилиндрических прямозубых и косозубых колес редукторов применяют чаще всего шариковые радиальные однорядные подшипники (стр. 50 [1])

Поскольку на быстроходном валу диаметр под подшипником (пункт 5.1), принимается шариковый однорядный радиальный подшипник 209 ГОСТ 8338-75.

Поскольку на промежуточном валу диаметр под подшипником (пункт 5.2), принимается шариковый однорядный радиальный подшипник 205 ГОСТ 8338-75.

Поскольку на тихоходном валу диаметр под подшипником (пункт 5.3), принимается шариковый однорядный радиальный подшипник 211 ГОСТ 8338-75.

Схема установки подшипников – враспор. Каждый подшипник фиксирует вал в одном осевом направлении. Схема применяется, если опоры расположены в одном корпусе и вал относительно короткий. Вал считается относительно коротким при (стр. 52 [1]):

l – расстояние между точками приложения радиальных реакций в опорах, d – внутренний диаметр подшипника.

Рис. 4 Схема установки подшипников

Для опор приводного вала применяют шариковые радиальные двухрядные сферические подшипники, поскольку вал работает в условиях повышенного относительного перекоса внутреннего и наружного колец подшипника. Схема установки подшипников – одна опора фиксирующая, которая ограничивает осевое перемещение вала. В качестве фиксирующей опоры принимается опора, расположенная вблизи выходного конца вала. Вторая опора – плавающая. Схема установки подшипников показана на рисунке 5.

Рис. 5 Фиксирующая и плавающая опора

Поскольку на приводном валу диаметр под подшипником (пункт 5.4), применяются подшипники шариковые радиальные двухрядные сферические 1215 ГОСТ 28428-90.

14