ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО»

Институт машиностроения, материалов и транспорта

Высшая школа машиностроения

Расчетно-графическая работа № 2

по дисциплине «Детали машин и основы конструирования»

«Проектирование узла привода»

Выполнил студент гр. 3332302/90002	(подпись)	Гричачина А.А.
Работу принял	(подпись)	Жавнер М.В.

Санкт-Петербург

2023 г.

Оглавление

Задание. 3

Введение. 4

1. Энерго-кинематический расчёт 5

2. Расчёт косозубой цилиндрической передачи 9

2.1. Проектировочный расчёт закрытой зубчатой передачи на контактную выносливость 9

2.2. Проверочный расчёт зубьев на контактную выносливость 17

2.3. Проверочный расчет зубьев на изгибную прочность 20

3. Расчет размеров шестерни прямозубой передачи 26

4. Проектировочный расчет вала 26

5. Определение полных опорных реакций промежуточного вала 27

6. Выбор и проектировочный расчет подшипников качения 32

7. Выбор и проверочный расчет шпонок 35

8. Проверочный расчет промежуточного вала 37

Список литературы 41

Задание.

Введение.

Работа выполнена на основании ТЗ ДМ 07.00.00.00 ТЗ

В соответствии с ТЗ разработан привод, который включает редуктор и открытую зубчатую передачу.

Редуктор, цилиндрический одноступенчатый. Для повышения несущей способности и плавности работы быстроходной передачи в ней применены косозубые колеса.

Открытая (тихоходная) зубчатая передача имеет прямозубые колеса.

Материал шестерен обеих передач - сталь 45. Материал зубчатых колес – сталь 45.

В опорах валов применены роликовые конические подшипники средней серии №7312А. Осевые люфты подшипников регулируются набором металлических прокладок

Для соединения валов с колесами использованы стандартные призматические шпонки.

Смазывание передачи редуктора осуществляется окунанием колеса в масляную ванну (картерный способ). Смазывание подшипников осуществляется за счет разбрызгивания масла колесом. Смазывание открытой передачи осуществляется пластичным смазочным материалом.

Редуктор имеет литой разъемный корпус, верхняя и нижняя части которого соединяются посредством болтов.

Выходные концы валов уплотняются резиновыми манжетами. Корпус по разъему уплотняется герметиком.

Разработаны пояснительная записка и сборочный чертеж (чертеж общего вида) узла выходного вала редуктора.

1. Энерго-кинематический расчёт

Задачей раздела является расчет вращающих моментов, частот вращения, мощностей на всех валах и передаточных чисел для быстроходной и тихоходной зубчатых передач. Кинематическая схема узла привода представлена на рис. 1.

Рис. 1. Кинематическая схема узла привода:

1 – входной (быстроходный) вал; 2 – промежуточный вал; 3 – выходной (тихоходный) вал: 1,3 – шестерни; 2,4 – колеса

Мощность на 3 валу можно вычислить по формуле:

где – мощность на валу 3, Вт;

– вращающий момент на валу 3, Н мм;

– угловая скорость на валу 3, рад/с.

Угловая скорость на валу 3 вычисляется по формуле:

где – частота вращения на валу 3, об/мин.

Подставляя численные значения в выражение, получаем величину угловой скорости на валу 3:

Найдем численное значение мощности на валу 3:

КПД привода может быть вычислен по формуле:

где – КПД подшипников качения валов;

– число пар подшипников;

– КПД закрытой зубчатой передачи прямозубой;

– КПД открытой зубчатой передачи косозубой.

Значения всех коэффициентов, входящих в формулу, выбираем по рекомендациям:

; ; ;

– число пар подшипников

Подставляя численные значения в формулу, получим значение КПД редуктора:

Мощность на 1 валу вычисляется по формуле:

Подставляя найденные ранее значения получаем:

Вычислим КПД между 1 и 2 валом и между 2 и 3:

Мощность на 2 валу вычисляется по формуле:

Подставляя найденные ранее значения получаем:

Затем рассчитаем передаточные отношения. Для начала найдём общее передаточное отношение :

Подставляя ранее найденные значения получаем:

Исходя из условия, что передаточные отношения зубчатой передачи не должны превышать следующие пределы находим передаточные отношения валов :

Проверим погрешность вычислений:

Подставляя найденные значения получаем:

Частота вращения вала 2 определяется по формуле:

Подставив значения, найденные ранее, получаем:

Для нахождения вращающего момента на 2 валу воспользуемся формулой:

Для нахождения вращающего момента на 1 валу воспользуемся формулой:

Результаты вычисление представлены в табл. 1.

Таблица 1

Результаты вычислений

№ вала	i	T, Нм	n, об/мин	P, кВт
1				9,2
2				9
3				8,8