Министерство высшего образования и науки Российской Федерации Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого Институт машиностроения, металлургии и транспорта

Кафедра «Детали машин и основы конструирования»

Пояснительная записка

МОК 62.00.00.00 ПЗ

Проектирование механического привода

по дисциплине «Детали машин и основы конструирования»

Курсовой проект

Выполнил студент гр. 3331501/00601	<подпись>	А.М. Украинский
Руководитель доцент	<подпись>	Е.А. Тарасенко
		« » 2022 г.

Санкт-Петербург 2022

Оглавление

Техническое задание 4

Введение 5

1. Энерго-кинематический расчёт 7

   1. Кинематическая схема привода 7

   2. Требуемая мощность исполнительного механизма 7

   3. Общий КПД привода 8

   4. Требуемая мощность электродвигателя 8

   5. Общее передаточное число, передаточное число редуктора 9

   6. Первый вариант расчёта 9

      1. Передаточные числа передач 9

      2. Определение частот вращения валов 10

      3. Определение мощностей на валах 10

      4. Определение вращающих моментов на валах 10

   7. Второй вариант расчёта 11

      1. Передаточные числа передач 11

      2. Определение частот вращения валов 11

      3. Определение вращающих моментов на валах 11

   8. Третий вариант расчёта 12

      1. Передаточные числа передач 12

      2. Определение частот вращения валов 12

      3. Определение вращающих моментов на валах 12

   9. Результаты энерго-кинематического расчёта 12

2. Проектные расчёты 14

   1. Расчёт клиноременной передачи 14

   2. Расчёт зубчатых цилиндрических передач 14

      1. Расчёт первого варианта компоновки редуктора 14

      2. Расчёт второго варианта компоновки редуктора 18

      3. Расчёт третьего варианта компоновки редуктора 20

   3. Выбор варианта конструкции редуктора 23

   4. Расчёт ступиц колёс 24

3. Силовой расчёт редуктора 25

   1. Силовая схема редуктора 25

   2. Силовой расчёт быстроходного вала 26

   3. Силовой расчёт промежуточного вала 27

   4. Силовой расчёт выходного вала 29

4. Проверочный расчёт выходного вала 32

   1. Эпюры внутренних силовых факторов 32

   2. Проверочный расчёт вала на выносливость 33

      1. Проверка левого шпоночного паза 34

      2. Проверка правого шпоночного паза 37

5. Выбор и проверочный расчёт шпоночных соединений 39

6. Расчет подшипников 41

   1. Силы, действующие на подшипники 41

   2. Проверочный расчёт подшипников 42

7. Проверочный расчёт муфты 44

8. Смазывание передач редуктора 46

Литература 47

Техническое задание

3331505/10101

33

Гричачиной А.А.

700

130

3000

3000

5

Полонский В. Л. _07.09.2023

Гричачина А.А.

Полонский В. Л.

Введение

Работа выполнена на основании ТЗ ДМ 62.00.00.00 ТЗ от 05.09.2022.

В соответствии с ТЗ разработан механический привод, который включает асинхронный электродвигатель, редуктор и сварную фундаментную раму.

Редуктор, цилиндрический двухступенчатый с раздвоенной тихоходной передачей. Для повышения несущей способности и плавности работы быстроходной и тихоходной передачи в ней применены косозубые колеса.

Материал шестерен обеих передач — сталь 40Х. Термообработка — улучшение. Материал зубчатых колес — сталь 40Х. Термообработка — улучшение.

В опорах входного и промежуточного валов применены роликовые конические подшипники средней серии 7306А и 7307А ГОСТ 27365-87 соответственно. В опорах выходного вала применены роликовые радиальные однорядные подшипники лёгкой серии 2210 ГОСТ 8328-75. Осевые люфты подшипников регулируются подбором прокладок.

Для соединения валов с колесами, муфтой и шкивом использованы стандартные призматические шпонки.

Смазывание передачи редуктора осуществляется окунанием колеса в масляную ванну (картерный способ). Смазывание подшипников осуществляется за счет разбрызгивания масла колесом передачи (окружная скорость 2,08 м/с). Уровень масла контролируется маслоуказателем. Для залива масла и осмотра зубчатых передач в крышке корпуса предусмотрен смотровой люк. Слив отработанного масла осуществляется через маслосливное отверстие в картере, закрытое резьбовой пробкой.

Редуктор имеет литой разъемный корпус, верхняя и нижняя части которого соединяются посредством болтов. Для фиксации взаимного положения крышки и картера применены конические штифты.

Выходные концы валов уплотняются резиновыми манжетами. Корпус по разъему уплотняется герметиком. Для выравнивания давления в редукторе и окружающей среде применена пробка-отдушина.

В процессе проектирования выполнены:

• проектный расчет зубчатых передач;

• проектный расчет валов редуктора на кручение;

• проверочный расчет выходного вала редуктора на циклическую и статическую прочность;

• проверочный расчет подшипников по динамической и статической грузоподъемности;

• проверочный расчет шпоночных соединений;

• проверочный расчет муфты.

Разработаны пояснительная записка, сборочный чертеж редуктора, спецификация редуктора, сборочный чертеж привода, спецификация привода.

1. Энерго-кинематический расчёт

   1. Кинематическая схема привода

Рис. 1 – Кинематическая схема привода

ЭД — входной вал привода;

1. — Входной вал редуктора;

2. — Промежуточный вал редуктора;

3. — Выходной вал редуктора; 1 — Электродвигатель;

2,3 — Шкивы клиноременной передачи;

4,5 — Шестерня и колесо быстроходной передачи редуктора; 6,7 — Шестерня и колесо тихоходной передачи редуктора;

8. — Муфта;

9. — Исполнительный механизм.

2. Требуемая мощность исполнительного механизма

Мощность исполнительного механизма определяется по формуле:

𝑃_им =

^𝑇им ^{∙ 𝑛}им

9550 ⁼

260 ∙ 70

₉₅₅₀ = 1,91 кВт,

где Т_ИМ – момент на валу исполнительного механизма [Н·м];

n_ИМ – частота вращения вала исполнительного механизма, об/мин.

3. Общий КПД привода

Общий КПД привода определяется по формуле:

𝜂 = 𝜂_муф ∙ 𝜂_рп ∙ 𝜂_п³ ∙ 𝜂_б ∙ 𝜂_т²,

где η_МУФ – КПД муфты, принято η_МУФ=0,98;

η_РП – КПД клиноременной передачи, принято η_РП=0,93; η_П – КПД подшипников, принято η_П=0,99;

η_Б – КПД быстроходной зубчатой цилиндрической передачи, принято η_Б=0,98; η_Т – КПД тихоходной зубчатой цилиндрической передачи, принято η_Т=0,98;

Значения всех коэффициентов выбраны в соответствии с рекомендациями.

𝜂 = 0,98 ∙ 0,93 ∙ 0,99³ ∙ 0,98 ∙ 0,98² = 0,832.