- •Курсовой проект
- •1. Назначение, описание устройства и работы привода
- •2. Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода
- •3. Расчет передач
- •3.1 Расчет быстроходной цилиндрической прямозубой передачи
- •3.1.1 Выбор материала и способа термообработки зубчатых колес.
- •3.1.2 Определение допускаемого контактного напряжения для шестерни и колеса.
- •3.1.3 Определение допускаемого изгибного напряжения шестерни и колеса.
- •3.1.4 Расчет геометрических параметров передачи.
- •3.1.5 Усилия в зацеплении.
- •3.1.6 Проверочный расчет на контактную прочность зубьев.
- •3.1.7. Проверочный расчет зубьев на усталость при изгибе
- •3.2 Расчет тихоходной цилиндрической прямозубой передачи
- •3.2.1 Выбор материала и способа термообработки зубчатых колес.
- •3.2.2 Определение допускаемого контактного напряжения для шестерни и колеса.
- •3.2.3 Определение допускаемого изгибного напряжения шестерни и колеса.
- •3.2.4 Расчет геометрических параметров передачи.
- •3.2.5 Усилия в зацеплении.
- •3.2.6 Проверочный расчет на контактную прочность зубьев.
- •3.2.7. Проверочный расчет зубьев на усталость при изгибе
- •3.3 Расчет цепной передачи
- •4. Предварительный расчет валов
- •5. Выбор муфт
- •6. Подбор подшипников по долговечности
- •8.1.3 Расчет быстроходного вала
- •8.1.4 Расчет оси
- •8.2 Расчет валов на выносливость
- •8.2.1 Проверочный расчет тихоходного вала
- •8.2.2 Проверочный расчет быстроходного вала
- •9. Расчет элементов корпуса редуктора
- •10. Назначение посадок, выбор квалитетов точности и шероховатостей поверхностей
- •Принимаем следующие посадки деталей:
- •11. Выбор типа смазки для передач и подшипников
- •12. Описание сборки редуктора, регулировки подшипников и зацеплений
- •Литература
4. Предварительный расчет валов
Из условия прочности на кручение определяется диаметр выходных концов валов:
,
мм, где [τ]к
– допускаемое напряжение кручения для
материала вала.
Для быстроходного вала принимаем [τ]к = 25 Н/мм2 , получаем:

Округляем значение d1 до большего.
Принимаем d1 = 25 мм. Шестерня цилиндрической прямозубой передачи выполняется за одно с валом.
Для тихоходного вала принимаем [τ] = 20 Н/мм2:

Округляем значение d2 до 35 мм. Под колесо цилиндрической передачи берем вал с диаметром d = 45 мм.

5. Выбор муфт
Выбираем
упругую втулочно-пальцевую муфту.
Эксплуатационной характеристикой муфты
является передаваемый вращающий момент
и диаметр вала, на который насажена
муфта. На работу муфты существенное
влияние оказывают толчки, удары и
колебания, обусловленные характером
приводимой в движение машины. В связи
с этим расчет муфт производим по
расчетному крутящему моменту
:

где
– коэффициент запаса, выбираемый в
зависимости от типа привода,
в
данном случае
.

Выбираем
муфту с расчетным крутящим моментом
250
,
посадочным диаметром 38 мм 250 – 38 – 1 ГОСТ
21424-93.
6. Подбор подшипников по долговечности
Для быстроходного вала и оси принимаем подшипник 306 ГОСТ 8338-75, для тихоходного вала принимаем подшипник 308 ГОСТ 8338-75. Основные параметры и размеры подшипников:
|
Обозначение Подшипников |
d, мм |
D, мм |
B, мм |
Сr, кН |
|
306 |
30 |
72 |
19 |
28,1 |
|
308 |
40 |
90 |
23 |
41,0 |
6.1 Определение долговечности подшипников
,
где
-
коэффициент надежности,
-
обобщенный коэффициент совместного
влияния качества метала и условий
эксплуатации. Для шариковых подшипников
.
Принимаем
.
–ресурс
работы редуктора.
–паспортная
грузоподъемность.
–частота
вращения подвижного кольца (совпадает
с частотой вала).
–эквивалентная
нагрузка.
6.1.1 Определение долговечности для подшипников вала 1.
Подшипники расположены на валу диаметром d=30мм.
Определим суммарные реакции в опорах, которые являются радиальными нагрузками на подшипники:


,
где V
– коэффициент, учитывающий который из
колец подшипника вращается: V=1
– внутреннее кольцо, V=1.2
– наружное кольцо;
-
температурный
коэффициент;
- коэффициент безопасности.





Таким
образом, требование
выполняется.
6.1.2 Определение долговечности для подшипников вала 2.
Подшипники расположены на валу диаметром d=40мм.
Определим суммарные реакции в опорах, которые являются радиальными нагрузками на подшипники:


,
где V
– коэффициент, учитывающий который из
колец подшипника вращается: V=1
– внутреннее кольцо, V=1.2
– наружное кольцо;
-
температурный
коэффициент;
- коэффициент безопасности.




Таким
образом, требование
выполняется.
6.1.3 Определение долговечности для подшипников на оси.
Найдем необходимую паспортную динамическую грузоподъемность:
,
где
- число зубьев шестерни,
- число зубьев колеса.
,
где V
– коэффициент, учитывающий который из
колец подшипника вращается: V=1
– внутреннее кольцо, V=1.2
– наружное кольцо;
-
температурный
коэффициент;
- коэффициент безопасности.


Таким
образом, требование
выполняется.

7. Подбор и проверочный расчет шпоночных и шлицевых соединений
Для всех шпоночных соединений принимаем призматические шпонки. Материал шпонки ─ Сталь 45.
7.1 Расчет на смятие боковых граней шпонки выступающих из вала

,
где Т ─ крутящий момент на валу; d
─ диаметр вала;
─рабочая
длина шпонки; l
─ полная длина шпонки; h
─ высота шпонки; t1─
глубина паза вала.
=120
МПа ─ допускаемое напряжение смятия.
7.1.1 Расчет шпонки под цепной передачей на тихоходном валу

d=35 мм
h=8 мм
t1=5 мм
l=50 мм

Условие прочности шпонки на смятие выполняется.
7.1.2 Расчет шпонки под цилиндрическим колесом на тихоходном валу

d=45 мм
h=9 мм
t1=5.5 мм
l=50 мм

Условие прочности шпонки на смятие выполняется.

7.2 Расчет на срез боковых граней
,
где Т ─ крутящий момент на валу; d
─ диаметр вала;
─рабочая
длина шпонки;
;l
─ полная длина шпонки; b
─ ширина шпонки.
=90…100
МПа ─ допускаемое напряжение среза.
7.2.1 Расчет шпонки под цепной передачей на тихоходном валу

d=35 мм
b=10 мм
l=50 мм

Условие прочности шпонки на срез выполняется.
7.2.2 Расчет шпонки под цилиндрическим колесом на тихоходном валу

d=45 мм
b=14 мм
l=50 мм

Условие прочности шпонки на срез выполняется.
7.3 Расчет шлицевого соединения втулки и ведущего вала

=
56 мм
z = 11 – число зубьев
m = 2 – модуль

Условие прочности шлицевого соединения на смятие выполняется. Шлицы выполнены по ГОСТ 6033-80.

8. Расчет валов на выносливость
8.1 Расчет валов
8.1.1 Определение сил действующих на валы и опоры
Выбор материала:
для всех валов материал ─ сталь 45.
Значения усилий в цилиндрическом зацеплении:
-
окружная сила на шестерне и колесе:
Н.
-
радиальная сила на шестерне и колесе:
Н.
Нагрузка
на входной вал со стороны муфты:
Н.
Нагрузка
на выходной вал со стороны цепной
передачи:
Н.
8.1.2 Расчет тихоходного вала
8.1.2.1 Опорные реакции в горизонтальной плоскости:






Проверка:


Изгибающие моменты:



8.1.2.2 Опорные реакции в вертикальной плоскости:






Проверка:



Изгибающие моменты:



8.1.2.3 Суммарные изгибающие моменты:




8.1.2.4 Эквивалентные моменты:




Определяем
сечение вала в самой нагруженной точке.
Проверочный расчет вала будем проводить
для сечения, где эквивалентный момент
максимален
,
т.е. под подшипником.
,
где
─ допускаемое напряжение изгиба.
Диаметр вала в рассчитываемом сечении d = 40 мм, что больше рассчитанного.



