- •Курсовая работа
- •Содержание
- •Техническое задание №51
- •Входной вал
- •Выходной вал
- •Расчет элементов корпуса редуктора
- •Подбор и проверочный расчет шпоночных соединений
- •Входной вал
- •Выходной вал
- •Проверочный расчет выходного вала
- •Расчет и построение эпюр изгибающих моментов
- •Расчет коэффициента запаса усталостной прочности
- •Проверочный расчет подшипников выходного вала
- •Расчет мощности и выбор двигателя
- •Кинематический и силовой анализ
- •Выбор материала и расчет допускаемых напряжений
- •Расчет червячной передачи
- •Проверочный расчет
- •Проектный расчет валов. Подбор подшипников
- •Подбор соединительной муфты
- •Подбор смазки и уплотнений валов
- •Сборка редуктора
- •Список литературы
- •Приложение
Расчет мощности и выбор двигателя
Мощность на выходном валу редуктора
кВтРасчетная мощность двигателя
кВтгде
- КПД червячного редуктора.По каталогу выбираем двигатель типа 4А112М с
3,0
кВт, диаметр вала двигателя
Таблица №1
Рдв,
кВт
nдв об/мин
3000
1500
1000
750
3,0
90L
100S
112М
112M
Таблица №2
Тип
двигателя
Основные размеры электродвигателя в мм
dдв
l1
l30
l10
l31
d10
b10
h
h10
h31
112M
32
80
452
140
70
12
190
112
12
310
Кинематический и силовой анализ
Передаточное отношение редуктора

Частоты вращения валов
1000
об/мин
50
об/минМомент на входном валу
Н·м, где η = 0,8 – КПД червячного редуктора.
Суммарное время работы редуктора
часЗдесь L – срок службы в годах
Число циклов нагружения зубьев червячного колеса

Выбор материала и расчет допускаемых напряжений
Червяк изготавливается из стали 40Х с закалкой до твердости HRC 48-50. Марку бронзы для венца червячного колеса выбираем по ожидаемой скорости скольжения:
м/сВыбор марки бронзы и расчет допускаемых контактных напряжений
зависят от расчетной величины
.Для
выбираем бронзу БраЖ 9-4 с
МПа
и
МПа.
МПа;Базовое число циклов:
;Коэффициент долговечности
,
принимаем
Допускаемые контактные напряжения
МПаПредел изгибной выносливости
МПа
Принимаем
=0,66Допускаемые напряжения изгиба
МПагде
- коэффициент безопасностиРасчет червячной передачи
Число заходов червяка
:
при

2Расчетное число зубьев червячного колеса

Принимаем
40Коэффициент диаметра червяка

Принимаем
10Предварительный диаметр делительной окружности червячного колеса
ммгде
-
коэффициент нагрузки.Расчетный модуль зацепления
ммПринимаем
6,3
ммМежосевое расстояние
ммДиаметр делительной окружности червяка
ммДиаметр делительной окружности червячного колеса
ммДиаметры окружностей вершин зубьев
мм
ммДиаметры окружностей впадин червяка и червячного колеса
мм
ммНаибольший диаметр червячного колеса
ммШирина червячного колеса
ммПринимаем
58 ммДлина нарезанной части червяка

Угол подъема витков червяка

Проверочный расчет
Рабочее контактное напряжение

Коэффициент формы зуба червячного колеса

Расчетные напряжения изгиба в зубьях червячного колеса

где
- коэффициент нагрузки.Силы в зацеплении:
окружная
Нрадиальная
Носевая
НПроектный расчет валов. Подбор подшипников
Входной вал
Предварительный диаметр выходного участка
мм.где
МПа - допускаемое напряжение кручения.Принимаем
32 ммДиаметр ступени под уплотнение
32+4=36мм.Диаметр ступени под подшипники
мм.Диаметр упорного буртика
40+6=46 мм.В опорах валов устанавливаем конические роликоподшипники легкой серии. Габаритные размеры подшипников:
40
мм,
80 мм,
20
ммВыходной вал
Предварительный диаметр выходного участка
ммПринимаем
50 ммДиаметр ступени под уплотнение
ммДиаметр ступени под подшипники
ммДиаметр ступени под червячное колесо
ммДиаметр упорного буртика
ммВ опорах валов устанавливаем конические роликоподшипники легкой серии. Габаритные размеры подшипников:
мм,
110 мм,
24
ммДинамическая грузоподъемность подшипников
НТаблица 3
Обозначение
d
D
T
Cr, H
7208
40
80
20
46500
7212
60
110
24
78000
Расчет элементов корпуса редуктора
Толщина стенки корпуса
ммПринимаем
6 ммДиаметр стяжных болтов
ммПринимаем
10
ммШирина фланца корпуса
ммТолщина фланца корпуса и крышки корпуса
ммТолщина фланца основания корпуса
ммТолщина ребер жесткости
ммДиаметр фундаментных болтов
ммШирина фланца основания корпуса
ммДиаметр болтов крышек подшипников
для входного вала:
мм; для выходного вала:
мм.Подбор и проверочный расчет шпоночных соединений
Сечение шпонки
выбирается по диаметру вала, длина
назначается на
мм меньше длины соответствующей ступени
вала
и принимается по ряду длин стандартных
шпонок. В обозначении шпонки указываются
ее размеры:
ммВходной вал
По диаметру
22 мм и длине выходного участка
80мм.
выбираем шпонку
мм.Проверочный расчет на смятие:

где
- глубина паза на валу;
МПа – допускаемое
напряжение смятия.Выходной вал
По диаметру
50
мм и длине выходного участка
выбираем шпонку
мм.Проверочный расчет на смятие:

Для ступени под колесо сечение шпонки
выбираем по диаметру
65
мм, а длину – по длине ступицы колеса
=104:
мм.Проверочный расчет на смятие:

Таблица 4
Диаметр вала
b
h
Глубина паза вала, t1
Глубина паза отверстия,t2
31..38
10
8
5
3,3
45..50
14
9
5,5
3,8
59..65
18
11
7
4,4
Стандартный ряд длин: 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110
Проверочный расчет выходного вала
Расчет и построение эпюр изгибающих моментов
Нагрузка на вал:
3571
Н;
1300
Н;
893 Н.Делительный диаметр червячного колеса:
252 ммРасстояние между опорами:
57
мм;
67
ммПлоскость
- действует сила
;

Н
НИзгибающий момент на участке
:
;при

;при

Н·ммПлоскость
- действуют силы
и
;

Н
;

НИзгибающий момент на участке
:
;при

;при

Н·ммИзгибающий момент на участке
:
;при

;при

Н·ммСуммарные изгибающие моменты в опасном сечении
Н·мм
Н·ммМаксимальный суммарный изгибающий момент в опасном сечении
149189
Н·ммКрутящий момент на валу Т = Твых = 450·103 Н·мм

Расчет коэффициента запаса усталостной прочности
Вал изготовлен из стали 40 ( ГОСТ 1054-74) с пределом прочности
МПа и пределами выносливости на изгиб
и кручение
:
МПа
МПаКоэффициенты концентрации напряжений


Масштабные факторы


Коэффициент шероховатости:

Коэффициенты асимметрии цикла:
;
Осевой W и полярный
моменты сопротивления



Напряжения в опасном сечении
МПа;
;
=
=
=
МПаКоэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям изгиба:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям кручения:

Общий коэффициент запаса усталостной прочности:

Проверка условия прочности


Проверочный расчет подшипников выходного вала
|
|
Реакции опор
Осевая сила
|
Динамическая
грузоподъемность подшипников:
78000
Н
Полные реакции опор
Н
Н
Параметр осевого нагружения

Осевые составляющие реакции опор
Н
Н
Результирующие осевые нагрузки на опоры
Так как
,
то
Н
Н
Коэффициенты радиальной X и осевой Y нагрузок
<
e
и
;
и
;
Приведенная радиальная нагрузка на каждой опоре
Н
Н
где
- коэффициент вращения;
- коэффициент
безопасности;
Kт = 1 – температурный коэффициент.
Долговечность наиболее нагруженного подшипника
час
где P
– большее из значений
и
Проверка условия долговечности подшипников
час,
где
-
суммарное время работы передачи


1929
Н
205
Н
1642
Н
1505 Н
893
Н