конический редуктор
.pdfМинистерство образования и науки РФ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Самарский Государственный Технический Университет
Кафедра «Механика»
Расчетно-пояснительная записка
к курсовому проекту по курсу: «Детали машин»
на тему:
«Проектирование привода общего назначения»
Техническое задание Вариант
Студент:
____________
(подпись)
Руководитель:
___________
(подпись)
Самара 20__ г.
Введение
Машиностроению принадлежит ведущая роль среди других отраслей экономики, так как основные производственные процессы выполняют машины. Поэтому и технический уровень многих отраслей в значительной мере определяет уровень развития машиностроения.
Повышение эксплуатационных и качественных показателей, сокращение времени разработки и внедрения новых машин, повышение их надежности и долговечности – основные задачи конструкторовмашиностроителей. Одним из направлений решения этих задач является совершенствование конструкторской подготовки инженеров высших технических учебных заведений.
Большие возможности для совершенствования труда конструкторов дает применение ЭВМ, позволяющее оптимизировать конструкции, автоматизировать различную часть процесса проектирования.
Объектами курсового проектирования являются приводы различных машин и механизмов, использующие большинство деталей и узлов общемашиностроительного применения.
Важной целью выполняемого проекта является развитие инженерного мышления, включающее умения использовать предшествующий опыт, находить новые идеи, моделировать, используя аналоги. Курсовому проекту по деталям машин свойственна многовариантность решений при одном и том же задании развивает у студентов мыслительную деятельность и инициативу.
Важнейшая задача курсового проектирования – развитие умения разрабатывать техническую документацию. Базируясь на исходных предпосылках из курса графики и машиностроительного черчения, в процессе самостоятельной работы над курсовым проектом, студенты овладевают свободным чтением и выполнением чертежей неограниченной сложности.
2
|
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Введение ............................................................................................................................................ |
2 |
||
1. |
Техническое задание ............................................................................................................... |
4 |
|
2. Эскизный проект ......................................................................................................................... |
5 |
||
|
2.1. |
Выбор электродвигателя................................................................................................. |
5 |
|
2.2 |
Расчет зубчатой передачи ............................................................................................... |
9 |
|
2.2 |
Расчет основных геометрических параметров ......................................................... |
10 |
|
2.3 |
Нагрузка валов редуктора ............................................................................................ |
13 |
|
2.4 |
Проектный расчет валов............................................................................................... |
14 |
|
2.5 |
Определение опорных реакций. Построение эпюр моментов. .............................. |
17 |
|
Проверочный расчет подшипников ...................................................................................... |
17 |
|
3 |
ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ ................................................................................................. |
21 |
|
|
3.1 |
Конструктивная компоновка привода ....................................................................... |
21 |
|
3.2 |
Смазывание. Смазочные устройства ......................................................................... |
25 |
|
3.3 |
Выбор муфты................................................................................................................... |
25 |
|
3.4 |
Расчет шпоночных соединений ................................................................................... |
26 |
|
3.5 |
Уточненный расчет валов............................................................................................. |
27 |
4. РАБОЧАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ .............................................................................................. |
31 |
||
|
4.1 |
Разработка сборочного чертежа редуктора ............................................................... |
31 |
|
4.2 |
Разработка чертежа общего вида привода................................................................. |
32 |
|
4.3 |
Разработка рабочих чертежей деталей ....................................................................... |
33 |
|
4.4 |
Спецификации................................................................................................................. |
34 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................................................... |
35 |
||
3
1. Техническое задание №
на курсовой проект по деталям машин студенту(ке)_____________ факультета_______ курс___ группа___
Спроектировать привод общего назначения
Схема привода
|
Исходные данные: |
Рвых |
кВт; |
вых |
c 1; |
|
|
de2 |
мм; |
п |
мин 1. |
с |
|
|
Нагрузка постоянная; срок службы 10 лет; коэффициент годового |
использования КГ 0,8 ; коэффициент суточного использования КС 0, 3 ; тип производства: для редукторакрупносерийное, для рамыединичное.
4
2.Эскизный проект
2.1.Выбор электродвигателя
Кинематический и силовой расчет привода
1)Определим общий коэффициент полезного действия привода
общ 
м 
ред ,
где ред - коэффициенты полезного действия редуктора, м - коэффициент полезного действия муфты.
ред З.П .
З.П. =
м
общ
2) Требуемая мощность двигателя Pтр.д , кВт
P |
= |
Рв ых |
= кВт. |
|
|||
тр.д. |
|
|
|
общ
3)По известному значению требуемой мощности двигателя выберем электродвигатель по ГОСТу. При этом должно выполняться условие.
Pном.д 
Pтр.д
Это условие выполняется для электродвигателя _______. Значение Pном.д= кВт, значение S= %, dдв мм.
Определим требуемую частоту двигателя n ном.д. , мин 1 :
n |
|
n |
1 S /100 = |
мин 1 |
||
|
ном.д. c |
|
|
|
|
|
n |
вых |
=30 |
вых. |
/ = |
мин 1 |
|
|
|
|
|
|
||
4) Определим передаточное число привода:
U ред. р |
nном.д |
. |
|
nвых |
|||
|
|
5
5)Определим частоту вращения валов:
n |
n |
n |
мин 1 ; |
|
0 |
ном.д |
1 |
|
|
n |
n1 |
|
|
мин 1 . |
|
|
|
||
2 |
U р |
|
|
|
|
|
|
||
6) Начальная угловая скорость, угловая скорость быстроходного вала:
|
|
n1 |
с 1 . |
0 |
1 |
30 |
|
|
|
|
7)Угловая скорость тихоходного вала:
|
n2 |
с 1 . |
2 |
30 |
|
|
|
8)Мощность передаваемая ступенями привода, кВт :
P0 Pтр.д кВт;
P |
P |
м |
1 |
0 |
|
P |
P |
з.п. |
2 |
1 |
кВт; кВт.
9)Моменты вращения на валах, Н м:
М0 |
Р0 |
|
Н м ; |
||
0 |
|
||||
|
|
|
|
||
М1 |
|
Р1 |
|
Н м ; |
|
|
1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
М2 |
Р2 |
|
Н м . |
||
2 |
|
||||
|
|
|
|
||
6
Выбор материала
Предварительно выбираем материал со средними механическими характеристиками: для шестерни – сталь 40X, термическая обработка – улучшение, твердость НВ 269...302: для колеса – сталь 40Х, термическая обработка – улучшение, твердость НВ 235...262.
Пределы выносливости и коэффициенты безопасности.
σ B1 =1000МПа |
σ B2 =900МПа |
σ Т 1 =800МПа |
σ Т 2 =750МПа |
kFC =1 |
|
НВ
НВ
ср1
ср 2
=(269+302)/2=285,5- для шестерни =(235+262)/2=248,5 – для колеса.
При работе передачи с постоянной нагрузкой N=60nt, где n – частота вращения рассчитываемого колеса; t – продолжительность работы передачи под нагрузкой, в часах; с – число колес одновременно зацепляющихся с шестерней,
t 365LГ Kг 24Kс .
Здесь LГ - срок службы передачи в годах; K г , K с - коэффициенты использования передачи соответственно в течение года и суток.
Для данного случая продолжительность работы передачи под нагрузкой
составляет:
t 365LГ Kг 24Kс 365 10 0,8 24 0,3 21024ч. часов, где LГ 10 лет; K г 0,8 ;
Kс 0, 3 .
N1=60nt= 60∙968∙21024=1,2∙109
N2=60nt= 60∙307,3∙21042=0,39∙109.
Определение коэффициента долговечности для зубьев шестерни и колеса:
K HL 6 N HO ,
N
где N H O - базовое число циклов нагружения. NHO 1 =10 млн. циклов.
NHO 2 =16,5 млн. циклов.
Так |
N |
N |
H 01 |
(1.2 109 |
10 106 ) и N |
2 |
N |
H 02 |
( 0.39 109 |
16.5 106 ), принимаем K |
HL1 |
1 |
и |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
KHL2 1.
σHO1 =2 НВ ср1 +70=2 285,5+70=641МПа
σHO2 =2 НВ ср 2 +70=2 248,5+70=567МПа
S H =1.1
σFO1 =1,8 НВ ср1 =1,8 285,5=513,9МПа
σFO2 =1,8 НВ ср 2 =1,8 248,5=447,3МПа
S F =1.75
7
Предельное допускаемое контактное напряжение:
H max1 |
=2,8σ Т =2,8 750=2100МПа |
H max 2 |
2.8 Т 2 28 640 1792 МПа |
Предельное допускаемое напряжение изгиба
Fmax1 |
=2,74 НВ ср1 =2,74 285,5=782,27МПа |
||||||||||||
Fmax2 |
=2,74 НВ ср 2 =2,74 248,5=680,89МПа |
||||||||||||
|
|
= |
HO1 |
.K |
|
|
= |
641 |
|
1=582,7МПа |
|||
H |
1 |
|
HL1 |
|
|
||||||||
|
SH 1 |
|
1,1 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
= |
HO 2 |
.K |
|
|
= |
567 |
1=515,5 МПа |
||||
H |
2 |
|
|
HL 2 |
|
||||||||
|
SH 2 |
|
1,1 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
= |
|
|
F0 |
|
K |
|
K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
F |
|
|
SF |
|
FL |
FC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
KFL |
9 |
|
|
NFO |
|
-коэффициент долговечности. |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где NFO |
4 106 - число циклов перемены нагружений для всех сталей. |
|
|
|
||||||||||||||||||
Так |
N N |
F 0 |
(1.2 109 |
4 106 ) и N |
2 |
N |
F 0 |
( 0.39 109 |
4 106 ), то принимаем K |
FL1 |
1 |
и |
||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
KFL 2 |
1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
513.9 |
|
1 |
296.7 МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
F1 |
|
|
|
1.75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
447.3 |
1 |
255.6 МПа. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
F 2 |
|
|
|
1.75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
8
2.2Расчет зубчатой передачи
1. KH |
1.2...1.5 1.3 ; |
UР 3,15 ;
М 2 200Н м ;
|
H |
515.5 МПа ; |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
F |
0.85 -для прямозубой передачи. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
de2 |
|
165 |
|
|
М 2 |
КН u |
||
|
3 |
|
|
|
|
|
||
|
|
2 |
|
|
||||
НH
d |
|
165 |
3 |
200 1, 3 103 3,15 |
253, 5мм . |
||
e2 |
|
||||||
|
|
515.5 |
2 |
0.85 |
|
||
|
|
|
|
|
|||
По ГОСТ 2185-66 ближайшее стандартное значение de2 250 мм. 2. Примем число зубьев шестерни:
Z1 20 .
3.Число зубьев колеса:
Z2 Z1 |
UР 20 3,15 63 ; |
||||
Uф |
Z2 |
|
63 |
3,15 . |
|
Z1 |
20 |
||||
|
|
||||
4. Допускаемое отклонение от заданного передаточного числа:
U |
|
Uф U р |
100% |
3% ; |
|
|
|||||
|
|
U р |
|
|
|
U |
3,15 3,15 |
100% |
0% <3%. |
||
3,15 |
|
||||
|
|
|
|
||
9
2.2Расчет основных геометрических параметров
Внешний окружной модуль:
me |
de2 |
|
|
250 |
4мм . |
|
Z2 |
63 |
|||||
|
|
|||||
Уточняем значение: |
||||||
de2ф me |
Z2 4 63 252мм . |
|||||
Отклонение от стандартного значения составляет:
de2 |
de2ф |
de2 |
100% |
2% ; |
|||||
de2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
de2 |
|
|
|
252 |
250 |
|
100% |
0,8% . |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
250 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Углы делительных конусов:
ctg 1 UР 3,15 ;
1 |
17, 60 ; |
|
|
|
|
2 |
900 |
1 |
900 |
17, 60 |
72, 40 . |
Внешнее конусное расстояние Re и длина зуба b:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
0, 5 m |
|
Z 2 |
Z 2 |
|
0, 5 2.5 |
202 632 132, 2мм ; |
||
e |
|
e |
1 |
2 |
|
|
|
|
|
b |
b Re Re |
0, 285 132, 2 37, 7 мм . |
|||||||
Принимаем: |
|
|
|
|
|
||||
b |
38мм . |
|
|
|
|
|
|
|
|
Внешний делительный диаметр шестерни: |
|||||||||
de1 |
me Z1 |
4 20 80мм . |
|
|
|||||
Средний делительный диаметр шестерни: |
|||||||||
d1 |
2 |
(Re |
0,5 b) |
sin |
1 ; |
|
|
||
d |
2 |
(132, 2 0, 5 38) |
|
sin(17, 60 ) |
68, 5мм . |
||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Внешние диаметры шестерни и колеса (по вершинам зубьев):
dae1 |
de1 |
2 |
me cos 1 ; |
|
||
dae1 |
80 |
2 |
4 cos(17, 60 ) |
87, 6мм ; |
||
dae2 |
de2 |
|
2 |
me cos 2 ; |
|
|
dae2 |
252 |
2 4 cos(72, 40 ) |
254, 4 мм . |
|||
Средний окружной модуль: |
||||||
m |
d1 |
|
68,5 |
3,5мм . |
|
|
Z1 |
20 |
|
||||
|
|
|
||||
Коэффициент ширины шестерни по среднему диаметру:
|
b |
38 |
0,55 . |
||
bd |
|
|
|
||
d1 |
68,5 |
||||
|
|
||||
10