19

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

Механический факультет БИТТУ

Кафедра ПСМ

Проектирование привода технических систем

Курсовой проект

по дисциплине

Анализ и синтез передаточных элементов в технических системах

Расчетно-пояснительная записка

Студент:

Руководитель:

2000

СОДЕРЖАНИЕ

Задание..……………….……………………………………………………3

Схема привода………..…………………………………………………….4

1 Расчет привода….……………………………………………………………….5

2 Расчет цилиндрической косозубой передачи…………………………………8

3 Выбор по ГОСТ и проверочный расчет шпоночного соединения…………13

4 Выбор по ГОСТ и расчет втулочной муфты (со штифтами)…………...…..15

Список литературы……………………………………………………….19

Задание № 31

1. Выполнить полный расчет электромеханического привода.

2. Рассчитать цилиндрической косозубой передачи

3. Подобрать по ГОСТ и проверить на прочность соединение цилиндрического косозубого колеса с валом призматической шпонкой.

4. Подобрать по ГОСТ и выполнить проверочный расчет муфты втулочной со штифтами, соединяющей вал двигателя и передаточного механизма.

Исходные данные:

P₃ = 15,0 кВт – мощность на выходном валу привода.

₃ = 2,3 рад/сек – угловая скорость выходного вала привода.

СХЕМА ПРИВОДА

1. Электродвигатель.

2. Муфта.

3. Шестерня открытой цилиндрической косозубой передачи.

4. Зубчатое колесо открытой цилиндрической косозубой передачи.

5. Подшипники качения.

6. Ведущий шкив открытой ременной передачи.

7. Ведомый шкив открытой ременной передачи.

8. Ведущий (первый) вал привода.

9. Промежуточный (второй) вал привода.

10. Выходной (третий) вал привода.

Р₁, Р₂, Р₃ – мощности соответственно на первом, втором и третьем валу

привода.

Т₁, Т₂, Т₃ – крутящий момент соответственно на первом, втором и третьем валу привода.

₁, ₂, ₃, – угловые скорости соответственно первого, второго и третьего

вала привода.

n₁, n₂, n₃ – число оборотов соответственно на первом, втором и третьем валу привода.

1 Расчет привода

1.1 Определить КПД на каждой ступени привода.

С учетом потерь в подшипниках качения КПД открытой цилиндрической косозубой передачи 1; с 23:

Принимаем .

С учетом потерь в подшипниках качения КПД открытой плоскоременной передачи 1; с 23:

Принимаем .

Общее КПД (учитываются все потери мощности):

;

1.2 Определить требуемую мощность двигателя.

;

1.3 Подобрать двигатель по ГОСТ.

Двигатель выбираем по ГОСТ из условия . Выбираем двигатель 1; с 25 АО2-71-6. Его параметры:

– номинальная мощность электродвигателя;

– число оборотов на валу двигателя;

– диаметр вала двигателя 1; с 27.

1.4 Определить мощность на каждом валу привода.

– мощность на входном валу привода;

– мощность на промежуточном валу привода;

– мощность на выходном валу привода.

1.5 Определить общее передаточное отношение привода и разбить его по ступеням.

Общее передаточное отношение привода:

,

где ₁ – угловая скорость на валу двигателя или, что тоже, на входном валу

привода;

₃ – угловая скорость на выходном валу привода.

Разбиваем передаточное отношение по ступеням:

,

где u₁ – передаточное число открытой цилиндрической косозубой

передачи;

u₂ – передаточное число плоскоременной передачи.

Назначаем 1; с 29 . Тогда

что соответствует рекомендуемым значениям 1; с 28 Рассчитать число оборотов и угловые скорости каждого вала привода

где n₁, n₂, n₃ – число оборотов соответственно на первом, втором и третьем

валу привода.

где ₁, ₂, ₃, – угловые скорости соответственно первого, второго и

третьего вала привода.

1.7 Рассчитать крутящие моменты на каждом валу привода.

где Т₁, Т₂, Т₃ – крутящий момент соответственно на первом, втором и

третьем валу привода.

2 Расчет открытой цилиндрической косозубой передачи

2.1 Назначить материал деталей передачи и определить допускаемое напряжение (контактное и изгиба).

Материал шестерни – Сталь 40ХН с допустимым контактным напряжением . Материал колеса – Сталь 40ХН с допустимым контактным напряжением .

Общее допустимое контактное напряжение для косозубой передачи

2. Определить все геометрические параметры деталей передачи.

   1. Межцентровое (межосевое) расстояние:

где – межцентровое расстояние;

– числовой коэффициент. Для косозубых передач 2; с. 126.

– передаточное число цилиндрической передачи;

– вращающий момент на колесе;

– коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба и принимаемый в зависимости от

где – коэффициент ширины колеса. Принимаем 1; с. 30 .

Тогда 2; т. 9.11

Округляем межцентровое расстояние по ГОСТ 1; с. 30 .

2.2.2 Назначаем число зубьев шестерни:

Тогда число зубьев колеса

.

2.2.3 Назначаем угол наклона зубадля косозубой передачи:

2.2.4 Модуль зацепления зубьев:

Округляем модуль зацепления по ГОСТ 1; с. 30

2.2.5 Основные размеры шестерни и колеса:

• делительные диаметры начальных окружностей:

• диаметры выступов зубьев:

• диаметры впадин зубьев:

• ширина зубчатого венца:

2.2.6 Окружная скорость шестерни:

2.2.7 Степень точности изготовления передачи 2; т. 9.9

2. Выполнить проверочные расчеты деталей передачи на контактную прочность и изгиб.

2. Конструктивные размеры колеса:

• диаметр вала под колесом:

где – пониженное допускаемое напряжение кручения.

Принимаем

– диаметр ступицы колеса:

– длина ступицы:

• толщина диска:

С’=(0.2…0,3)b; C’=0.3*64=19.2 [мм]

– толщина венца;

=(2.5…4)m; =3*2.75=8.25 [мм]

На листе 12 представлено данное цилиндрическое колесо.