- •Расчет и конструирование одноступенчатого зубчатого редуктора
- •Рббк 34.446(я7)
- •Содержание
- •Введение
- •1. Расчет силовых и кинематических параметров привода
- •1.1. Определение требуемой мощности двигателя
- •1.2. Определение частоты вращения вала электродвигателя
- •1.3. Основные характеристики асинхронных электродвигателей общего применения
- •2. Расчеты зубчатых передач
- •2.1. Выбор материала зубчатых колес и вида термообработки
- •2.2. Расчет допускаемых напряжений
- •Окончание табл. 2.2.
- •Проектный расчёт закрытой цилиндрической зубчатой передачи
- •Геометрический расчёт закрытой цилиндрической передачи
- •Проверочный расчёт закрытой цилиндрической передачи
- •Расчёт открытой цилиндрической зубчатой передачи
- •Расчёт закрытой конической зубчатой передачи
- •2.8. Проектный расчёт открытой конической прямозубой передачи
- •3. Проектный расчет валов и опорных конструкций
- •3.1. Выбор материала валов
- •3.2. Выбор допускаемых напряжений на кручение
- •Определение геометрических параметров ступеней валов
- •3.4. Предварительный выбор подшипников качения
- •3.5. Эскизная компоновка редуктора
- •3.6. Проверочный расчёт валов на выносливость
- •3.7. Проверка правильности подбора подшипников качения
- •4. Конструирование зубчатых колес
- •4.1. Цилиндрические зубчатые колеса внешнего зацепления
- •4.2. Цилиндрические зубчатые колеса внутреннего зацепления
- •4.3. Конические зубчатые колеса
- •4.4. Валы - шестерни
- •5. Конструирование элементов корпуса редуктора
- •6. Разработка рабочей документации курсового проекта
- •6.1. Разработка сборочного чертежа
- •6.2. Спецификация сборочного чертежа
- •Правила обозначения конструкторской документации
- •6.4. Общие требования к чертежу детали
- •7. Допуски и посадки
- •7.1. Основные термины
- •7.2. Рекомендации по назначению посадок в соединениях типовых деталей
- •7.3. Допуски формы и расположения поверхностей
- •Шероховатость поверхностей
- •Список литературы
- •Ноготков Олег Федорович
1. Расчет силовых и кинематических параметров привода
Курсовой проект по прикладной (технической) механике для студентов всех специальностей включает в себя расчёт и проектирование приводов машин, работающих при длительной постоянной или переменной нагрузке (транспортёров, вентиляторов, насосов, компрессоров и др.). Проектируемый привод состоит из электродвигателя и одноступенчатого зубчатого редуктора, ведущий вал которого соединяется с валом электродвигателя посредством муфты (обычно упругой компенсирующей), а ведомый несёт на себе консольно расположенную шестерню открытой передачи (цилиндрической или конической) или находится под воздействием радиальной нагрузки .
Исходными данными к проектированию привода являются:
- кинематическая схема редуктора;
- мощность на ведомом валу редуктора Ppв кВт или вращающий моментТвыхв Н×м;
- частота вращения ведомого вала n2в об/мин;
- число зубьев шестерни открытой передачи на ведомом валу Z3(если передача коническая, необходимо задать также передаточное отношение) или значение радиальной нагрузкив Н;
- время работы передачи (ресурс) Lhв часах;
- типовой режим работы привода.
По этим данным прежде всего подбирают требуемый электродвигатель.
Выбор электродвигателя предусматривает определение его мощности, типа, частоты вращения вала и основных размеров.
1.1. Определение требуемой мощности двигателя
Требуемую мощность электродвигателя определяют на основании исходных данных. Если указана мощность Ррна ведомом валу, то необходимая мощность электродвигателя
где h- коэффициент полезного действия (КПД) привода, в общем случае равный произведению частных КПД ступеней редуктора:
.
Здесь - КПД упругой компенсирующей муфты,=0,98…0,99.
Потери на трение в подшипниках оцениваются множителем п= 0,99…0,995 на обе опоры каждого вала.
Значения КПД различных передач приведены в табл.1.1.
Таблица 1.1
Средние значения КПД механических передач
-
Типы передач
КПД
закрытая зубчатая:
цилиндрическая
коническая
0.97…0.98
0.96…0.97
открытая зубчатая:
0.95…0.96
закрытая червячная при числе заходов червяка:
Z1= 1
Z1= 2
Z1= 4
0.70…0.75
0.80…0.85
0.80…0.95
Примечание: В приводах с параллельными передачами, например, с раздвоенными колёсами, значения КПД из таблицы 1.1 учитывают только один раз.
Если заданы вращающий момент Твых(Н×м) и частота вращения ведомого валаn2(мин-1), то требуемая мощность (в киловаттах)
1.2. Определение частоты вращения вала электродвигателя
Требуемая частота вращения вала электродвигателя определяется по формуле
,
где i- передаточное отношение привода.
В дальнейших расчетах вместо передаточного отношения применяют передаточное число, где- число зубьев колеса, а- число зубьев шестерни ().
Применение uвместоiсвязано только с принятой формой расчетных зависимостей для контактных напряжений, значения которых не зависят от того, какое из зубчатых колес является ведущим.
Руководствуясь рекомендациями по выбору значений передаточных чисел в соответствии с заданным типом передачи в редукторе (см.табл.1.2), определяют возможный диапазон частот вращения вала электродвигателя
.
По рассчитанной мощности Ри диапазонуиз табл.1.3 выбирают электродвигатель таким образом, чтобы его номинальная мощность, а номинальная частотавращения вала была самой близкой (из возможных вариантов) к большему значению диапазона. В этом случае размеры и стоимость электродвигателя будут наименьшими.
По выбранному электродвигателю определяют расчетное передаточное число зубчатой передачи редуктора
u=nном./n2.
Таблица 1.2
Рекомендуемые значения передаточных чисел одноступенчатого редуктора
|
Тип передачи |
u |
umax |
Допускаемые отклонения |
|
зубчатая цилиндрическая |
2...5 |
6.3 |
при u£4.5±2.5% при u>4.5±4.0% |
|
зубчатая коническая |
1...4 |
6.3 |
±3 % |
|
червячная |
8...63 |
80 |
±5 % |