В ВЕДЕНИЕ

В курсе среднего специального учебного заведения машиностроительного и приравненных к нему других профилей (в том числе и механизации сельского хозяйства) большое значение имеет предмет "Техническая механика". Весь набор предметов общетехнического цикла (черчение, материаловедение, нормирование точности и технические измерения и др.) должны подготовить почву к изучению этого предмета.

Специалист среднего звена технического профиля должен хорошо ориентироваться в конструкциях машин, находить связи между отдельными звеньями машины, владеть элементарными навыками по преобразованию движения звеньев механизмов т.д.

Курс технической механики представляет собой своеобразный гибрид из нескольких технических дисциплин высшей школы: теоретической механики, сопротивления материалов, деталей машин, элементов теории машин и механизмов и подъёмно-транспортных машин.

3адана курса технической механики - дать учащимся понятие о процессе проектирования элементов машин и механизмов, включающем в себя расчет и конструирование. Сюда входят: выбор материалов отдельных деталей на основе знаний, полученных в курсе материаловедения, назначение для них термической обработки с целью получения требуемых для данной детали механических характеристик, определение допускаемых напряжений для различных видов деформаций, расчет деталей на прочность и (если требуется) жесткость, конструирование детали. Конструирование деталей и механизма в целом заключается в выборе размеров, формы и других параметров, для которых не требуется расчета, или этот расчет по тем или иным причинам нецелесообразен. Конструирование производится по нормам, стандартам, рекомендациям, изучаемым в курсе деталей машин.

Курсовое проектирование предполагает применение и закрепление знаний, полученных при изучении курса общетехнических дисциплин (в том числе и технической механики) и получение практических навыков в выборе стандартных параметров по нормативам, ГОСТам, рекомендациям и т.д.

КП. 01. 2-74 06 01. 1. 12.ТМ. ПЗ

₅

С ОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………….

1. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЁТ ПРИВОДА………………………………………..

2. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ ЗУБЧАТОЙ ПАРЫ И ОПРЕДИЛЕНИЕ ДОПУСКАЕМЫХ РАЗМЕРОВ…………………...

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕДАЧИ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ КОЛЕС…………………………...

4. УСИЛИЯ В ЗАЦЕПЛЕНИИ ПЕРЕДАЧИ………………………..

5. ПРОВЕРКА ЗУБЬЕВ КОЛЕСА НА ПРОЧНОСТЬ ПО КОНТАКТНЫМ НАПРЯЖЕНИЯМ И НАПРЯЖЕНИЯМ ИЗГИБА……………………………………………………………………...

6. ПРОЕКТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ РЕДУКТОРА……

7. КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ ЗУБЧАТОЙ ПАРЫ………..

8. КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ КОРПУСА И КРЫШКИ РЕДУКТОРА………………………………………………………………..

9. ПОДБОР ПОДШИПНИКОВ И ПРОВЕРКА И ДОЛГОВЕЧНОСТИ……………………………………………………….

10.ПОДБОР ШПОНОК И ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ

ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ………………………………………

11.СМАЗКА ЗАЦЕПЛЕНИЯ И ПОДШИПНИКОВ

РЕДУКТОРА……………………………………………………………….

ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………………..

КП. 01. 2-74 06 01. 1. 12.ТМ. ПЗ

Редуктор цилиндрический прямозубый

УО «Ошмянский ОГПАТК»

Петрас А

Афанасьева Е.В.

1. Выбор электродвигателя, кинематический и силовой

РАСЧЕТ ПРИВОДА

В этом вопросе необходимо проанализировать, сколько валов имеется в приводе, как изменяются угловые скорости валов и, соответственно, вращающие моменты на валах, при движении от вала электродвигателя к валу рабочей машины, определяются общие КПД, передаточное отношение привода, передаточные отношения отдельных ступеней привода, угловые скорости, мощности, вращающие моменты на валах привода.

Общий КПД определяем перемножением КПД отдельных ступеней привода:

где – КПД открытой клиноременной передачи или КПД соединительной муфты;

– КПД закрытой зубчатой цилиндрической передачи;

– КПД пары подшипников качения;

– КПД открытой цепной передачи.

Учитывая, что шкив ременной передачи и звездочка цепной передачи посажены на вал редуктора, в предлагаемой для проектирования схеме привода, как правило, две пары подшипников качения.

Рекомендуемые значения КПД используемых при расчете учебных проектов отдельных видов передач взяты из таблицы 1.

В схемах, где привод содержит открытую ременную передачу, и цилиндрический одноступенчатый редуктор, общий КПД привода определяется:

Определив общий КПД можно определить требуемую мощность электродвигателя. Так, как при передаче движения от электродвигателя на вал рабочей машины мощность теряется (преодоление трения), то требуемая мощность электродвигателя будет:

П

КП. 01. 2-74 06 01. 1. 12.ТМ. ПЗ

6

ри выборе синхронной частоты вращения ориентируются по виду передач привода и частоте вращения выходного (рабочего) вала.

Общее передаточное число привода определяется по формуле:

где – передаточное число редуктора;

– передаточное число ременной или цепной передачи (передачи гибкой связью).

Данные для подсчёта взяты из таблицы 2.

Для привода, включающего ременную передачу и одноступенчатый цилиндрический редуктор:

Вращения вала электродвигателя должна быть в пределах

Определяем фактическую частоту вращения вала электродвигателя:

Данные для подсчёта взяты из таблицы 3

Теперь можно определить фактическое передаточное число (и отношение) привода:

Определяем значение передаточного числа для передачи гибкой связью:

Далее можно определить кинематические и силовые параметры вращения валов привода.

Определяем частоту вращения валов:

_{КП. 01. 2-74 06 01. 1. 12.ТМ. ПЗ}

7

где и – передаточные числа передач первой и второй ступени, соответственно.

Определение мощности на валах привода

В схемах, где первой ступенью привода является ременная передача, а второй – цилиндрический одноступенчатый редуктор:

Определяем угловые скорости вращения валов привода:

Далее определяем вращающие моменты на валах привода:

_{КП. 01. 2-74 06 01. 1. 12.ТМ. ПЗ}

₈

2.Выбор материалов зубчатой пары и определение

ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Марка стали	Диаметр заготовки, мм	Предел прочности	Предел текучести	Твёрдость НВ (средняя)	Термообработка
45	До 90	780	440	230	Улучшение
	90 – 120	730	390	210
	Свыше 120	690	340	200

Размеры рабочей пары при одном материале и термообработке напрямую зависят от заданной мощности и угловой скорости ведомого вала привода (так, как вращающий момент определяется зависимостью ), т.е., чем большая мощность, тем большими будут ожидаемые размеры рабочей пары и редуктора в целом.

Расчет на прочность закрытых зубчатых передач ведется по контактным напряжениям. Допускаемые контактные напряжения для выбранных материалов определяются по формуле:

,

где – предел контактной выносливости материала при базовом числе циклов нагружения зависит от вида материала (сталь углеродистая или легированная) и способа термической обработки. Зависимость для определения выбирал по таблице 5;

– коэффициент долговечности передачи, учитывает срок, на который проектируется передача. Если передача рассчитывается на длительный срок эксплуатации (число циклов нагружения каждого зуба колеса больше базового), то . В учебном проектировании, обычно указывается, что редуктор предназначен для длительной работы при постоянной нагрузке;

– коэффициент безопасности; для колес из нормализованной и улучшенной стали и при объемной закалке ; при поверхностном упрочнении зубьев – .

Для прямозубых колес расчет ведется по материалу колеса, как менее прочному, а для непрямозубых (косозубых, шевронных) – по расчетным допускаемым контактным напряжениям, определяемым по формуле:

г

_{КП. 01. 2-74 06 01.} 1. 12.ТМ. ПЗ

₉

де и – допускаемые контактные напряжения для материалов шестерни и колеса, соответственно.

Допускаемые напряжения изгиба зубьев колес определяются по формуле:

где – предел выносливости (при отнулевом цикле), соответствующий базовому числу циклов, зависит от вида материала, термообработки, твердости поверхности зубьев и сердцевины, выбирается по таблице 6.

– коэффициент безопасности, определяется по формуле:

Первый коэффициент учитывает нестабильность свойств материала зубчатых колес, его значения приведены в таблице 6.

Второй множитель учитывает способ получения заготовки зубчатого колеса: для поковок и штамповок , для проката , для литых заготовок .

КП. 01. 2-74 06 01. 1. 12.ТМ. ПЗ

10