Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора
Министерство образования Республики Беларусь
Минский государственный машиностроительный колледж
Расчетно-пояснительная записка
к курсовому проекту по «Технической механике»
Тема: Расчет и проектирование одноступенчатого зубчатого редуктора
Разработал:
учащийся гр.1-Дк
Зеньков Д.И.
Минск 2005
Перечень документов
Расчетно-пояснительная записка
Сборочный чертеж одноступенчатого цилиндрического редуктора
Спецификация
Чертеж вала тихоходного
Чертеж колеса зубчатого
Содержание
1 Краткое описание работы привода …………………………………………………..
2 Кинематический расчет привода …………………………………………………….
2.1 Определение требуемой мощности и выбор двигателя ………………………...
2.2 Определение частоты вращения и угловой скорости каждого вала …………...
2.3 Определение мощностей и вращающих моментов на каждом валу …………...
3 Расчет закрытой зубчатой косозубой передачи …………………………………….
3.1 Исходные данные …………………………………………………………………
3.2 Расчет параметров зубчатой передачи …………………………………………..
4 Расчет тихоходного вала привода …………………………………………………..
4.1 Исходные данные …………………………………………………………………
4.2 Выбор материала вала …………………………………………………………….
4.3 Определение диаметров вала …………………………………………………….
4.4 Эскизная компоновка вала ……………………………………………………….
4.5 Расчет ведомого вала на изгиб с кручением …………………………………….
5 Расчет быстроходного вала привода ……………………………………………….
5.1 Исходные данные …………………………………………………………………
5.2 Выбор материала вала …………………………………………………………….
5.3 Определение диаметров вала …………………………………………………….
5.4 Определение возможности изготовления вала-шестерни ………………………
5.5 Эскизная компоновка вала ……………………………………………………….
5.6 Расчет ведомого вала на изгиб с кручением …………………………………….
6 Подбор подшипников быстроходного вала …………………………………………
7 Подбор подшипников тихоходного вала ……………………………………………
8 Подбор и проверочный расчет шпонок быстроходного вала ……………………...
9 Подбор и проверочный расчет шпонок тихоходного вала ………………………...
10 Выбор сорта масла …………………………………………………………………..
11 Сборка редуктора ……………………………………………………………………
Список использованной литературы ……………………………………………….
5
7
7
8
9
10
10
10
15
15
15
15
17
17
21
21
21
21
22
23
24
27
29
31
32
33
34
35
1 Краткое описание работы привода
Тяговым органом заданного привода является цепной конвейер В цепных передачах (рис.1, а) вращение от одного вала к другому передается за счет зацепления промежуточной гибкой связи (цепи) с ведущим / и ведомым 2 звеньями (звездочками).
Рис.1 Схема цепной передачи
В связи с отсутствием проскальзывания в цепных передачах обеспечивается постоянство среднего передаточного числа. Наличие гибкой связи допускает значительные межосевые расстояния между звездочками. Одной цепью можно передавать движение одновременно на несколько звездочек (рис.1, б). По сравнению с ременными цепные передачи имеют при прочих равных условиях меньшие габариты, более высокий КПД и меньшие нагрузки на валы, так как отсутствует необходимость в большом предварительном натяжении тягового органа.
Недостатки цепных передач: значительный износ шарниров цепи, вызывающий ее удлинение и нарушение правильности зацепления; неравномерность движения цепи из-за геометрических особенностей ее зацепления с зубьями звездочек, в
результате чего появляются дополнительные динамические нагрузки в передаче; более высокие требования к точности монтажа передачи по сравнению с ременными передачами; значительный шум при работе передачи.
Цепные передачи предназначаются для мощности обычно не более 100 кВт и могут работать как при малых, так и при больших скоростях (до 30 м/с). Передаточные числа обычно не превышают 7.
Применяемые в машиностроении цепи по назначению подразделяются на приводные, передающие энергию от ведущего вала к ведомому; тяговые, применяемые в качестве тягового органа в конвейерах; грузовые, используемые в грузоподъемных машинах. Из всех типов природных цепей наибольшее распространение имеют роликовые с числом рядов от 1 до 4, втулочные , одно- и двухрядные, и зубчатые.
Кинематическая схема привода цепного конвейера приведена на рис.2.
Вращение привода передается от электродвигателя 1 ведущим звездочкам цепного конвейера 8 посредством клиноременной передачи 2, муфт 3 и 5, косозубого одноступенчатого редуктора 4, цепной передачи 6 и зубчатой открытой прямозубой передачи 7. При этом на кинематической схеме римскими цифрами обозначены тихоходные (I, III, VI) и быстроходные (II, IV, V) валы соответствующих передач.
Рис.2 Кинематическая схема привода цепного конвейера.
2 Кинематический расчет привода
2.1 Определение требуемой мощности и выбор двигателя
Исходные данные:
- тяговое усилие цепи Ft=13кН
- скорость цепи V=0,35 м/с
- шаг тяговой цепи Рt=220мм
- число зубьев ведущих звездочек z=7
- срок службы привода – 4 года в две смены.
Определяем мощность на тихоходном валу привода по формуле (1.1) [1,с.4]
РVI= Ft· V (2.1)
где РVI - мощность на тихоходном валу:
РVI=13·0,25=3,25кВт.
Определяем общий КПД привода по формуле (1.2) [1,с.4]
По схеме привода
(2.2)
где[1, с.5, табл.1.1]: - КПД ременной передачи;
- КПД зубчатой закрытой передачи;
- КПД цепной передачи;
- КПД зубчатой открытой передачи;
- КПД одной пары подшипников качения;
- КПД муфты.
Сделав подстановку в формулу (1.2) получим:
Определяем мощность, необходимую на входе[1,с.4]
(2.3)
где Ртр – требуемая мощность двигателя:
Определяем частоту вращения и угловую скорость тихоходного вала
(2.4)
об/мин
(2.5)
Выбираем электродвигатель [1,с.390,табл. П1,П2]
Пробуем двигатель 4А112М4:
Рдв.=5,5кВт;
nс=1500об/мин;
S=3,7%
dдв.=32мм.
Определяем асинхронную частоту вращения электродвигателя по формуле (1.3) [1,c.6]:
na=nc·(1-S); (2.6)
na=1500·(1-0,037);
na=1444,5 об/мин
Определяем общее передаточное число привода
; (2.7)
Производим разбивку прердаточного числа по ступеням. По схеме привода
Uобщ.=Uр.п.· Uз.з.· Uц.п.· Uз.о.; (2.8)
Назначаем по рекомендации [1,c.7,c36]:
Uр.п.=3;
Uц.п.=3;
Uз.о.=4; тогда
Uз.з.= Uобщ./( Uр.п.· Uц.п.· Uз.о.);
Uз.з.=2,94, что входит в рекомендуемые пределы
Принимаем Uз.з.=3.
Тогда
Находим:
(2.9)
;
Допускается ∆U=±3%
Принимаем окончательно электродвигатель марки 4А112М4
2.2 Определение частоты вращения и угловой скорости каждого вала
По формуле (2.5) определяем угловую скорость вала двигателя
;
;
nдв.=1444,5 об/мин.
По схеме привода (рис.1) определяем частоты вращения и угловые скорости каждого вала
; ;
; ;
; ;
; ;
