Зміст
1.Технічне завдання на проект.
2. Вступ.
3. Вибір електродвигуна і кінематичниий розрахунок приводу.
4. Розрахунок циліндричної косозубої передачі першого ступеня. 5. Розрахунок конічної прямозубої передачі.
6. Розрахунок косозубої циліндричної передачі третього ступеня.
7. Розрахунок валів.
8.Розрахунок підшипників.
9. Розрахунок шпоночних з’єднань.
11. Вибір мастила для зачеплень і підшипників:
12. Побудова механічних характеристик електродвигуна і робочої машини:
13. Література
Міністерство освіти України
Український державний університет
харчових технологій
Кафедра Технічної механіки
іпакувальної техніки
з циліндрично – конічно – циліндричним
редуктором
ДМ. 24 – 02.02.000
Розробив студент
групи М – ІІІ –2 Лазаренко О.П.
залікова книжка № 960865
Керівник проекту Якимчук М.В.
Міністерство освіти України
Український державний університет
харчових технологій
Кафедра ТМ. і ПТ.
ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ № 24 - 2
на проект по дисципліні "Деталі машин"
Студенту Лазаренко О.П. Група М - ІІІ - 2
Спроектувати привід з циліндро - конічно - циліндричним редуктором (по даній схемі)
1. Електродвигун; 2. Муфта.
3. Триступінчатий редуктор.
4. Рама. 5. Муфта.
Крутячий момент, Твих .......... 1200 н*м
Частота обертання, П вих ..... 38 хв-1
Відхилення частоти обертання ± 3 %
Термін служби привода , рік .... 10 років
Число робочих змін на добу .... 2
Дата видачі 27.10.98. Керівник проекту ....………….. Якимчук М.В.
2. Вступ
Технічний рівень усіх галузей народного господарства в значній мірі визначається рівнем розвитку машинобудування. Одним з напрямків вирішення задачі створення і запровадження нових високоефективних і продуктивних знарядь праці є вдосконалення і розвиток конструкцій і методів розрахунку створюваних машин і підготовка висококваліфікованих інженерів широкого профілю.
В цій роботі розробляється привід загального призначення. Він має : двигун, втулково – пальцеву муфту, трьохступінчатий циліндрично – конічно – циліндричний редуктор, муфту.
Документи, що включає проект:
ДМ. 24 – 02. 02. 000 – пояснювальна записка. Формат А4;
Привід з циліндрично – конічно – циліндричним редуктором
ДМ. 24 – 02. 01. 000 – креслення загального вигляду. Формат А1 – 1 лист;
Редуктор ДМ. 24 – 02. 11. 000 – креслення загального вигляду. Формат А1 – 1 лист;
Вал зубчатого колеса і конічної шестерні - ДМ. 24 – 02. 11. 001 – креслення деталі. Формат А3 – 1 лист;
Конічна шестерня - ДМ. 24 – 02. 11. 002 – креслення деталі. Формат А3 – 1 лист;
Зубчасте колесо - ДМ. 24 – 02. 11. 003 – креслення деталі. Формат А3 – 1 лист;
Ведучий вал редуктора - ДМ. 24 – 02. 11. 007 – креслення деталі. Формат А3 – 1 лист;
3. Вибір електродвигуна і кінематичний розрахунок приводу
3.1 Знаходження загального коефіцієнта корисної дії приводу:
h = П n i = 1 * hi ;
де hм = 0,99– ККД муфти;
hпп = 0,995 – ККД однієї пари підшипників;
hцп = 0,98 – ККД зубчатої циліндричної передачі;
hкп = 0,96 – ККД конічної передачі.
h = h2м * h4пп * h2цп * hкп = 0,992 * 0,9954 * 0,982 * 0,96 = 0,886
3.2 Потужність на вхідному валу приводу:
Nвих= Твих * n вих / 9550 = 1200 * 38 / 9550 = 4.77,кВт.
3.3 Розрахункова потужність електродвигуна:
Nдв= Nвих/h = 4,77 / 0,886 = 5,38, кВт.
| Потуж ність,кВт | Синхронна частота обертання,об/хв | частота обертання,об/хв | Тпуск /Тном | Тmax /Тном | ККД,% | Cos j |
| 5.5 | 1500 | 1445 | 2.0 | 2.2 | 85.0 | 0.85 |
Габаритні, установочні і приєднувальні розміри електродвигуна наведені в таблиці 3.2
3.4 Загальне передаточне число приводу:
n = nдв / nвих = 1445 / 38 = 38,03;
Розбиваємо загальне передаточне число між ступенями редуктора. Приймаємо передаточне число циліндричної передачі u1 = 4; конічної передачі u2 = 3,15; циліндричної передачі u3 = 3,02.
3.5 Потужність на кожному валу:
N1 = Nдв = 5,38 кВт;
N2 = N1* hм * hпп *hцп= 5,38 * 0,99 * 0,,995 * 0,98 = 5,194 кВт;
N3 = N2* hпп *hкп= 5,194 * 0,995 * 0,,96 = 4,961 кВт;
N4 = N3* hпп *hцп= 4,961 * 0,995 * 0,98 = 4,837 кВт;
N5 = N4* hпп *hм= 4,837 * 0,995 * 0,99 = 4,765 кВт.
3.6 Число обертів на кожному валу:
n1 = nдв = n2 = 1445 об / хв;
n3 = n2/ u1 = 1445 / 4 = 361.25 об / хв;
n4 = n3/ u2 = 361.25 / 3.15 = 114.683 об / хв;
n5 = n4/ u3 = 114.683 / 3.02 = 37.97 об / хв.
3.7 Крутячий момент на кожному валу:
Т1= 9550 * N1 / n1 = 9550 * 5,38 / 1445 = 35,556 Н * м;
Т2= 9550 * N2 / n2 = 9550 * 5,191 / 1445 = 34,327 Н * м;
Т3= 9550 * N3 / n3 = 9550 * 4,961 / 361,25 = 131,149 Н * м;
Т4= 9550 * N4 / n4 = 9550 * 4,837 / 114,683 = 402,792 Н * м;
Т5= 9550 * N5 / n5 = 9550 * 4,765 / 37,97 = 1198,466 Н * м.
| № вала | Потужність, кВт | Число обертів, хв-1 | Крутний момент, Н*м |
| 1 | 5,38 | 1445 | 35,556 |
| 2 | 5,194 | 1445 | 34,327 |
| 3 | 4,961 | 361,25 | 131,149 |
| 4 | 4,837 | 114,683 | 402,792 |
| 5 | 4,765 | 37,97 | 1198,466 |
3.8 Розраховуємо режим роботи і розрахункове навантаження.
Загальний термін служби приводу :
tS = 365*L*n*tc*Kдіб*Крік = 365*2*10*8*0.92*0.78 = 41907.84 год.
Еквівалентний час роботи передач при розрахунку по контактним напруженням:
tекв = tS*Sі = 1к (Ті / Т)3 * Ni = tS* [(1.8 * T / T)3 * 0.0008 + (T / T)3* 0.25 + (0.65* T / T)3 * 0.45 + (0.5 * T / T)3 * 0.3] = 41907.84 * [0.0047 + 0.25 + 0.124 + 0.0375] = 17423.05 год.
Еквівалентний час роботи передач на згин:
tекв = tS*Sі = 1к (Ті / Т)6 * Ni= 41907,84 * (0,027 + 0,25 + 0,034 + 0,005) = 13236 год.
4. Розрахунок циліндричної косозубої передачі першого ступеня.
Дано: N2 = 5.194 кВт; передаточне число передачі u = 4; передача нереверсивна; термін служби 41907,84 год.
4.1 Вибір матеріалу і термічної обробки за таблицею(1 №6)
Таблиця 4.1
| Механічні | властивості | після обробки | |||||
| Марка сталі | ГОСТ | Термообробка | Роозмір перерізу | Тверд.НВ | sb, МПа | st, МПа | |
| Шестерня | 40Х | 4543-71 | Покращ. | 60 … 100 | 230-260 | 750 | 520 |
| Колесо | Сталь45 | 1050-74 | Покращ. | £ 100 | 192-240 | 750 | 450 |
4.2 Визначаємо допустимі контактні напруження
[s]H = sH limb * KHL *ZR ZV /SH , Мпа
де sH limb – границя контактної витривалості поверхні зубців;
SH - коефіцієнт безпеки при розрахунку на контактну
витривалість;
KHL – коефіцієнт довговічності;
ZR – коефіцієнт, який враховує шероховатість спряжених
поверхонь зубців;
ZV – коефіцієнт, який враховує колову швидкість;
SH – якщо матеріал однорідний, то Sn = 1.1
KHL = MнÖNцно/ Nцне= 6Ö17,07*106 /1510,6*106 = 0,47
де Мн – показник ступеня до контактної виносливості. Мn для
сталей = 6;
Nцно– базове число зміни циклів напруг,
Nцно= 30 (НВ)2.4 = 30*2502.4 = 17,07*106 циклів;
Nцне– еквівалентне число циклів,
Nцне= 60* tекв*n*KHE = 60*17423.005*1445*1 = 510.6*106циклів;
KHE – коефіцієнт приведення перемінного режиму напруження до
еквівалентного постійного KHE =1, за таблицею ( 4.№ 6 ) ;
ZR =1 за таблицею ( 5 № 6 );
ZV = 1 при n£ 5 м/с;
Якщо Nцне >Nцното KHL =1.
4.3 Визначення розрахункових контактних напружень [s]HР
Для шестерні вибираємо НВ = 250, HRC = 25;
Для колеса приймаємо НВ = 240, HRC = 24;
Тоді sH limb1 = 20 HRC+ 70 = 20*25+70 = 570, мПа;
sH limb2 = 20HRC+70 = 20*24+70 = 550 мПа;
[s]H1 = 570/1,1 = 518.18 мПа;
[s]H2 = 550/1,1 = 500 мПа;
[s]HР = 0,45([s]H1 +[s]H2 ) = 0,45(518.18+500) = 458.18 мПа.
так як [s]HР< [s]H2 , то за розрахункове приймаємо [s]HР= =500МПа.
Визначення максимально допустимих контактних напружень
[s]Hmax . [s]Hmax =2.8sT
[s]Hmax1 =2.8*520 = 1456, мПа;
[s]Hmax2 =2.8*450 = 1260, мПа;
4.4 Визначення допустимих напружень на згин:
[s]F = sF limb*YR * YS *KFL *КFC /SF , мПа;
де sF limb – границя витривалості зубів по напруженню згину;
SF – коефіцієнт безпеки при розрахунках на згин;
YR – коефіцієнт, який враховує шероховатість перехресної
поверхні;
YS – коефіцієнт, який враховує чутливість матеріалів і кон- .
центрацію напруги ;
KFL – коефіцієнт довговічності;
КFC– коефіцієнт, який враховує вплив двостороннього
прикладення навантаження;
sF limb = 18 HRC,
sF limb1 = 18*25 = 450, мПа;
sF limb2 = 18*24 = 432, мПа;
SF = 1.75 при ймовірності неруйнування зубів до 99%;
YR = 1 – при фрезерувальних або шліфувальних поверхнях;