Расчет привода с трехступенчатым редуктором (стр. 1 из 5)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Детали машин »

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: «Детали машин »

На тему: «Расчет привода с трехступенчатым редуктором»

Разработал

студент гр. КПМОпр-08

Котлярова О

Руководитель

Нечепаев В.А.

Донецк 2010

РЕФЕРАТ

Курсовой проект содержит: 24 страницы, 4 рисунка, 5 использованных источников.

В курсовом проекте рассмотрена работа основных узлов привода произведены расчеты основных деталей механизма, расчет быстроходной ступени трехступенчатого цилиндрического редуктора, выбор полумуфты, расчет шпоночного соединения и выбор подшипников качения.

расчет на прочность, ПЕРЕДАТОЧНОЕ ОТНОШЕНИЕ, КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ, ЗУБЧАТОЕ зацепление, контактные напряжения, ОПОРНЫЕ РЕАКЦИИ, шпоночное соединение, подшипник качения.

Содержание

Введение

1.Схема привода и его описание

2. Определение мощности электродвигателя и его выбор

3. Кинематический расчет привода

4. Определение нагрузок по ступеням

5. Выбор материала зубчатых колёс и определение допустимых напряжений

6. Расчет зубчатых передач

7. Расчет геометрических параметров валов редуктора

8 Проверочный расчет шпонки

9 Выбор муфт

10 Выбор подшипников на выходном вал

11. Определение размеров корпуса редуктора и необходимых конструктивных размеров шестерни выходного вала

12 Выбор смазки редуктора

Выводы

Список используемой литературы

Введение

Технический уровень всех отраслей народного хозяйства в значительной мере определяется уровнем развития машиностроения. На основе развития машиностроения осуществляется комплексная механизация и автоматизация производственных процессов в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве, на транспорте.

Государством перед машиностроением поставлена задача значительного повышения эксплуатационных и качественных показателей при непрерывном росте объема ее выпуска.

Одним из направлений решения этой задачи является совершенствование конструкторской подготовки студентов высших учебных заведений.

Выполнением курсового проекта по «Деталям машин» завершается общетехнический цикл подготовки студентов. При выполнении моей работы активно используется знания из ряда пройденных предметов: механики, сопротивления материалов, технологий металлов и др.

Объектом курсового проекта является привод с цилиндрическим трёхступенчатым редуктором с раздвоенной быстроходной ступенью, использующие большинство деталей и узлов общего назначения.

1.Схема привода и его описание

В данном курсовом проекте рассмотрен привод представленный на рисунке1.1.

Рис. 1.1. Схема привода.

Данный привод состоит из:

1- двигатель

2- муфта МУВП

3- шевронная цилиндрическая передача

4- косозубая цилиндрическая передача

5- прямозубая цилиндрическая передача

6- зубчатая муфта

7- рабочий орган

Технические характеристики привода:

- мощность на рабочем органе привода P_вых=13кВт

- частота вращения вала двигателя n_дв=1000об/мин

- передаточное число редуктора i=46

2. Определение мощности электродвигателя и его выбор

В данном разделе производится выбор эл/двигателя.

Мощность привода определяется по формуле:

где, η_{привода}- КПД привода.

КПД привода определяется из соотношения:

где, η₁ - КПД зубчатой передачи (0.97)

η₂ - КПД одной пары подшипников (0.99);

η₃ - КПД муфты (0.98).

В результате получаем:

В итоге можно выбрать эл/двигатель [2] – АИР 200L12/6 (n=1000об/мин, P=17кВт).

3. Кинематический расчет привода

В данном разделе производится разбивка общего передаточного числа по ступеням.

Для быстроходной ступени передаточное число вычисляем из соотношения:

u₁=(1,1…1,5)

;

u₁=1,1

=7.46

По ГОСТ 21426-75 выбираем стандартное значение передаточного числа – 7.1.

Вычислим передаточное число промежуточной ступени редуктора, для этого определим общее передаточное число для промежуточной и тихоходной ступени

u_общ=u_р/u₁;

u_общ=46/7.1=6,48

Определим передаточное число промежуточной ступени редуктора:

u₂=(1,1…1,5)

;

u₂=1,1

=2.8

По ГОСТ 21426-75 выбираем стандартное значение передаточного числа – 2.8.

Определим значение передаточного числа тихоходной ступени редуктора:

По ГОСТ 21426-75 выбираем стандартное значение передаточного числа – 2.24.

Уточняем передаточное число редуктора:

u_р=u₁ u₂ u₃

u_р=7.1ּ 2.8ּ2.24=44.5

4. Определение нагрузок по ступеням

4.1 Определение мощностей на каждом валу

Мощность на приводном валу:

P_пр=Р_вхּ η₃ּ η₂

P_пр=17ּ0.98ּ0.99=16.5кВт

Мощность на первом промежуточном валу

P_пп=Р_пр ּ η² ₁ η₂

P_пп=16.5ּ0.97² 0.99=15.4кВт

Мощность на втором промежуточном валу

P_вп=Р_пп ּ η ₁ η₂

P_вп=15.4ּ0.97ּ0.99=14.8кВт

Мощность на выходном валу:

P_в=Р_вп ּ η ₁ η₂

P_в=14.8ּ0.97ּ0.99=14.2кВт

Мощность на рабочем органе:

P_вых=Р_вп ּ η₃

P_вых=14.2ּ0.98=13.9кВт

4.2 Определение крутящих моментов на валах привода

Крутящий момент на валу двигателя:

Т_дв=Р_дв/ω;

где ω – частота вращения двигателя определяемая из соотношения:

.;

Т.е. вращающий момент на валу двигателя получаем:

Т_дв=17∙10³/105=162Н∙м

Крутящий момент на приводном валу:

Т_вх=Т_дв∙η₃;

Т_вх=162∙0.98=159Нм

Крутящий момент на первом промежуточном валу

Т_пп=Т_вх u₁ η² ₁ η₂

T_пп=159ּ7.1ּ0.97² 0.99=1052Нм

Крутящий момент на втором промежуточном валу

Т_вп=Т_ппuּ₂ η ₁ η₂

P_вп=1052ּ2.8ּ0.97ּ0.99=2827Нм

Крутящий момент на выходном валу:

Т_в=Т_вп uּ₃ η ₁ η₂

Т_в=2827ּ2.24ּ0.97ּ0.99=6081Нм

Крутящий момент на рабочем органе:

Т_вых=Р_в ּ η₃

Т_вых=6081ּ0.98=5959Нм

4.2 Определение скоростей на валах привода

Скорость на приводном валу:

ω_вх= ω_дв=105с^-1;

Скорость на первом промежуточном валу

ω_пп=ω_вх u₁

ω_пп=105/7.1ּ=14.8с^-1

Скорость на втором промежуточном валу

ω_вп=ω_пп/u₂

P_вп=14.8/2.8=5.3c^-1

Скорость на выходном валу:

ω_в=ω_вп /u₃

ω_в=5.3/2.24=2.4c^-1

Скорость на рабочем органе:

ω_вых=ω_в =2.4 c^-1

Полученные данные сведем в таблицу 4.1:

Валдвигателя	Приводнойвал	Первыйпромежуточныйвал	Второйпромежуточныйвал	Выходнойвал	Рабочийорган
Мощность, P, кВТ	17	16.5	15.4	14.8	14.2	13.9
Крутящий момент, Т, Нм	162	159	1052	2827	6081	5959
Скорость вращения, ω, с-1	105	105	14.8	5.3	2.4	2.4

5. Выбор материала зубчатых колёс и определение допустимых напряжений

5.1 Выбор материала зубчатых колес

Поскольку зубчатому зацеплению приходится передавать большие крутящие моменты то необходимо выбирать материал с твердостью поверхности ≥350НВ. Т.е. выбираем для шестерни материал сталь 45 с объёмной закалкой и твёрдостью поверхности зубьев 37HRC, для колеса выбираем сталь 40 с поверхностной закалкой и твёрдостью зубьев 38HRC.

5.2 Определяем контактное напряжение:

Допускаемые контактные напряжения при расчетах па прочность определяются отдельно для зубьев шестерни [σ]_Н1 и колеса [σ]_Н2 в следующем порядке.

а) Определить коэффициент долговечности K_HL:

где N_HO - число циклов перемены напряжений, соответствующее пределу выносливости (в данном случае 36.4);

N - число циклов перемены напряжений за весь срок службы (наработка).

N=573ωL_h

Здесь ω — угловая скорость соответствующего вала, с^-1;

L_h—срок службы привода (ресурс), ч (5000).

В результате получаем:

Для зубчатых колес на входном валу:

N=573∙105∙5000=3.01∙10⁸

Для зубчатых колес на первом промежуточном валу:

N=573∙14.8∙5000=4.24∙10⁷

Для зубчатых колес на втором промежуточном валу:

N=573∙5,3∙5000=1,5∙10⁷

Для зубчатых колес на выходном валу:

N=573∙2.4∙5000=6.9∙10⁶

Поскольку во всех случаях N≥N_но то принимаем K_HL=1.

б) Определяем допускаемые контактные напряжения по формуле

[σ]_н=(14∙HRC+170)k_HL;

-для шестерни

[σ]_н=(14∙37+170)1 =688МПа