Проектирование и расчет конического редуктора (стр. 1 из 5)

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

УДК__________________

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Детали машин»

«Проектирование и расчет конического редуктора»

Выполнил:

Группа:

Факультет:

Руководитель курсового проекта:

Оценка:

Проверил:

МОСКВА 2004

Введение

Описание схемы.

Схема представляет собой соединение двух редукторов: зубчатой ременной и конической.

Вначале вращение от двигателя поступает на ременную передачу, а с него, через конический привод на выходной вал.

Задание на проект

Спроектировать привод. Рассчитать ременную и коническую передачу. Подобрать двигатель. Рассчитать валы и подобрать подшипник.

N₃=12 кВт

w₃=8,3 рад/с

w₁=78,5 рад/с

L=13 лет

Ксут=0,4

Кгод=0,9

Содержание

Введение.................................................................................................................. 2

Задание на проект............................................................................................ 2

1. Кинетический расчет передачи............................................................ 4

1. Кинетический расчет передачи............................................................ 4

1.1. Выбор электродвигателя...................................................................................... 4

1.2. Определение частот вращения и вращающих моментов на валах.................. 4

1.2.1. Определение частот вращения на валах......................................................... 4

1.2.2. Определение вращающих моментов на валах................................................ 5

2. Расчет конической передачи................................................................ 5

2.1. Выбор материала.................................................................................................. 5

2.2. Определение допускаемых напряжений............................................................ 6

2.2.1. Допускаемое контактное и изгибающее напряжение напряжение.............. 6

2.3. Проектный расчет................................................................................................. 7

2.3.1. Расчет ременной передачи.............................................................................. 10

3.4. Выбор типа и схемы установки подшипников............................................... 12

3.4.1. Выбор типа подшипника................................................................................ 12

3.4.2. Выбор схемы установки подшипников........................................................ 12

3.5. Составление компоновочной схемы................................................................ 14

4. Конструирование шестерни и колеса........................................... 14

5. Расчёт шпоночных соединений........................................................ 14

6. Расчет подшипников качения........................................................... 15

6.1. Определение реакций опор............................................................................... 15

6.2. Подбор подшипников для тихоходного вала.................................................. 17

6.3. Подбор подшипников для быстроходного вала.............................................. 18

7. Конструирование крышек подшипников................................... 19

8. Расчёт валов на статическую прочность и сопротивление усталости. 21

8.1. Построение эпюр нагружения.......................................................................... 21

8.2. Расчет на статическую прочность..................................................................... 23

9. Выбор смазочных материалов и системы смазывания.... 25

Литература........................................................................................................... 28

1. Кинетический расчет передачи

1. Кинетический расчет передачи

1.1. Выбор электродвигателя

Для определения параметров электродвигателя требуется определить его номинальную частоту и мощность.

Мощность электродвигателя определяется по формуле:

где h_общ=h₁×h₂×h₃… (h₁, h_2,h₃ – КПД отдельных звеньев кинематической цепи)

Определим общее КПД цепи.

Из таблицы 1.1. методических указаний определим КПД отдельных звеньев кинематической цепи.

- КПД ременной передачи примем h₁=0,95

- КПД конической передачи примем h₂=0,96

Общее КПД передачи будет равно:

h_общ=h₁×h₂=0,95×0,96=0,912

Мощность электродвигателя будет равна:

Номинальная частота вращения электродвигателя будет равна:

Из таблицы 19.27. методических указаний подбираем стандартную ближайшую мощность электродвигателя.

Для данного проекта выбираем асинхронный крановый двигатель 180М8/730 имеющий следующие номинальные параметры:

n_э.= 730 об/мин; Pэ.=15 кВт.

1.2. Определение частот вращения и вращающих моментов на валах.

1.2.1. Определение частот вращения на валах.

Определяем общее передаточное число привода:

где

Тогда

Так как

, то для расчета передаточного числа зубчатого редуктора примем передаточное число конической передачи равный u_к.п.=4.

Тогда передаточное число зубчатой передачи u_р.п.=2,303

Частоты вращения на валах имеют следующие значения:

n_э.=975 об/мин;

1.2.2. Определение вращающих моментов на валах.

Определим момент на валу электродвигателя:

Момент за ременной передачей будет составлять:

Тогда момент на валу за конической передачей будет равна:

2. Расчет конической передачи

2.1. Выбор материала.

По рекомендации произведем выбор для конической передачи материал и вид термической обработки (таблица 2.1 методических указаний).

Второй вариант – колесо – сталь 40Х; твердость поверхности зубьев 269…302НВ; шестерня – сталь 40Х; твердость поверхности зубьев после закалки ТВЧ 45…50 HRC.

Определим среднюю твердость поверхностей зубьев колес и базовые числа нагружений.

колесо:

шестерня:

По таблице перевода получаем:HB_cp=450

При расчете на изгиб базовое число нагружений принимаем:

Определим действительные числа циклов перемены напряжений:

- для колеса:

Рассчитаем время работы передачи:

часов

Общее число циклов перемены напряжения:

- для шестерни:

Так как N ³ N_HOто K_HL = 1,0

Коэффициент долговечности при расчете на изгиб для всех вариантов термообработки K_FL = 1,0; так как для всех случаев N > 4×10⁶.

2.2. Определение допускаемых напряжений.

2.2.1. Допускаемое контактноеи изгибающее напряжение напряжение.

– колесо:

шестерня:

Допускаемые контактныеи изгибающие напряжение получаются умножением

и на коэффициенты K_HLи K_FL. Так как эти коэффициенты равны 1 то и .

Для второго варианта термообработки допускаемое контактное напряжение, которое должно определятся в расчете:

2.3. Проектный расчет.

Предварительно найдем следующие коэффициенты:

u_н = 0,85. Для режима термообработки II коэффициент K_HB = 1

1. Диаметр внешней делительной окружности:

2. Угол делительных конусов колеса и шестерни (2.34):

d₂=arctgu =arctg4 =75,964°; sind₂ = cosd₁ =0,97;

d₁ =90^°-d₂ =90^°-75,964°= 14,036°.

Конусное расстояние (2.35)