Расчет и проектирование зубчатых и червячных передач

Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные, шевронные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т. д.);

Расчет и проектирование зубчатых и червячных передач

Дипломная работа

Разное

Другие дипломы по предмету

Разное

Сдать работу со 100% гаранией

Содержание

привод электродвигатель зубчатая передача редуктор

Введение

Задание и исходные данные на курсовой проект

Выбор электродвигателя

Силовой расчет привода

Расчет зубчатых передач

Проверочный расчет

Компоновка цилиндрической зубчатой передачи

Расчет валов

Расчет подшипников качения

Расчет штифтового предохранительного устройства комбинированной муфты

Литература

Введение

 

Привод - устройство приводящие в движение машину или механизм с преобразованием подводной энергии.

Приводы бывают механические, электрические, комбинированные, кинематические.

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Кинематическая схема привода может включать, помимо редуктора, открытые зубчатые передачи, цепные или ременные передачи.

Назначение редуктора - понижение угловой скорости и соответственно повышение вращательного момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные, шевронные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т. д.); типу зубчатых колес (цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические и т. д.) относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенностям кинематической схемы (развернутая, соосная, и т. д.)

Проектирование - это разработка общей конструкции изделья.

Конструирование - это дальнейшая детальная разработка всех вопросов, связанных с воплощением принципиальной схемы в реальную конструкцию.

Проект - это техническая документация, полученная в результате проектирования и конструирования.

Задание и исходные данные на курсовой проект

 

Схема привода

 

. Электродвигатель

. Передача клиноремённая

. Редуктор горизонтальный шевронный

. Муфта комбинированная

. Барабан приводной с опорами

 

Исходные данные

Ft = 1650 H

V = 2,05 м/c

Dбар = 0,275 м

t = 6,5 час

T/T = 0,60

Суточный график нагрузки

Срок работы 5 лет

 

 

Выбор электродвигателя

 

Определение частоты вращения барабана конвейер nб:

 

nб = 60V/πDб = 60 2,05/3,14 0,275 = 142,4 об/мин.

 

Определение мощности на барабане конвейера Nб:

 

Nб = Fe V/ 1000 = 1,65 103 2,05 / 1000 = 3,4 кВт.

 

Определение мощности на валу электродвигателя N1:

 

N1 = Nб /ηобщ,

 

где: ηобщ - общий КПД привода от барабана конвейера до электродвигателя.

ηобщ = ηрп ∙ ηш ∙ ηм ∙ ηп ∙ ηп3 = 0,95 ∙ 0,98 ∙ 0,99 ∙ 0,993 = 0,89

 

где : ηрп - КПД ремённой передачи;

ηш - КПД шевронной передачи;

ηм - КПД муфты;

ηп - КПД пары подшипников качения.

 

N1 = N1 = Nб /ηобщ = 3,4/0,89 = 3,82 кВт.

 

Выбираем электродвигатель N = 4 кВт >3,82 кВт.

 

S2: Nдв1 = 4 кВт, nдв = 2880 об/мин;

L4: Nдв2 =4 кВт, nдв = 1430 об/мин;

MB6: Nдв3 =4 кВт, nдв = 950 об/мин;

S8: Nдв4 =4 кВт, nдв = 720 об/мин;

 

Подбираем передаточные числа:

 

Uпр = nдв /nб = 2880/142,4 = 20,2

Uпр = Uрем ∙ Uред

Uрем = Uпр / Uред = 20,2/5 = 4,04

 

Uпр - передаточное число привода конвейера;

Uрем - передаточное число клиноременной передачи;

Uред - передаточное число шевронного редуктора.

Силовой расчёт привода

 

Определение частоты вращения валов:

 

n1 = 2880 об/мин;

n2 = n1/Uрем = 2880/4,04 = 713 об/мин;

n3 = n2/Uред = 713/5 = 142,6 об/мин;

n4 = n3 = 142,6 об/мин.

 

Определение мощности на валах:

 

N1 = 3,82 кВт ;

N2 = N1 ∙ ηрп = 3,82 ∙ 0,95 = 3,63 кВт;

N3 = N2 ∙ ηш ∙ ηп2 = 3,63 ∙ 0,98 ∙ 0,992 = 3,49 кВт;

N4 = N3 ∙ ηм ∙ ηп = 3,49 ∙ 0,99 ∙ 0,99 = 3,42 кВт.

 

Определение крутящих моментов на валах:

 

М1 = 9550 N1/n1 = 9550 3,82/2880 = 12,7 Н∙м;

М2 = 9550 N2/n2 = 9550 3,63/713 = 48,6 Н∙м;

М3 = 9550 N3/n3 = 9550 3,49/142,6 = 233,7 Н∙м;

М4 = 9550 N4/n4 = 9550 3,42/142,6 = 229 Н∙м.

 

Таблица 1.1

Номера валовЧастота вращения , n об/минМощность , N кВтКрутящий момент , М Н∙мI28803,8212,7II7133,6348,6III142,63,49233,7IV142,63,42229Расчёт зубчатых передач

 

Выбор материала зубчатой передачи

В качестве материала для колеса используем сталь марки 50 (НВmin - HBmax= 179 - 228, σв= 640 МПа, σт= 350МПа)

В качестве материала для шестерни используем сталь марки 40х (НВmin - HBmax = 200 - 230, σв= 700 МПа, σт= 400МПа)

Определяем допускаемые контактные напряжения

 

- эквивалентное время работы привода в сутки

 

t = 6,5 час

t = 12-6,5= 5,5 час

m = 6

- эквивалентное время работы привода в течение всего срока службы

Te = tэкв.*g*L= 7.9*260*5= 10270 час

g = 260 число машиносмен в году

L = 5 лет - срок службы

Определение эквивалентного числа циклов

 

 

у шестерни:

 

у колеса:

OH- базовое число циклов нагружения : NOH = 107

Так как NE1 = 44*107>107 и NE2 = 8,8*107 > 107, то, следовательно, у шестерни и колеса режим нагружения постоянный, работа длительная.

Соответствующее постоянному режиму допускаемое контактное напряжение равно:

 

где: предел контактной выносливости

σон = 2НВср+70

σон1 = 2*215+70 = 500 МПа

σон 2= 2*203,5+70 = 477 МПа

где: средняя твёрдость шестерни из Ст40Х

равна:

средняя твёрдость колеса из Ст50

равна:

Zr = 1

nбез = 1,2

 

Расчет допускаемого контактного напряжения

 

 

Определение допускаемых напряжений изгиба зубчатых передач

 

где: m = 6

Эквивалентное время работы привода в течение срока службы

 

Teи = tэкв.и.*g*L= 6,757*260*5= 8784,1 час

Эквивалентное число циклов нагрузки шестерни и колеса

 

Полученные значения сравниваются с базовым числом циклов NOИ = 4,10 *106:

у шестерни: NЕи1 = 37,6 *107>4,10*106 ;

у колес: NЕи2 = 7,5*107 >4,10*106

Следовательно, режим нагружения шестерни и колеса постоянный, работа длительная. Соответствующая постоянному режиму допускаемое напряжение изгиба равно:

 

 

где: σОИ - предел изгибной прочности:

σои = 1,8НВ

для шестерни:

σои1 = 1,8*215 = 387 МПа

для колеса:

σои2 = 1,8*203,5 = 366 МПа

Yr = 1: Ym = 1: Yy = 1,2: n3 = 1,5

для шестерни:

для колеса:

Проектный расчёт закрытой цилиндрической передачи

Определение межосевого расстояния

За исходные величины принимаем:

крутящий момент: М3 = 233,7 Hм на 3 валу.

Передаточное число зубчатой передачи U = 5.

Расчётное допускаемое контактное напряжение [σ]Нр = 407 МПа

Коэффициент относительной ширины колеса : ψа = 0,5

Коэффициент нагрузки принимаем: К = 1,2

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями: Кαн = 1,02.

 

 

 

Определение ширины зубчатого колеса

 

- ширина колеса

- ширина шестерни

 

Определение модуля зубчатого колеса

 

Определение числа зубьев шестерни и колеса

 

 

- суммарное число зубьев шевронной передачи

 

- число зубьев шестерни

- число зубьев колеса

 

Уточнение передаточного числа

 

,2% в допуске ±5%

Определение геометрических параметров цилиндрических зубчатых передач

Делительный диаметр шестерни

 

 

Делительный диаметр колеса

 

 

Диаметр вершин зубьев шестерни и колеса

 

 

Диаметр впадин зубьев шестерни и колеса

 

 

Межосевое расстояние

 

Проверочный расчёт

 

: U = 5,16: K = 1,2: Kxн = 1,02: М3= 233,7: В2 = 62,5

430>407

% в допуске ±5%

 

Расчёт зубьев цилиндрических зубчатых колес на изгибную прочность

 

 

К = 1,2

YF = ZV = 3,6

2 = 62,5

mnc = 2мм

Yβ - коэффициент учитывающий наклон зубьев

 

Компоновка цилиндрического зубчатого редуктора

 

 

Шестерня: Колесо:

ширина - ширина -

глубина -

Похожие работы

1 2 >