Министерство образования и науки РФ
ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ»
Лениногорский филиал
Кафедра: Технологии машиностроения и приборостроения
Расчетно-пояснительная записка
к курсовому проекту
по дисциплине «Детали машин»
На тему: «Проектирование двухступенчатого редуктора»
|
Выполнил:
|
Ямалтдинов А.А.
студент группы 28205
специальность 15.03.05
|
|
Руководитель:
|
А.Д. Лустин,
доцент
кафедры ТМиП
|
Лениногорск, 2021
2.Энергокинематический расчет привода и выбор электродвигателя.
Рис.1 Схема электродвигателя
Исходные данные:
Nвх = 7,5 кВт– номинальная мощность электродвигателя;
nвх = 1450 об/мин-частота вращения выходного вала;
Uпр = 45 м/с - передаточное число привода;
Дзв = 320 мм-диаметр приводной звездочки;
t = 12000 часов.- ресурс работы
Для заданных условий работы выбираем двигатель (тип/асинхронная частота вращения, мин-1) –4A112М4У3, с синхронной частотой вращения
1450мин-1, мощностью Pэдв = 5.5кВт, массой m=73 кг
d=32мм, длина=80 мм.
Рис.2. Эскиз электродвигателя
Таблица1. Габаритные и установочные размеры асинхронных электродвигателей, мм
Передаточные числа:
,
Передаточное соотношение открытой передачи:
Принимаем:
Передаточное число тихоходного ступени редуктора:
Находим по формуле:
Погрешность:
δ= ·100%˂3%
δ= ·100%=0˂3%
Определяем КПД элементов привода:
= 0,99 – КПД быстроходного вала;
= 0,97 – КПД
= 0,97 – КПД открытой конической передачи;
= 0,95 – КПД муфты;
= 0,995 – КПД пары подшипников.
,
Определяем частоты вращения валов:
Определяем вращающие моменты на валах, начиная с вала двигателя:
Полученные результаты представим в виде таблицы 2
№ вала
|
Частота вращения вала, об/мин
|
Крутящий момент,
Нмм
|
э
|
1450
|
109 616
|
1
|
1450
|
108 520
|
2
|
284,3
|
539 676
|
3
|
74,8
|
2 016 772
|
4
|
24,9
|
1 809 045
|
эв
|
24,9
|
1 800 000
|
3. Проектирование редуктора.
3.1. Ориентировочный расчёт валов.
Исходные данные:
T1 = 48 275Нмм;
Т2 = 232 689Нмм;
Т3 = 826 047Нмм;
Определяем ориентировочные диаметры валов:
гдеТ – крутящий момент, передаваемый валом;
[τ] – условное допускаемое напряжение на кручение
Диаметр входного вала редуктора:
Диаметры валов при учете только деформации кручения:
мм
По диаметрам валов подбираем в первом приближении шариковые радиальные однорядные подшипники, средней серии, со следующими геометрическими параметрами:
Т аблица 3.
|
Nпод
|
d,мм
|
D, мм
|
В, мм
|
1
|
305
|
25
|
62
|
17
|
2
|
308
|
40
|
90
|
23
|
3
|
311
|
55
|
120
|
29
|
Таблица 4. Выбор подшипников
3.2. Минимальные значения межосевых расстояний
Определяем минимальное межосевое расстояние быстроходной передачи:
где C=50 60, принимаем C = 60 мм - необходимое расстояние между гнездами подшипников.
Определяем минимальное межосевое расстояние тихоходной передачи:
Где C=50 60, принимаем C=50 мм - необходимое расстояние между гнездами подшипников.
Определяем максимальный размер колеса цилиндрической передачи:
3.3 Расчет тихоходной передачи редуктора
Расчет осуществляется в программном продукте АСКОН.
3.3.1. Исходные данные:
- расчетная нагрузка;
- частота вращения ведущего зубчатого колеса;
- передаточное число;
минимальное значение межосевого расстояния.
Рис.3 Циклограмма нагрузки
3.3.2. Геометрический расчет тихоходной передачи редуктора
Зададим число зубьев шестерни:
Принимаем = 20 мм
Принимаем
Расчетный модуль передачи:
Таблица 5.
Берем стандартный модуль из таблицы 4.2.2.(стр 52)
.
Межосевое расстояние:
Таблица 6. Геометрический расчет цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепления
Продолжение таблицы 6.
1) Делительный диаметр зубчатых колес:
70 мм
=266 мм
2) Диаметр окружности вершин зубчатых колес:
=81,059мм
=268,9 мм
3) Диаметр окружности впадин зубчатых колес:
=65,3 мм
=253,2 мм
4)Ширина зубчатого винтового колеса:
Принимаем .
5) Коэффициент перекрытия:
Параметры зацепления в норме.
Степень точности передачи – 7, вид сопряжения – С.
3.3.3 Выбор материалов зубчатых колес и определение допускаемых напряжений. Расчет передачи на контактную и изгибную прочность
Таблица 7.Расчет на прочность при действии максимальной нагрузки цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепления
Окружная скорость зацепления:
= м/с
Окружная сила, действующая в зацеплении:
Н
Удельная расчетная окружная сила:
где – коэффициент, учитывающий неравномерность распределенной нагрузки по длине контактной линии;
– коэффициент, учитывающий динамическую нагрузки;
(т.к. передача прямозубая) – коэффициент, учитывающий неравномерности распределенной нагрузки между соседними зубьями.
Расчетное контактное напряжение:
где – коэффициент, учитывающий форму сопряжения поверхностей;
– коэффициент, учитывающий механические свойства материала;
Определение допускаемых контактных напряжений и выбора материала зубчатых колес.
Расчетное контактное напряжение:
Допустим
Базовый предел выносливости поверхности зубьев.
Твёрдость поверхности зубьев колеса
отпуск 400
МПа
Коэффициент долговечности колеса
Базовое число циклов нагружения зубьев:
Действительное эквивалентное нагружение зубьев:
=26 984 670
Коэффициент долговечности:
˂1
Принимаем
˂1
Принимаем
Допускаемое напряжение:
МПа
Условия прочности выполняются:
Допускаемое напряжение:
- коэффициент безопасности,
коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки;
базовый предел выносливости материала зуба при изгибе при пульсирующем цикле.
коэффициент долговечности
базовое число циклов нагружения зубьев.
действительноеэквивалентное нагружения зубьев.
Коэффициент долговечности:
Принимаем
Принимаем
Допускаемое изгибное напряжение:
МПа
Мпа
Расчет передачи на прочность при изгибе.
Удельная расчетная окружная сила:
где – коэффициент, учитывающий неравномерность распределенной нагрузки по длине контактной линии;
– коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку;
(т.к. передача прямозубая) – коэффициент, учитывающий неравномерности распределенной нагрузки между соседними зубьями.
Расчетное изгибное напряжение шестерни:
где – коэффициент, учитывающий форму зуба:
= 3,5 мм – модуль.
Условия прочности выполняются:
Определение радиальной силы, действующей в зацеплении:
где окружная сила, действующая в зацеплении;
=20˚ угол профиля исходного контура.
Достарыңызбен бөлісу: |