Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Одноступенчатый цилиндрический редуктор

Федеральное агентство по образованию

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФБ ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова»

Кафедра химической технологии неметаллических материалов и физической химии

Курсовой проект

по дисциплине «Детали машин»

Одноступенчатый цилиндрический редуктор

Вариант 2

Выполнил:

Студент гр. ТПБ-10 М. С. Клинг

Проверил: Л. С. Белевский

Доктор тех. наук

Магнитогорск

2012

Содержание:

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Спроектировать одноступенчатый цилиндрический редуктор:

Р₂ – мощность на выходе 7кВт;

n₁ об/мин – число оборотов на выходе 1000 об/мин;

U – передаточное число 3;

1.Выбор электродвигателя

Примим к.п.д. 0,95:

h = h₁× h₂× h₃× h₄= 0,95

Р_эл= Р₂/h = 7,37

По полученным данным выбираем электродвигатель из таблицы.

Мощность: 7,5 кВт

Двигатель: 132М6/960 об/мин.

Электродвигатель 132М6/960

2.Расчет моментов на валах привода.

Угловая скорость:

w_дв= p × h_дв/ 30 = 3,14×960/30 = 100,48 рад/с

Вращающий момент на валу быстроходном:

Т₁= Р_эл / w_дв = 7,37/100,48 = 0,07 Нм

Вращающий момент на валу тихоходном:

Т₂= Т₁*U = 0,07*3 = 0,21

Частоты вращения валов:

Частота вращения тихоходного вала:

n₂ = w_дв * U = 100,48 * 3 = 301,4 об/мин;

Частота вращения быстроходного вала:

n₁ = n₂ * U = 301,4 * 3 = 904,2 об/мин;

3.Материалы зубчатых колес и их термическая и физико-термическая обработка.

Основными материалами для зубчатых колес являются термически-обрабатываемые стали, реже – чугуны и пластмассы.

Марку стали и вид термической обработки назначают в соответствии со следующими положениями:

1. допускаемые контактные напряжения пропорциональны твердости металла;

2. несущая способность передач по контактной прочности пропорциональна квадрату твердости.

Масштабный фактор и концентрация напряжений на прочность зубьев оказывает меньшее влияние, чем на валы из-за малых размеров сечений зубьев.

В массовых и крупносерийных производствах применяются зубчатые колеса высокой твердости (HRC50 по Роквеллу), которые подвергаются отделочным операциям после термической обработки.

Применяют следующие основные виды термической обработки поверхности зубьев:

закалка ТВЧ (токи высокой частоты) – нагрев и быстрое охлаждение;
улучшение – это закалка до мартенситной зернистой структуры плюс высокий отпуск;

и следующие виды химико-термической обработки:

цементация – насыщение углеродом;
азотирование – насыщение азотом;
нитроцементация – насыщение углеродом и азотом.

4. Выбор материалов зубчатых колес цилиндрической передачи.

Марку стали и вид термической обработки назначают в зависимости от момента на валу колеса :

Если , то и шестерню и колесо изготавливают из стали 45; термообработка – улучшение, твердость шестерни: HВ1 269…302, НВ1 285,5; твердость колеса: HВ2 235…262; НВ2 248,5.

5.Расчет допускаемых напряжений.

Для длительно-работающих передач, например, если срок службы 5 лет, трехсменном режиме работы и коэффициентах годового и суточного использования соответственно 0,8 или 0,9, суммарное число часов работы передачи:

Число циклов нагружения шестерни и колеса :

5.1 Расчет допускаемых напряжений для цилиндрической передачи.

Расчет контактных напряжений:

Расчет изгибных напряжений:

Расчет рабочих контактных напряжений:

;

6. Расчет передач

6.1 Расчет цилиндрической передачи.

Межосевое расстояние:

где =4300, - коэффициент, учитывающий расположение опор относительно средней плоскости колеса, =0,315, - коэффициент концентрации нагрузки. При постоянной нагрузке и улучшенных колесах =1.

Межосевое расстояние получаем в метрах, переводим в миллиметры и округляем до ближайшего большего стандартного по ряду:

40; 50; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 225; 250; 280; 315; 400; 500.

Нормальный модуль зацепления:

Модуль принимается по ряду: 1,0; 1,25; 1,5; 2,0; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10.

Для косозубой передачи принимаем предварительный наклон зубьев:

Определяем число зубьев шестерни:

Число зубьев колеса:

Уточняем наклон зубьев:

Находим делительные диаметры шестерни и колеса:

Диаметры вершины шестерни и колеса:

Диаметры впадин:

Ширина зубчатого венца колеса:

Ширина шестерни:

7. Расчет сил в зацеплениях

7.1 Расчет сил цилиндрической передачи

Окружные:

Радиальные:

Осевые:

Окружные силы для колеса направлены по касательной по его вращению; для шестерни – противоположно окружности колеса.

Радиальные силы направлены по радиусам к центрам.

Осевые силы направлены вдоль осей валов, направление их зависит от направления вращения и направления зуба.

8. Проверочный расчет передач

8.1 проверочный расчет цилиндрической передачи

Проверим межосевое расстояние:

Проверим пригодность заготовок колес. Условие пригодности заготовок колес:

- условие выполнено.

Проверим контактные напряжения

где К- вспомогательный коэффициент, К=376 для косозубых передач; - окружная сила в зацеплении, Н; - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, =1,1; -коэффициент динамической нагрузки, =1,07.

Перегрузка составляет 0,6 %, что не превышает допустимого значения.

Проверим напряжения изгиба зубьев шестерни и колеса :

где - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, =1; - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба, =1; - коэффициент динамической нагрузки, =1,07; и - коэффициенты формы зуба шестерни и колеса, =3,75, =3,62; - коэффициент, учитывающий наклон зуба, =0,88.

9. Первая компоновка редуктора

9.1 Диаметры различных участков вала

Быстроходного:

Диаметр самого тонкого:

Диаметр самого тонкого: , длина этого участка

Диаметр посадочной поверхности подшипника:

Длина быстроходного вала: 215 мм;

Тихоходного:

Диаметр самого тонкого:

Диаметр самого тонкого: , длина этого участка

Диаметр посадочной поверхности подшипников:

Диаметр посадочной поверхности колеса:

Диаметр буртика колеса и подшипника:

Длина тихоходного вала: 190 мм;

9.2 Определение расстояния внутри редуктора

Наибольшее расстояние передачи:

Расстояние между вращающимися деталями и стенками корпуса редуктора:

Расстояние между самой низкой точкой колеса и дном редуктора:

9.3 Конструирование колес

Цилиндрического:

Диаметр ступицы:

Длина ступицы:

Толщина обода:

Толщина диска:

9.4 Выбор подшипников

На валах цилиндрических шестеренных колес ставятся шариковые радиальные однорядные подшипники легкой узкой или средней узкой серий. На быстроходном валу – 90, на тихоходном валу –110.

10. Нагрузочная схема тихоходного вала

ZOX:

YOX:

Плоскость муфты:

где - расстояние от середины подшипника до середины колеса,

- расстояние от середины колеса до середины второго подшипника,

- расстояние от середины второго подшипника до середины самого тонкого участка вала.

11. Расчет долговечности подшипников на тихоходном валу

Проверим пригодность подшипника 108 тихоходного вала. Осевая сила в зацеплении =5000Н. Реакции в подшипниках . Характеристика подшипников:

Требуемая долговечность подшипника Lh=10000ч.

Проверим более нагруженную опору В.

Определяем отношение

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку наиболее нагруженного подшипника:

Определяем долговечность подшипника:

Подшипник пригоден.

12. Проверка прочности шпоночных соединений

Напряжение смятия:

где Т – момент на валу, ;

d – диаметр посадочной поверхности, мм;

h - высота шпонки, мм;

t₁ – глубина паза вала, мм;

- рабочая длина шпонки.

На быстроходном валу, шпонка на выходном конце вала:

шпонка

На тихоходном валу, шпонка под зубчатым колесом:

шпонка

На тихоходном валу, шпонка на выходном конце вала:

шпонка

13. Смазывание редукторов

Смазывание зубчатых зацеплений и подшипников уменьшает потери на трение, предотвращает повышенный износ и нагрев деталей, а также предохраняет детали от коррозии.

Смазка осуществляется картерным способом.

Картерное смазывание – это окунание зубчатых колес в масло, заливаемое в редуктор.

Подшипник смазывается воздушно-капельным путем. Зубчатые колеса погружаются в масло на высоту зуба.

Одноступенчатый цилиндрический редуктор 📙 Курсовая → 🆔 148203