Проект редуктора к приводу электрической лебёдки. Выбор электродвигателя, кинетический и силовой расчет двигателя

Федеральное агентство РФ по образованию

Нижнетагильский технологический институт (филиал)

Уральский государственный технологический университет УПИ

Члены комиссии:

Оценка проекта:

Пояснительная записка к курсовому проекту

по деталям машин

на тему: «Проект редуктора к приводу электрической лебёдки.

Студент:                                                                      А

Группа:                                                                       303 МЧМ

Преподаватель:                                                         доц. А

2006

Привод электрической лебёдки.

1 Электродвигатель  2 Плоскоременная передача 3 Редуктор горизонтальный

4 Муфта МУВП  5 Барабан лебёдки

Данные для расчета:F₂=10 кH; n₂=50 об/мин; D=290 мм; L₂=13000 час;                                      a=60⁰ – угол наклона ремённой передачи.

 

Содержание

Лист

Введение…………………………………………………………………………4

1 Выбор электродвигателя кинематический и силовой расчет двигателя…..5

2 Расчет редуктора………………………………………………………………7

3 Расчет открытой клиноремённой передачи………………………………...12

4 Расчет первого вала редуктора и построение эпюр………………………..15

5 Расчет подшипников первого вала………………………………………….20

6 Расчет второго вала редуктора и построение эпюр………………………..21

7 Расчет подшипников второго вала………………………………………….24

8 Конструктивные размеры корпуса и крышки……………………………...25

9 Расчет шпоночных соединений……………………………………………..26

10 Расчет второго вала на устойчивую прочность над зубчатым колесом.. 27

11 Выбор смазки зацепления и подшипников……………………………….29

Заключение…………………………………………………………………….30

Библиография………………………………………………………………….31

Введение

Данный привод электрической лебёдки состоит из двух передач: 1 закрытая цилиндрическая косозубая передача – редуктор, 2 открытая (ремённая) передача. В привод так же входят  муфта упорно втулочнопальцевая и электродвигатель.

Данный привод понижающий, так как уменьшает частоту вращения до n₂=50 об/мин с передаточным числом привода u=18,6. Целью проекта является разработка конструкций редуктора.

Охарактеризуем заданный редуктор – это одноступенчатый цилиндрический косозубый редуктор с понижающей передачей закрытого типа, горизонтально расположенный.

К достоинствам зубчатых передач относят:

1 Высокая надежность и КПД ( до 0,97… 0,98 )

2 Большая загрузочная способность

3 Простота обслуживания

4 Малая масса

5 Постоянное передаточное число

6 Использование не дефицитных материалов

Недостаткам зубчатых передач относят:

1 Требуется высокая точность изготовления

2 Появление шума в процессе работы

3 Высокая жесткость не позволяет компенсировать нединамические нагрузки.

Область применения:  машиностроение, судостроение, с/х, металлургия.  

 

1 Выбор электродвигателя кинетический и силовой расчет двигателя

1.1 Определяем общий КПД двигателя.

где  -  КПД плоскоременной передачи

  -  КПД подшипников

  -   КПД муфты

  -  КПД редуктора

Литература Д.В. Чернилевский  Детали Машин  стр. 23, таб. 1.1

1.2 Определяем требуемую мощность двигателя.

                                                                    

где  -  необходимая мощность двигателя

 -  общий КПД привода

D – диаметр барабана

 число оборотов барабана

F -  тяговое усилие

V - скорость 

                 

Литература Д.В. Черлилевский  стр. 538 таб. П3. Назначаем закрытый асинхронный  трехфазный двигатель серии 4А общепромышленного назначения.

Мощность двигателя 

Типоразмер 4А160М8

Диаметр вала двигателя

Асинхронная частота двигателя (номинальная)  

Синхронная частота двигателя

1.3 Определяем передаточное число привода и разбивка его по ступеням.

           где   - передаточное число привода

 - количество оборотов на нулевом валу (номинальная частота)

 - частота вращения выходного вала

          

Пусть   тогда  

1.4 Кинематический и силовой расчет привода.

1.4.1 Определение угловой скорости вращения валов.

              

1.4.2 Определение распределения мощности на участках привода.

           1.4.3 Определение распределения крутящего момента на участках привода.

         

Кинематический расчет привода

№
0в	730	76,4	8600	112,6
Iв	149	15,6	8088	518,5
IIв	50	5,2	7600	1461,5

2 Расчет редуктора

2.1 Выбор твердости, термообработки и материала.

Из таблицы 4.1 Д.В. Чернилевский назначаем для шестерни и колеса сталь 40ХН с термообработкой улучшение и твердостью соответственно  и .

2.2 Определяем допускаемое контактное напряжение.

где    предел контактной выносливости

 коэффициент долговечности    

 минимальный коэффициент запаса прочности по рекомендации                       Чернилевского 1,1

по таблице 4.2 Чернилевский 

  - для шестерни

 - для колеса

 МПа

 МПа

Так как редуктор косозубый цилиндрический, то расчетное допускаемое напряжение:

 МПа

 

2.3 Определяем допускаемые напряжения изгиба.

предел выносливости зубьев при изгибе.  Выбирается из таблицы

4.2. Чернилевский,  

  МПа        МПа

  минимальный коэффициент запаса прочности по рекомендации Чернилевского =1,75

 МПа     МПа

2.4 Определение межосевого расстояния редуктора.

где  -  вспомогательный коэффициент для косозубых передач

 -  коэффициент ширины венца колеса, для не симметрично расположенных колёс

 -   передаточное число редуктора

  -  вращающий момент на 2 валу

 -  допускаемое контактное напряжение

 -  коэффициент неоднородности нагрузки по длине зуба

определяем из таблицы 4,3; рисунок 4,2 Чернилевский.

Принимаем по ГОСТу 2185-66 межосевое расстояние

2.5 Определяем нормальный модуль зацепления.

где  -  межосевое расстояние

 -  нормальный модуль зацепления

            

Принимаем нормальный модуль зацепления по ГОСТу 9593-60

2.6 Определяем число зубьев шестерни и колеса.

2.6.1 Определяем  число зубьев для шестерни и колеса.

Предварительно задаём угол:

Принимаю:   z₂=80

       2.6.2 Определяем отклонение от фактического значения передаточного                                     

числа  редуктора.

                

Полученное значение не превышает допускаемого 4%

2.7 Уточняем угол .

    

              2.8 Определяем основные размеры шестерни и колеса.

2.8.1 Определяем делительный диаметр для шестерни и колеса.

для шестерни                              

для колеса                                   

2.8.2 Определяем диаметры вершин зубьев.

для шестерни                              

для колеса                                   

2.8.3 Определяем диаметры впадин зубьев.

для шестерни                               

для колеса                                    

2.8.4 Находим ширину венца колес.

для колеса                                     

для шестерни                                

2.9 Определяем коэффициент ширины шестерни.

2.10 Определяем окружную скорость.

Такой скорости соответствует девятая степень точности колес.  

Чернилевский таб. 4.5 стр. 137

2.11 Проверим прочность зубьев по контактным напряжениям.

2.11.1 Находим коэффициент нагрузки.

Справочные данные Д. В. Чернилевский  таб. 4.1, 4.3, 4.6.

2.11.2 Определение контактных напряжений.

              -  крутящий момент на втором валу

  -  ширина венца колеса

 -  коэффициент нагрузки

   - передаточное число редуктора

           

Имеем достаточный запас прочности по контактным напряжениям.

2.12 Определяем силы в зацеплении.

2.12.1 Определение окружной силы в зацеплении.

2.12.2 Определяем радиальную силу в зацеплении.

где   -  угол радиального зацепления для всех передач

2.12.3 Определение окружной силы в зацеплении.

2.13 Проверка зубьев по напряжениям изгиба.

2.13.1 Определение коэффициента нагрузки при изгибе.

Коэффициенты  берутся из таб. 4.4, 4.7 Д. В. Чернилевский

2.13.2 Определяем число зубьев эквивалентного колеса.

Определяем коэффициенты формы зуба ,   шестерни и колеса по Д. В. Чернилевскому стр. 143

               

2.13.3 Определяем напряжения возникающие на шестерне и колесе.

            

Первое отношение меньше следовательно шестерня в зацеплении является