Проектирование узла нереверсивного привода, состоящего из вала II и его опорных частей (узлов) на подшипниках качения

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра

Машиноведения и деталей машин

Пояснительная записка к курсовой работе

“Проектирование узла привода”.

 

Студент                                                                            Михайловский П.А.

Группа                                                                                 3041/1  

Преподаватель                                                                Егоров В.И.   

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2011г.

Содержание.

ЗАДАНИЕ
1.  Состав и анализ работы механизма
2.  Кинематический расчет привода
3.  Расчет закрытой зубчатой передачи
4.  Проектировочный расчет ведомого вала
5.  Расчет шпоночных соединений
6.  Проверка долговечности подшипников качения промежуточного  вала 7.  Проверка на прочность промежуточного вала
ЛИТЕРАТУРА

Задание.

Студент:       Михайловский П.А.

Группа:              3041/1

Спроектировать узел нереверсивного привода, состоящий из вала II и его опорных частей (узлов) на подшипниках качения.

                                                                            Исходные данные для            

Крутящий момент на валу III, Нм	2180
Частота вращения вала I, об/мин	950
Частота вращения вала III, об/мин	51
Отношение передаточных чисел U1-2/U3-4	1,10
Твердость шестерен	280НВ
Ресурс, час	1250
Делительный диаметр прямозубой  шестерни, мм.
Ширина прямозубой шестерни, мм
Угол наклона линии центров g, рад	П/2
Номер варианта режима нагружения	8

                                                                                 проектирования

График нагрузки                                    Параметры режима нагружения

Величина	Вариант
	8
a1	0,5
a2	0,4
a3	0,1
b2	0,8
b3	0,7
bк	2,0

Задание выдал                     Преподаватель _ Егоров В.И._
1. Состав и анализ работы механизма.

Назначение механизма-передача параметров движения от ведущего вала I к ведомому валу III с преобразованием скорости. Входящий в этот привод закрытый механизм называется редуктором. Передаточный механизм состоит из входного быстроходного вала I, с него вращение передается при помощи косозубой передачи, состоящей из шестерни 1 и колеса 2, на вал II, с помощью прямозубой передачи вращение передается на тихоходный вал III.
2.Кинематический расчет привода.

Состоит в определении Т и n на валах привода. По заданию даны Т3, n1 и n3. Найти Т1, Т2 и n2. Для их определения используется математическая модель, описывающая работу механизма. Назначение передаточного механизма-передача энергии от ведущего вала I к ведомому валу III с преобразованием скорости. Входящий в этот привод закрытый механизм называется редуктором. Математически это записывается в виде закона сохранения энергии:

;

;

Определим мощность на первой ступени:

Через мощность на первой ступени можно, определить мощность на второй ступени:

Зная мощность на второй ступени, можно определить момент на втором валу:

;

  ;

Таким образом можно составить систему уравнений:

Откуда   

Таким образом: рад/с;

рад/с

3. Расчет закрытой зубчатой передачи.

Материал шестерни имеет твердость 280НВ и зубчатого колеса 280HB соответственно.

Найдем допускаемые контактные напряжения по формуле:

, где - предел контактной выносливости при базовом числе циклов, а Sн – коэффициент безопасности =1,1.

Коэффициент долговечности:

 ,

где - эквивалентное число циклов,

t₁’=t₁=1250ч и t₂’=2t₂=2500ч. -расчётное время для нереверсивной нагрузки при внешнем зацеплении,

n₂=30ω₂/π=30*22,05/3,14=211 об/мин – частота вращения.

Допускаемые контактные напряжения находятся отдельно для колеса и шестерни:

Посчитаем:

 

Для шестерни и колеса имеем:

 

Для косозубых колес общее расчетное допускаемое напряжение находится по формуле:

Расчет цилиндрической косозубой передачи

по контактным напряжениям

Задачей этого пункта является проверка зубьев шестерни и колеса на контактную выносливость, для предотвращения выкрашивания рабочих поверхностей зубьев. Косвенно этим расчётом учитывается недопустимость заедания и чрезмерного изнашивания передачи.

Условие контактной выносливости зубьев:

,где s_H и [s_H] – расчетное и допустимое напряжения на выносливость, =6470- для косозубых передач, К_Н=1 коэффициент нагрузки

Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру:

, где коэффициент ширины венца для косозубых колес по межосевому расстоянию ψ_ва = 0.3

Межосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев: