Привод коническо-цепной. Общий вид привода на стадии “Эскизный проект”. Спецификация на привод. Рабочий чертеж на выходной вал редуктора

Содержание.

1. Введение                                                                                                                   4

2. Исходные данные                                                                                                    5

3. Подборэлектродвигателя                                                     6

3.1 Определение требуемой мощности электродвигателя                                      6

3.2 Определение требуемой частоты ротора электродвигателя                             6

4. Разбивка передаточного числа по ступеням, определение частот вращения и угловых скоростей валов                                                                                            8

5. Определение моментов на элементах привода                                                     9

5.1 Определение мощностей на элементах привода                                                9

5.2 Определение крутящих моментов на элементах привода                                 9

6. Выбор материала зубчатых передач.

6.1 Выбор твердости, термообработки и материала для конической зубчатой передачи                                                                                                                      10

6.1.1 Выбор материала                                                                                              10

6.1.2 Определение механических характеристик стали 40Х                                 10

6.1.3 Определение средней твердости зубьев шестерни и колеса                        10

6.2 Определение допускаемых контактных напряжений для зубьев шестерни [σ]_Hш  и колеса [σ]_Hк                                                                                                                 10

6.2.1. Определение коэффициента долговечности K_HL                                                              10

6.2.2 Определение допускаемого контактного напряжения [σ]_HOш                      11

6.2.3 Определение допускаемого контактного напряжения                                 11

6.3.1 Определение допускаемых напряжений изгиба для зубьев шестерни σ_Fшp и колеса σ_Fкp.                                                                                                                  11

6.3.2. Определение допускаемого напряжения изгиба, соответствующего числу циклов перемены напряжений N_F0                                                                            11

6.3.3. Определение допускаемого напряжения изгиба                                          11

7. Расчет зубчатых колес редуктора                                                                        12

7.2. Определение числа зубьев                                                                                 12

7.3. Уточненное значение передаточного числа                                                     12

7.4. Определение внешнего окружного модуля                                                     13

7.5. Уточненное значение внешнего делительного диаметра колеса                   13

7.6. Определение углов делительных конусов                                                       13

7.7. Определение внешнего конусного расстояния и длины зуба                        13

7.8. Определение внешнего делительного диаметра шестерни                            13

7.9. Определение среднего делительного диаметра шестерни                             13

7.10. Определение внешних диаметров колес по вершинам зубьев                     13

7.11. Определение среднего окружного модуля                                                     14

7.12. Коэффициент ширины шестерни по среднему диаметру                             14

7.13. Определение средней окружной скорости колес                                          14

7.14. Определение коэффициента нагрузки                                                            14

7.15. Проверка контактного напряжения                                                                14

7.16. Определение сил в зацеплении                                                                       14

7.17. Проверка зубьев на выносливость по напряжениям изгиба                       15

8. Предварительный расчет валов редуктора                                                         16

8.1. Крутящие моменты в поперечных сечениях валов                                         16

8.2. Ведущий вал                                                                                                        16

8.3. Ведомый вал                                                                                                        16

9. Конструктивные размеры шестерни и колеса                                                    17

9.1 Конструктивные размеры шестерни                                                                  17

9.2. Конструктивные размеры колеса                                                                      17

10. Конструктивные размеры корпуса редуктора                                                  18

10.1 Толщина стенок корпуса и крышки                                                                 18

10.2. Толщина фланцев корпуса и крышки                                                             18

10.3. Диаметры болтов                                                                                              18

11. Расчет параметров цепной передачи                                                                 19

11.1. Определение числа зубьев                                                                               19

11.2. Шаг однорядной цепи                                                                                      19

11.3. Скорость цепи                                                                                                   19

11.4. Окружная сила                                                                                                  19

11.5. Проверка давления в шарнире                                                                        19

11.6. Определение межосевого расстояния                                                            19

11.7. Определение сил, действующих на цепь                                                       20

11.8 Определение диаметров ведущей звездочки                                                 20

11.9. Проверка коэффициента запаса цепи на растяжение                                   20

11.10 Определение размеров ведущей звездочки                                                  20

12. Первый этап компоновки редуктора                                                                 21

13. Проверка долговечности подшипников                                                            22

13.1. Ведущий вал                                                                                                      22

13.2. Ведомый вал                                                                                                      25

14. Проверка прочности шпоночных соединений                                                  28

14.1. Ведущий вал                                                                                                      28

14.2. Ведомый вал                                                                                                      28

15. Уточненный расчет валов                                                                                   29

15.1. Ведущий вал                                                                                                      29

15.2. Ведомый вал                                                                                                      30

16. Посадки основных деталей редуктора                                                              32

17. Выбор сорта масла                                                                                               33

18. Сборка редуктора                                                                                                34

19. Список литературы                                                                                             35

1. Введение.

Курсовой проект имеет целью научить студента основам конструкторского дела на примере проектирования деталей и машин общего назначения.

Проект выполняется в четыре стадии: эскизный проект, технический проект и рабочая документация.

Эскизный проект. На этой стадии должен быть выполнен общий вид привода на стадии «Эскизный проект» с максимальными упрощениями (по ГОСТ 2.119-73 и другим стандартам ЕСКД). На этой стадии проектирования разрабатывается схема деления изделия на составные части (по ГОСТ 2.711-82).

Технический проект. На этой стадии должен быть выполнен общий вид редуктора привода в достаточном для полного представления всех элементов редуктора количестве проекций с необходимыми разрезами, сечениями.

   Рабочая документация. В рабочей документации разрабатывают спецификацию, определяющую состав редуктора, и выполняют рабочие чертежи двух сопряженных деталей. При этом выбирают посадки деталей; определяют предельные отклонения размеров, формы и расположения поверхностей; задаются шероховатости.

2. Исходные данные.

1. Частота вращения выходного вала привода – 130 об/мин;

2. Мощность на выходном валу привода – 2,6 кВт;

3. Срок службы привода – 20000 часов;

4. Привод реверсивный.

3. Подбор электродвигателя.

3.1 Определение требуемой мощности электродвигателя

Определяем общий коэффициент полезного действия (КПД):

, [3, стр 4]

где η_кон=0,96 – КПД закрытой конической передачи [3, стр 5];

      η_цеп=0,9 – КПД цепной передачи [3, стр 5];

      η_потер=0,99³ – потери на трение [3, стр 5];

     η_муфты=0,99 – КПД муфты [3, стр 5];

;

Определяем требуемую мощность двигателя по формуле [7, стр 40]:

=

=

3.2 Определение требуемой частоты ротора электродвигателя

Общее передаточное число привода рассчитываю по формуле:

где u_кон=1-4 – рекомендуемый диапазон передаточных чисел закрытой конической передачи;

u_цеп=1,5-4 – рекомендуемый диапазон передаточных чисел открытой цепной передачи;

_;

;

_;

Частота вращения двигателя:

, тогда

;

;

;

.

По каталогу [7, табл П1] выбираем асинхронный электродвигатель 4АМ100L6Y3, у которого номинальная частота n _ном=950 об/мин. Тогда передаточное число привода с выбранным электродвигателем:

;

=
4. Разбивка передаточного числа по ступеням, определение частот вращения и угловых скоростей валов.

В первом приближении принимаем для данного привода передаточные числа для конической и цепной передач равными:

Округляем полученные значения до ближайших стандартных величин [3, стр 43]:

Определим погрешность округленной величины передаточного числа по сравнению с требуемой величиной передаточного числа, обеспечивающей заданную частоту вращения выходного вала привода с выбранным электродвигателем:

=, что допустимо.

Частоты вращения валов привода с выбранным электродвигателем 4АМ100L6Y3 и рассчитанными выше значениями передаточных чисел открытой и закрытой передач будут равны:

n₁= n _ном=1434 oб/мин;

=;

=.

Тогда  угловые скорости валов привода будут следующими:

5. Определение моментов на элементах привода.

5.1 Определение мощностей на элементах привода

где Р_двиг – мощность, развиваемая электродвигателем при работе привода;

       Р_вх.ред – мощность на входе редуктора;

       Р_ш – мощность на шестерне;

       Р_к – мощность на колесе;

       Р_{вых.ред} - мощность на выходе редуктора;

       Р_вых.зв - мощность на входной звездочке цепной передачи;

       Р_{вых.прив} - мощность на выходе привода.

5.2 Определение крутящих моментов на элементах привода

где Т_дв – крутящий момент, развиваемый электродвигателем при работе привода;

Т_вх.ред – крутящий момент на входном валу редуктора;

       Т_ш – крутящий момент на шестерне;

       Т_к – крутящий момент на колесе;

       Т_{вых.ред} – крутящий момент на выходном валу привода;

       Т_вых.зв – крутящий момент на входной звездочке цепной передачи